Microalgae are being researched for their potential as attractive biofuel feedstock, particularly for their lipid production. For maximizing biofuel production, it is necessary to explore the effects of environmental factors on algal lipid-producing potential. In this study, the effects of nitrogen (N) sources (NO2-N, NO3-N, urea-N, NH4-N, and N-deficiency) and carbon-to-nitrogen ratios (C/N= 0, 1.0, 3.0, and 5.0) on algal lipid-producing potential of Chlorella sp. HQ were investigated. The results showed that for Chlorella growth and lipid accumulation potential, NO2-N was the best amongst the nitrogen sources, and NO3-N and urea-N also contributed to algal growth and lipid accumulation potential, but NH4-N and N-deficiency instead caused inhibitory effects. Moreover, the results indicated that algal lipid-producing potential was related to C/N ratios. With NO2-N treatment and carbon addition (C/N = 1.0, 3.0, and 5.0), total lipid yield was enhanced by 12.96-20.37%, but triacylglycerol (TAG) yields decreased by 25.52-94.31%. As for NO3-N treatment, carbon addition led to a 17.82-57.43%/25.86-82.67% reduction of total lipid/TAG yields. When NH4-N was used as the nitrogen source, total lipid/TAG yields were increased by 46.67-113.33%/28.99-74.76% with carbon addition. The total lipid/TAG yields of urea-N treatment varied with C/N ratios. Overall, the highest TAG yield (TAG yield: 38.75 ± 5.21 mg/l; TAG content: 44.16 ± 4.35%) was achieved under NO2-N treatment without carbon addition (C/N = 0), the condition that had merit for biofuel production.
바이오 연료 생산을 위한 3세대 바이오매스, 즉 미세조류 및 거대조류의 급속 열분해는 최근 1 세대 및 2 세대 바이오매스와 비교하여 실험적으로 연구된 바 있다. 하지만 거대조류의 경우 스케일업을 위한 공정모사 및 공정설계 연구는 거의 전무한 실정이다. 이 연구에서는 갈조류 급속 열분해의 벤치 스케일 실험 데이터에 근거하여 갈조류로부터 최종적으로 디젤을 생산하는 산업 규모의 공정을 상용 공정모사기를 이용하여 설계하고 모사하였다. 이때 육상 바이오매스 대비 갈조류의 조성 차이를 수용하기 위해 공정 설계에 특별한 주의를 기울였다. 연간 380,000톤의 건조 갈조류 원료를 바이오 디젤로 전환하는 전체 공정을 경제적으로 평가하고 최소 (디젤) 판매 가격 또한 산정하였다.
최근 비식용 바이오매스 자원인 미세조류를 이용하여 배가스 내의 이산화탄소를 저감함과 동시에 바이오연료를 생산하는 공정이 개발되고 있다. 미세조류 바이오연료 전환 공정은 미세조류 경작, 수확, 추출, 전환 등의 다양한 공정들이 연속적으로 이용된다. 이에 따라 실제 에너지 생산 효과에 대한 우려가 여전히 존재한다. 본 연구는 석탄 발전소에서 배출되는 배가스를 이용하여 파일럿 광생물 반응기에서 생산되는 미세조류를 대상으로 바이오연료 전환에 따른 실에너지 효율을 계산하였다. 에너지 전환 공정은 전이에스터화, 열분해 공정을 선정하였으며 미세조류의 지질 함량에 따른 영향을 검토하였다. 미세조류 바이오연료 전환 공정들은 경작, 수확, 추출, 전환 등에 소요되는 에너지보다 많은 양의 에너지를 가지는 바이오연료를 생산할 수 있으며 지질 함량이 높은 미세조류는 열분해보다 전이 에스터화 반응이 효과적이었다.
액상 바이오연료를 생산할 수 있는 하수슬러지는 자국의 에너지 안보와 지속가능한 생산이 가능하고 경제적인 원료로 여겨지고 있다. 열화학적 기술은 하수슬러지를 에너지화, 연료화할 수 있는 가장 효과적인 방법이다. 일반적으로 하수슬러지는 수분 함량이 80% 이상으로 높은 금속 함량과 14 ~ 20 MJ/kg의 발열량을 갖고 있다. 본 논문에서는 하수슬러지를 활용한 액상 바이오연료를 생산하는 열분해 반응, 전이에스테르화 반응, 초임계 반응 기술에 대해 살펴보고자 한다. 또한, 하수슬러지 유래 액상 바이오연료의 연료적 특성과 액상 바이오연료와 관련한 국내 법에 대해 검토하였다.
Koh, Hyun Gi;Kang, Nam Kyu;Kim, Eun Kyung;Suh, William I.;Park, Won-Kun;Lee, Bongsoo;Chang, Yong Keun
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제29권6호
/
pp.952-961
/
2019
Chlorella spp. are green algae that are found across wide-ranging habitats from deserts to arctic regions, with various strains having adapted to survive under diverse environmental conditions. In this study, two novel Chlorella strains (ABC-002, ABC-008) were isolated from a freshwater lake in South Korea during the winter season and examined for possible use in the biofuel production process. The comparison of ABC-002 and ABC-008 strains with Chlorella vulgaris UTEX265 under two different temperatures ($10^{\circ}C$, $25^{\circ}C$) revealed their cold-tolerant phenotypes as well as high biomass yields. The maximum quantum yields of UTEX25, ABC-002, and ABC-008 at $10^{\circ}C$ were 0.5594, 0.6747, and 0.7150, respectively, providing evidence of the relatively higher cold-resistance capabilities of these two strains. Furthermore, both the biomass yields and lipid content of the two novel strains were found to be higher than those of UTEX265; the overall lipid productivities of ABC-002 and ABC-008 were 1.7 ~ 2.8 fold and 1.6 ~ 4.2 fold higher compared to that of UTEX265, respectively. Thus, the high biomass and lipid productivity over a wide range of temperatures indicate that C. vulgaris ABC-002 and ABC-008 are promising candidates for applications in biofuel productions via outdoor biomass cultivation.
기존 주경로 연구는 과거 핵심기술의 진화를 구조화하는데 적합하나, 패러다임 전환기의 잠재적 후보기술 파악과 주류기술 교체를 예측하기는 어렵다. 본 연구는 링크 중요도, 성장 속도 지표, 핵심 루트 방법을 복합해 특허 인용 네트워크로부터 주경로상의 기술을 대체할 잠재적 후보기술들을 파악하는 방법을 제시한다. 링크 중요도에 기반해 주경로를 도출하고, 성장 속도 지표를 활용해 주경로 대비 고성장하는 잠재적 후보기술 경로들을 도출한다. 성장 속도 지표는 상대적 성장성 평가에 활용되고, 이를 통해 주경로를 교체할 가능성이 높은 잠재적 후보기술을 파악할 수 있다. 차세대 기술 후보들이 다수 등장해 경쟁하고 있는 바이오 연료기술에 적용한 결과 실제 차년도에 주경로상의 기술을 교체하는 후보기술들을 파악할 수 있었다. 기술 패러다임 전환기 후보기술에 대한 정량적 분석을 가능하게 하고, 주경로 기법의 활용범위를 미래기술 예측으로 확대한 측면에서 학문적 의의가 있다. 실무에서는 차세대 후보기술 파악의 정확도 제고에 기여할 수 있다.
Biofuel production using lignocellulosic biomass is gaining attention because it can be substituted for fossil fuels without competing with edible resources. However, because Saccharomyces cerevisiae does not have a ${\text\tiny{D}}$-xylose metabolic pathway, oxidoreductase or isomerase pathways must be introduced to utilize ${\text\tiny{D}}$-xylose from lignocellulosic biomass in S. cerevisiae. To elucidate the biochemical properties of xylose isomerase (XI) from Piromyces sp. E2 (PsXI), we determine its crystal structure in complex with substrate mimic glycerol. An amino-acid sequence comparison with other reported XIs and relative activity measurements using five kinds of divalent metal ions confirmed that PsXI belongs to class II XIs. Moreover kinetic analysis of PsXI was also performed using $Mn^{2+}$, the preferred divalent metal ion for PsXI. In addition, the substrate-binding mode of PsXI could be predicted with the substrate mimic glycerol bound to the active site. These studies may provide structural information to enhance ${\text\tiny{D}}$-xylose utilization for biofuel production.
Jeon, Bo Young;Kim, Bo Young;Jung, Il Lae;Park, Doo Hyun
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제22권11호
/
pp.1471-1477
/
2012
Carotenoids produced by non-photosynthetic bacteria protect organisms against lethal photodynamic reactions and scavenge oxygenic radicals. However, the carotenoid produced by Gordonia alkanivorans SKF120101 is coupled to reducing power generation. SKF120101 selectively produces carotenoid under light conditions. The growth yield of SKF120101 cultivated under light conditions was higher than that under dark condition. In the cyclic voltammetry, both upper and lower voltammograms for neutral red (NR) immobilized in intact cells of SKF120101 were not shifted in the condition without external redox sources but were commonly shifted downward by glucose addition and light. Electric current generation in a biofuel cell system (BFCS) catalyzed by harvested cells of SKF120101 was higher under light than dark condition. The ratio of electricity generation to glucose consumption by SKF120101 cultivated in BFCS was higher under light than dark condition. The carotenoid produced by SKF120101 catalyzes production of reducing power from light energy, first evaluated by the electrochemical technique used in this research.
Microalgal biofuel production from wastewater has economic and environmental advantages. This article investigates the lipid production from high chemical oxygen demand (COD) bioethanol wastewater without dilution or additional nutrients, using a newly isolated heterotrophic microalga, Chlorella vulgaris LAM-Q. To enhance lipid accumulation, the combined effects of important operational parameters were studied via response surface methodology. The optimal conditions were found to be temperature of $22.8^{\circ}C$, initial pH of 6.7, and inoculum density of $1.2{\times}10^8cells/ml$. Under these conditions, the lipid productivity reached 195.96 mg/l/d, which was markedly higher than previously reported values in similar systems. According to the fatty acid composition, the obtained lipids were suitable feedstock for biodiesel production. Meanwhile, 61.40% of COD, 51.24% of total nitrogen, and 58.76% of total phosphorus were removed from the bioethanol wastewater during microalgal growth. In addition, 19.17% of the energy contained in the wastewater was transferred to the microalgal biomass in the fermentation process. These findings suggest that C. vulgaris LAM-Q can efficiently produce lipids from high-concentration bioethanol wastewater, and simultaneously performs wastewater treatment.
Park, Jae-Bum;Kim, Jin-Seong;Jang, Seung-Won;Hong, Eunsoo;Ha, Suk-Jin
KSBB Journal
/
제30권3호
/
pp.125-131
/
2015
Kluyveromyces marxianus is a well-known thermotolerant yeast. Although Saccharomyces cerevisiae is the most commonly used yeast species for ethanol production, the thermotolerant K. marxianus is more suitable for simultaneous saccharification and fermentation (SSF) processes. This is because enzymatic saccharification usually requires a higher temperature than that needed for the optimum growth of S. cerevisiae. In this study, we compared the fermentation patterns of S. cerevisiae and K. marxianus under various temperatures of fermentation. The results show that at a fermentation temperature of $45^{\circ}C$, K. marxianus exhibited more than two fold higher growth rate and ethanol production rate in comparison to S. cerevisiae. For SSF using starch or corn stover as the sole carbon source by K. marxianus, the high temperature ($45^{\circ}C$) fermentations showed higher enzymatic activities and ethanol production compared to SSF at $30^{\circ}C$. These results demonstrate the potential of the thermotolerant yeast K. marxianus for SSF in the industrial production of biofuels.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.