• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권1호
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• pp.16-22
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• 2006

생물학적 수소생산 공정은 다른 열화학적 공정이나 전기화학적 공정에 비하여 환경친화적이며 에너지를 덜 소모하는 공정이다. 생물학적 수소생산 공정은 크게 두 가지로 구별할 수 있는데, 광합성에 의한 수소생산과 혐기발효에 의한 수소생산이 그것이다. 광합성에 의한 수소생산 공정은 주로 물로부터 수소를 생산하고 동시에 공기 중의 이산화탄소도 저감하는 특징을 가지고 있으며, 혐기발효에 의한 수소생산 공정은 유기 탄소원을 섭취하는 박테리아에 의한 발효를 통해 이루어지는 공정이다. 본 논문에서는 생물학적 수소생산 공정에 대한 그간의 연구들에 대하여 살펴 보았다.

• 유기물자원화
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• 제19권2호
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• pp.49-54
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• 2011

본 연구는 혐기성 수소 발효 반응조의 유출수를 기질로 이용하여 anaerobic baffled reactor (ABR) 및 anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) 형태에 따른 혐기성 메탄 발효 성능을 평가하였다. 두 개의 반응조는 유기물 부하율 $1.0kg\;COD/m^3{\cdot}d$와 수리학적 체류시간 20일에서 운전을 수행하였다. ABR과 ASBR의 초기 운전 기간에서 메탄 발생량은 각각 0.04 L/L/d와 0.19 L/L/d로 나타났으며, ABR과 ASBR의 최대 메탄 발생량은 각각 0.25 L/L/d와 0.31 L/L/d로 나타났다. ABR과 ASBR의 초기 운전 기간에서 COD 제거율은 각각 89%와 92%로 나타났다. 정상 상태에 도달한 후에는 ABR과 ASBR의 COD 및 VS의 제거율은 각각 90% 이상 유지되었다. 비메탄 활성도는 미생물이 기질에 적응함에 따라 반응조에 상관없이 증가하였다.

• 한국작물학회지
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• 제50권6호
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• pp.400-405
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• 2005

본 연구에서는 맥류 습해의 원인인 과습에 의한 근권의 산소부족이 맥류 뿌리의 생장 및 혐기 발효대사 효소(alcohol dehydrogenase, ADH; lactate dehydrogenase, LDH)에 미치는 영향을 조사하였다. 양액재배를 이용하여 1.5엽기 맥류 유묘에 용존산소 1.5-2 ppm 정도의 혐기처리를 1, 3, 5, 7일간 실시하였다. 혐기조건에서 뿌리의 생장은 모든 맥종에서 감소하였으며, 감소정도는 내습성이 낮은 보리가 내습성이 높은 밀과 호밀보다 낮았다. 정상조건에서 ADH 활성은 보리가 LDH 활성은 호밀이 가장 높았으나 두 효소 모두 맥종 간의 차이는 크지 않았다. 혐기처리에 의해 ADH와 LDH 활성은 모든 맥종에서 공통적으로 증가하였으며 증가 정도는 호밀과 밀에서 가장 높았고 보리에서 가장 낮았다. 혐기조건에서 이들 효소의 활성증가는 모든 맥종에서 유사하게 항시발현 동위효소의 증가 및 새로운 동위효소의 발현유도에 의해 나타났다. 혐기조건에서 ADH와 LDH 활성 증가 정도는 맥종의 재해저항성과 정의 상관관계가 인정되었다. 이러한 결과는 맥류의 내습성에 혐기 발효계 효소가 관여하고 있음을 의미하는 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권2호
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• pp.97-103
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• 2017

본 연구에서는 음식물 쓰레기 혐기성 발효를 통한 수소생산에서 중금속이 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 음식물 쓰레기의 혐기성발효에 따른 수소생산량은 79.48 mL/g COD이였다. 1 mg/L의 아연이 함유되었을 때 약 60%의 수소생산량의 저해가 나타나는 것으로 나타났으며 구리가 아연보다 수소생산을 심각하게 저해하였다. 구리가 독립적으로 있을 때 수소생산량이 심각하게 저해되는 것에 반하여 아연과 공존함으로서 구리의 저해작용이 완화되어 수소생산량이 회복되었다. 수소생성과정 동안 butyric acid 또는 acetic acid가 주종으로 관찰되었으며 중금속이 함유되지 않은 시료에서는 Klebsiella sp., Clostridium sp., 그리고 Dysgonomonas sp.과 같은 군집이 출현하였으나 아연이나 구리가 함유되었을 경우 Enterococcus 종이 시료의 수소생산 활동에 큰 영향을 준 것으로 판단되었다.

• 환경기술인
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• 통권11호
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• pp.26-27
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• 1987

• 에너지공학
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• 제15권2호
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• pp.118-126
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• 2006

미생물을 이용하여 수소를 생산하는 기술은 광합성 작용에 의한 직간접 물분해, 광합성 발효, 혐기발효, 균체외 반응 등 여러 가지 기술이 있으며 본 논문에서는 이들의 적용되는 미생물과 수소생산 메커니즘을 중심으로 소개하였다. 동시에 본 기술들의 현재까지 개발된 사례를 선진국과 국내 현황을 중심으로 기술하였다. 생물학적으로 수소를 생산하는 기술은 1940년대 후반부터 실험실적인 연구가 시작되었으나, 1990년대 환경문제를 해결하기 위해서 전 세계적으로 연구가 다시 활성화되었으며, 이 글에서는 미국, 일본, 유럽연합 및 한국을 중심으로 국내외 연구현황을 소개하였다.

• 유기물자원화
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• 제19권3호
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• pp.73-78
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• 2011

혐기성 수소 발효시 pH는 물질 대사 경로와 수소 생성 미생물의 활성에 직접적으로 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나로 알려져 있다. 본 연구는 음식폐기물로부터 운전 pH에 따른 혐기성 회분식수소 발효의 영향을 평가하기 위해 수행하였다. 5 N KOH 용액을 이용하여 초기 pH는 8.0으로 고정하였으며, 운전 pH는 4.7~7.0으로 유지하였다. 운전 pH가 낮을수록 지체 시간은 단축되는 것으로 나타났으며, 최대 수소 발생량은 낮게 나타났다. 운전 pH 4.7일 경우에는 지체 시간이 47.9 h으로 가장 길게 나타났으나, 최대 수소 발생량은 534.4 mL로 가장 높게 나타났다. 운전 pH가 증가함에 따라 지체 시간과 최대 수소 발생량은 감소하였다. 운전 pH 7.0일 경우에는 지체 시간이 4.2 h으로 나타났으며, 최대 수소 발생량은 213.8 mL로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권4호
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• pp.270-275
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• 2000

토양미생물군인 Miraculous soil-Microorganisms (MS균) 제제를 음식폐기물에 처리 후 발효공정에 따른 아플라톡신의 잔존 유무 분석, 열량 아미노산 및 지방산 조성분석을 통해 양돈사료화를 위한 효율적 처리방법에 대한 자료를 얻고자 실시하였다. 음식폐기물의 MS균 발효 후 calorimeter를 이용한 열량측정 결과 건물 1g당 평균 7.599 Kcal D.M 정도의 높은 열량을 가지는 것으로 나타났으며, MS균 첨가 후 각 발효공정의 모든 시료에서 아플라톡신은 검출되지 않았다. 음식폐기물내 총 아미노산의 함량은 쌀겨 (10%) 및 어분 (5%) 첨가 후 MS균에 의한 3주간 혐기발효 하였을 때 $92.99\;mg{\cdot}g^{-1}$으로 저온 발효 후 보다 약 18.5%의 아미노산 함량이 증가되었다. MS균에 의한 최종 발효 후 필수아미노산 함량은 $34.43\;mg{\cdot}g^{-1}\;D.M$ 이었으며, leucine, phenylalanine, isoleucine 및 thereonine이 높은 구성비율을 보였다. 비필수아미노산 함량은 $58.66\;mg{\cdot}g^{-1}\;D.M$이었고 proline과 glutamic acid의 함량이 상대적으로 높았다. 지방산 조성에 있어서는 palmitic acid, oleic acid 및 palmitoleic acid의 함량이 상대적으로 높았으며, 지방산 함량 역시 혐기숙성 발효에 의해 증가되었다. 이상의 결과들은 음식폐기물을 MS균에 의해 발효처리하였을때 양돈사료로서의 충분한 열량을 함유하고 있으며, 아플라톡신으로부터 안전함을 보여주며, MS균에 의한 혐기발효를 통해 음식폐기물내 단백질 및 지방의 가수분해를 촉진시킬 수 있음을 잘 보여주었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제38권1호
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• pp.7-15
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• 2018

본 연구는 혐기소화발효액을 배지로 이용하여 클로렐라를 배양한 배양액이 페레니얼라이그라스 종자 발아에 미치는 영향을 구명하기 위하여 혐기소화발효액, 클로렐라 배양액, 클로렐라 배양여액, 혐기소화발효액, 무처리구(물)을 처리하여 종자 발아시험을 수행하였다. 페레니얼 라이그라스 종자의 최종 발아율은 무처리구의 70.2%와 비교하여 클로렐라 배양액 처리구가 91.9%로 21.2% 높았다. 또한 상대발아율도 클로렐라 배양액 처리구가 클로렐라 배양액을 처리하지 않은 무처리구(물) 보다 25% 높았다. 페레니얼 라이그라스 종자의 50% 발아에 소요되는 일수(T50)는 클로렐라 배양액 3.3~3.5일로 무처리구의 4.7~5.1일보다 빨랐다. 페레니얼 라이그라스 종자의 뿌리길이는 클로렐라 배양액 처리구가 무처리(물)보다 1~2cm이상 길었다. 상대적 뿌리신장율은 클로렐라 배양액 처리구의 무처리구보다 40% 높았다. 페레니얼 라이그라스 종자의 발아지수(GI)는 클로렐라 배양액 처리구가 182로 무처리구(물)의 100 보다 높았다. 종자의 부패율은 치상 후 11일째에 무처리구와 혐기소화발효액 처리구가 각각 83.3, 86.7%으로 높았으나 클로렐라 배양액 처리구는 50.0%로, 클로렐라 배양여액 처리구가 53.3%로 부패율이 낮았다. 클로렐라 배양액, 클로렐라 배양여액 처리가 종자의 부패방지 효과를 나타내었다.

• 유기물자원화
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• 제5권1호
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• pp.1-13
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• 1997

본 연구는 음식물 찌꺼기의 사료화를 목적으로 종균제(YM, 영진환경)와 아프리카산 고온성 효모인 Kl. marxianus를 이용하여 음식물 찌꺼기를 발효시켜 보존성을 연장하기 위해 실시하였다. 6일 동안 발효시, 편성 호기적 또는 혐기적 조건보다는 2일간 호기적 조건으로 발효시킨 뒤 계속하여 4일간 혐기적으로 발효시켰을 때 유기산 생성량이 높았고 생균수도 가장 높았다. 종균제(YM)의 첨가는 무첨가 시료보다 발효 후 잔여 총 생균수를 100배 이상으로 크게 증가시켰으며 여기에 Kl. marxianus 배양액을 추가로 첨가할 경우 총생균수는 더욱 증가시켰으나 효모수를 더 증가시키지는 않았다.