• 미생물과산업
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• 제20권2호
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• pp.41-45
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• 1994

실관막은 단위부피당 표면적이 커서 상과 상간의 물질전달속도를 증가시킬수 있다는 장점때문에 효소, 미생물, 동식물의 고정화 반응기로써 많은 연구가 진행되어 왔다(1,2). 실관반응기는 이러한 장점이외에도 고정화가 수월하며, 생산물과의 1차분리가 이루어지며, scale-up시 에너지 소모가 적다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 불용성 기질을 사용할 경우, 실관막 기공의 막힘으로 인해 장시간의 조업이 어렵고, 고분자 재질 실관막의 경ㅇ, 몇몇 특수 재질을 제외하고 고온/고압 멸균이 불가능하다는 단점을 지니고 있다. 또한 반응기의 구조상 기체의 원할한 공급이 어려우므로 산소소비속도가 빠른 호기성 미생물 배양을 위해서는 이중실관막과 같은 특수설계의 실관 반응기가 이용될 수 있다(3,4). Fig. 1은 독일 Enka사의 polypropylene 실관의 단면과 전형적인 조업방식을 보여준다.

• 멤브레인
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• 제8권1호
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• pp.50-58
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• 1998

Polysulfone 재질의 다공성 평판막 및 실관막에 키토산 피막층을 형성시킨 후 반응성 염료인 Cibacron Blue 3GA를 고정화시켜 human serum albumin(HSA)의 결합용량이 최대 70 $\mu{g/cm}^2$인 단백질 친화성 막을 제조하였다. 친화성 평판막 모듈을 대상으로 HSA에 대한 용출 크로마토그래피 실험을 수행하여 eluent 용액의 최적 환경조건을 결정하였는바, 1M KCl이 첨가된 농도 0.06 M, pH 10의 universal buffer를 eluent로 사용했을 때 리간드와 결합된 단백질의 용출이 가장 우수하였다. 친화성 평판막 및 실관막 모듈을 대상으로 HSA의 전열 크로마토그래피 실험을 수행하여 단백질에 대한 동적 결합용량을 측정하였다. 이 결과 동적 결합용량은 평판막 모듈의 경우에는 loading 용액의 유량과 HSA의 농도가 증가함에 따라 평형 결합용량 값으로부터 크게 감소하였으나, 실관막 모듈의 경우에는 loading 용액의 유량과 HSA의 농도에 관계없이 항상 평형 결합용량 수준을 유지하였는바, 따라서 실관막 모듈이 평판막 모듈보다 단백질 친화성 크로마토그래피 분리관으로서 더 효과적이었다.

• 공업화학
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• 제5권6호
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• pp.911-916
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• 1994

실관 막은 1970년대에 개발된 이래 인공신장기에 응용되어 막 장치개발의 대표적인 성공 예로 인용되고 있다. 실관 막을 생물 반응기로 사용하여 동물세포의 배양에 성공한 이래로 효소 고정화, 미생물 세포 배양, 그리고 식물 세포 배양에 이르기까지 실관막은 고농도, 고생산성 생물 반응기로 활발히 연구되고 있다. 본 총설에서는 실관 막을 이용한 생물 반응기의 연구 현황과 장래 전망에 대해 살펴보고자 한다.

• 공업화학
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• 제7권5호
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• pp.977-984
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• 1996

실관막 모듈을 이용한 액-액추출은 반응기 단위부피당 표면적이 크므로 신속히 진행된다. 이러한 실관막내에서 추출제와 원료액은 빠른 속도로 접촉하며 두 흐름이 완전히 독립적이므로 부하나 편류현상이 일어나지 않는다. 본 연구에서는 실관막을 이용하여 수용액으로부터 중금속들을 추출하기 위한 추출제들의 선택성을 고찰하였다. 또한, 실관막 내에서 용질의 물질전달에 미치는 분배비의 영향을 확인하기 위하여, 분배비와 총괄물질전달계수를 비교하였다. 이로부터, 분배비가 높은 계는 낮은 계에 비해 실관막 모듈 내에서 물질전달에 미치는 분배비의 영향이 미약함을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제1권1호
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• pp.65-77
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• 1991

PP 및 PTFE 실관막을 이용하여 xylene-HAc(acetic acid)-water계, MIBK-ethanol-water계 및 TBP-ethanol-water계에서의 압력차 변화, 수용상 및 유기상 유속 변화에 따른 아세트산 및 에탄올의 투과추출 실험을 행하였다. xylene-HAc-water계에서 구한 막상에서의 물질전달계수로 부터 실관막의 굴곡률을 구할 수 있었는바, PP 재질의 Celgard X10-400 및 PTFE 재질의 Tex TA001실관막의 굴곡률은 각각 1.82 및 1.43이었다. 에탄올의 투과추출시 투과 flux 및 총괄물질전달계수는 추출 용매로서 MIBK를 사용한 경우가 TBP를 사용한 경우보다 큰 것으로 나타났으며 이러한 경향은 유기상 유속이 증가함에 따라 뚜렷이 나타났다. 또한 총괄물질전달계수는 유기상 유속의 증가에 따라 비선형적으로 증가하였는 바, 이들 사이에 $K_o {\propto} V_{or}^{-0.35}$인 관계가 있음을 확인하였다. 에탄올의 투과추출에 있어서 Gore Tex TA001실관막을 사용한 경우 율속단계는 막상에서의 물질전달이었다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.234-236
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• 2002

• 멤브레인
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• 제9권1호
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• pp.25-35
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• 1999

산소농축공기 제조용 폴리설폰 실관막에 대한 산소.질소의 수착 및 투과실험을 수행하였다. 폴리설폰 실관막에 대한 산소의 수착량이 질소의 수착량보다. 1.5배 ~2 배 높았다. 저압영역(약 3 kgf/$cm^2$이하) 에서는 Henry-type 수착량 ($C_D$)이 전체수착량의 약 15% 이었으며, Langmuir 수착이 약 85%이었다. 고압영역(약 3 kgF/$cm^2$이상)에서는 Langmuir 수착은 거의 포화되어 일정한 값에 도달하였으며, Henry 용해에 의한 수착($C_D$ = $k_D$.p) 의 증가에 의하여 전체 수착량이 증가하였다. 산소와 질소의 수착은 dual-mode sorption 모델을 만족시켰다. 산소의 투과 활성화에너지(Ep)가 질소보다 컸고, 이상분리인자 (${O_2}/{N_2}$)는 2~4를 나타내었으나 , 혼합물의 실제 분리인자는 1.7 ~2.2로 낮아졌다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.77-79
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• 1996

근래들어 생물기술이 급속히 발전함에 따라 생물반응을 통해 다양한 생물제품들의 생산이 이루어지고 있다. 생물반응에 의한 생물제품들의 생산량은 극단적으로는 기질 1g당 10$^{-8}$g 정도로서 극히 낮아 이를 상업제품이 요구하는 순도(95 %이상)로 까지 정제하기 위해서는 여러 단계를 거치는 복잡하고 지루한 분리.정제 과정이 필요하며, 이 분리.정제의 후류공정(downstream process)비용이 생물제품 생산비의 상당부분을 점유케 되어 생물공정의 경제성을 낮게 한다. 따라서 생물공정을 이용한 생물제품 생산이 산업적으로 경제성을 갖기 위해서는 생물제품을 보다 효율적.경제적으로 분리.정제할 수 있는 후류공정의 확립이 요구된다. 본 연구에서는 산업적 규모로 생산되는 생물제품들을 효율적으로 분리.정제하는데 응용 가능한 방법의 하나로서 관심의 대상이 되고 있는 책체 크로마트그래피 기법을 연구의 대상으로 하였다.

• KSBB Journal
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• 제9권3호
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• pp.332-338
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• 1994

역미생용액으로 단백칠을 추출하는 공정에셔 수용 액의 이온세기와 pH가 중요한 공정변수가 된다. 본 실험에셔 사용한 역미생용액은 AOT를 Isooctane에 5 50mM의 농도로 용해시켜 사용하였고 단백칠로서 alkaline protease를 model compound로 사용하여 추출설험을 수행한 결과 본 설험의 범위에서 pH가 낮을수록, 이온세기가 낮을수록 효율적인 추출이 이루어졌으며, pH가 3.0 그리고 이온세기가 O.lM KCI 일때 분배계수가 4.0으로 가장 크게 나타났다. 단백질의 용매추출 장치로서 설관막 모률을 제작 하여 alkaline protease를 역미생을 이용하여 용매 추출을 수행하였는 바, 단백질 분리공정에 효과적인 장치로 사용될 수 었음을 보여주였다. 본 실험의 조 건에서 총괄물질전달계수 Ko가 $6.7{\times}10^{-5}cm/s$이었으며 유기용매상의 개별물칠전달저항이 수용액상의 물질전달저항보다 중요하게 나타났다. 실관막 추출 장치의 조업시 설관막 양쪽 상의 압력차를 $0.1kg/cm^2$. 이하로 조절하여 emulsion의 형성을 방지할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제2권2호
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• pp.122-128
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• 1992

여러 크기의 이중실관 생물 반응기에서의 Aspergillus niger(KCTC 1232)를 이용한 구연산 생산 실험을 수행하였다. 초종 세포농도는 세포 성장구간 기준으로 300g/l에 달하였다. 공기와 산소의 공급 조건하에서의 단위 용적당의 생산성은 각각 0.63, 0.02g/l.h였고 이는 회분식 발효에 대해 10, 16배 증가한 결과이다. 공급배지의 초기 pH는 구연산의 생산에 중요한 요소이며 pH가 낮을수록 높은 구연산 생산수율을 얻을 수 있었다. Scale-up의 가능성을 알아보기 위해 반응기 unit와 배지의 공급속도를 변화시킨 결과 반응기 unit와 배지 공급속도의 증가는 기질의 높은 소비속도로 인해 생산성의 증가를 가져왔다.