• 한국미생물·생명공학회지
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• 제10권2호
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• pp.155-162
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• 1982

당밀로부터 ethanol을 생산하기 위한 균체순환식 연속발효를 실시하였다. 균주는 Saccharomyces uvarum ATCC 26602를 사용 하였으며 발효온도는 35$^{\circ}C$였다. 발효중 ethanol에 의한 저해를 줄이기 위하여 이단계발효를 시행하였는데, 첫번째 단계에서 공기는 0.12vvm으로 공급하였고 두번째 단계에서는 혐기적상태로 발효를 진행하였다. 당농도를 14%로 희석했을 때 다른 무기물을 추가하지 않아도 ethanol 발효가 진행되었으며 단지 균체증식이 목적일 때는 phosphorus 첨가가 필요하였다. 균체순환식 연속발효로 14%의 당을 함유한 당밀희석액을 발효시키는데 14.5 시간이 소요되었다. 이때의 최종 ethanol 농도는 8.4~9.0%(v/v)로서 ethanol 생산비율은 이론식의 88.1~94.4% 이었다.

• 생명과학회지
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• 제18권10호
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• pp.1426-1434
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• 2008

본 시험은 혐기성 박테리아, 효모 및 곰팡이로 제조한 Synbiotics를 TMR에 첨가하여 발효시킨 후, 개봉하여 공기에 노출시킨 기간에 따른 보존성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행되었다. 처리구는 무처리 대조구인 US구, 혐기성 박테리아와 prebiotic으로 만든 BS구, 혐기성 효모와 prebiotic로 구성된 YS구, 혐기성 곰팡이와 prebiotic으로 구성된 MS구, 혐기성 박테리아와 혐기성 곰팡이 그리고 prebiotic로 만든 BMS구, 혐기성 효모와 혐기성 곰팡이 그리고 prebiotics 로 만든 YMS구, 혐기성 박테리아와 혐기성 효모 그리고 prebiotics로만든 BYS구, 마지막으로 혐기성 박테리아, 효모 그리고 곰팡이 복합물과 prebiotics로 구성된 BMYS구로서 총 8 처리구로 나누었다. 개봉 후 노출 기간(1, 3, 5, 7, 14 및 21일)별 3반복으로 총 144개의 bag을 공시사료로 제조하였다. CMCase, xylanase 및 amylase의 평균 활성은 통계적 유의차는 없었으나 효모가 첨가된 BYS구 및 YMS구에서 좋은 편이었고, 총 세균수에서도 효모가 첨가된 구(YMS, BYS)에서, 곰팡이 수에서도 효모 첨가구(YMS, BMYS, BYS)에서 낮은 경향이었다. 병원성 균인 E. coli는 BYS구와 BMYS구, Salmonella균은 BMYS구와 YS구, 그리고 Shigella 균은 BMS와 BMYS구에서 대체로 낮았으나, MS구에서는 대조구보다도 모든 병원균에 더 많이 오염된 것으로 나타났다. 이상의 결과들을 살펴볼때, 혐기성 효모 첨가구(BYS, YMS, BMYS)가 저장성에서 효과가 있는 것으로 나타났으며, 특히 모든 미생물을 혼합한 BMYS구에서 영양소 함량과 건물 감량 및 병원성균 수 등에서 좋은 결과를 나타내어 혐기발효 TMR의 보존에 유리할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제11권1호
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• pp.101-101
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• 2003

본 연구는 남은 음식물을 유산균을 이용하여 발효 사료화 하기 위해 실시하였다. 발효를 촉진시키기 위한 균주로는 Lactobacillus acidophilus를 사용하였고 최적의 발효조건을 갖는 공기 주입량을 알아보기 위해 시료의 발효 조건을 각각 달리 하였다. 시료는 교반하지 않고 공기주입 또한 없는 혐기적 조건의 것과 50rpm의 속도로 교반하면서 0.25v.v.m의 공기를 주입한군, 70rpm의 속도로 교반하면서 0.5v.v.m의 공기를 주입한 군으로 나누었다. 시료는 모두 $37^{\circ}C$로 유지하면서 48시간 발효 시키며 12시간 단위로 시료를 채취하였다. p.H와 유기산함량, 환원당함량과 유산균수를 측정하여 남은 음식물을 발효시키기 위한 최적의 공기 주입량을 알아보았다. 실험결과 50rpm 0.25v.v.m에서 가장 낮은 p.H를 보여주었고 유기산 함량과 환원당 함량은 70rpm 0.5v.v.m에서 가장 높은 함량을 보였다. 유산균은 50rpm 0.25v.v.m에서 가장 많은 증식되었음을 보여주어 적절한 공기의 주입이 남은 음식물의 발효를 촉진하는 것으로 보여진다.

• 청정기술
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• 제19권2호
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• pp.148-155
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• 2013

본 연구에서는 거대 갈조류 대표종인 다시마(Saccharina japonica)로부터 물리화학적 전처리 방법, 미생물 접종비율, 다시마 추출물의 농도 및 pH 조건에 따른 휘발성 유기산(volatile fatty acids, VFAs) 생산 가능성 확인과 생산 효율을 평가하고자 하였다. 물리화학적 전처리 방법에 따른 휘발성 유기산의 최대 농도는 황산, 아임계수, 지질 추출 후 아임계수 전처리 순으로 나타났다. 황산 전처리 방법에서 미생물 접종비율(유효용적(WV)/미생물 부피(M) = 10~30), pH (6.0~7.0) 및 다시마 추출물의 농도(18.0~72.0 g/L)의 혐기성 발효 조건에 따른 휘발성 유기산 생성 농도에 미치는 영향을 확인한 결과, 발효 온도 $35^{\circ}C$, 미생물 접종비율 15, pH 7.0, 발효시간 372시간에서 다시마 추출물의 농도가 18.0, 36.0, 54.0, 72.0 g/L일 때, 휘발성 유기산의 최대 농도가 각각 9.8, 13.9, 18.6, 22.3 g/L로 확인되었다. 생산된 휘발성 유기산의 조성은 pH가 높을수록 아세트산과 프로피온산의 생산 비율이 높았으며, pH가 낮을수록 부티르산의 비율이 높게 확인되었다. 생산된 저농도의 휘발성 유기산은 농축 및 분리공정과 연계하여 향후 기초화학 원료와 바이오연료 등으로 사용될 수 있으므로, 기존 화석연료의 대체에너지 생산에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.410-416
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• 2008

합성 및 두부 제조 폐수로부터 혐기 세균 복합체를 이용하여 수소를 생산하였다. 수소생산 혐기 세균 복합체는 하수처리장 농축 소화조에서 발생하는 슬러지를 $90^{\circ}C$에서 20분간 열처리하여 얻었다. 혐기 세균 복합체는 $37^{\circ}C$ 회분식 운전조건에서 1% (w/v) 포도당 함유 PYG (peptone-yeast extract-glucose) 배지로부터 1.15 L-$H_2$/g-균체건조량의 수소를 생산할 수 있었고, 이때 주요 유기산으로 15 mM acetate와 32 mM butyrate가 생성되었다. 같은 발효조건에서 1.4% 전분과 0.07% 환원당을 포함하는 두부 제조 폐수로부터 1.76 L $H_2$/L-두부제조폐수의 수소를 발생하였다. 이와 같은 결과로 부터 포도당과 두부 제조 폐수로부터 혐기세균 복합체에 의한 수소생산 효율은 각각 1.9과 0.9 mol $H_2$/mol 포도당을 나타내었다. 반연속운전(HRT, 12 시간)시 합성폐수를 이용하여 60일 이상 안정적으로 수소를 생산할 수 있었고, 이 때 혐기 세균 복합체는 1.3-2.0 L $H_2$/L-배양액을 발생하였다. PCR-DGGE(polymer chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis) 분석결과, 반응기 내 세균 복합체의 주요 미생물은 Clostridium 종이었다. 본 연구는 적절한 열처리를 통해 혐기 소화조 슬러지로부터 고활성 수소생산 세균 복합체를 얻을 수 있으며, 이들 세균 복합체를 이용하여 합성 및 두부제조 폐수로부터 효율적인 수소생산이 가능하다는 것을 나타내고 있다.

• 유기물자원화
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• 제15권3호
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• pp.97-105
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• 2007

본 연구는 유기성 고형폐기물 처리에 적합한 벤치스케일 침출상 반응조를 이용하여 효율적인 산발효 및 수소발효의 거동특성을 살펴보았다. 산발효조는 혐기성 소화슬러지를 식종한 후 희석율 2.0, 3.0, $4.0d^{-1}$로 운전이 되었으며, 수소발효조는 열처리된 소화슬러지를 식종한 후 희석율 2.0, 4.0, $6.0d^{-1}$로 운전이 되었다. 산발효조는 희석율 $3.0d^{-1}$에서 운전되었을 때 최대의 COD 전환율 56.2%가 얻어졌으며 이때 전환된 COD는 모두 유기산으로 전환되었다. 반면에 수소발효조는 산발효조보다 높은 COD 전환율(49.3%)을 보여주지 못했지만, 높은 에너지 수율을 가지고 있을 뿐 아니라 친환경 청정에너지인 수소가스(전체 COD 중 5.1%)를 부산물로 얻을 수 있었다. 그러므로 처리목적에 따라 산발효나 수소발효를 유기성 고형폐기물에 적용할 수 있으며, 이는 혐기성처리 기술의 경제성을 향상시킬 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권3호
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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.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.59-67
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• 1988

혐기성소화(嫌氣性消化)에 미치는 온도(溫度)의 영향(影響)을 가장 효과적으로 파악할 수 있는 체류시간(滯留時間) 5일(日)에서 인공(人工)슬러지를 대상으로 $35{\sim}55^{\circ}C$의 소화실험(消化實驗)을 행하였다. 소화온도증가(消化溫度增加)에 따라 메탄발효(醱酵)의 저해(沮害)가 감소하여, 중온(中溫) 및 중간영역(中間領域)의 온도(溫度)에서는 잔발효(酸醱酵)가 우세하였으나 $55^{\circ}C$에서는 활발한 메탄발효(醱酵)가 이루어졌다. 온도(溫度)의 변화(變化)는 미생물활성(微生物活性)뿐 아니라 슬러지의 물리(物理), 화학적(化學的) 특성(特性)에도 영향(影響)을 미친다고 추정된다. 또한 유입(流入) 슬러지의 희석(稀釋)에 의하여 소화저해(消化沮害)가 크게 감소하여 모든 온도(溫度)에서 활발한 메탄발효(醱酵)가 가능하였다. 소화효율(消化效率)은 수리학적(水理學的) 부하량외(負荷量外)에 유기물부하량(有機物負荷量)에도 지배받음을 알 수 있었다. 소화효율(消化效率)의 급격한 저해(沮害)가 발생된다고 보고된 $40{\sim}45^{\circ}C$에서도 뚜렷한 저해(沮害)는 없었다. 한편 소화온도증가(消化溫度增加)에 따라 소화(消化)슬러지의 침강특성(沈降特性)도 향상되었다.

• 문화기술의 융합
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• 제4권2호
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• pp.179-183
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• 2018

요즘 음식물쓰레기를 혐기성소화조에서 바이오가스와 유기성 퇴비를 생산하고자 하는 연구가 늘어나고 있다. 본 연구에서는 음식물쓰레기를 미생물제재로 발효시켜 바이오가스와 퇴비를 생산하기 위한 기초실험을 행하였다. 먼저, 각종 미생물을 조합하여 미생물재제를 개발하고, 이를 음식물쓰레기 Batch실험에서 발생하는 바이오가스 발생량을 확인하였다. 또한 실증플랜트에서 바이오가스 발생량과 퇴비화를 통해 혐기성소화조 바이오가스 생산 극대화와 실증화를 확인하였다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제12권3호
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• pp.134-140
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• 1992

사일리지의 사양가치에 가장 크게 영향을 미치는 요인은 사초의 종류에 기인되는 화학조성분이며 사일리지를 적기에 제조하므로 단위면적당 최고의 양분수량을 거둘 수 있다. 유기산의 생성량이 많고 낙산이나 암모니아태질소의 함량이 많으면 사일리지의 품질이 떨어지고 섭취량이 감소되므로 사일리지 품질 증진을 위한 연구방향은 발효를 감소시키고 단백질의 분해를 막는 것이다. 사일리지의 발효에 영향을 미치는 중요한 요인으로는 사초의 화학조성분인 수분, 수용성탄수화물 등과 제조기술에 크게 좌우되는 공기(산소)혼입량이다. 재료의 수분함량은 사일리지 발효품질에 큰 영향을 미치며 수분이 많은 재료는 적당히 예건되면 젖산발효는 덜 제한되는 반면 불필요한 발효가 줄어들고 낙산발효를 억제할 수 있어 품질이 향상되고 기호성이 증진된다. 또한 사초를 알맞은 길이로 절단하므로 답압이 잘되어 공기 배출이 양호해 혐기상태의 유지가 가능하게 되고 사일리지의 취급또한 편리해 진다. 사일리지 첨가제는 재료를 적절히 예건하지 못할 때 필요하고 또한 특별한 조건하에서는 권장되고 있다. 이와같이 사일리지 발효에 도움을 준다는 가능성에도 불구하고 첨가제의 잇점은 양질 사일리지 제조를 위한 제반 처리를 대신할 수 없다. 양건 건초제조에 소요되는 기간은 기후에 크게 영향을 받게 된다. 건초제조 과정 중 포장에서 생기는 건물손실은 외기에 오랫동안 노출되면 잎이나 연한 줄기 부분이 부서지고 카로틴이 파괴된다. 또한 말리는 과정에 비를 맞힐 경우 양분이 용해되어 소화되기 쉬운 영양소와 건물 손실이 증가되며 섬유소함량이 증가되어 소화율과 섭취량이 감소된다. 그러므로 일기 예보에 따라 좋은 날씨가 $3\sim4$일 계속되는 시기를 택하여 적기 수확하고, 줄기의 압쇄(condition), 건조시 풀의 두께를 얇게, 뒤집기, 적절한 수분함량일 때 거둬들이는 조치가 필요하다.