[논문]커피 찌꺼기 혼합물을 활용한 라돈 저감 효과 분석

제재용; 김경민; 김율민; 이현우; 박지우

doi:10.7742/jksr.2021.15.6.855

초록
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커피는 국내뿐만 아니라 전 세계인들에게 인기 있는 음료로서 그 소비는 점점 늘어나는 추세에 있다. 커피 소비 증가는 커피를 추출하고 발생되는 커피 찌꺼기 또한 증가하고 있으며, 다양한 분야로 재활용을 시도하고 있다. 그러나 이러한 재활용 방법들은 재활용 과정들이 복잡하고 전문적인 기술을 필요로 한다. 하지만 본 연구에서는 커피 찌꺼기, 한천분말, 가루풀을 적정 비율로 배합하여 시멘트 건축마감 재료로 활용하였다. 본 재활용 방법은 제조 방법이 간단하고 시멘트벽에서 방출되는 라돈을 1회 바름으로 2.5시간, 2회 바름으로 3.9시간을 지연시켜 실내 공기질을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한 커피 찌꺼기 혼합물을 바른 후 건조과정에서 발생하는 균열을 매우기 위하여 2회 바름으로서 미관적인 완성도와 벽면에서 커피 찌꺼기가 탈락되는 것을 방지할 수 있는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

Coffee is a popular beverage not only in Korea but also around the world, and its consumption is on the rise. As coffee consumption increases, coffee waste are also increasing, and recycling is attempted in various fields. However, these recycling methods require complex recycling processes and spec...

Coffee is a popular beverage not only in Korea but also around the world, and its consumption is on the rise. As coffee consumption increases, coffee waste are also increasing, and recycling is attempted in various fields. However, these recycling methods require complex recycling processes and specialized skills. However, in this study coffee waste, agar powder, and powdered glue were mixed in an appropriate ratio and used as a cement building finishing material. This recycling method has a simple manufacturing method and was shown to improve indoor air quality by delaying radon emitted from cement walls for 2.5 hours with one application and 3.9 hours with two applications. In addition, it was shown that after applying the coffee waste mixture, it was applied twice to close the cracks that occurred during the drying process, thereby prevent the coffee waste from falling off the wall for aesthetic perfection.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Coffee Waste Mixture and Radon Measurement.
그림 Fig. 2. Natural Cement Radon Measurement (a).
그림 Fig. 3. Reuse of Cement Radon Measurement (b).
그림 Fig. 4. Coffee Waste Mixture First Paste Radon Measurement (c).
표 Table 1. Result of Radon Measurement
그림 Fig. 5. Coffee Waste Mixture Second Paste Radon Measurement (d).
그림 Fig. 6. Result of Radon Emission for Each Condition.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 커피 찌꺼기를 재활용하여 라돈 저감용 건축재료로 활용하고자 하였다. 일상생활에서 버려지는 커피 찌꺼기는 퇴비, 바이오매스 에너지, 커피보드, 지점토 등으로 상품화되고 있으나 이들의 재활용 방법은 복잡한 가공 과정을 거치게 되므로 무료 나눔과 일반쓰레기로 버려지는 것이 대부분이다.

제안 방법

c는 커피 찌꺼기 혼합물을 1회 바른 후 24시간 건조시켜 측정한 라돈 방출량이며, d는 커피 찌꺼기 혼합물을 2회 바른 후 측정한 라돈 방출량이다. 20시간 이상의 측정값에서 각 조건별 라돈 농도가 포화되기 전 비슷한 측정값을 나나내는 15시간까지의 측정 농도만을 비교 분석하였다.
본 연구에서 커피전문점에서 수거한 커피 찌꺼기를 수거하여 자연건조방식으로 건조한 후 곡물 분쇄기를 이용하여 분쇄하였다. 수거된 커피 찌꺼기를 건조하는 이유는 다량의 수분으로 인하여 건축 벽면 마감 재료로 사용 시 바른 후 건조과정에서 균열을 줄이기 위해서이다.
측정함 내부에서 라돈아이[RD200]를 이용하여라돈량을 측정한 시간은 24시간이며, 이들 각 조건은 벽돌을 구입한 상태에서 측정, 재사용한 벽돌의 라돈 측정, 커피 찌꺼기 혼합물 1회 도포 측정, 커피 찌꺼기 2회 도포 측정으로 각 조건별 측정값에서 포화되어 비슷한 라돈 방출량을 나타내는 15시까지의 라돈 방출량 특성을 비교 하였다.
수거된 커피 찌꺼기를 건조하는 이유는 다량의 수분으로 인하여 건축 벽면 마감 재료로 사용 시 바른 후 건조과정에서 균열을 줄이기 위해서이다. 커피 찌꺼기 혼합물을 시멘트 벽돌에 바르기 위한 재료로 만들기 위해 커피 찌꺼기, 한천분말, 가루풀, 물을 배합하였다. 혼합물 배합은 총중량 100%에 대한 한천분말 14.
혼합된 반죽은 50×50×50 cm 크기의 육면체 PVC 라돈 측정함 내부에 쌓아올린 시멘트 벽돌면에 1 ~ 2 mm 두께로 균일하게 바른 후 1일 이상의 자연 건조과정을 거친 후 라돈을 측정하였다
커피 찌꺼기 혼합물을 시멘트 벽돌에 바르기 위한 재료로 만들기 위해 커피 찌꺼기, 한천분말, 가루풀, 물을 배합하였다. 혼합물 배합은 총중량 100%에 대한 한천분말 14.3%, 가루풀[전분변성체] 14.3%, 커피 찌꺼기 71.4%를 전자저울[HS200B, Hansung, Korea]로 계량하여 혼합한 후 물 1200 mL를 첨가하여 반죽형태로 제작하였다. 혼합된 반죽은 50×50×50 cm 크기의 육면체 PVC 라돈 측정함 내부에 쌓아올린 시멘트 벽돌면에 1 ~ 2 mm 두께로 균일하게 바른 후 1일 이상의 자연 건조과정을 거친 후 라돈을 측정하였다.

대상 데이터

측정함 내부에 사용된 벽돌은 55×90×190 mm 크기로 32개가 사용되었다

후속연구

일상생활에서 버려지는 커피 찌꺼기는 퇴비, 바이오매스 에너지, 커피보드, 지점토 등으로 상품화되고 있으나 이들의 재활용 방법은 복잡한 가공 과정을 거치게 되므로 무료 나눔과 일반쓰레기로 버려지는 것이 대부분이다. 그러나 본 연구에서의 커피 찌꺼기 재활용 방법은 커피혼합물을 만드는 과정이 단순하고 누구나 쉽게 물만 첨가하여 바를 수 있는 시멘트벽 마감 재료로서 활용되어 라돈방출 지연과 실내 공기질 향상에 기여할 것으로 판단되어진다.

참고문헌 (6)

WHO, "Radon and Health", 2021.
https://www.konetic.or.kr.
Hundai Research Institute, "Changes and prospects of five treands in the coffee industry", No. 848, pp. 19-25, 2019.
G. U. Nam, M. S. Kim, J. W. Ahn, "Analyses for current research status for the coffee by-product and for status of coffee wastes in Seoul", Journal of Energy Engineering, Vol. 26, No. 4, pp. 14-22, 2017. https://doi.org/10.5855/ENERGY.2017.26.4.014

원문보기 상세보기
H. S. Hong, Y. L. Kim, M. J. Oh, Y. M. Lee, H. J. Lee, E. S. Cha, "Overview for coffee grounds recycling technology and future concerns", Journal of Korea Society of Waste Management, Vol. 35, No. 7, pp. 587-599, 2018. http://dx.doi.org/10.9786/kswm.2018.35.7.587

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S. I. Mussatto, L. M. Carneiro, J. P. A. Silva, I. C. Roberto, J. A. Teixeira, "A study on chemical constituents and sugars extraction from spent coffee grounds", Carbohydrate Polymers, Vol. 83, No. 2, pp. 368-374. 2011. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.07.063

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