[논문]리그노셀룰로오스 섬유 기반 활성탄-첨가 섬유판 필터의 미세먼지 저감장치용 적용가능성 평가

양인; 소재민; 황정우; 최준원; 이영규; 최원실; 오승원; 문명철

doi:10.9713/kcer.2021.59.4.548

리그노셀룰로오스 섬유 기반 활성탄-첨가 섬유판 필터의 미세먼지 저감장치용 적용가능성 평가
Evaluating the Applicability of Activated Carbon-added Fiberboard Filters Fabricated with Lignocellulosic Fiber for the Reduction Equipment of Particulate Matter 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.59 no.4, 2021년, pp.548 - 556

양인 (서울대학교 평창캠퍼스 그린바이오과학기술원) , 소재민 ((주) 행복홈우드테크) , 황정우 (전북대학교 농업생명과학대학 목재응용과학과) , 최준원 (서울대학교 평창캠퍼스 그린바이오과학기술원) , 이영규 (서울대학교 농생명과학공동기기원) , 최원실 (서울대학교 농생명과학공동기기원) , 오승원 (전북대학교 농업생명과학대학 목재응용과학과) , 문명철 ((주) 행복홈우드테크)

초록
AI-Helper

본 연구는 부직포의 환경오염 문제를 해결하기 위하여 리그노셀룰로오스 섬유와 야자각 활성탄(CSA)을 이용한 미세먼지-저감 여과필터의 제조 가능성을 조사하였다. CSA의 경우, 휘발성 유기화합물(VOC)과 유해금속의 저감을 위한 여과필터 제조용 원료로서 적용 가능성을 확인하였으며, CSA의 VOC 저감효과는 목섬유보다 5배 이상으로 측정되었다. 돈모, 인모, 돈혈과 같은 단백질계 원료와 낙엽송 수피 열수 추출물을 이용하여 조제한 천연접착제를 적용하여 최소 200 kg/m³의 목표밀도와 함께 최대 40 wt%의 CSA로 제조된 섬유판은 취급이 가능한 강도를 보유한 것으로 나타났다. 그러나 이 조건에서 제조된 섬유판의 경우, 통기성이 낮아 이를 해결하기 위하여 통기구를 가진 섬유판의 제조가 요구되었다. 활성탄으로 사용한 CSA는 강도 및 성형성을 고려하여 입자의 크기는 2 mesh 이상으로 조절이 필요하였고, 표층에는 목섬유만 심층에는 목섬유와 활성탄으로 구성된 3층 섬유판으로 제조하는 방안이 최적조건으로 도출되었다. 한편 필터지(한지)는 우수한 미세먼지 여과능을 가진 것으로 조사되었으며, 결과적으로 타공 섬유판과 함께 한지로 구성된 여과필터 세트가 부직포로 생산되고 있는 기존 여과필터를 대신하여 실내외 공간에 존재하는 미세먼지외에 VOC와 유해금속 등의 저감장치용 여과필터로서 사용이 가능한 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to investigate the applicability of lignocellulosic fiber and coconut shell activated carbon (CSA) for the production of a particulate matter (PM)-reducing air-filter as raw materials to solve the environmental problems of non-woven fabrics. CSA had a good potential to use as a raw material of air-filter for reducing volatile organic compounds as well as noxious metals, and reduction capability of the CSA was 5 times higher than that of wood fiber. Natural adhesives formulated with proteinaceous wastes mostly were applied successfully to fabricate air-filters with the shape of fiberboard. The air-filter fabricated with the minimum target density of 200 kg/m3 and the maximum CSA-content of 40 wt% in fiberboard had a good manageable strength. However, the fiberboard filters was required to make vent-holes for improving an air-permeability of the filters. Size of the CSA particles was adjusted to greater than 2 mesh with the consideration of strength and formability of the fiberboard. Three-layers fiberboard that only wood fiber and the mixture of wood fiber and CSA were formed in the surface and middle layers, respectively, was determined to the optimal condition for the production of air-filters. In addition, traditional Korean paper handmade from mulberry trees (TKP) showed a good PM-reducing property as an air-filter. It is concluded that air-filtering set composed of fiberboard with vent-holes and TKP instead of conventional air-filters made with non-woven fabrics can be used as a filter for reducing the concentrations of PM, VOC and noxious metals existed in indoor and outdoor spaces.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. Schematic diagram of spiked caul plates used for fabricating filters with the type of fiberboard.
그림 Fig. 2. Images of equipment used for measuring the amount of volatile organic compounds adsorbed onto a fiberboard filter quantitatively.
표 Table 1. Contents of noxious metals adsorbed on coconut shell activated carbon, which was exposed at a certain space for one week (unit: mg/kg)
표 Table 2. Contents of volatile organic compounds adsorbed on wood fiber (WF) and coconut shell activated carbon (CSA), which were exposed at a restaurant and smoking room for 48 h (unit: μg/m³)
표 Table 3. Reduction capacity of wood fiber and coconut shell activated carbon by the adsorption of volatile organic compounds
그림 Fig. 3. Images of fiberboard filter made with coconut shell active carbon. These fiberboards were fabricated at the target density-pressing time of 200 kg/m³-6 min (A), 200 kg/m³-12 min (B), 300 kg/m³-12 min (C) and 250 kg/m³-12 min (D). Activated carbon content in fiberboard was adjusted to 40 wt%.
표 Table 4. Initial volatile organic compounds adsorbing-capacity and retention rate of perforated fiberboard filters fabricated with wood fiber and coconut shell activated carbon
표 Table 5. Particulate matter (PM) absorbing-capacity of fiberboard filters fabricated with wood fiber and coconut shell activated carbon

참고문헌 (17)

Kim, M., Sankararao, B., Kang, O., Kim, J. and Yoo, C. "Monitoring and Prediction of Indoor Air Quality (IAQ) in Subway or Metro Systems Using Season Dependent Models," Energy Build, 46, 48-55(2012).

상세보기
Moreno, T., Perez, N., Reche, C., Martins, V., de Miguel, E., Capdevila, M., Centelles, S., Minguillon, M. C., Amato, F., Alastuey, A., Querol, X. and Gibbons, W., "Subway Platform Air Quality: Assessing the Influences of Tunnel Ventilation, Train Piston Effect and Station Design," Atmospheric Environment, 92, 461-468(2014).

상세보기
Yeo, K., "Technological Trend for Managing Particulate Matter," Korea Environmental Industry & Technology Institute, Konetic Report 2016-112(2016).
Lee, C. H., "Developing Technologies and Evaluating Method for Various Filters," Korea Textile Development Institute(2019). http://super.textopia.or.kr:8888/newsletter/170404/lib0201.pdf. [accessed at January 13, 2020]
Bok, J. S., "Technology Trends of Non-woven Fabrics Industry for Sanitation and Medical Uses," In Seminar for the recent technology-developing trends of non-woven fabrics at September 6, 2018, Korea Textile Development Institute(2018).
Marketsandmarkets. Non-Woven Fabrics Market, https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/non-woven-fabrics-market-101727296.html(2020). [accessed at January 15, 2021]
Ha, S. J. and Lee, H. G., "Technologies Trend of Particulate Matter - In the Center of Dust-collecting and Reducing Technologies," Commercializations Promotion Agency for R&D Outcomes, S&T Market Report-64(2018).
Woo, S. H., Kim, J. B., Jang, H. R., Kwon, S. B., Yook, S. and Bae, G., "Performance Evaluation of a Hybrid Dust Collector for Removal of Airborne Dust in Urban Railway Tunnels," J. of the Korean Soc. for Railway, 20(4), 433-439(2017).

원문보기 상세보기
Jeong, D. G., Kim, B. S. and Hong, M. S., "The Effect of Cyclone Vortex Finder Configurations on the Fine Particle Collection Efficiencies," J. of Korean Soc. of Environ. Engineers, 39(60), 371-376(2017).

원문보기 상세보기
Lee, J. R. and Baek, C. W., "Current State of (Fine) Particulate Matter and Future Responding Strategy of Busan," Busan Institute of Science & Technology Evaluation and Planning, BISTEP 2018-4(2018).
National Institute of Environmental Research, "Standard Method for Measuring Indoor Air Quality," NIER 2020-23, Incheon, Republic of Korea(2020).
Yang, I., Han, G., Ahn, S. H., Choi, I., Kim, Y. and Oh, S. C., "Adhesive Properties of Medium-density Fiberboards Fabricated with Rapeseed Flour-based Adhesive Resins," J. of Adhesion, 90, 279-295(2014).
Yang, I., Park, D. H., Choi, W., Ahn, D. U., Y., Oh, S. C. and Han, G., "Adhesive and Curing Properties of Chicken Feather/Blood-based Adhesives for the Fabrication of Medium-density Fiberboards," J. of Adhesion, 94, 1,137-1,154(2018).

상세보기
Thevenon, M., Tondi, G. and Pizzi, A., "Environmentally Friendly Wood Preservative System Based on Polymerized Tannin Resinboric Acid for Outdoor Application," Maderas. Ciencia y Tecnologia, 12(3), 253-257(2010).
Korean Agency for Technology and Standards, Fiberboards, KSC, KS F 3200, Eumseong, Chungbuk, Republic of Korea(2011).
National Institute of Environmental Research, "Standard Method for Measuring Dust in Atmospheric Environment," NIER 2020-30, Incheon, Republic of Korea(2020).
Li, L., Sun, Z., Li, H. and Keener, T. C., "Effects of Activated Carbon Surface Properties on the Adsorption of Volatile Organic Compounds," J. of the Air & Waste Management Association, 62, 1196-1202(2012).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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