본 연구에서는 반도체 세정공정에서 발생되는 IPA를 재활용하기 위하여 NaA 제올라이트 막을 이용한 투과증발 공정을 검토하기 위한 기초실험을 수행하였다. 공정에 사용한 NaA 제올라이트 막은 전 농도 범위에서 우수한 분리성능을 보였고, 고온조작에서도 분리성능이 매우 우수하였다. 조작온도 50에서 공급원액의 농도가 90 wt%일 때, 투과유속은 약 1,500 g/m2/hr분리계수는 1,000 이상을 얻을 수 있었다. 또한, 연속조작에서 IPA의 탈수농축에 따른 평균 투과유속은 약 1,000 g/m2/hr를 얻을 수 있었다.

Polysulfone을 술폰화하여 물-부탄올 용액의 분리를 위한 투과증발용 비대칭막을 제조하였다. 술론화제로는 chlorosulfoneic acid-trimethyulchlorosilane을 반응시킨 후 이용하였다. FT-IR과 1H-NMR을 이용하여 치환여부를 살펴보았고 술폰화정도는 역적정법과 1HH-NMR을 이용하여 구하였다. DSC와 TGA를 이용하여 열적특성변화를 알아보았다. 비대칭막을 제조하기 위하여 N-methyl-2-pyrrolidone(NMP)rhkdiethyleneglycol dimethyl ether (DGDE)의 혼합용매를 사용하였다. SEM을 이용하여 단면과 skinlayer 의 구조변화를 살펴보았다. 한 연구에서 제조한 비대칭막은 dense film에 비하여 물에 대한 선택도는 거의 변화가 없고 투과유량은 약 80배 정도 증가하였다.

글루탈알데히드와 황산을 이용하여 가교된 키토산 복합막을 제조하였다. 제조된 복합막은 글루탈알데히드와 황산용액을 이용하여 표면말을 선택적으로 가교하엿다. 제조된 키토산 막에서의 키토산과 아세트산간의 착체형성의 영향을 관찰하기 위하여 수산화나트륨으로 중화하여 성능을 비교하였다. 황산으로 표면을 가교한 경우 코팅된 활성층의 투과증발에 대한 영향을 관찰하였다. 글루탈알데히드로 가교된 키토산복합막은 지지체의 종류를 변화시키면서 투과증발성능을 비교하였다. 지지체의 순수투과성능이 증가할수록 투과유량은 비슷한 값들을 유지하였으며, 선택도는 증가하다가 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 수산화나트륨으로 키토산을 중화시킨 경우에는 선택도는 감소하였고 투과유량은 유지되는 경향을 나타내었다. 황산을 이용하여 표면을 이온가교시킨 경우 키토산 복합막은 활성충우ㅏ 두께가 증가할수록 가교시간이 증가하여야 최적의 가교조건을 나타내었다.

물/에탄올 수용액에 대한 투과증발특성을 개선하기 위하여 키토산을 이용하여 키토산/폴리비닐알콜 블렌드, 인산화 키토산 복합막을 제조하였다. 키토산과 폴리비닐알콜은 조성을 변화시키면서 블렌드를 얻을 수 있었으며, 글루탈알데히드를 이용하여 가교 방법과 조건을 변화시켜서 가교된 키토산/폴리비닐알콜 복합막을 제조하였다. 가교 농도와 가교 시간이 증가할수록 선택도는 증가하였으며 투과유량은 감소하였다. 글루탈알데히드를 가교제로서 키토산용액에 직접 첨가한 경우가 표면만을 가교한 경우보다 우수한 투과증발 성능을 나타내었다. 또한 인산화반응을 통하여 반응시간에 따라서 인산화도가 조절된 인산화 키토산을 얻었으며 이를 이용하여 인산화키토산 복합막을 제조하였다. 반응시간이 증가할수록 인함량이 증가하였으며 더불어 인산기의 도입에 따른 친수성의 증가로 선택도의 증가가 나타났다.

The efficient cryopreservation of embryos requires optimal times of dehydration and rehydration This study was carried out to investigate the effect of various times of dehydration and rehydration The effects were evaluated through testing morphological normality and developmental ability of 1 cell mouse embryos which were ultrarapidly frozen and thawed. The 1 cell embryos were dehydrated for 1.5, 3, 5, and 10 minutes using mPBS-BSA containing 3.SM DMSO and 0.25M sucrose on cooling chamber or on ice. After ultrarapidly frozen and thawed, they were rehydrated for 0, 0.5 and 5 minutes with mPBS-BSA containing 0.25M sucrose at room temperature. The results obtained were as follows: The embryos that were rehydrated for 0.5 minutes showed higher normality than the embryos for 0 and 5 minutes did. The embryos that were dehydrated for 10 minutes showed higher normality than the embryos for 1.5, 3, and 5 minutes did. The developmental ability of normal thawed-embryos was high in 10 minute dehydration treatment compared to other treatments. However, it was not affected by cooling methods (on ice and on cooling chamber) for embryo dehydration.

키토산용액을 다공성폴리술폰 한외여과막에 코팅을 하여 투과증발용 키토산 복합막을 제조하였다. 제조한 키토산 복합막을 디알데히드를 이용하여 화학적으로 가교하여 물-에탄올 혼합물의 투과증발 분리 실험을 행하였다. 화학적가교를 위하여 사용한 알데히드는 글리옥살, 테레프탈알데히드, 글루탈알데히드였으며, 이중 글루탈알데히드가 가장 우수한 가교효과를 나타내었다. 글루알데히드로 표면가교한 키토산 복합막에 대해서 조작온도와 가교조건에 따른 투과증발 성능을 관찰하였다. ATR-FTIR을 이용하여 글루탈알데히드로 표면가교한 키토산 못합막의 가교메카니즘의 고찰과 주사각도를 변화시키면서 표면으로부터의 가교정도 및 열처리에 의한 free 알데히드의 반응을 관찰하였다. 글루탈알데히드로 표면가교를 하는 경우 가교제의 사슬이 유동성을 가지고 있어서 가교시간의 증가에 따라서 선택도는 점차로 증가하다가 감소하여 최적치를 나타내고, 투과유량은 감소하였다.

대표적인 재료로서 바나나를 선정하여 건조방법과 조건에 따른 최적화에 사용할 수 있는 Ascorbic acid 저하속도와 비효소적 갈변속도에 대한 반응속도 예측 모델식을 결정하였다. Ascorbic acid 저하 속도와 비 효소적 갈변속도를 각각 1차반응, 0차반응으로, 두반응의 온도 의존성은 Arrhenius식으로 나타내어 SPSS Computer Program을 이용하여 실제 측정된 Ascorbic acid와 비효소적 갈변의 data에 가장 접근하도록 Parameter를 반복계산하여 찾았다. 얻어진 반응속도식에서의 Parameter값들은 R. SQUARE값이 평균 0.99이상이므로 살험치를 잘 예측하였으며 건조공정의 최적화에 이용될 수 있을 것으로 생각되어진다. Ascorbic acid 저하속도와 비효소적 갈변속도는 건조초기에 낮고 건조가 진행되어 수분함량의 감소와 함께 최대속도를 보이다가 서서히 감소하였다. 이때 동결건조의 경우가 가장 안정된 품질변화를 나타냈음을 알 수 있었다.

코발트는 합금산업에서 발생되는 산업 폐기물과 산성광산배수로 자연에 유입될 수 있으며 또한 고준위 방사성 폐기물을 구성하는 방사성 핵종(60Co)기도 하다. 스멕타이트는 이들을 흡착 격리하는데 유용하게 사용될 수 있는 광물이다. 본 연구에서는 기존에 특성이 잘 알려진 스멕타이트 중 The Clay Mineral Society (CMS)의 source clay인 Cheto-type montmorillonite (Cheto-MM)를 사용하여 가열에 의한 탈수 전후 광물의 층간수 존재 여 부에 따른 흡착 자리가 코발트 흡착에 미치는 영향을 평가하고, 흡착 속도 및 등온흡착식 모델을 적용하여 Cheto- MM의 코발트에 대한 흡착 기작을 연구하였다. 본 연구 결과 탈수 및 이에 따른 층간 수축에 의해 흡착 특성이 달 라지는 것을 확인할 수 있었으며, 코발트는 Cheto-MM의 층 모서리 자리에서의 흡착이 약 38%, 층간 내부에서의 흡착이 약 62%를 차지하는 것으로 확인되었고 Cheto-MM의 코발트 흡착은 층간 내부에 의한 영향이 큰 것으로 판 단된다. 이러한 흡착에 있어 흡착 속도 모델을 적용한 결과, Cheto-MM의 코발트 흡착 속도는 pseudo-second-order 모델로 설명되며 농도에 따른 흡착은 Langmuir 등온흡착 모델로 가장 잘 설명되었다. 본 연구는 몬모릴로나이트 의 흡착 자리에 따른 코발트의 흡착 양상에 대한 기본지식을 제공하고, 추후 고준위 방사성 폐기물 처분장에서의 스멕타이트의 흡착 거동을 예측하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

IPA는 에폭시 수지제조 등과 같은 화학물질 및 화학제품 제조업과 반도체 제조공정, LCD 제조공정 등과 같은 전자부품 제조업에서 많이 사용 하며, 의료용 물질 및 의약품 제조업에서 시약원료, 인쇄 및 기록매체 복제업에서 잉크의 용제로 쓰인다. 일반적으로 IPA를 사용하는 공정에 따라 다양한 중량%의 IPA가 포함된 폐수가 발생된다. 이렇게 발생된 폐수는 유기화합물, 그중에서도 알코올의 회수라는 측면에서 보면, 증류공정을 이용하여 분리농축 시 원 폐수의 IPA농도가 낮으면 경제성이 없으며 증류공정이 가능하더라도 공비혼합물을 생성하면서 87.9%의 IPA가 물과 함께 존재하여 분리･농축의 한계를 가진다. 한편으로 이러한 IPA폐수를 수처리라는 측면에서 보면, IPA의 농도가 너무 높아 IPA의 농도를 1%이하로 낮추어 희석･처리해야하는 또 다른 문제점이 상존한다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 투과증발분리막공정이 상용화 되었지만, 현재는 증류공정의 전 단계 공정으로써 이용되고 있다. 이와 다르게 증기투과분리막공정을 이용한다면 증류공정의 한계가 가지는 공비혼합물의 생성 없이 IPA폐수로부터 수분을 제거하여 IPA를 선택적으로 분리할 수 있고, 90~99 중량% 이상의 농도로 농축하여 재활용 할 수 있다. 본 연구는 증기투과분리막공정을 이용하여 30~80 중량%의 IPA를 증기투과공정으로 수분을 제거하여 90~99 중량% 이상의 농도로 농축하였으며 유입IPA의 농도, 유입유량, 온도, pH, 스윕 가스량 등 다양한 인자들에 대하여 최적화된 공정인자들을 도출하고자 하였다.

The preservation of pear germplasm, like that of other clonal germplasms, is difficult because it requires conservation of whole plants or their tissues. Among the currently available methods for long-term conservation of clonal germplasm, cryopreservation of shoot tips is the most reliable and cost- and space-effective option. Alginate-coated axillary shoot tips from in vitro−grown pear were conserved successfully in liquid nitrogen (LN) following dehydration. Shoot recovery from cryopreserved shoot tips was improved greatly after 8 weeks of cold acclimation, but recovery decreased slightly after then. The highest regeneration rate was observed when in vitro shoot tips were preincubated in MS (Murashige and Skoog) medium with 0.3 M sucrose for 48 h, and when alginate-coated shoot tips were precultured in MS medium with increasing sucrose concentrations (0.5 M and 0.7 M) for 8 and 16 h, respectively. When the encapsulated beads were dehydrated for up to 7 h [25% water content (fresh weight basis)] under laminar flow, the highest regeneration rate was observed in “BaeYun No. 3” (55.7%) and “Whanggeum” (43.3%) after warming from LN. This technique is useful as a practical procedure to cryopreserve plant material that is sensitive to freezing of the surrounding cryoprotectant medium. Therefore, this technique appears to be promising for the cryopreservation of shoot tips from in vitro−grown plantlets of pear germplasm.

Background: Dehisced ginseng seeds need to be stored at cold temperatures for around 3 months to break their physiological dormancy, and thus, to aid in gemination. In the presence of high moisture in such an environment, seed spoilage and pre-germination may lower seed quality and productivity. To improve seed quality during cold-stratification, the effects of seed dehydration and temperature were tested. Methods and Results: In early December, dehisced ginseng seeds were dehydrated at 4 different levels and stored at 2℃- 2℃, and –20℃ for 3 months. Germination was carried out on the filter papers moistened with distilled water; emergence of root, shoot, and seed spoilage were assessed. Seed viability was examined by the tetrazolium test. More than 90% of the seeds stored at 2℃ and –2 ℃ without drying or endocarp dehydration germinated, but seeds that were dehydrated to have a moisture content (MC) below 31% showed poor germination and lost their viability. In addition, the seeds stored at –20℃ failed to show effective germination. Conclusions: Seed storage after endocarp dehydration might help to improve seed quality and increase seedling's ability to stand during the spring-sowing of ginseng.

Recently, production of sewage and wastewater sludge have increased sharply with the population density and related industrial activity. As a result, studies of sludge treatment and reduction have been conducted and a pre-treatment method that uses thermal hydrolysis has emerged as a solution to this problem. To address problems with the thermal hydrolysis pre-treatment process, the deaeration and nitrogen recovery processes have been set up together, thus generating factors that inhibit dewaterability. In this study, the effect of pre-treatment, deaerated sludge on dewaterability-inhibiting factors (pH, temperature, aeration rate) was evaluated and alternative solutions were prepared. First, the dewaterability improvement effect increased rapidly at 190°C or higher when thermal hydrolysis pre-treatment was applied. Then, 1 L of thermal hydrolysis pre-treatment reactants at 190°C were injected into 1, 5, and 10 L/min air flows at 50°C, but no significant difference in capillary suction time (CST) or time to filter (TTF) was found. The dewaterability improved when the temperatures of the pre-treatment reactants varied between 30, 50, and 70°C under aeration at 5 L/min. However, when the pH was increased to 7, 9, or 11 at 5 L/min and 50°C, the dewaterability worsened by at least 10 times relative to the hydrolysis pre-treatment reactants. The zeta potential decreased from -30 mV to -50 mV as the pH increased. Thus, the stabilities and dispersities of the reactants increased due to the repulsive force of the particles. This was confirmed to be the cause of poor dewaterability. A coagulant can be used to solve to this problem, or the deaeration process can be placed after solid-liquid separation and the heat of thermal hydrolysis can be extracted via heat exchanger.

Dewatering for reduction of moisture content in sludge cake is one of the main procedure in sludge treatment processing. Through dehydration process, the volume of sludge cake are substantially decreased. It led efficiency improvement of further processing such as transport and disposal of sludge as well as drying cake could be utilized as solid refuse fuel. Microwave dryer is energy efficient process in comparison with thermal types. For these reason, we developed microwave dryer for real field applications. Firstly, with 4kW scale microwave dryer, operation conditions were optimized in terms of generator power, shape of drying champer, and height of microwave generator. Based on the results, 10kW scale microwave dryer was designed and manufactured successfully.

현재 우리나라의 슬러지 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이며, 해양매립이 금지됨에 따라, 슬러지의 처리방법과 활용방안이 시급해져 새로운 방법을 모색할 필요가 있다. 이 연구에서는 하수 처리 시 발생하는 잉여슬러지의 탈수성을 증대시켜 슬러지 케이크를 감소시키기 위해 초음파를 적용하였다. 초음파를 액체에 발사하면 액중에 수축과 팽창이 교대로 일어나며 수 만개 이상의 미세한 공동이 발생된다. 이 공동이 폭발하면서 발생한 에너지를 슬러지의 입자 파괴에 이용하여 슬러지의 탈수성을 증대시키고자 하였다. 이번 연구에서 사용된 슬러지는 김포하수처리장에서 채취한 탈수 전 슬러지이며 하수슬러지 7L에 초음파 조사시간(5min, 10min, 20min, 30min, 50min, 60min)에 조사강도 154W, 308W를 가하였다. 일반적으로 초음파 조사시간이 길어질수록 CST가 증가하는 경향을 보였다. 그러나 조사한 슬러지에 응집제를 첨가시 초음파 강도와 조사시간에 따른 CST 결과 154W에서 조사시간 5분, 10분일 때 CST가 가장 낮게 측정되었다. 또한 초음파 조사시간에 따른 원심분리실험을 실시하였다. 조사시간 5min, 10min일 때를 조사하지 않은 슬러지와 실험을 실시한 결과, 초음파에 조사된 슬러지가 초기 침하되는 속도가 더 빠르며, 최종침하량도 더 빨리 도달했다. 연구결과 초음파조사시간과 초음파 강도가 탈수성에 큰 영향을 주었다. 탈수성의 직접적 효과를 보기 위하여 조사시간 5~10min, 초음파 강도 154W를 가해야한다. 이를 잉여슬러지의 탈수능 향상에 도입시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

나트로라이트(Na-제올라이트)의 탈수현상에 따른 변화와 특성을 라만 및 X-선 회절실험을 통하여 고온, 동시적인 고온-고압 하에서 특성을 확인하였다. 고온실험은 최고 온도범위에 따라 ~450℃까지 증온한 XRD 실험에서는 가역적 변화를 관찰하였고, ~630℃까지 증온한 라만분광실험에서는 포스트라트로라이트로 상전이하는 비가역적인 변화를 관찰하였다. 감온과정 약 380℃에서 포스트 나트로라이트 상이 나타나는 온도구간을 본 연구에서 새롭게 확인하였다. 동시적인 고온-고압 하(상온 〈 T 〈 300℃, 0 GPa 〈 P 〈 2.1 GPa)에서 나트로라이트 분광선의 이동은 관찰되지 않았다.

Omija (Schizandra chinensis B.) slices were dehydrated with 20, 40, and 60% (w/w) red algae extract (RAE), and 40% of RAE was selected as the proper processing concentration considering the dehydration efficiency and cost of the dehydrating agent. The RAE-treated omija samples were compared with the hot-air dried samples in terms of the qualities such as the rehydration capacity and total phenolic contents. The rehydration ratios of the RAE-treated samples were greater than those of the hot-air dried samples by 31%. The total phenolic contents of the RAE-treated samples (1304.8 mg GAE/100 g) were higher than those of the hot-air dried samples (999.5 mg GAE/100 g). Therefore, omija slices can be dehydrated with RAE without quality loss.

비정질 실리카겔은 Si와 O로 이루어진 가장 간단한 화합물로서, 표면에 다양한 구조의 물과 수산기, 그리고 합성과정에서 형성된 유기 리간드(ligand)를 함유하고 있어, 지권, 수권, 그리고 생물권의 상호작용을 이해하는 모델 시스템으로서 의미를 갖는다. 본 연구에서는 17O NMR 분광분석을 통해 비정질 실리카겔의 Si-O-Si와 Si-OH 산소 원자환경의 차이를 규명하고자 하였다. 이를 위해 SiCl4의 수화반응을 통해 17O이 집적된 비정질 실리카겔을 합성하였다. 1H과 29Si NMR 분광분석 결과, 비정질 실리카겔 표면에는 다양한 수소결합 세기를 가진 물과 수산기 이외에, Si-O·sR 형태의 유기 리간드가 존재함을 확인하였다. 이와 같은 유기 리간드는 에탄올 또는 증류수를 이용해 비정질 실리카겔을 초음파 세척함으로써 상당부분 제거 가능하다. 17O NMR 분광분석 결과, 짧은 펄스 길이(0.175μs)를 이용한 17O NMR 스펙트럼에서 Si-O-Si와 Si-OH 산소원자 환경이 거의 구분되지 않고 나타나는 반면, 특정 실험조건(2μs 펄스길이)의 17O NMR 스펙트럼에서는 약 0 ppm에서 빠른 동역학적 특성을 가지는 Si-OH로 추정되는 피크가 관찰되었다. 이 피크는 비정질 실리카겔 표면의 유기 리간드가 제거됨에 따라 더 뚜렷하게 관찰되며, 이는 유기 리간드와 비정질 실리카의 산소원자 사이의 상호작용이 존재함을 지시한다. 이와 같은 상호작용은 비정질 실리카겔 표면의 수산기의 원자구조에 대한 정보를 제공하며, 이를 통해 규산염 지구물질의 탈수반응 기작에 대한 이해를 고양시킬 수 있다. 따라서 궁극적으로 지구물질의 탈수반응에 기인하여 일어나는 섭입대의 중간깊이(약 70~300 km)에서 일어나는 지진의 미시적인 원인에 대한 실마리를 제시할 것으로 기대된다.

This study was conducted to investigate the quality and organoleptic properties of dehydrated onions with steaming and heating. Sliced onions were treated as follows: steaming time (X1, 5∼25 min); drying temperature (X2, 55∼70℃) and drying time (X3, 4∼20 hr). All the variables were modelled and analyzed using a central composite design and response surface methodology (RSM). The coefficients (R2) of the water content and water activity model induced from RSM were 0.9514 (p〈0.01) and 0.9455 (p〈0.01), respectively. The water content and water activity were affected by the drying temperature and time. The R2 on the models of Hunter's L, a, b values were 0.9419 (p〈0.05), 0.8818 (p〈0.01) and 0.9360 (p〈0.01), respectively. Hunter's L, a, b values were affected by the drying temperature and time, but Hunter's b value was not affected by the steaming time. In addition, the R2 on the models of overall palatability was 0.8867 (p〈0.05). The maximum palatability response was 5.92 when the steaming time was 13.14 min, the drying temperature was 63.11℃ and the drying time was 14.49 hr.