• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권5호
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• pp.717-725
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• 2021

This study aimed to optimize medium composition and culture conditions for enhancing the biomass of Lactobacillus plantarum 200655 using statistical methods. The one-factor-at-a-time (OFAT) method was used to screen the six carbon sources (glucose, sucrose, maltose, fructose, lactose, and galactose) and six nitrogen sources (peptone, tryptone, soytone, yeast extract, beef extract, and malt extract). Based on the OFAT results, six factors were selected for the Plackett-Burman design (PBD) to evaluate whether the variables had significant effects on the biomass. Maltose, yeast extract, and soytone were assessed as critical factors and therefore applied to response surface methodology (RSM). The optimal medium composition by RSM was composed of 31.29 g/l maltose, 30.27 g/l yeast extract, 39.43 g/l soytone, 5 g/l sodium acetate, 2 g/l K₂HPO₄, 1 g/l Tween 80, 0.1 g/l MgSO₄·7H₂O, and 0.05 g/l MnSO₄·H₂O, and the maximum biomass was predicted to be 3.951 g/l. Under the optimized medium, the biomass of L. plantarum 200655 was 3.845 g/l, which was similar to the predicted value and 1.58-fold higher than that of the unoptimized medium (2.429 g/l). Furthermore, the biomass increased to 4.505 g/l under optimized cultivation conditions. For lab-scale bioreactor validation, batch fermentation was conducted with a 5-L bioreactor containing 3.5 L of optimized medium. As a result, the highest yield of biomass (5.866 g/l) was obtained after 18 h of incubation at 30℃, pH 6.5, and 200 rpm. In conclusion, mass production by L. plantarum 200655 could be enhanced to obtain higher yields than that in MRS medium

• 신재생에너지
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• 제18권3호
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• pp.10-22
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• 2022

Forest biomass energy is based on scientific evidence in response to carbon neutrality and the climate crisis, international consensus, and environmental-geographic characteristics of each nation. In this study, the authors aimed to analyze macroscopic forest biomass energy policies for ten major countries. They categorized them into six detailed categories (Sustainable utilization, Cascading Uutilization, Replacement of fossil fuel/Carbon intensive products, Utilization of forest by-products/residues as the source of energy, Contribution to carbon-neutral/climate change, and Biomass combined with CCS/CCUS ). In addition, the surveyed nations have developed a policy consensus on the active use of forest biomass with sustainable forest management except for the cascading utilization category. Furthermore, the authors evaluated the mid to long-term plans of the Korean government for improvements in the policy and legal aspects. As a result, the authors derived four major directions that South Korea should approach strategically in the future (1) secure financial resources for sustainable forest management and stimulating investment in the timber industry, (2) promote unified policies to establish a bio-economy, (3) enhancement of the forest biomass energy system, and (4) reorganization and promotion of strategy centered on the opinions of field experts in internal and external instability.

• 한국농림기상학회지
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• 제15권3호
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• pp.119-129
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• 2013

본 연구는 수치산림입지도, 수치기후도, 제5차 국가 산림자원조사 등의 누적된 자료와 다양한 통계모형을 이용하여 기후변화에 따른 생태권역별 임상별 산림 바이오매스 변화를 예측하였다. 그 결과 시간 경과에 따른 산림 바이오매스 변화량은 생태권역별 임상별로 서로 다른 패턴을 보였다. 산악권역, 남동산야권역, 남서산야권역에서는 시간이 경과함에 따라 모든 임상에서 산림 바이오매스가 감소하는 것으로 예측되었다. 반면에 중부산야권역의 침엽수림과 혼효림은 기후변화의 영향으로 바이오매스가 증가하는 것으로 분석되었다. 또한 해안도서권역에서는 침엽수림을 제외한 임상에서 산림 바이오매스가 증가하는 것으로 추정되었다. 본 연구는 기후변화 시나리오에 따른 지위지수 추정치 변화에 근거하여 산림 바이오매스 변화량을 산출함으로써 기후변화에 따른 산림재해 변화 패턴을 예측할 수 있는 정보를 마련하였다. 본 연구의 결과는 산림재해 대응전략 수립에 필요한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.4024-4031
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• 2014

나노섬유의 경우 넓은 비표면적과 높은 공기투과도 등으로 인해 여러 분야에 폭넓게 활용될 것으로 기대되고 있다. 또한 석유화학 기반 고분자의 경우 가채연수 제한문제와 이산화탄소 배출에 의한 온실가스 유발문제로 인해 바이오매스 유래 고분자로의 패러다임의 전환이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 목질계 셀를로오즈로부터 유래된 플랫폼 화합물 중 퓨란계 유도체인 2,5-furandicaboxylic acid와 ethylene glycol을 이용하여 이를 중합한 바이오매스 유래 PEF(polyethylene furoate)를 제조 및 이를 활용하여 전기방사법을 통해 나노섬유를 제조하고자 하였으며, 또한 전기방사 과정에서 사용된 용매와 고분자 용액의 농도, 전기장의 세기 등의 변수들이 섬유형상에 어떠한 영향을 미치는지 고찰하고자 하였다. 결론적으로, PEF 15 wt%의 농도로 HFIP를 용매로 제조한 고분자 용액을 이용하여 약 200~700 nm의 나노섬유의 제조가 가능하였으며, 섬유의 직경은 인가된 전기장의 세기가 증가할수록 증가하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권2호
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• pp.244-250
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• 2012

본 연구의 목적은 강원도 양양지역에 분포하는 소나무림을 대상으로 지상부 바이오매스와 수관층 연료특성에 대하여 분석하고자 하였다. 연구대상지는 강원도 양양군 현남면 하월천리 일대 소나무림으로 선정하였으며, 총 13본의 표본목을 벌채하여 분석하였다. 본 연구 결과에 의하면, 양양지역 소나무림의 줄기밀도($g{\cdot}cm^{-3}$)는 0.347~0.409, 지상부 바이오매스 확장계수는 1.251~1.419의 범위로 나타났다. 지상부 연료량은 총 $161.6Mg{\cdot}ha^{-1}$로 나타났으며, 줄기 $126.4Mg{\cdot}ha^{-1}$, 가지 $29.3Mg{\cdot}ha^{-1}$, 잎 $5.9Mg{\cdot}ha^{-1}$로 나타났다. 수관층 연료특성 인자에 관한 연구에서는 수관화 확산 시 연소될 수 있는 연소가능 연료(잎~1 cm이하 가지)의 비율은 45.2%로 나타났고, 연료량을 수관체적으로 나눈 연소가능 연료밀도($kg{\cdot}m^{-3}$)는 평균 0.178로 나타났다. 본 연구의 결과는 소나무림의 바이오매스 및 탄소 흡수량 추정과 수관화 위험성을 연료적 관점에서 평가하는데 있어 유용한 기초자료가 될 것으로 사료된다.

• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.174-181
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• 2022

바이오매스는 현재 석유, 천연가스, 석탄 등 화석 연료에서 얻을 수 있는 액체 연료와 유기 화합물을 생산할 수 있는 지속 가능한 대체 자원이다. 화석 연료를 사용하면 온실가스를 배출하기 때문에 바이오매스와 같은 탄소중립적 원료를 사용하는 것은 기후 변화 대응에 기여할 수 있다. 바이오매스 원료로부터 석유 대체 화학 제품과 연료를 생산하기 위한 생물학적 및 화학적 공정이 제안되었지만, 바이오매스에 포함된 높은 산소 함량때문에 화석 연료를 완전히 대체하기 어렵다. 석유와 유사한 연료와 화학 물질을 생산하려면 바이오매스 파생물에 존재하는 산소 원자를 제거하거나 산소 기능기를 전환해야 하며, 이는 촉매 화학적 수첨탈산소화에 의해 달성될 수 있다. 바이오매스 열분해 오일, 리그노셀룰로오스 유래 화학물질, 지질과 같은 원료를 탈산소 연료 및 화학물질로 전환하기 위해 수첨탈산소화가 진행되었다. 높은 표면적의 금속 산화물 또는 탄소에 지지된 귀금속 및 전이 금속으로 구성된 다기능성 촉매는 효율적인 수첨탈산소 촉매로 사용되었다. 본 총설에서는 문헌에서 제안된 촉매를 확인하고 이러한 촉매를 이용한 수첨탈산소 반응 시스템이 논의하였다. 문헌에 보고된 수첨탈산소화 방법을 기반으로, 실현 가능한 수첨탈산소화 공정 개발 방향이 제시하였다.

• 생태와환경
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• 제56권2호
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• pp.161-171
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• 2023

Simocephalus spp.는 수생식물이 발달한 호소의 수변부 및 습지 서식처에서 우점 출현하는 중대형 지각류로, 해당 서식처의 동물플랑크톤 군집 생체량(biomass)에 기여하는 정도가 높아 먹이망 내 생물학적 상호작용을 기반으로 한 물질 순환을 이해하기 위해서는 Simocephalus종들의 생체량 산정이 중요하다. 본 연구에서는 S. serrulatus의 생체량 추정에 사용되어지고 있던 기존의 선행 산정식을 검토하고, 현미경 디지털 카메라와 미세 저울 같은 장비를 사용하여 개체의 다양한 체측값(체장, 너비 및 면적)과 생체량(건중량)을 직접 측정하여 상호 간 회귀 분석을 실시하였다. 국내 『생물측정망 조사 및 평가지침 - 보구간편』에서 제시하고 있는 Simocephalus spp.의 생체량 산정식(Kawabata and Urabe, 1998)을 사용하여 S. serrulatus 생체량을 추정했을 때, Lemke and Benke (2003)에 의해 개발된 S. serrulatus종 특이적 생체량 산정식 대비 추정치-실측치 간 오차가 상대적으로 크게 나타났으며, 두 산정식에서 모두 개체 체장 증가에 따른 오차 증가 및 유사 체장 개체 간 오차 편차 증가 경향이 보여졌다. 체측값별로 건중량과 회귀 분석을 실시한 결과, S. serrulatus 생체량 추정에 가장 적합한 산정식은 너비-건중량 지수 회귀식(R²=0.9555)으로 도출되었다. 이 같은 종 특이적 생체량 산정식의 검토 및 개발 연구는 수생태계 먹이망 내 동물플랑크톤 역할 및 기능 파악하는 데 도구(tool)로써 활용될 수 있다.

• 한국환경과학회지
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• 제10권2호
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• pp.105-111
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• 2001

Improvement of water quality and Investigation of bacterial characteristics have been conducted in a pilot plant using biological activated carbon (BAC) in water treatment process at the downstream of the Nakdong River. Most of water control parameters were highly improved after passing through BAC. Approximately 54% of dissolved organic carbon was removed in coal-based BAC process. Bacterial biomass and bacterial production appeared $9.8{\times}10^8 CFU/g and 7.1mg-C/m^3$.hr in coal-based BAC, respectively. Predominant bacteria species grown in BAC were identified as Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Acinetobacter and Aeromonas species. Particularly Pseudomonas vesicularis was dominant in both coal-based and coconut-based BACs, while Pseudomonas cepacia was dominant in wood-based BAC.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권5호
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• pp.709-720
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• 2018

작황 모니터링에서 바이오매스의 정확한 평가를 위해서는 정확하고 신속한 작물 생육 상황 등 현장자료의 확보가 필수적이다. 또한, 바이오매스의 평가는 작황 모니터링 및 수확량 예측에 활용된다. 무인기 영상은 작물의 성장에 따라 빠르게 수집할 수 있기 때문에 정밀농업에서 포장내 공간변이 파악 및 분석에 사용되고 있다. 본 연구는 원격탐사 기술을 이용한 동계작물 바이오매스 평가 방법 개발을 위하여 식생지수($E{\times}G$)에 의한 식생 피복률(VF)과 작물 표고 모형(CSM) 기반의 초고(PH)를 이용하여 보리와 밀을 대상으로 바이오매스 평가 모델을 개발하는 것을 목적으로 하였다. 식생 피복률, 초고 및 상호작용 항을 독립변수로 하여 다중 선형 회귀 모델을 구축한 결과, 5가지 품종의 결정계수는 0.84~0.99로 나타났으며, 보리와 밀의 결정계수 및 평균 제곱근 오차는 각각 0.91, 0.90 및 102.09, $110.87g/m^2$으로 나타났다. 따라서 무인기 영상을 활용한 동계작물의 바이오매스 평가 및 작황 모니터링이 가능한 것으로 판단된다.

• Environmental Engineering Research
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• 제10권4호
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• pp.191-198
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• 2005

A novel technology for the removal of nitrogen from wastewater, an autotrophic denitrification process with sulfur particles, has been developed. A respirometer was employed to monitor the nitrogen gas produced in the reactor, while 4',6-diamidino-2-phenylindole staining was employed to investigate the biomass distribution in terms of cell number according to the reactor height. From the respirometric monitoring, the denitrification reaction was defined as a first order reaction. The reactor was divided into 7 sections and biomass was analyzed in each section where cell number was ranged from $4.8\;{\times}\;10^6\;to\;8.7\;{\times}\;10^7$ cells/g dry weight of sulfur. Cells placed mostly in the lower layer ( < 10 cm of height). A function for biomass distribution was obtained with non-linear regression. Then a mathematical model has been developed by combining a plug-flow model with the biomass distribution function. The model could make a vertical profile of the up-flow packed-bed reactor resulting in a reasonable comparison with measured nitrate concentration with 5% of error range.