폐기물, 바이오매스, 석탄, 정유공장 부산물 등을 청정하면서 이용이 편리한 가스 형태인 합성가스로 변화시켜 발전과 화학원료 생산과 같은 고부가가치로 활용 가능한 가스화 기술은 최근 환경과 청정에너지 관점에서 국제적으로 관심이 높아져 사업 기회가 점점 증가하고 있다. 합성가스 이용 발전기술은 가스엔진, 연료전지, 가스터빈, 스팀터빈으로 분류되고 중･소규모 시설의 경우 현재 가스엔진 기술이 가장 일반적으로 적용되고 있다. 합성가스 이용 가스엔진 발전의 경우 공기 또는 산소부화 조건에서의 비용융 가스화가 일반적으로 적용되며 이때의 가스화기 반응온도는 900~1100℃이고, 합성가스 내 H2, CO 이외의 CH4, C2H4, C3H8 등의 탄화수소를 일부 포함하고 있으며, 발열량 900~1,600 kcal/kg정도이다. 본 연구에서는 폐기물 처리량 기준 8톤/일급 규모의 가스화 발전 파일럿 플랜트에서의 생활폐기물 비성형 고형연료로부터 생산된 합성가스를 이용하여 500 rpm 저속엔진을 이용한 합성가스 조성에 따른 발전특성과 연소특성을 파악하였다. 실험결과 본 연구에 사용된 저속 가스엔진을 통한 합성가스 내 탄화수소류의 연소율은 최대 100%를 보였으며, 동일 합성가스 발열량 기준 탄화수소류의 농도 변화는 가스엔진 발전량에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

폐기물은 이제 단순한 처리대상 물질이 아니라 에너지를 회수할 수 있는 하나의 자원으로 인식되고 있으며 이에 대한 효율성 증대와 상용화를 위해 정부의 주도 하에 다양한 정책들이 계획되어 진행되고 있다. 이러한 정책의 요점은 가까운 미래에 에너지의 확보가 국가차원의 생존 및 경쟁력에 문제점을 가져올 수 있으며 이에 대한 새로운 재생 가능한 에너지의 수급방법에 대한 기술력 확보가 필요하다는 것이다. 폐기물로부터 합성가스를 생산하는 가스화 운전기술 최적화 도출은 효율적인 에너지 생산 및 재활용 기술 개발을 한 단계 더 나은 폐기물 처리방법으로 각광 받을 수 있다. 또한 가스화를 통한 양질의 합성가스는 스팀발전, 고효율 가스엔진 등의 연료로 사용 되어 에너지 회수효율을 높일 수 있다. 본 연구에서는 SRF pilot 가스화 플랜트 최적 운전 조건 도출을 위해 운전인자로는 공기비, 충진율, 산화제 분배율이 있으며, 성능지표로는 냉가스 효율, 탄소 전환율, 합성가스 생산량, 발열량, 조성 등을 지표로 정의하였다. 그리고 성능지표 기준 및 가중치를 설정 후 26조건의 SRF pilot 가스화 실험을 진행하였으며, 실험 결과를 분석하여 최적운전 조건을 도출하였다. 실험조건은 공기비 0.21~0.36, 가스화 반응기 SRF 충진율 35~65%, 산화제 분배율은 0~7.5%로 설정하여 실험을 진행하였으며, 공기비, 충진율이 증가할수록 냉가스효율 및 탄소전환율이 증가되었고, 산화제 분배율에서는 냉가스 효율은 2차 산화제 분배율이 3%에서 가장 좋은 결과를 보였으며, 탄소전화율은 2차 산화제의 공급비율이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 추후 공기비를 증가시킨 조건에서의 가스화 특성을 추가 파악 할 필요가 있음을 확인하였다.

고형연료는 사용되는 원료물질에 따라 크게 SRF(Solid Refuse Fuel)와 Bio-SRF로 구분될 수 있다. 또한 성형모양에 따라 Fluff 형태와 펠렛 형태로 나뉜다. 이렇듯 다양한 고형연료의 생산방식에 따라 고형연료를 사용하는 보일러와 관련된 기술은 기존의 보일러 기술에서 일부분을 개선하거나 새로운 아이디어를 추가하는 방식으로 개선되는 것이 일반적이다. 고형연료는 폐기물을 소각 또는 매립처리하면서 발생되었던 폐기물의 보관, 악취, 부산물에 의한 추가적인 오염과 같은 문제점들을 해결하는 많은 방법들 중 하나이다. SRF로 전환된 폐기물은 보관과 운송이 용이하며 일반적인 폐기물에 비해 높은 발열량과 연소효율의 장점이 있다. 런던협약에 의해 2013년부터 슬러지의 해양투기가 금지되었고 2016년에 개최된 파리협정의 신기후변화체제에 대응하기 위한 관련 기술의 개발이 요구되고 있다. 해양투기금지가 대두되었을 당시에는 탈수 후 매립하거나 탈수 후 건조하여 소각하는 방법이 주류를 이루었으며, 미생물을 이용한 바이오가스를 생산하는 기술이 개발되었다. 하지만 하수슬러지의 발생량이 증가하고 있으며 매립을 제외한 처리시설에서의 처리량에 한계가 있어 처리기술의 다변화가 필요하다. 본 연구에서는 Bio-SRF를 이용하는 보일러와 관련된 기술개발의 흐름과 신규기술 또는 개선기술에 대한 특허 출원을 목적으로 기술동향의 흐름을 분석하였다. Bio-SRF는 수열탄화 반응기에서 생산되며 연소보일러에서 발생되는 열에너지는 다시 수열탄화반응기의 반응에너지로 이용된다. 유사기술에 대한 특허출원의 동향을 분석하여 향후 기술개발 및 특허출원의 참고자료로 활용될 예정이다.

본 연구에서는 화장품 신소재 개발을 위해 한의약적 포제법을 적용하여 흰점박이꽃무지 추출물을 제조하 고 포제방법에 따른 항염 및 미백활성을 평가하였다. 모든 실험은 생(生), 1회 초법(炒法), 2회 초법(炒法), 3회 초법(炒法), 증법(蒸法)을 적용한 흰점박이꽃무지를 이용하였다. 각 포제법을 적용한 흰점박이꽃무지의 용매별 (80% 에탄올, 50% 에탄올, 에틸아세테이트, 헥산) 추출물에 대한 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거 활성은 각각 85.5, 22.4, 37.0 및 19.4%의 효과를 나타내었다. 따라서 이후의 실험은 항산화 활성 이 가장 큰 80% 에탄올 추출물을 이용하였다. 포제법을 적용한 흰점박이꽃무지 추출물과 포제법을 적용하지 않은 추출물 모두 농도 의존적으로 항산화능을 나타냈으며, 500 μ g/mL 농도에서 포제법을 적용한 3회 초법 및 증법은 superoxide dismutase (SOD)-like 활성이 각각 62.9 및 55.9%를 나타냈다. Lipopolysaccharide (LPS)로 염증이 유도된 RAW 264.7 세포에 포제법을 적용한 흰점박이꽃무지 추출물을 처리하였을 때, LPS를 단독으로 처리한 양성 대조군보다 포제법을 적용하지 않은 흰점박이꽃무지 추출물(38.0%), 1회 초법(41.0%), 2회 초법(69.8%), 3회 초법(70.1%), 증법(78.5%) 순으로 염증 매개물질인 NO･ 생성이 유의적으로 감소하였 다. 세포 내 tyrosinase 저해 활성 및 멜라닌 생합성 저해 효과를 확인한 결과, 농도 의존적으로 tyrosinase 저해 활성 및 멜라닌 생성 억제 활성을 나타내었다. 포제하지 않은 흰점박이꽃무지 추출물은 500 μ g/mL 농도에 서 α-MSH만 처리한 대조군과 비교하여 멜라닌 생합성을 90.7% 감소시켰다. 이상의 결과들은 항염이나 미백 활성이 있는 화장품 소재 개발에 포제법을 적용할 수 있음을 시사한

신재생에너지의 보급 확대로 인해 2001년 발전차액제도(FIT)에서 2012년 신재생에너지공급의무화제도(RPS)로 국내 신재생에너지 정책이 변화하였으며 이에 다양한 바이오매스 에너지원에 대한 활용방안이 검토 및 도입되고 있다. 바이오매스를 이용한 연료생산에는 선진기술개발이 요구되고 있으며, 최근 폐목재를 기반으로 한 Torrefaction 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 수분함량이 높고 발열량이 낮은 단독 폐바이오매스를 사용한 고형연료 생산 시, 투입되는 에너지 소비량이 높아 경제성이 낮으므로 발열량이 높은 폐바이오매스와 발열량이 낮은 폐바이오매스를 함께 사용한 혼합 폐바이오매스를 고형연료화함으로써 소요되는 에너지 소비량을 낮출 수 있다. 혼합 폐바이오매스를 이용한 Torrefaction을 통하여 고형연료 생산품질 기준에 적합한 적정 운전조건을 도출하는 것이 Scale-up 설계에서 중요하다. 본 연구에서는 Bench급 간접가열 로타리킬른 방식 Torrefaction reactor에서 폐목재 및 하수슬러지 혼합 폐바이오매스를 이용하여 반응온도 및 체류시간에 따른 고형연료 생산 특성을 조사하였다. 폐목재 단일 시료를 반탄화하여 고형연료 생산 시 발생되는 경제성 및 시료공급의 문제를 개선코자 하수슬러지를 혼합 후 공급하여 혼합 폐바이오매스를 제조하였으며 이를 활용하여 반탄화 고형연료를 생산하였다. Bench급 반탄화 시스템의 반응온도(230~270℃) 및 반응기 내 체류시간(20~40분) 변화에 따라 고체수율은 51~70wt%, 발열량은 5,420~6,070Kcal/kg (HHV 기준)로 고형연료가 생산되었다. 고형연료 수율은 반응온도가 증가할수록 고체수율이 감소하였으나 발열량 등 고형연료의 품질은 증가하여 기존 선행연구 된 실험실 규모의 연구 결과와 동일함을 알 수 있었다. 본 연구를 통한 운전조건에 따른 Torrefaction 결과를 포함하여 Pilot 급 Scale-up 설계인자로 활용하였다.

본 연구에서는 C12-20 알킬글루코사이드, C14-22 알코올 및 베헤닐알코올로 구성된 액정에멀젼을 제조하 고 다양한 분석장비를 이용하여 구조분석을 실시하였다. 먼저 제조한 액정에멀젼을 편광현미경과 cryo-SEM을 이용하여 각각 액정에멀젼의 특징인 maltese cross 무늬와 다층 구조를 확인하였다. 또한, DSC를 이용하여 액 정상 형성을 확인하였고, small angle x-ray scattering (SAXS) 분석을 통하여 약 305 Å의 층간 간격을 갖는 다층 라멜라 구조를 확인하였다. 한편, wide angle x-ray scattering (WAXS) 분석을 통해 제조된 액정에멀젼 의 라멜라 구조를 이루고 있는 알킬 사슬 간 배열이 사방정계 구조로 되어 있음을 확인할 수 있었다. 액정에멀젼 구조 연구를 통해 얻어진 다양한 물성 정보는 향후 산업적으로 많이 이용될 것으로 기대된다.

본 연구에서는 드럼스틱 잎 추출물과 분획들의 항산화 활성 및 HaCaT 세포와 적혈구 세포에서의 세포보 호효과를 측정하였다. 모든 실험은 드럼스틱 잎의 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획 및 아글리콘 분획 을 이용하였다. 1,1-Diphenyl-2–picrylhydrazyl radical을 이용한 자유 라디칼 소거 활성(FSC50)은 50% 에 탄올 추출물(77.10 μ g/mL) < 에틸아세테이트 분획(20.63 μ g/mL) < 아글리콘 분획(17.00 μ g/mL) 순으로 증가하였다. 루미놀을 이용한 Fe3+-EDTA/H2O2계에서의 활성산소 소거 활성(총항산화능, OSC50)은 아글리콘 분획의 OSC50 값이 0.63 μ g/mL로 추출물 중 가장 큰 항산화능이 나타났으며, 이는 L-ascorbic acid (1.50 μ g/mL)의 항산화 활성보다 컸다. 1O2로 유도된 적혈구 세포 손상에 있어서 50% 에탄올 추출물 및 아글리콘 분획의 세포 보호 효과(τ50)는 10 μ g/mL에서 각각 46.9 및 122.1 min을 나타냈다. 이는 지용성 항산화제로 알려진 (+)-α-tocopherol (37.7 min)보다도 훨씬 큰 세포 보호 활성을 보여주었다. 400 mJ/cm2의 UVB를 HaCaT 세포에 조사하여 세포손상을 유도한 후 에틸아세테이트 분획 및 아글리콘 분획은 0.20 ∼ 1.56 μ g/mL 농도에서 농도 의존적으로 세포보호효과를 나타내었다. 이상의 결과들은 자외선에 노출된 피부에서 드럼스틱 잎 추출물과 분획들이 ROS 소거를 통하여 세포를 보호함으로서 화장품에서 천연 항산화제로서 사용 가능함을 시사하였다.

This paper was conducted experimental work to energy recovery and syngas production using a pilot scale fixed bed gasification process of solid waste. The temperature of gasifier bottom section was the highest at about 522 ~ 808oC. The syngas composition was contained CO 10.0 ~ 11.4%, H2 8.4 ~ 11.3%, CH4 3.7 ~ 3.9%, CnHm 3.3 ~ 4.3% with lower heating value 1,500 kcal/Nm3. About 68.8% of the waste and the air energy is converted to syngas. Approximately 8.4% is lost in heat of heat exchanger and cleaning process and about 0.8% of the heat energy is recycled into the gasifier in the form of preheated air. The electric power output rate was found to range 10.5 to 12.5 kW.

본 연구에서는 마테(Ilex paraguariensis)로부터 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획물 및 아글리 콘 분획물을 제조하였고 이들 추출물/분획물에 대하여 항산화능을 평가하였다. 추출물 및 분획물의 수율은 건조 분말 당 각각 32.0, 4.48 및 0.82%를 나타냈다. 1,1-Phenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 시험법을 이용한 자유 라디칼 소거 활성과 루미놀 발광법을 이용한 총 항산화능을 평가하였다. 50% 에탄올 추출물, 에틸 아세테이트 분획물 및 아글리콘 분획물의 라디칼 소거활성(FSC50)은 각각 8.83, 5.84 및 6.05 μg/mL이었다. 추출물 및 분획물의 총항산화능(OSC50)은 모든 추출물이 비교 대조군으로 사용한 L-ascorbic acid (1.72 μg/mL)과 유사한 항산화능을 나타냈으며. 50% 에탄올 추출물의 경우 OSC50은 1.03 μg/mL로 활성이 가장 큰 것으로 평가되었다. 1O2로 유도된 세포 손상에 대한 보호 효과 실험에서 모든 추출물은 10 μg/mL 농도에서 비 교 대조군인 (+)-α-tocopherol과 유의적으로 큰 세포 보호 활성(τ50)을 나타내었다. 특히 아글리콘 분획물 은 10 및 50 μg/mL 농도에서의 세포 보호 효과가 (+)-α-tocopherol 보다 약 5배나 크게 나타났다. 에틸아 세테이트 분획과 아글리콘 분획의 tyrosinase에 대한 저해 효과는 미백제로 알려진 알부틴과 유사하였다. 이상 의 결과들은 마테 추출물이 항산화 및 항노화 화장품 원료로서 응용 가능성이 있음을 시사한다.

본 연구는 한국 제천에서 재배된 감초(Glycyrrhiza uralensis Fisher, G. uralensis)를 대상으로 추출 조건(85% 에탄올, 추출 온도 및 시간)별로 추출한 추출물에 대하여 항산화 활성 및 항균 활성을 측정하고 이로 부터 최적의 추출 조건을 선정하여 감초 추출물을 화장품 원료로 개발하기 위한 제조 공정에 활용하고자 하였다. 실험에 사용한 시료는, 각 추출 조건에서 얻어진 추출물을 농축하여 분말로 한 시료(시료-1)와 추출물을 농축 하지 않고 추출물 원액을 그대로 사용한 시료(시료-2)이다. 항산화 활성은 라디칼 소거활성, 총항산화능, 활성 산소로 유도된 세포손상에서 세포보호효과를 측정하였다. 항균 활성은 피부 상재균에 대한 최소저해농도를 측정 하였다. 1,1,-Diphenyl-2-picrylhydrazyl를 이용한 라디칼 소거활성에서, 시료-1은 100 μg/mL에서 추출시 간이 6 h일 때가 12 h일 때보다 약 10% 정도 더 큰 라디칼 소거활성을 나타냈다. 반면에 시료-2의 라디칼 소거활성은 추출 시간에 따른 유의적 차이를 나타내지 않았다. 한편 동일 온도에서 12 h 추출한 추출물의 수율 은 6 h 추출한 경우의 수율보다 2.6배 더 컸다. 하지만 총 플라보노이드 함량은 1.1배 정도 더 크게 나타났다. 따라서 추출 시간이 길어도 총플라보노이드 함량은 거의 증가하지 않았음을 보여준다. 추출 조건별 감초 추출물 의 라디칼 소거활성, 총항산화능 및 세포보호효과가 추출물의 수율을 반영한 것이 아니라 추출물 중에 함유된 총플라보노이드 함량에 의존함을 나타내고 있다. 피부 상재균에 대한 항균 활성은 추출 조건별 동일 농도(시료 -1)에서 측정했을 때, 세 균주(S. aureus, B. subtilis, P. acnes)에 대해 25 및 40 ℃에서 추출된 감초추출물 (156 μg/mL)은 methyl paraben (2,500 μg/mL)보다 약 16배 정도로 매우 큰 항균 활성을 나타냈다. 결론적 으로 항산화 활성 및 항균 활성이 큰 감초 추출물의 최적 추출 조건은 85% 에탄올로 40 ℃에서 6 h 추출한 추출물이 최적임을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과, 화장품에 항산화 활성 및 항균 활성이 큰 감초 추출물을 원료화하기 위해서는 추출 조건별 추출물의 수율, 활성 성분의 수율, 추출물의 농도별 활성 평가와 추출 수율이 반영된 추출물 원액 자체의 활성을 종합 평가해서 추출 조건을 선정해서 원료의 제조 공정에 반영하는 것이 중요함을 시사한다.

본 논문에서는 양친매성물질인 C12-20 알킬글루코사이드, C14-22 알코올 및 베헤닐알코올로 구성된 액정 에멀젼을 제조하고 그 특성 및 in vitro 피부 투과 연구를 수행하였다. 액정 에멀젼의 배합비 실험 결과, C12-20 알킬글루코사이드 0.8%, C14-22 알코올 3.2% 및 베헤닐알코올 4%에서 선명한 액정 구조가 관찰되었다. 액정 에 멀젼과 비교군으로 O/W 에멀젼의 물리적 특성을 비교한 결과, 액정 에멀젼과 O/W 에멀젼의 점성은 각각 1871.26 ∼ 1.15 Pa⋅s 및 1768.69 ∼ 1.14 Pa⋅s이었으며, 전단응력은 액정 에멀젼은 190.45 ∼ 919.38 Pa, O/W 에멀젼은 178.68 ∼ 909.18 Pa로 측정되었다. 저장 탄성률은 액정 에멀젼은 4487.82 ∼ 8195.59 Pa, O/W 에멀젼은 3428.53 ∼ 9157.45 Pa, 탄성에 대한 점성의 비인 tan (delta) 값은, 액정 에멀젼은 0.23 ∼ 0.25, O/W 에멀젼은 0.43 ∼ 0.19로 나타났다. 경피 수분 함량 측정 결과, 액정 에멀젼은 O/W 에멀젼에 비하 여 사용 후 1 h부터 6 h까지 유의적으로 더 높은 피부 수분 함량을 나타냈으며, 경피 수분 손실에서는 30 min부터 4 h까지 유의적으로 수분 손실 억제 효과를 나타내었다. 글리시리직애씨드를 이용한 피부 투과 실험 결과, 24 h 동안 피부 투과량은 액정 에멀젼(64.58 μg/cm2), O/W 에멀젼(37.07 μg/cm2), 부틸렌글라이콜 용액(41.05 μg/cm2) 순으로 나타났고, 시간별 투과능 관찰 결과는 8 h 이후부터 액정 제형에서 피부 투과능이 증가하는 것으 로 나타났다. 결론적으로 액정 에멀젼은 피부의 보습 효과를 증진시킬 뿐만 아니라 기능성 소재의 효율적인 피부 전달체로서 응용 가능성이 있음을 시사한다.

장래 화석연료의 고갈 및 지구온난화에 대비한 대체에너지의 개발･보급이 시급함에 따라, 이제 폐기물은 새로운 자원으로 인식되고 활용하는 단계에 이르렀다. 우리나라는 세계 10위의 에너지 소비국으로써 97%를 수입에 의존하고 있는 실정이다. 국내 폐기물 관리는 매립, 소각 등의 처리방식에서 폐기물을 자원화 할 수 있는 자원순환형 폐기물 관리로 변화되고 있으며, 이러한 상황에서 생활폐기물의 다양한 처리기술을 통해 고부가가치의 에너지로 활용이 가능하며, 이 중 폐기물 가스화 기술은 열적처리 기술 중 진보적인 기술이다. 본 연구에서는 전처리된 생활폐기물을 고정층 pilot 공기가스화 시스템에서 가스화하여 합성가스를 생산하였으며, 고부가가치 에너지로 활용하기 위해 습식정제 장치를 구축하여 실험을 진행하였으며, 실험에서 발생된 정제폐수를 채취하여 폐기물관리법과 수질 및 수생태계 관련 법률에서 명시하는 40종의 항목에 대한 분석을 진행하였다. 분석결과 배출 허용 기준에 근접하거나 초과되는 주요 분석 항목은 수소이온농도, 부유물질, COD, BOD, 노말핵산 추출물질, 페놀류, 시안, 총질소, 벤젠, 생태독성(TU), DEHP(디에틸헥실프탈레이트), 아크로니트릴이 있으며 이에 대한 화학적·생물학적 처리 방법의 검토가 필요할 것으로 예상된다.

폐기물은 이미 하나의 자원으로서 인식되고 있으며 여러 가지 기술들의 실용화를 위한 노력들이 해외뿐만 아니라 국내에서도 활발히 진행되고 있다. 음폐수의 바이오가스화, LFG를 이용한 에너지 생산, 일부 바이오매스의 퇴비화, 화력발전소에서의 SRF (Solid Refuse Fuel, 고형폐기물연료) 혼소, 고효율 열병합 발전, 가스화 등이 있다. 본 연구에서는 SRF를 가스화의 가능성에 주목하였으며 반응기의 온도와 폐기물의 품질에 따른 합성가스의 특성에 대하여 연구하였다. 반응기의 온도는 산화제의 종류와 공급량에 따라 제어될 수 있으며 공기나 증기를 이용한 가스화의 경우 주요 반응 영역의 온도는 700~1,000℃ 정도의 범위에서 유지될 수 있으며 순산소를 이용할 경우 1,300℃ 이상의 고온영역에서 합성가스를 생산하게 된다. 이와 같은 방법의 차이에 의한 가스화 특성을 관찰하였다.

폐기물, 바이오매스를 원료물질로 하여 전기를 생산하는 시스템은 화석연료를 대체하고, CO2 배출을 저감시킬 수 있는 기슬로 평가되고 있어, 기술의 적용에 대한 관심이 매우 집중되고 있다. 아직도 인도를 포함한 남부아시아 지역 국가에서 거주하는 인구의 40% 이상의 사람들에게는 전기 사용 접근이 제한되거나 매우 어려운 것으로 알려져 있다. 따라서 폐기물, 바이오매스 가스화를 기반으로 하는 전기 생산 시스템은 이러한 국가의 지역사회에 전기를 공급할 수 있는 적절한 대안이 될 수 있는 것으로 평가되고 있다. 본 연구에서는 Pilot 규모에서 폐기물을 이용한 공기 가스화를 통해 생산된 합성가스를 연료로 이용하여 가스엔진과의 연계를 통해 전기를 생산하는 시스템을 개발하였다. 가스화기 상부에서 폐기물을 투입하고 산화제인 공기는 가스화기 측면에서 투입하였으며, 반응된 가스는 하부로 배출되는 하향식 고정층 방식의 장치를 이용하여 가스화에 의한 합성가스 생산하고 이를 가스엔진의 연료로 사용하였다. 합성가스 엔진은 주파수 60Hz, 회전수 1,200rpm, 최대출력 20kW급의 사양을 가진 것을 이용하였다. 가스엔진 운전 초기에는 원료 합성가스의 일부만을 유입하여 가동을 실시하였고, 안정하게 유지시 전량을 유입하여 가스엔진을 가동하였다. 합성가스의 조성은 CO 9.8 ~ 15.2%, H2 6.8 ~ 10.9%, CH4 3.4 ~ 4.7%으로 나타났으며, 30.2 ~ 34.6 Nm³/h의 합성가스를 유입하여 약 13.1 ~ 16.4 kW의 전기를 생산할 수 있었다.

국내 중･소규모 지자체의 중･소규모 생활폐기물 소각시설은 에너지 이용을 할 수 없거나, 에너지 회수율이 낮게 활용되고 있다. 중･소규모 생활폐기물 소각시설의 폐열보일러에서는 품질이 낮은 스팀을 생산하므로 스팀터빈을 적용한 경우에는 발전효율이 매우 낮으며, 대부분 생산 스팀을 활용할 시설이 없는 실정이다. 이러한 미활용 되고 있는 중･소규모 지자체에 적합한 고효율발전이 가능하고 열풍 또는 온수 이용이 가능한 폐기물 가스화 발전시설을 보급 가능성을 검증하기 위해 생활폐기물이 1일 50톤 정도 발생하는 지자체에 공기사용 생활폐기물 가스화 가스엔진발전플랜트를 구축하여 성능검증을 수행하고 있다. 본 연구에서는 30톤/일급 상용규모 고정층 공기사용 가스화로에서 생산된 합성가스를 가스엔진 발전시스템에 의해 전력생산량과 50톤/일급 가스화용 생활폐기물 전처리시설 및 가스화발전 시설의 소내 사용전력을 고찰하였다. 반입기준의 생활폐기물 50톤/일급 전처리 및 30톤/일급 가스화 발전 시설의 판매 가능한 전력량을 운전결과를 통해 고찰하였다. 공기사용 고정층 가스화 Pilot 시스템을 이용한 연구에서는 가스엔진 발전이 가능한 합성가스 생산을 위해서는 폐기물의 저위발열량을 3,500 kcal/kg이상으로 전처리 해야 하는 설계조건으로 도출되었다. 본 연구에서 사용한 50톤/일급 전처리시설을 이용하여 파쇄, 선별 및 탈수를 진행하였고, 건조는 진행하지 않은 전처리된 생활폐기물을 공기사용 가스화를 통행 생산된 합성가스를 이용하여 가스엔진 발전시스템에서 생산한 전력량은 약 800 kWe 이상 생산 가능함을 확인하였다. 또한 전체 소내전력 사용량은 약 250 kWe으로 전력판매량은 약 550 kWe로 도출되었다. 폐기물 가스화 발전의 경우 가중치가 1.0이므로 3,960 REC/yr 확보가 가능한 것으로 산출되었다.

본 연구에서는 갈조류인 감태의 추출물과 그 분획들의 항산화 활성을 측정하였다. 모든 실험에서 감태의 50% 에탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획, 아글리콘 분획을 사용하였다. DPPH (1,1-diphenyl-2-pic-rylhydrazyl)법을 이용한 자유 라디칼 소거 활성(FSC50)에서 에틸아세테이트 분획(FSC50 = 6.98 µg/mL)과 아글리콘 분획(7.03 µg/mL)은 비교물질인 (+)-α-tocopherol(8.98 µg/mL)과 유사한 활성을 나타냈다. 루미놀 발광법을 이용하여 Fe3+-EDTA/H2O2계에서 활성산소 소거 활성(총 항산화능, OSC50) 결과, 모든 추출물과 분획들 중에서 아글리콘 분획(OSC50 = 14.48 µg/mL)이 가장 큰 항산화능을 나타내었으나, 강력한 항산화제인 L-ascorbic acid (6.88 µg/mL)보다는 낮았다. 1O2로 유도된 사람 적혈구 세포 손상에 있어서 50% 에탄올 추출물은 5 ∼ 50 µg/mL에서 농도 의존적인 세포보호 효과를 나타냈다. 10 µg/mL에서 에틸아세테이트 분획과 아글리콘 분획의 세포보호 효과(τ50)는 각각 442.0 min 및 539.9 min으로 세포보호 활성이 크게 나타났다. 3종류의 감태 추출물 및 분획은 10 µg/mL에서, 비교물질인 지용성 항산화제 (+)-α-tocopherol (40.6 min)보다 훨씬 더 큰 세포보호 활성을 나타냈다. 이러한 결과들은 감태 추출물과 그 분획물들이 항노화 관련 화장품 분야에서 항산화제로서 이용 가능성이 있음을 시사하였다.

본 연구에서는 명월초 추출물의 메탄올 분획물과 아글리콘 분획물을 제조하였고, 이들에 대한 항산화 활성을 측정하였다. 항산화 활성 측정은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazil (DPPH) radical을 이용한 프리 라디칼 소거활성, 루미놀 발광법을 이용한 활성산소 소거활성(총 항산화능) 및 활성산소(1O2 등)로 유도된 세포손상에 있어서 세포 보호 효과를 측정하였다. 명월초 추출물의 프리 라디칼 소거활성(FSC50)은 메탄올 분획이 90.25 μg/mL이고, 당을 제거한 아글리콘 분획은 81.38 μg/mL를 나타내었다. 총 항산화능(OSC50)은 메탄올 분획 16.96 μg/mL, 아글리콘 분획 12.30 μg/mL로, 프리 라디칼 소거활성 및 활성산소 소거활성 모두 아글리콘 분획에서 큰 활성을 나타내었다. 1O2로 유도된 사람 적혈구의 세포손상에 대한 보호 효과는 τ50 값으로 확인하였다. 5 μg/mL 농도에서 메탄올 분획 및 아글리콘 분획의 τ50이 각각 36.7 및 76.1 min으로, 비교 물질인 (+)-α-tocopherol (35.4 min)과 비교했을 때 아글리콘 분획이 약 2배 더 큰 세포 보호 효과를 나타내었다. 이러한 결과들은 명월초 추출물의 아글리콘 분획물이 항노화 관련 화장품에 있어서 항산화소재로서 응용가능성이 있음을 시사하였다.

본 연구에서는 국내산 자색고구마(Ipomoea batatas L. Lam.) 추출물을 제조하고 이들 추출물에 대하여 항산화 활성을 측정하였다. 자색고구마 추출물은 70% 에탄올 추출물과 그 추출물로부터 에틸아세테이트 분획으로 제조하였다. 추출물 및 분획의 수율은 건조 분말 당 각각 39.2% 및 3.49%이었다. 이들 추출물/분획에 대한 항산화 활성을 확인하기 위해 자유 라디칼(1,1-phenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성과 루미놀 발광법을 이용한 총항산화능 그리고 세포손상에 대한 보호효과를 측정하였다. 자유 라디칼 소거활성(FSC50)은 70%에탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획이 각각 90.16μg/mL와 7.69μg/mL를 나타내었다. 비교 대조군으로 사용한 (+)-α-tocopherol의 라디칼 소거활성은 8.98μg/mL로, 에틸아세테이트 분획의 라디칼 소거활성이 보다 큼을 알 수 있었다. 루미놀 발광법을 이용한 70% 에탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획의 총 항산화능(OSC50)은 각각 5.75μg/mL와 1.92μg/mL이었다. 비교 대조군으로 사용한 항산화 효능이 매우 우수한 L-ascorbic acid의 항산화능은 1.50μg/mL로 추출물의 에틸아세테이트 분획과 유사한 활성을 나타내었다. 1O2로 유도된 사람 적혈구의 세포손상에 대한 보호 효과 실험에서 에틸아세테이트 분획은 농도 의존적(5∼50μg/mL)으로 세포보호 효과를 나타내었다. 에틸아세테이트 분획의 세포보호활성(τ50)은 5μg/mL에서 45.6 min으로 모든 농도에서 비교 대조군인 (+)-α-tocopherol 보다 더 높은 세포보호 효과를 나타내었다. 이상의 결과들로부터 자색고구마의 에틸아세테이트 분획은 뛰어난 항산화능을 나타내며, 이는 피부노화 억제를 위한 항노화 기능성 화장품원료로 응용될 수 있는 가능성을 시사하였다.

본 연구에서는 수영 전초 추출물에 대하여 항산화 활성 평가와 성분 분석을 실시하였다. 실험에는 수영전초의 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획, 아글리콘(aglycone) 분획을 사용하였다. 자유라디칼 소거활성(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH, FSC50)의 크기는 아글리콘 분획 > 에틸아세테이트 분획 > 50% 에탄올 추출물 순으로, 아글리콘 분획(45.10μg/mL)이 가장 큰 라디칼 소거활성을 나타냈다. Fe3+-EDTA/H2O2계를 이용한 활성산소 소거활성(총항산화능, OSC50)도 에틸아세테이트 분획 > 아글리콘 분획 > 50% 에탄올 추출물 순으로 에틸아세테이트 분획(2.68μg/mL)에서 가장 큰 항산화능을 나타내었다. 에틸아세테이트 분획의 총항산화능은 수용성 항산화제로 알려진 L-ascorbic acid (6.88μg/mL)보다 큰 것으로 나타났다. 활성산소인 1O2으로 유도된 사람 세포 손상에 있어서, 수영 전초 추출물은 모두 농도 의존적(1∼25μg/mL)으로 세포보호 활성을 나타내었다. 특히 아글리콘 분획(τ50, 104.80 min)은 가장 큰 세포 보호 활성을 나타내었다. TLC, HPLC, LC/ESI-MS/MS을 이용하여 수영 전초 추출물 중 에틸아세테이트 분획에 대하여 성분 분석을 실시하였다. 그 결과, 에틸아세테이트 분획은 orientin, isoorientin, vitexin, isovitexin 등의 플라보노이드가 함유되어 있음을 확인하였다. 이상의 결과들은 수영의 전초 추출물이 1O2을 비롯한 활성산소종을 소광 또는 소거함으로써 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리키며 항노화 기능성 화장품 원료로서 응용 가능성이 있음을 시사한다.

사업장에서 배출되는 폐기물은 음식물이 거의 없으며 액상의 경우 오니 또는 유기용제로 분류되어 지정폐기물로 따로 처리되고 있어 함수율이 비교적 낮다. 이러한 이유로 파쇄나 선별과 같은 비교적 간단한 전처리를 통해 효율적으로 재자원화가 가능하다. 이렇게 가공된 폐자원은 각종 산업설비의 보조연료로써 사용되기도 하며 기술적 선진국인 유럽과 일본에서는 전용 보일러가 도입된 발전시설의 연료로 사용될 수 있다. 최근에는 화석연료의 가격상승과 맞물려 화학원료의 생산단가 상승으로 이어지고 있으며 원가절감을 위한 화석연료의 대체에 폐자원의 활용이 효과적일 것으로 전망된다. 본 연구는 폐자동차를 재활용하고 남은 잔재물(ASR, Automobile Shredder Residue)과 폐기물 고형연료(SRF, Solid Refuse Fuel)를 제조하는 과정에서 발생되는 부산물을 가스화용융 시스템에 적용하였다. 폐기물의 종류와 투입 속도, 산화제 및 보조연료의 공급 조건의 변화에 따라 합성가스의 생산에 미치는 영향에 대해 고찰하였으며 사용된 폐기물의 발열량은 약 4,000 ~ 6,500 kcal/kg이었으며 가스화용융로의 반응 온도는 약 1,200 ~ 1,500℃의 범위에서 운전되었다.