본 연구는 전기투석과 용매추출을 융합한 희유금속 회수 공정에서 분리막과 음이온교환막의 개질을 통해 유기상 과 수상에 대한 분리막의 낮은 젖음성 및 AEM을 통한 수소이온 투과로 인한 금속이온의 회수 효율 감소를 개선하였다. 구체 적으로, 분리막 표면 중 한면은 polydopamine (PDA) 통한 친수성 개질, 다른 면은 SiO2 또는 graphene oxide를 통한 친유성 개질을 함으로써 분리막의 젖음성을 개선하였다. 또한, 음이온교환막의 표면을 polyethyleneimine, PDA, poly(vinylidene fluoride) 등을 이용, 개질해 수분 흡수(Water uptake) 감소 및 기공구조 변화를 통해 수소이온 수송을 억제해 수소이온 투과를 억 제할 수 있다. 개질된 막 표면 형상과 화학적 특성 및 조성은 주사전자현미경과 푸리에변환 적외선 분광법을 통해 확인되었 고, 이를 구리 이온 회수 시스템에 적용해 향상된 추출 및 탈거 효율과 수소이온 수송 억제능을 확인하였다.

고품질의 아가콩 음료개발을 위해 반응표면분석법에 의한 추출조건을 최적화 하였다. 아가콩 의 최적 볶음조건은 250 ℃, 30분으로 설정하였다. 추출시간, 추출온도에 따른 아가콩의 품질지표인 pH, 색도 및 이소플라본 함량은 1% 이내에서의 유의적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 추출온도와 추출시간이 길어질수록 이소플라본 함량은 높은 것으로 나타났다. 반응표면분석의 이소플라본 추출 공정 최적화 결과 추출온도는 99.5 ℃, 추출시간은 1.7 h으로 나타났으며, 이 조건에서 이소플라본의 최적 수 율은 10.63 μg/mL로 예측되었다.

Fresh Omija (Schisandra chinensis) has good marketability, but its quality is difficult to maintain during storage and distribution. Freezing and freeze-thawing treatments can be utilized for the quality maintenance and processing of cold press juice. In this study, the color, antioxidant properties, and the major components of soaked liquor from Omija with freeze-thawing treatment were analyzed during the extraction periods. Each of the frozen and freeze-thawed Omija samples was soaked in 35% ethanol, extracted for 15 days, and used for analysis. The frozen and freeze-thawed samples showed a tendency toward better color and higher antioxidant activity and major component levels than the controls, and freeze-thawing was the best. The results of this study showed that freeze-thawing treatment improved the color, antioxidant properties, and level of the major components of Omija soaked liquor, and freeze storage is suitable for making soaked liquor.

Rare earth magnets with excellent magnetic properties are indispensable in the electric device, wind turbine, and e-mobility industries. The demand for the development of eco-friendly recycling techniques has increased to realize sustainable green technology, and the supply of rare earth resources, which are critical for the production of permanent magnets, are limited. Liquid metal extraction (LME), which is a type of pyrometallurgical recycling, is known to selectively extract the metal forms of rare earth elements. Although several studies have been carried out on the formation of intermetallic compounds and oxides, the effect of oxide formation on the extraction efficiency in the LME process remains unknown. In this study, microstructural and phase analyses are conducted to confirm the oxidation behavior of magnets pulverized by a jaw crusher. The LME process is performed with pulverized scrap, and extraction percentages are calculated to confirm the effect of the oxide phases on the extraction of Dy during the reaction. During the LME p rocess, Nd i s completely e xtracted a fter 6 h, w hile D y remains as D y2Fe17 and Dy-oxide. Because the decomposition rate of Dy2Fe17 is faster than the reduction rate of Dy-oxide, the importance of controlling Dy-oxide on Dy extraction is confirmed.

본 연구는 인삼 잎의 이용증대를 위해 마이크로웨이브에 의한 인삼 잎의 잔류농약 추출효과와 발효 인삼 잎의 ginsenoside 유용 유도체의 전환 검토 및 품질 특성을 분석 하였다. 인삼 잎에 잔류되어 있는 tolclofos-methyl와 azoxystrobin을 microwave로 추출하기 위한 용매는 hexane이 가장 효율적 이었다. tolclofos-methyl와 azoxystrobin이 잔류되어 있는 인삼 잎에서의 microwave를 이용한 추출 최적 조건은 power 50∼95 watts, 추출용매는 hexane, 추출시간은 3분으로 나타났다. 인삼 잎 추출물의 발효에서 발효 전과 비교하여 Rg1과 Rb1은 감소한 반면 Rh1, Rg3, Rk1 및 Rh2는 발효 후 모두 증가한 것으로 나타났다. 특히 홍삼에서 대표적인 성분으로 알려져 있는 Rg3의 경우 발효전 2.77 ㎍/g에서 발효 후 균주의 종류에 따라 70.62∼77.61 ㎍/g으로 증가하였다. 7일간 발효 후 인삼 잎의 총 페놀성 화합물 및 전자공여능은 일부 균주에서는 발효전과 비교하여 감소하다가 다시 증가하는 경향을 나타내었으나, 발효가 진행됨에 따라 전반적으로 감소되는 경향을 나타내었다.

본 연구에서는 항암효과가 뛰어난 차가버섯의 초음파 추출 공정 최적화를 위해 반응표면 분석법으로 모니터링하여 최적 추출 조건을 설정하였다. 중심합성계획법에 따라 추출 시간(), 에탄올 농도(), 추출 온도()을 요인변수로 하고 추출 수율(), 총 페놀함량(), 총 플라보노이드함량(), 갈색도()를 종속변수로 하여 시행 하였다. 실험 결과 추출 수율은 에탄올 농도와 추출 온도에 영향을 받음을 알 수 있었다. 안장점에서 추출 조건이 추출 시간 20.47min(), 에탄올 농도 42.85%(), 추출 온도 ()일 때, 최대값 18.02%로 나타났다. 총 페놀함량 또한 에탄올 농도와 추출 온도에 영향을 크게 받았다. 최대값은 71.57mg GAE/g으로 나타났으며 이때의 추출 조건은 추출시간 21.60min(), 에탄올 농도 45.19%(), 추출 온도 ()로 나타났다. 총 플라보노이드함량은 추출 온도의 영향을 받은 것으로 나타났고 안장점에서 추출 조건은 추출 시간 22.53min(), 에탄올 농도 46.37%(), 추출온도 ()였고 최대값은 35.98mg RE/g으로 예측되었다. 갈색도는 추출 시간, 에탄올 농도, 추출 온도 이 세가지 조건 모두에 영향을 크게 받았다. 안장점일 때의 추출시간 22.00min(), 에탄올 농도 46.89%(), 추출 온도 ()의 조건에서 최대값이 예측되었다. 앞에서 얻은 결과들을 바탕으로 contour map을 분석한 결과 추출시간 21.50min, 에탄올 농도 44.87%, 추출 온도 의 최적 추출 조건이 예측되었다.

두릅을 반응표면 분석법을 이용하여 최적의 환류 추출 조건을 설정하였다. 중심합성계획법에 따라 추출 시간(X), 에탄올 농도(X), 추출 온도(X)를 요인변수로 설정하고 수율(Y), 페놀 함량(Y), 전자공여능(Y), 갈색도(Y), 환원당(Y)을 종속 변수로 하였다. 각 추출 조건에 따른 두릅의 수율의 예측된 정상점은 추출 온도 93.49oC, 에탄올 농도 15.68%, 추출 시간 316.58분에서 최대값 32.94%로 예측되었다. 총 페놀 함량은 모든 조건에 영향을 받았으나 특히 에탄올 농도에 큰 영향을 받았고 추출온도 97.41oC,에탄올 농도 28.4%, 추출시간 301.89분에서 1169.61 mg GAE/100 g으로 예측되었다. 각 추출조건에 따른 전자공여능을 측정한 결과 에탄올 농도에 큰 영향을 받았고 추출 온도는 94.78oC, 에탄올 농도 22.96%, 추출 시간은 323.05분에서 최대값 29.82%로 나타났다. 두릅의 추출조건에 따른 추출물의 갈색도도 모든 조건에 영향을 받았으나 특히 에탄올 농도에 큰 영향을 받았고 추출 온도 97.00oC, 에탄올 농도 38.35%, 추출 시간 321.82분에서 최대값인 0.30 O.D.를 나타냈다. 각각의 추출 조건에 따른 추출물들의 환원당을 측정한 결과 에탄올 농도에 가장 큰 영향을 받았고 추출 온도 87.62oC, 에탄올 농도 24.62%, 추출 시간 339.39분에서 최대값 1.04%로 나타났다. 실험 결과에 비추어 볼 때 두릅의 추출 공정에서 에탄올 농도가 가장 많은 영향을 미치는 것으로 사료된다. 두릅 추출물의 특성의 contour map을 superimposing하여 최적 추출조건의 범위를 예측한 결과 최적 추출 조건은 추출 시간 263.5분, 에탄올 농도 14%, 추출 온도 89.5oC로 예측되었다.

쇠비름내의 여러 가지 기능성 유용성분을 효율적으로 추출하기 위해서, 반응표면분석법(RSM)을 이용하여 유용 성분 용매 추출 조건을 최적화하였다. 쇠비름을 에탄올에 추출하여 반응표면 분석법으로 모니터링하여 최적 용매 조건을 설정하였다. 중심합성계획법에 따라 에탄올 농도 (), 추출 온도 (), 추출 시간 ()를 요인변수로 설정하고 총 페놀 함량(), 총 플라보노이드 함량(), 전자공여능(), 갈색도()을 종속 변수로 하였다. 쇠비름의 추출 조건에 따라 총 페놀 함량 측정결과, 총 페놀함량은 추출온도와 추출시간에 영향을 덜 받았고 에탄올 농도에는 영향을 받았고, 에탄올 농도는 46.23%, 추출온도는 , 추출시간은 2.49hr에서 최대값인 32.17mg/mL로 나타났다. 각각의 추출조건에 따른 추출물들의 총 플라 보노이드 함량 변화는 추출시간에 따라 영향을 받았으며, 에탄올 농도는 96.62%, 추출온도 , 추출시간 3.70hr에서 최대값이 58.28mg/mL로 나타났다. 쇠비름 추출물의 최적 추출조건을 contour map을 superimposing하여 예측한 결과, 최적 추출조건은 에탄올농도 70.3%, 추출온도 , 추출시간 3.3hr로 예측되었다. 각 추출조건에 따른 전자공여능(EDA)을 측정한 결과 에탄올 농도에 가장 영향을 많이 받았고, 에탄올 농도 52.95%, 추출온도 , 추출시간 4.64hr에서 최대값 74.67mg/mL로 나타났다. 각 추출조건에 따라 갈색도(browning color)를 측정한 결과, 갈색도는 추출시간에는 거의 영향을 받지 않았고, 에탄올 농도와 추출온도에 영향을 받았다. 에탄올 농도 97.75%, 추출온도는 , 추출시간은 2.93hr에서 최대값이 0.80 OD로 나타났다.

유기용매와 초임계유체를 사용하여 대두분말에서 지방성분을 추출하는 공정에서 분말화공정(분쇄)의 시간의 변화에 따른 입자도와 초고압처리에 의한 추출속도를 측정하였다. 대두분말의 입자가 작을수록 추출속도가 향상되었으면 이는 입자의 크기가 작아짐에 따라 전체적인 표면적이 증가하여 고-액추출에서 중요한 반응기작인 물질전달속도를 증가시켰기 때문이라 판단된다. 초고압공정을 적용 시 동일한 입자크기에서 추출속도가 현저히 향상되었으며 이는 대두분말 내부에서 발생하는 확산현상에 대한 저항이 초고압상태에서의 변화로 감소되었기 때문이라 사료된다. 초임계유출에 의한 추출은 수율이 낮은 단점이 있으나 입자의 크기가 큰 상태에서는 초고압처리를 전처리로 사용할 경우 시간당 추출량을 상당부분 증가시킬 수 있음을 보여주었으나, 입자크기가 작을 경우 초고압처리가 영향을 미치지 못함을 보여주었다.

본 연구에서는 모과내의 여러 가지 기능성 유용성분을 효과적으로 추출하기 위해서, 모과나무의 익은 열매로 만든 약재인 모과를 사용 하였다. 모과의 기능성 유용성분 용매 추출 공정의 최적 조건을 확립하고자 하였다. 모과를 에탄올에 추출하여 반응표면 분석법으로 모니터링하여 최적 용매 조건을 설정하였다. 중심합성계획법에 따라 시료에 대한 용매비(X1)와 추출온도(X2), 추출시간(X3)을 요인변수로 하고 추출수율(Y1), 총페놀 함량(Y2), 전자공여능(Y3), 갈색도(Y4), 환원당(Y5)을 종속변수로 하여 시행하였다. 실험 결과 추출수율은 추출 온도와 추출 시간에 유의하게 영향을 받음을 알 수 있었다. 안장점에서 추출조건은 시료에 대한 용매비는 26.38 mL/g, 추출온도는 72.82oC, 추출시간은 74.86 min에서 최대값을 나타내었다. 총페놀 함량은 용매비와 시간에 영향을 거의 받지 않았고 추출시간에는 영향을 받았으며, 최대값은 20.70 mg/mL 로 나타났다. 이때의 추출조건은 시료에 대한 용매비는 22.61 mL/g, 추출온도는 84.49oC, 추출시간은 77.25 min으로 나타났다. 전자공여능은 추출온도에 따라 유의하게 영향을 받은 것으로 나타났다. 안장점에서의 추출조건인 시료에 대한 용매비 10.65 mL/g, 추출온도 67.78oC, 추출시간 96.75 min에서 추출수율은 94.12%로 예측되었다. 갈색도에 대한 추출조건은 시료에 대한 용매비 23.77 mL/g, 추출온도 87.27oC, 추출시간 96.68 min 일 때 안장점이 나타났다. 환원당은 시료에 대한 용매비 26.83 mL/g, 추출온도 82.167oC, 추출시간 81.94 min에서 10.55 mg/mL로 최대값을 나타내었고 추출시간에 영향을 받았다.

본 연구에서는 미강과 배아로부터의 β-glucan 추출 공정 최적화를 위해 반응표면 분석법으로 모니터링하였다. 중심합성계획법에 따라 추출 온도(X1), 추출 시간(X2), 추출 온도(X3)를 요인변수(Xn)로 하고 미강 추출물의 전자공여능(Y1), 배아 추출물의 전자공여능(Y2), 미강 추출물의 total phenolics(Y3), 배아 추출물의 total phenolics(Y4), 미강 추출물의 β-glucan 함량(Y5), 배아 추출물의 β-glucan 함량(Y6)을 종속변수로 하여 시행하였다. 실험 결과 미강 추출물의 전자공여능도는 추출 온도에 영향을 받음을 알 수 있었다. 안장점에서 추출 조건은 추출 온도는 60.41oC, 추출 시간은 2.75 min, 에탄올 농도 92.60%로 예측되었으며 이 때 84.02%로 비교적 높은 항산화 활성을 보여주었다. 배아 추출물의 전자공여능도의 안장점에서 추출 조건은 추출 온도 54.40oC, 추출 시간 2.23 min, 에탄올 농도 87.52%였다. 미강 추출물의 total phenolics는 추출 온도와 에탄올 농도에 영향을 크게 받은 것으로 나타났고 안장점에서 추출 조건은 추출 온도 40.26oC, 추출 시간 6.69 min, 에탄올 농도 98.56%로 예측되었고 배아 추출물의 total phenolics는 최소점에서 추출 온도 53.67oC, 추출 시간 9.19 min, 에탄올 농도 95.73%에서 최대값을 나타내었다. 미강 추출물의 β-glucan 함량은 안장점일 때 추출 조건이 추출 온도 64.69oC, 추출 시간 7.70 min, 에탄올 농도 96.23%로 나타났다. 배아 추출물의 β-glucan 함량은 추출 시간에 영향을 크게 받았으며 최소점에서 추출 온도 50.03oC, 추출 시간 2.10 min, 에탄올 농도 87.82%에서 미강 추출물에서보다 더 높은 최대값을 나타내었다.