• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.283-283
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• 2015

1,4-dioxane은 페인트, 광택제 및 코팅제의 제조시에 첨가되는 화학물질로 인간에 대한 발암 가능성과 수중에서의 지속성으로 인해 EPA priority pollutant로 지정되어 있다. 이에 최근 고도산화법을 이용한 처리가 계속적으로 연구되고 있으며, UV/$H_2O_2$ 공법을 통하여 수계에서 발견되는 난분해성 유기 오염물의 제거가 효과적인 것으로 밝혀졌다. 하지만 고도산화공정(AOP)은 다량의 에너지 소모와 산화제 투여로 인한 높은 운전비용이 현실적인 적용에 장애가 되고 있다. 한편 상대적으로 저렴한 비용으로 1,4-dioxane을 처리할 수 있다는 장점으로 인하여 생물학적 분해에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 하지만, 1,4-dioxane에 대한 많은 연구들이 주로 분해미생물의 분리동정 및 회분식 분해특성에 대한 연구들 위주로 보다 실질적인 연속적 처리반응조의 운전결과들은 거의보고 되지 않고 있다. 본 연구는 Lab scale 연속처리반응조의 장기운전 후 pilot plant 현장적용에 앞서 인공폐수와 합성폐수에서의 분해효율 비교 회분식 실험을 통해 합성폐수내 생물학적 분해에 영향을 미치는 inhibitor의 영향을 확인하였으며, 미생물의 배양 조건에 따른 분해효율 비교 회분식 실험과 modeling을 통하여 현장운영 효율을 예측하였다. 이를 반영하여 추후 진행예정인 pilot plant의 현장 적용성 검토 및 최적 설계인자 도출, 장기운전에서의 효율성 증대를 목적으로 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.177.2-177.2
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• 2011

세계적인 자원고갈과 지구온난화와 같은 환경문제가 발생됨에 따라 대체에너지 개발에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 섬유소 기질을 이용한 바이오에탄올 생산은 세계적으로 막대한 자원이 있으며 광합성에 의해 재생산되는 무한한 재원으로서 환경적으로도 대기오염물질을 적게 배출하여 유용한 에너지원으로 각광받고 있다. 하지만 섬유소 기질은 cellulose, hemicellulose, lignin과 같은 고분자 화합물이 유기적으로 결합된 단단한 결정구조로 이루어져 있어 이를 분해하여 원하는 물질을 얻기 위해서는 전처리 과정이 필요하다. 전처리 공정은 바이오에탄올을 생산하는 당화 및 발효공정의 효율 및 반응시간 단축에 기여하며, 특히 섬유소 기질일 경우에는 필수불가결한 공정이다. 전처리 공정은 물리적, 화학적, 생물학적 방법으로 나누어지며, 이러한 방법들 중 기질의 특성과 처리효율에 따라 기술들을 병합하여 사용하기도 한다. 이에 본 연구에서는 산 처리, 암모니아 처리, 과산화수소 처리 및 효소를 이용한 생물학적 처리를 단독 또는 병행하여, 전환된 당 성분 및 함량을 조사함으로서 섬유소계 기질인 채소 음식물류 쓰레기를 대상으로 바이오에탄올을 경제적으로 생산하기 위한 적합한 전처리법을 검토하였다. 전처리 방법별 당화율을 살펴보면, 산 처리와 암모니아-과산화수소-계면활성제 처리가 각각 65.3 % 및 65.7 %로 가장 높았으며, 과산화수소 처리는 16.2 %로 가장 낮았다. 반면 전처리 공정 없이 효소를 이용한 당화만을 실시한 경우에는 4.3 %의 낮은 당화율을 나타내었다. 섬유소계 기질의 전처리 효율을 향상시키기 위해 첨가하는 계면활성제의 효과는 암모니아-과산화수소 및 암모니아-과산화수소-계면활성제 처리의 당화율을 비교한 결과, 뚜렷한 효과를 확인할 수 없었다. 전처리 방법별 당의 성분 및 함량을 비교한 결과 육탄당은 암모니아-과산화수소-계면활성제 전처리에서 가장 많이 검출되었다. 오탄당은 산 처리 후 그 함량이 현저히 높았으며, 오탄당 중 xylose의 함량이 60.49 mg/g로 가장 많이 차지하고 있었다. 이 결과로부터 전처리 방법에 관계없이 당화율은 유사한 수준을 보이지만, 당화된 당의 성분 및 함량에는 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 이당류의 경우 과산화수소 및 암모니아-과산화수소 처리를 제외한 나머지 전처리 방법에서 유사한 수준을 나타내었다. 암모니아 처리 및 과산화수소 처리를 순차적으로 병행한 암모니아-과산화수소 처리에서는 각각의 처리시보다 육탄당의 함량은 증가하였으나 암모니아 처리시보다 이당류의 함량은 감소한 것으로 나타났다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.11 no.2
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• pp.99-105
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• 1991

This study was carried out to provide basic data to be necessary for the selection of an energy recovery process based on the characteristics of municipal solid wastes(MSW). The samples were collected at Kangdong-Ku in Seoul and conducted ultimate and proximate analyses. Laboratory scale anaerobic digesters were operated to determine the non biodegradable fractions of the wastes. The results indicated that carbon and hydrogen contents, and lower heating values could be calculated from the volatile contents of MSW by the following equations : C = 0.57 VS, H =0.084 VS, and HL=49.5 VS-(6-0.045VS) W. Nonbiodegradable fractions were respectively 58.9% of volatile matters and 77.7% of MSW. Incineration and refuse derived fuel(RDF) processes appeared to be the most efficient processes in terms of weight reduction and energy recovery, But determining the energy recovery processes, the fluctuations of heating values of MSW throughout a year and available landfill site and secondary pollution should be considered.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.05a
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• pp.314-316
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• 2011

지구온난화에 가장 큰 원인인 이산화탄소를 제거하기 위한 많은 공정들이 연구 개발되고 있다. 이러한 공정 중 아민과 암모니아로 대표되는 흡수공정이 가장 빠르게 상용화 될 것으로 예측되고 있다. 그러나 이러한 공정은 흡수제 손실, 열화, 높은 재생에너지 등 여러 문제점으로 인하여 많은 장치비와 높은 운영비가 소요되므로 경제적인 새로운 공정 개발이 필요하다. 현재 연구되는 있는 혁신적인 많은 이산화탄소 포집 기술 중 효소를 이용한 생물학적 공정이 기술개발에 많은 기간을 필요로 하나 기술이 개발될 경우 가장 비용효과적인 기술로 인식되고 있다. 본 논문에서는 효소를 이용한 이산화탄소 포집기술 개발의 장단점에 대하여 기술하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.575-578
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• 2007

축산폐기물중 바이오가스 생산량이 많을 것으로 여겨지는 돈분(슬러리 돈사의 경우 분과 뇨)과 우분을 대상으로 BMP 방법에 의하여 바이오가스 생산량을 알아보았다. 실험결과 메탄가스 생산량은 슬러리식 돈사 돈분뇨가 가장 많은 330-402ml/gVS, 다음으로 재래식 돈사 돈분이 316-349ml/gVS, 그리고 스크래퍼식 돈사 돈분은 244-281ml/gVS를 보여 에너지 이용측면에서 볼 때 슬러리식 돈사 돈분뇨를 우선적으로 바이오가스화하여 이용하는 방안을 고려해야할 것으로 판단되었다. 우분의 경우 137ml/gVS로 매우 적은 메탄가스 생산량을 보임으로써, 바이오가스화보다는 톼비화와 같은 다른 처리방법을 채택하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.124-131
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• 2015

단백질의 구조를 예측하기 위해서 구조가 알려져 있는 단백질 중 진화적으로 유사한 단백질의 구조 정보를 이용하는 Template Based Modeling (TBM) 방법이 현재까지 가장 효과적으로 많이 사용되고 있다. 단백질의 삼차 구조를 이루는 단위 중에서도 고리 부분은 효소 활성 부위 또는 리간드 결합 부위 등으로 작용하여 단백질의 생물학적 기능에 연관되어 있다. 하지만 진화적으로 가까운 단백질이어도 고리 부분은 서열이 잘 보존되지 않아 충분한 구조 정보를 주지 못하고 TBM 방법으로 고리 구조까지 정확히 예측을 할 수 없다. 따라서 TBM 방법으로 예측한 구조의 고리 부분을 주형 정보에 의존하지 않고 다시 예측하여 전체 구조를 정밀화하는 과정이 중요하다. 이번 연구에서는 이를 위해 자유 에너지를 고려한 고리 구조 예측 방법을 적용하여 그 효과를 검증해보았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.5
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• pp.759-765
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• 2012

As the biodiesel production is increasing rapidly, the crude glycerol, which is principal by-product of biodiesel production, has also been generated in a large amount. Many research studies on value-added utilization of glycerol are under investigation. 1,3-Propandiol is a promising chemical which can be produced from fermentation of glycerol because the application of 1,3-propanediol is mainly in the production of bio-PTT (Poly(trimethylene terephthalate). However, the cost of downstream processes in the biological production of 1,3-propanediol can make a high portion in the total production cost. This review summarizes the present state of separation processes in each step studied for the removal of impurities and the recovery of 1,3-propanediol from its fermentation broth. Furthermore, ATPE (Aqueous Two Phases Extraction) process is suggested as an attractive alternative for the primary separation process of 1,3-propanediol because ATPE is convenient for the simultaneous removal of microbial cells and impurities such as salts of organic acids and the separation of 1,3-propanediol from fermentation broth.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.32 no.1
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• pp.63-69
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• 2019

The oxidation states of structural Fe in minerals reflect the paleo-depositional redox conditions for the biologically or abiotically induced mineral formation. Particularly, nano-scale analysis using high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and electron energy loss spectroscopy (EELS) is necessary to identify evidence for the microbial role in the biomineralization. HRTEM-EELS analysis of oxidation states of structural Fe and carbon bonding structure differentiate biological factors in mineralization by mapping the distribution of Fe(II)/Fe(III) and source of organic C. HRTEM-EELS technique provides geomicrobiologists with the direct nano-scale evidence of microbe-mineral interaction.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.26 no.3
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• pp.247-259
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• 2015

This study was performed to investigate the application of dark $H_2$ fermentation to two-stage bioprocesses for organic waste treatment and energy production. We reviewed information about the two-stage bioprocesses combining dark $H_2$ fermentation with $CH_4$ fermentation, photo $H_2$ fermentation, microbial fuel cells (MFCs), or microbial electrolysis cells (MECs) by using academic information databases and university libraries. Dark fermentative bacteria use organic waste as the sole source of electrons and energy, converting it into $H_2$. The reactions related to dark $H_2$ fermentation are rapid and do not require sunlight, making them useful for treating organic waste. However, the degradation is not complete and organic acids remain. Thus, dark $H_2$ fermentation should be combined with a post-treatment process, such as $CH_4$ fermentation, photo $H_2$ fermentation, MFCs, or MECs. So far, dark $H_2$ fermentation followed by $CH_4$ fermentation is a promising two-stage bioprocess among them. However, if the problems of manufacturing expenses, operational cost, scale-up, and practical applications will be solved, the two-stage bioprocesses combining dark $H_2$ fermentation with photo $H_2$ fermentation, MFCs, or MECs have also infinite potential in organic waste treatment and energy production. This paper demonstrated the feasibility of two-stage bioprocesses combining dark $H_2$ fermentation as a novel system for organic waste treatment and energy production.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.40 no.10
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• pp.2054-2061
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• 2015

Biologically inspired modeling techniques have received considerable attention for their robustness, scalability, and adaptability with simple local interactions and limited information. Among these modeling techniques, Gene Regulatory Networks (GRNs) play a central role in understanding natural evolution and the development of biological organisms from cells. In this paper, we apply GRN principles to the WSN system and propose a new GRN model for decentralized node scheduling design to achieve energy balancing while meeting delay requirements. Through this scheme, each sensor node schedules its state autonomously in response to gene expression and protein concentration, which are controlled by the proposed GRN-inspired node scheduling model. Simulation results indicate that the proposed scheme achieves superior performance with energy balancing as well as desirable delay compared with other well-known schemes.