• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제2권4호
• /
• pp.288-292
• /
• 1992

Kinetics of anaerobic ethanol fermentation by Clostridium thermohydrosulfuricum were investigated for the one-step production of ethanol from starch. A mutant strain with a high ethanol yield was induced from C. thermohydrosulfuricum. The mutant, designated as ME4, produced anaerobically 6.1 g/l of ethanol, 3.1 g/l of lactate and 0.1 g/l of acetate from 20 g/l of starch at $68^{\circ}C.

• 유기물자원화
• /
• 제19권2호
• /
• pp.49-54
• /
• 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.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
• /
• 제8권1호
• /
• pp.54-57
• /
• 2003

H$_2$-producing bacteria were isolated from anaerobic granular sludge. Out of 72 colonies (36 grown under aerobic conditions and 36 under anaerobic conditions) arbitrarily chosen from the agar plate cultures of a Suspended sludge, 34 colonies (15 under aerobic conditions and 19 under anaerobic conditions) produced H2 under anaerobic conditions. Based on various biochemical tests and microscopic observations, they were classified into 13 groups and tentatively identified as follows: From aerobic isolates, Aeromonar spp. (7 strains), Pseudomonas spp. (3 strains), and Vibrio spp. (5 strains); from anaerobic isolates, Actinomyces spp. (11 Strains), Clostridium 5pp. (7 strains). and Porphyromonas sp. When glucose was used as the carbon substrate, all isolates showed a similar cell density and a H$_2$ production yield in the batch cultivations after 12 h (2.24-2.74 OD at 600 nm and 1.02-1.22 mol H$_2$/mol glucose, respectively). The major fermentation by-products were ethanol and acetate for the aerobic isolates, and ethanol, acetate and propionate for the anaerobic isolates. This study demonstrated that several H$_2$ producers in an anaerobic granular sludge exist En large proportions and their performance in terms of H$_2$ production is quite similar.

• 유기물자원화
• /
• 제15권3호
• /
• pp.97-105
• /
• 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
• /
• 제13권4호
• /
• pp.321-329
• /
• 2002

Clostridium butyricum, Lactobacillus amylophillus, Lactobacillus amylovorus, Lactobacillus acidophillus, AI-9 produced hydrogen and /or organic acids using glucose, lactose and starch at the anaerobic culture conditions. Cl. butyricum NCIB 9576 evolved 1,700 ml H2/L-culture broth and accumulated butyric acid, acetic acid, propionic acid and ethanol in its culture broth when lactose was used as a carbon source during 24 hrs of fermentation. L. amylovorus ATCC 33620 accumulated lactic and acetic acids and some reducing sugars when starch was used as a carbon source without hydrogen production. Instead of starch as a carbon source, L. amylovorus ATCC 33620 produced lactic acid from algal biomass during fermentation and the acid-heat or freeze-thaw pretreatment of algal biomass accelerate the lactic acid fermentation.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제17권4호
• /
• pp.691-694
• /
• 2007

Acetic acid and butyric acid were produced by the anaerobic fermentation of soil mixed with wheat or rice bran. The concentration of acetic acid produced in the wheat and rice bran-treated soil was 31.2mM and 8mM, respectively, whereas the concentration of butyric acid in the wheat and rice bran-treated soil was 25.0mM and 8mM, respectively. The minimal fungicidal concentration (MFC) for all the fungal strains was 40-60mM acetic acid, 20-40mM butyric acid, and 40-60mM mixture of acetic acid: butyric acid (1:1, v/v). Consequently, the efficacy of mixing wheat-bran with soil to control soil diseases was demonstrated.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
• /
• 제8권3호
• /
• pp.179-182
• /
• 2003

Anaerobic fermentation was attempted to produce methane from the wood chip (Eucalyptus globulus). By the pretreatment of the wood chip using hot water with high temperature, NaOH, and steam explosion, the production of methane gas was enhanced. The pretreatment using Steam explosion resulted in more amount of methane gas produced than the treatment using either hot water or 1% (w/w) NaOH with high temperature, and the steam explosion at a steam pressure of 25 atm and a steaming time of 3 min was the most effective for the methane production. The amount of methane gas produced depended on the ratio of weight of Klason lignin, a high molecular weight lignin, in the treated wood chip.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제32권8호
• /
• pp.1047-1053
• /
• 2022

When ptsG, a glucose-specific phosphotransferase system (PTS) component, is deleted in Escherichia coli, growth can be severely poor because of the lack of efficient glucose transport. We discovered a new PTS transport system that could transport glucose through the growth-coupled experimental evolution of ptsG-deficient E. coli C strain under anaerobic conditions. Genome sequencing revealed mutations in agaR, which encodes a repressor of N-acetylgalactosamine (Aga) PTS expression in evolved progeny strains. RT-qPCR analysis showed that the expression of Aga PTS gene increased because of the loss-of-function of agaR. We confirmed the efficient Aga PTS-mediated glucose uptake by genetic complementation and anaerobic fermentation. We discussed the discovery of new glucose transporter in terms of different genetic backgrounds of E. coli strains, and the relationship between the pattern of mixed-acids fermentation and glucose transport rate.

• KSBB Journal
• /
• 제20권6호
• /
• pp.393-400
• /
• 2005

수소를 생산하는 미생물은 크게 광합성 세균(photosynthetic bacteria), 혐기성세균(non-photosynthetic anaerobic bacteria), 조류(algae) 등으로 구분되고, 이들의 수소 생성 기작, 사용가능기질 및 수소 발생량은 상당한 차이가 있다. 광합성세균은 Rhodospirillaceae, Chromatiaceae 및 Chlorobiaceae로 구분되며, 이는 각각 홍색비유황세균(purple non-sulfur bacteria), 홍색유황세균(purple sulfur bacteria), 녹색유황세균(green sulfur bacteria)으로 통칭된다. 혐기성 세균은 절대 또는 통성혐기세균중 일부가 수소생산에 관여하며, 조류는 녹조류(green algae)와 남조류(blue-green algae, cyanobacteria)가 알려져 있다. 생물학적 수소생산 기술은 (1) 녹조류(green algae)가 광합성 메카니즘에 의해 수소를 생산하는 직접 물 분해 수소생산(direct bio-photolysis) (2) 광합성 작용에 의해 물을 분해하여 산소를 발생하고, 동시에 공기 중 이산화탄소를 고정하여 고분자 저장물질로 균체 내에 저장한 후 혐기 발효 또는 광합성 발효에 의해 수소를 발생하는 간접 물 분해 수소생산(indirect bio-photolysis or two stage photolysis) (3) 빛이 존재하는 혐기상태 배양 조건에서 홍색 세균에 의한 광합성 발효(photo-fermentation) 또는 (4) 광이 존재하지 않는 조건에서 혐기 미생물에 의해 수소와 유기산을 내는 혐기 발효(dark anaerobic fermentation) (5) 균체 외(in virro) 수소 발생 (6) 일산화탄소 가스 전환 반응(microbial gas shift reaction)에 의한 수소 생산 기술로 구분할 수 있다. 물로부터 생물학적 기술에 의한 수소생산은 공기 중의 이산화탄소를 고정하고, 수소와 산소를 발생하는 원천기술로써 오래 전부터 미국, 유럽에서 태양에너지를 이용하는 광합성 미생물의 분리, 개선 및 반응기에 관한 연구가 축적되어 왔으며, 유기물 즉 바이오매스로부터 혐기 및 광합성 발효를 연속적으로 적용하는 기술은 비교적 최근에 일본을 비롯한 유기성 폐기물이 많은 국가에서 수소에너지 생산과 유기성 폐기물 처리라는 두 가지 목적에 부합하는 연구로써 활발히 진행되고 있다. 유기성 폐기물이나 폐수와 같은 수분함량이 높은 바이오매스는 대부분이 매립처리 되는 실정이지만 높은 수분 함량 때문에 매립 시 발생하는 침출수는 환경오염의 주범으로 가까운 장래에는 매립도 금지될 전망이다. 이와 같은 수소에너지 생산기술과 이용시스템 개발은 화석연료 사용을 최소화 할 수 있으며, 국내에서 다량 발생하는 유기성 폐기물을 이용한 에너지 생산으로 자원 강대국 입지에 설 수 있다. 미생물에 의한 수소생산 기술은 청정에너지 생산과 아울러, 동시에 산소 발생, 공기 중 이산화탄소 고정, 식품공장 폐수 및 음식쓰레기와 같은 유기성 폐기물 처리 등 환경에 이로운 방향으로 진행될 뿐만 아니라, 미생물 자체가 갖는 생물 산업성도 높아서 비타민류, 천연색소, 피부암 치료제등의 고부가가치 의약품 생산도 활성화할 수 있다.

• 웰빙융합연구
• /
• 제6권2호
• /
• pp.33-37
• /
• 2023

Purpose: Since 2013, marine dumping of wastewater has been banned, and research on eco-friendly and efficient land treatment has emerged. This study compared and tested changes in biogas production and anaerobic process efficiency depending on whether or not enzyme pretreatment was performed during anaerobic digestion from single-phase and two-phase to medium-temperature. Research design, data and methodology: The total sugar, direct sugar, pH, and acidity before and after fermentation were analyzed by G/C by anaerobic fermentation of the liquor wastewater, food wastewater 1, and food wastewater 2 at 30℃ for 67 hours, and the amount of methane gas generated was analyzed by balloon volume. Results: It was found that stable organic acid concentration and pH were found in the enzyme-treated food wastewater 2, and the amount of methane gas generated was also increased. Conclusions: When anaerobic digestion of the liquor wastewater and the food wastewater together, the performance of enzyme pretreatment resulted in increased digestive efficiency. It will be the basic data that can contribute to carbon neutrality and greenhouse gas reduction by increasing the production of biogas.