• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.471-471
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• 2005

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.251.1-251.1
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• 2010

바이오디젤은 동식물성 기름과 메탄올의 트랜스에스테르화 반응에 의해 생산되는 지방산메틸에스테르(FAME, fatty acid methyl esters)로서, 트랜스에스테르화 공정에는 KOH, NaOH, $NaOCH_3$등의 균질계 화학촉매를 이용한 방법, 무촉매 공정인 초임계 메탄올 이용 방법, 그리고 효소촉매를 이용한 방법이 있다. 초임계 공정은 에너지 소비와 장치비가 커서 경제성이 떨어지는 것으로 보고되며 화학촉매 공정은 반응 효율이 높다는 장점을 가지고 있지만, 반응 및 정제단계가 복잡하고 정제과정에 폐수를 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 고정화 효소를 사용하는 효소 공정은 에너지 비용의 절감, 후 처리 공정의 단순화, 고 순도의 글리세롤을 얻을 수 있는 장점이 있지만, 반응 속도가 느리고 효소 가격이 비싸다는 단점이 있어 현재까지 상업화되지 못하고 있다. 반응속도가 높고 재사용이 가능한 효소 촉매 공정 개발을 위해 본 연구에서는 Candida rugosa, Rizhopus oryzae 2종을 실리카에 동시 고정화하였다. 고정화 Lipase의 제조는 실리카겔을 과산화수소를 이용하여 전처리를 하고 Acetone과 3-APTES의 혼합용액을 첨가한 후 실리카겔과 (silanization)을 진행 하였다. 그리고 glutaraldehyde를 첨가 하여 공유 결합을 형성 한 후에 증류수를 사용하여 실리카겔을 회수하여 lipase(Rizhopus oryzae, Candida rugosa 10% 용액)를 고정화 하였다. 고정화 효소의 효소 활성을 측정한 결과 3000-3500 Unit(${\mu}mol/g{\cdot}min$)으로 측정되었다. 제조된 고정화 효소를 이용하여 Canola Oil을 바이오디젤로 전환하는 실험을 진행하였으며 생성물로부터 고정화 효소를 분리한 후에 상층의 에스테르층을 취하여 수세한 뒤 원심분리하여 FAME 함량을 측정한 결과 83%의 바이오디젤을 얻을 수 있었다. 그리고 효소 촉매 트랜스에스테르화 반응의 Enzyme, Water, Methanol 투입량의 반응 변수들에 대하여 반응표면분석법(Response Surface Methodology)을 적용하여 최적 반응조건을 도출하는 연구를 수행하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.2
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• pp.257-263
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• 2012

Biodiesel is a renewable energy which is nontoxic and acting as a replacement for conventional diesel which derived from fossil fuel. Classified biodiesel producing way such as acid, base, supercritical and enzyme methods, this study focused on eco-friendly production of biodiesel using supercritical and immobilized enzyme process. Assuming a plant with a production rate of 10,000 tons a year, a PRO II simulator program was used to simulate the product conversion rate and total energy consumption. The product conversion in supercritical process and immobilized enzyme was found to be 91.17% (including 0.9% glycerol) and 93.18% (including 1.0% glycerol) respectively. The result shows that the efficiency of immobilized enzyme process is higher compared to supercritical process but having lower end product purity. From the energy consumption point of view, supercritical process consume about 8.9 MW while immobilized enzyme process consume much lower energy which is 3.9 MW. Consequently, this study certifies that energy consumption of supercritical process is 2.3 times higher than immobilized enzyme process.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.267-275
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• 2005

차세대 재생산성 에너지로 각광을 받고 있는 바이오디젤은 현재 주로 알칼리촉매를 이용하는 화학공정으로 생산하고 있으나 고에너지 요구성이며 대규모 생산시 폐수발생 등 환경오염 유발요인이 있기 때문에 친환경 생물공정의 필요성이 대두되고 있다. 생물촉매 리파제(lipase)를 이용하는 친환경 생물공정은 화학공정에 비해 다양한 장점을 제공하고 있으나 고가의 효소생산 비용문제로 실용화에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 저비용의 생물학적 바이오디젤 생산 시스템 구축을 위해 고활성의 효소 개발, 경제적 재조합 대량생산, 반복 재사용을 위한 효소고정화 등을 통해 고효율의 생산반응계를 개발하였다. 우선 바이오디젤 생산공정에 적합한 리파제로서 CalB(Lipase B of Candida antarctica)를 선택하고 분자 진화기술을 이용하여 효소활성을 17배 향상시킨 CalB14를 개발하였다. CalB14를 효모 발현시스템을 이용하여 경제적 대량생산하기 위해 단백질분비를 획기적으로 개선할 수 있는 맞춤형 분비융합합인자기술(TFP technology)을 이용하여 재조합 CalB를 2 grams/liter 수준으로 분비생산하였다. 생산된 효소를 반복 재사용이 가능하도록 다양한 레진에 고정화하였고 최적의 바이오디젤 전환반응용 고정화효소를 개발하였다. 고정화효소를 효율적으로 재사용하기 위해 바이오디젤 생산용 고정상반응기(packed-bed reactor)를 제작하였으며 기질을 12시간내에 95% 이상 바이오디젤로 수십회 이상 반복전환할 수 있는 경제적인 생물학적 바이오디젤 전환 시스템을 구축하였다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.36 no.4
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• pp.265-270
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• 2014

Protease producing microorganisms were isolated from many kinds of food waste and fermented foods, which contains high amount and variable kinds of degraded substances. Several microorganisms were identified by 16S rRNA full sequencing analysis methods. The activity of protease was analyzed and identified in variable conditions for the application. For industrial use for biowaste treatment some proteases were isolated, identified and selected from microbial cells. And the tests were carried for the further use. The protein degrading activity at low temperature is useful for the treatment of organic waste, which contains much proteins. By the protein degradation process the organic waste can be utilized in variable fields, for example from feedstuff supplement to fertilizer for agriculture. Bacterial cells with protease activity at low temperature were isolated and identified. The optimal conditions for microbial cultivation and protease production were studied.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 2003.04a
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• pp.513-516
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• 2003

고체상 풀림과 재접힘 공정을 통해서 EK의 활성이 회복되어지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 고정화 효소를 사용함으로써 기존의 액상반응에서 불가능한 효소의 재사용 문제를 해결할 수 있다. 친화도보다는 다중 공유결합을 통한 효소의 고정화가 효소의 활성 회복에 높은 안정성을 가질 수 있다고 예상한다.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.37 no.1
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• pp.15-22
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• 2005

Extrusion with enzyme treatment improved processing characteristics and physiological activity of whole grains, strongly suggesting industrial potential of whole grains for production of cereal-based functional foods containing activated nutraceuticals. Physicochemical properties of whole grains prepared by extrusion were characterized in terms of vitamin, mineral, and resistant starch contents, gelatinization, and digestibility in comparison with those of raw and roasted grains. Extrusion increased grain gelatinization, with degree of gelatinization in extruded barley being seven times higher than that of raw barley. Extrusion improved digestibility of whole grains in comparison with those of raw and roasted grains. Dispersibility of starch was improved through extrusion, while content of resistant starch decreased. Release of ${\beta}-sitosterol$ present in whole grains increased 13-fold when both extrusion and enzyme treatment were used.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.286-298
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• 2005

농산 폐자원으로부터 식품 및 의약품 소재로 쓰이는 xylose, arabinose, cellulose를 생산하였다. 농산 폐자원은 우리나라 실정에 적합한 볏짚과 옥수수 껍질을 선택하였으며, 공정수율은 xylose와 arabinose는 약 15$\sim$20%(w/w), cellulose 는 20%(w/w)로 나타났다. 폐자원을 활용하는 개발된 공정중에는 미생물 유전자 재조합 기술을 응용하여 고역가의 효소생산 system을 개발하여, 생산된 효소를 가수분해 공정 과정에 투입하여 경제성이 높고 친환경적인 기술로 확립하였다. 재조합 미생물과 xylose, arabinose 정제공정은 신뢰 높은 재연성을 나타냈으며 xylose 제조법과 xylitol 발효법은 package 형태로 기술 이전을 준비하고 있다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.4
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• pp.293-299
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• 2020

This study was undertaken to optimize combining the processes of enzymatic hydrolysis and extraction for lycopene production from autumn olive berry. The autumn olive berry was pulverized and suspended in water, followed by treatment with various hydrolytic enzymes including Ceremix, Celluclast, AMG, Viscozyme, Pectinex, Promozyme, Ultraflo and Tunicase. Reaction solutions were subjected to extraction by applying different organic solvents including acetone, ethyl acetate, hexane and chloroform. Highest yields of lycopene extraction were obtained with the Ceremix (hydrolysis enzyme) and chloroform (extraction solvent) combination. Subsequently, using this ideal combination, enzymatic hydrolysis conditions, including enzyme concentration, pH and temperature, were statistically optimized to 0.58%, 5.5 and 54.4℃, respectively, by applying the response surface method. The lycopene extraction yield increased 2.3-fold (22.6 mg/100g) by using the selected combined process. We propose that these results could be used for the future development of bioactive materials required for bio-health care products.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.11 no.4
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• pp.249-257
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• 1979

Using the whole cell immobilized glucose isomerase which was prepared in the previous work (Korean J. Food Sci. & Technol., 11(3), 192 (1979), the specific activity of the immobilized enzyme was 48.1 units in the batch reaction system and 114 units in the continuous reaction system per g of matrix, respectively. In the continuous reactor the voidity was 0.36, which was suitable for the packed bed reactor. This immobilized enzyme showed a good operational stability of 115 days of half life which was sufficient for the continuous operation. The experimental result showed that 55 % of the substrate was converted to the product in the packed bed reactor. The productivity was dependent on the flow rate, column geometry, enzyme loading, and substrate concentration. An intrapaticle diffusion was observed by the effectiveness factor of 0.75 and interparticle diffusion by the decrease of Km' with increasing the superficial velocity.