• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권1호
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• pp.10-16
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• 2012

방선균 Streptomyces peucetius OIM ($\underline{O}$verproducing $\underline{I}$ndustrial $\underline{M}$utant)은 반복적인 돌연변이를 통하여 폴리케타이드 항생제인 독소루비신(DXR)의 생산성이 최적화 된 고생산성 산업균주이다. 이 S. peucetius OIM 변이종을 대리의 숙주로 이용하여, 생합경로 크기가 작은 모델 폴리케타이드인 알로에사포나린 II(액티노로딘의 합성경로 유도체)의 생합성 유전자군을 고복제수 플라스미드에 클로닝하여 알로에사포나린 II의 기능적 발현을 확인하여 정량분석을 수행하였다. OIM 균주의 알로에사포나린 II의 생산량은 조절 네트워크가 극대화된 S. coelicolor 변이종 뿐만 아니라 야생형S. peucetius 보다 매우 높은 수준으로 생산되는 것으로 확인되었다. 또한 알로에사포나린 II의 생산 수준은 다운-조절자 $wblA_{spe}$가 제거된 S. peucetius OIM 균주에서 가장 높은것으로 측정되었으며, 이는 합리적으로 유전체를 재설계한 S. peucetius OIM 변이종 균주가 이종의 폴리케타이드 생합성을 높은 수준으로 발현할 수 있는 대리의 숙주로서 충분히 활용 가능함을 보여준다.

• 광물과 암석
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• 제34권1호
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• pp.69-81
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• 2021

멕시코 자카테카스 주의 지질은 주로 중생대 퇴적암 및 화산암, 신생대 화산암 및 심성암으로 구성된다. 주 북서쪽의 고생대 변성암은 층서적으로 가장 오래된 암석이다. 이 암석은 층서적으로 카오파스층과 일치하며 이 층하부에는 후기 고생대 로데오층이 놓여있다. 중생대 층서는 후기 삼첩기의 해양성 퇴적층서와 삼첩기-쥐라기 나자스층의 적색층이 대표적이다. 상부 쥐라기 해양성 퇴적층은 나자스층 또는 고생대 변성암 상위에 놓여있다. 백악기층은 북쪽 및 북동쪽에 부존하는 해양성 퇴적암과 중앙 및 남동쪽의 화산성 퇴적암으로 구성된다. 신생대는 화산성 미분화 암석, 산성 및 중성의 조성을 지닌 관입성 화성암 및 증발성 퇴적물을 지닌 대륙성 역암으로 구성된다. 제4기는 현무암, 산록 퇴적물, 충적층, 증발암 및 염류피각을 포함한다. 다양한 유형의 금속 및 비금속광상이 자카테카스 주에 분포한다. 이들 광상을 구성하는 암석들은 다양하며 고생대부터 제3기까지 층들을 포함한다. 광상 생성시기는 90%가 제3기에 해당되며, 광상생성은 주로 후생기원이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.167-168
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• 2010

최근 고유가로 인하여 항만의 경영수지가 악화되고 있고, 발리유엔기후협약 등 기후변화에 대한 국제 환경규제에 대비한 항만분야의 대응이 필요하다. 선진국의 항만들은 안벽 하역장비 및 야드 크레인의 생산성 향상과 더불어 효율적인 터미널 운영과 하역 보관, 이송능력 향상 및 높은 수준의 서비스를 제공하는 컨테이너터미널 하역시스템 개선 방안에 대해 지속적으로 연구 개발하고 있다. 특히 일본의 경우 재래식 컨테이너 터미널의 친환경화 및 생산성 제고를 위해 항만하역 장비의 자동화 기술을 개발하였으며, 독일의 CTA에서는 야드에서의 완전 무인자동화 시스템을 운영하고 있다. 그러나 국내에서는 아직 컨테이너터미널 하역시스템 기술에 관한 연구가 부족한 실정이며, 고생산성, 저비용, 저노동력의 국제 환경변화 및 요구사항에 부합하는 항만을 개발하기 위해 고효율 친환경적인 항만하역장비시스템 개발이 요구되고 있다. 이러한 고효율 친환경 항만 구축을 통하여 우리나라 컨테이너항만의 국제 경쟁력을 유지하고 항만기술 분야의 선도 기술을 확보하여 동북아 허브항만으로서의 위상을 제고할 수 있도록 하여야한다.

• KSBB Journal
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• 제26권3호
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• pp.229-236
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• 2011

An efficient screening method was developed for rapid selection of a few overproducers of itaconic acid (IA) among the great many mutants derived from mother strains of Aspergillus terreus. For this purpose, an attempt was made to reveal the relationships of the growth rate and sporulation of each mutant on PDA solid medium with its IA productivity in the final liquid production-culture. As a result, it was possible to classify the mutated strains into 5 groups (from [A] to [E] group) according to theirmorphologies (i.e., growth rate and sporulation extent) on the PDA slants. Notably, most of the high-yielding mutants of IA were observed to belong to [A]group which had the properties of the highest growth rate and sporulation among the 5 groups, whereas the mutant groups of [C], [D] and [E] with the contrasting morphological features showed significant reductions in their IA productivities. From these results, it was concluded that the probability of selecting IA overproducing mutants could be remarkably enhanced when the mutated colonies showing faster growth rates are firstly selected on the PDA plate, and then further screening process is performed on the basis of the sporulation extents of the mutants selected. Consequently, through the application of the strategy developed in this study, costs and time involvedin the labor-intensive task of strain improvement could be reduced to a great extent, because the time-consuming liquid culture processes did not need to performed for the unfavorable mutants belonging to the groups other than group [A].

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권2호
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• pp.165-169
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• 1989

고생산성의 알콜 발효용 생물반응기를 개발하기 위하여 sodium alginate로 효모균체를 고정화시킨 후 충전탑 반응기를 제조하였다. 이 때 gel속에 고정화되어 있는 세포에 산소를 공급하기 위하여 배지를 공기로 포화시킨 후 공급하였다. 그 결과 9% 포도당을 함유한 배지를 사용하였을 경우 최대 알콜생산성은 35g/$\ell$-gel-hr에서 55g/$\ell$-gel-hr로 증가되었고 90%의 전환율을 얻는데 걸리는 시간도 40분에서 25분으로 감소되었다. 즉 고정화세포 충전탑 반응기에서도 배지에 어느 정도의 산소를 공급하면 세포활성의 증가로 발효속도가 현저히 촉진됨을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.13-13
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• 2010

개요- 반도체 시장의 확대 및 소자의 고집적화와 장비의 초정밀화 등 고정도 생산성을 요구하는 현대 진공산업 시장에서는 정밀한 제품을 대량으로 생산할 수 있도록 지원할 수 있는 대용량 장비의 수요가 급증하고 있다. 서론- 하루가 다르게 발전하는 기술 경쟁 사회에서는 보다 성능이 좋은 제품을 다른 국가 또는 다른 업체와 차별화된 기술적 우위를 선점해야 한다. 본문-이에따라, 고신뢰도, 고생산성이 요구되는 진공산업 시장에 발맞추기 위한 일환으로 크라이오 펌프의 재생시간을 단축시켜 생산성 향상을 높이고, 기존의 제품에서 소비자가 느꼈던 진동을 최소로 줄일 수 있도록 저진동 제품의 설계를 통한 고객 만족의 제품을 개발함과 동시에, 맥동관 냉동기의 기술상업화를 꾀한 극저온기술 영역의 발전을 함께 도모하고자 한다. 현재까지는 국내의 일부 정부출연 연구소와 학교, 일부 특수산업 분야에서만 크라이오 펌프를 사용하고 있으나, 상업적인 설계 및 생산은 완전히 전무한 상태이다. 이는 진공시장의 잠재적인 성장을 고려할 때 국산화가 시급한 상황이다. 이러한, 상황을 고려하여 현재 기계연구원과 우성진공, 국민대학교가 맥동관 냉동기를 접목시킨 급속재생형 저진동 크라이오 펌프를 지난 2008년부터 산학연 협동으로 개발 진행 중에 있다. 크라이오 펌프의 핵심 기술은 냉동기의 효율에 있다고 볼 수 있으며, 이러한 냉동기의 효과를 높이기 위하여, 제작 공정에 진공 브레이징을 사용하여, 열교환기와 교환기 내의 충진재들과의 정확한 간극을 유지하면서 접합을 할 수 있는 환경요건을 지속적인 실험을 통해 지식을 습득하고 있다. 진공 브레이징은 외관을 아름답고 정교하게 접합할 수 있으므로, 추후 상품으로의 가치를 높일 수 있으며, 서로 다른 이종금속 간의 접합이 가능하여 열교환기의 무산소동과 스테인레스 튜브와의 접합을 가능하게 할 수 있었다. 진공브레이징에 쓰이는 모재는 여러가지가 있으며, 접합의 환경 또한 일반 용접보다 다양하므로 여러번의 실험을 통한다면, 성능은 우수하면서 외관으로 손색이 없는 개발품이 나올수 있겠다는 의견이 모아지고 있는 중이다. 본론- 아직까지는 미국의 CTI사나 일본의 ULVAC 등의 크라이오 펌프의 선진 기업에 비해 기술력이 많이 부족하기는 하지만, 아직 많은 부분이 미개발된 분야이고, 향후 후발국과의 차별을 두어 선진기술을 확보하기 위해서는 기존의 방식을 단순히 따라하는 것이 아닌 남들과 다른 원천기술의 확보가 더 필요하며, 이를 위해 부단한 노력과 시행착오를 거쳐 맥동관 냉동기형 크라이오 펌프라는 기술을 확보할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.732-736
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• 2016

공조시스템을 구성하는 핵심 부품들의 설계 방향은 효율 향상 및 고생산성 측면을 둘 다 고려하는 것이다. 이러한 핵심부품 중의 하나인 팽창장치는 증발 부하, 압축 용량 및 응축 능력에 따라 냉매의 유량을 조절한다. 본 연구에서는 자동차용 공조시스템을 대상으로 하여 현 냉매인 R134a와 더불어 향후 대체냉매의 하나인 고압 $CO_2$의 사용이 가능한 겸용 전자팽창밸브가 개발되었다. 이 전자팽창밸브는 저 비용 및 고 생산성을 위해 기존 방식과는 달리 편심형 캠구동 방식이 채택되었다. 고안된 설계안을 바탕으로 수치해석을 이용하여 고압 조건에서의 내압성능과 밸브 개도에 따른 유량성능을 각각 평가하였다. 최대작동 압력 조건에서 98MPa의 최대응력을 보이며 탄성영역 이내의 변형을 나타내었다. 파괴압력 조건에서는 233 MPa의 최대응력을 보여 소성변형이 일어나지만 파괴가 일어나지 않는 것으로 예측되었다. 밸브 개도에 따라 유량이 증가하며, $CO_2$ 냉매와 R134a 냉매 적용시 각각 550 kg/h, 386 kg/h의 최대 유량을 나타내었다. 또한 R134a에 대한 내압 및 유량성능실험은 해석결과와 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.25-25
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• 2009

종래의 위보기 자세에서 용접은 중력이 모재의 표면으로 향하고 있어 용융금속이 중력에 의해 표면방향으로 흘러내리게 되어 용접 실시가 불가능하였다. 이에 Shield Gas Force, Trailing Gas Force 그리고 Ahead Gas Force를 적절히 적용하여 Position Welding에서 중력으로 인해 Molten Metal이 처지는 문제를 극복하여 생산성 향상으로 연결할 수 있음을 선행 실험을 통해 확인하였으나 기존의 C(Convergent)형, CP(Convergent Divergent)형 및 P(Parrallel)형 가스 노즐은 용접조건에 따라 실드 가스의 소모량이 많고, 토출되는 실드가스력이 부족하여 용접시 볼록한 이면 비드 형성을 위한 용융 풀을 효과적으로 제어 할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 동일량의 실드 가스 공급시 가스 노즐을 통해 토출되는 실드가스의 소모를 줄이고 실드가스력을 극대화하여 저가의 고생산성을 가진 친 환경 용접기술(Green welding)에 부합하는 CDP(Convergent Divergent Parrallel)형 가스 노즐을 제작하여 기존의 CP형 가스 노즐과 비교 분석하였다. 또한 Overhead Position에서의 비드형상제어와 Flat Position에서 방풍효과를 비교해 보았다. 그 결과 CDP Nozzle은 CP Nozzle보다 동일한 유량에서 풍속은 3.5배, 냉각능력은 1.5배, 가스압력은 6.25배로 우수한 성능을 확인할 수 있었고, Overhead Position에서 가스 유량을 동일하게 하여 용접하였을 때 CP Nozzle의 경우 오목한 이면비드가 나타났지만 CDP Nozzle의 경우 볼록하게 양호한 이면비드 형상이 나타났고, Flat Position에서의 방풍효과 비교실험에서 CDP Nozzle에서는 깊고 균일한 용입을 CP Nozzle에서는 불안정한 용입이 나타났는데 이는 CDP Nozzle의 경우 풍속에 의한 Arc Blow가 적게 발생하여 상대적으로 더 나은 용입을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권3호
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• pp.344-357
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• 2020

Streptococcus zooepidemicus 유래의 세포외 고분자물질인 히알루론산(hyaluronic acid) (HA)을 대량 생산하기 위해, 균주 개량, 생산배지 및 배양공정 개발에 관한 연구를 수행하였다. HA 고생산성 변이주를 선별하기 위해 약 99%의 사멸률을 보이는 ethylmethane sulfonate (EMS) 처리조건을 적용해서, 지속적인 random screening 방법으로 고생산성, 고안정성의 변이주들을 선별할 수 있었다. HA를 고농도로 생산하기 위해서는, 이 균주의 생화학 및 배양생리적 특성에 기반한 최적 배지개발이 필수적이라고 판단하여, one-factor-at-a-time (OFAT), full factorial design (FFD), steepest ascent method (SAM) 및 response surface method (RSM) (반응표면분석법)을 순차적으로 적용하여 통계적 배지 최적화 실험을 수행하였다. 최적 배지조성에서 플라스크 배양에 의한 HA 생산성은 5.38 g/l로서, 이전 배지(3.54 g/l)에 비해 약 52% 향상된 생산량을 얻을 수 있었다. 또한 선별된 우량균주와 최적화된 생산배지를 이용하여 5 L 발효조에서 배양공정 최적화 연구를 수행하였다. 이 균주의 생리학적 특성을 고려할 때, HA 생산성을 높이기 위해서는 (배양 중 HA 축적으로 인해 고점도를 띠는) 배양액으로의 충분한 용존산소 공급이 매우 중요한 요인인 것으로 판단되었다. 따라서 용존산소 공급과 밀접하게 관련있는 발효조의 교반시스템(교반 날개 종류, 크기 및 배치 등) 및 교반속도에 대한 최적화 연구를 수행하였다. 그 결과, 교반축 하부에는 Rushton turbine-type, 상부에는 marine-type의 확장된 교반날개(기존 대비 직경 1.3배 확장)가 설치된 경우, 450 rpm에서 강화된 혼합력과 충분한 용존산소 공급으로 인해 HA 생산성이 기존 플라스크 배양 대비 약 1.8배(9.79 vs. 5.38 g/l) 더 높은 것으로 확인되었다. 최종적으로 HA 배양공정의 scale-up 가능성을 확인하기 위해, pilot 규모의 50 L 발효조 배양을 최대 300 rpm의 교반속도에서 수행하였다. 처음으로 시도한 50 L 배양임에도 불구하고, HA 최대 생산성 면에서 볼 때, 5 L 발효조 결과와 거의 동일한 수준(98.5%) (9.11 vs 9.25 g/l)의 생산량을 얻을 수 있었다. 반면 지수기 성장단계인 배양 15시간까지의 50 L 배양의 HA 평균생산속도(r_p)는 0.46 g/l/hr로서 0.62 g/l/hr인 5 L 배양 대비 약 74% 정도에 머무는 것으로 나타났다. 따라서 생산 발효조의 scale-up 시, 생산균주의 전단응력 민감성(shear damage)을 함께 고려하면서, 산소전달계수(k_La)를 기반으로 하는 교반시스템에 대한 체계적인 연구가 진행된다면, HA 생산속도도 증가될 수 있는 긍정적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• KSBB Journal
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• 제25권2호
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• pp.142-154
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• 2010

Inonotus obliquus 균사체의 액상배양을 통한 항당뇨효능의 단백다당체 대량생산 배양공정을 개발하기 위한 첫 단계로 고생산성 균주의 개발을 신속하게 수행하기 위한 방법을 개발하였다. I. obliquus는 균사체로 성장할 때 포자를 형성하지 못하므로 단일 세포를 획득하기 위해서는 원형질체들을 회수하여 이로부터 성장 능력과 단백다당체의 생산성이 높은 우량균주를 선별하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 균주개량 공정 중 특별히 장기간의 배양 시간이 요구되어 신속한 균주개발 시 가장 큰 장애 요인으로 작용하는 고체성장배양 단계의 문제점을 극복하고자, 고체배양 환경의 최적화에 대한 연구를 중점적으로 수행하였다. 고체성장배양 시 균사체 성장에 효능이 탁월한 배지성분을 선별하기 위해 우선 Plackett-Burman design 실험을 통해서 유의성 높은 배지성분을 찾아내었고, 이에 근거한 부분요인설계법 fractional factorial design, FFD) 실험을 통해 배지성분 상호간의 관계를 분석 할 수 있었다. 또한 이 FFD 실험결과에 근거해서 설계한 최급상승법 (steepest ascent method, SAM) 실험방법을 적용한 결과, 고체성장배양 시 균사체 성장환의 직경이 기존의 MA 배지와 비교해서 약 41% 증가했을 뿐만 아니라 균사체의 밀도도 크게 향상된 배지조성을 확립 할 수 있었다. 또한 SAM 연구결과를 바탕으로 최적의 배지조성을 확립하고자 각 배지성분의 최적농도를 통계적으로 더욱 정밀하게 조사하는 반응표면분석법 (response surface method, RSM) 실험을 수행하였다. 그 결과 최적고체성장배지의 성분과 농도는 glucose 25.61 g/L, brown rice 12.53 g/L, soytone peptone 12.53 g/L, $MgSO_4$ 5.53 g/L, agar 20 g/L인 것으로 최종 결정되었으며, 이 조건에서 13일 동안 배양시 균사체의 직경이 약 82 mm 정도에 이르는 것으로 나타났다. 이 결과는 상기의 SAM 실험에서 최적농도로 제시한 배지조성과 매우 유사한 것으로 확인되었는데, 이로부터 최종적인 RSM 실험을 수행하기 전에 최적 농도의 근사치를 추정하기 위해서 수행한 SAM 실험이 매우 효율적이었음을 확인할 수 있었다. 또한 배지 최적화 결과 고체성장배양에서의 성장속도의 증가로 인해 배양기간을 기존의 15~20일에서 8일로 획기적으로 줄일 수 있게 되어, 짧은 시간 내에 대규모 균주 선별과 각 균주의 단백다당체의 생산성 확인이 가능하게 되었다.