• 유기물자원화
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• 제9권3호
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• pp.119-126
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• 2001

혼합배양계에서 활성오니를 이용하여 유기성폐수로부터 생분해성프라스틱 생산 공정이 연구 검토되었다. 공정은 크게 PHA를 생산할 수 있는 미생물을 선택 분리하는 선택반응기와 분리된 미생물을 이용하여 PHA를 축적 생산하는 축적반응기로 구성되었는데 선택반응기로는 연속회분식반응기(SBR)가 이용되어 초기 접종된 활성오니로부터 PHA 축적미생물을 분리하기 위해 부영양/빈영양 영역을 반복 운전하였으며 PHA 축적미생물은 어떠한 성장 제한이 없는 SBR에서 잘 성장하였으나 PHA 축적률은 미미하였다. 미생물내 PHA 축적을 증대시키기 위해서는 비탄소원의 영양원이 제한된 조건에서 배양이 필요하게되어 별도의 축적반응기를 이용 실험을 실시한 결과 산소 제한은 효율적이지 못하였고 인과 질소 성분의 제한 조건에서 PHA 축적이 비교적 높게 나타났다. 특히 질소 제한조건하의 유가식 기질 공급 실험에서 PHA가 건량기준으로 미생물내 60%까지 축적되는 결과를 보여주었고 PHA 축적속도는 미생물내 PHA 함량에 크게 의존하여 PHA의 함량이 증가됨에 따라 감소하였다.

• 공업화학
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• 제27권2호
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• pp.135-144
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• 2016

불안정한 원유 가격과 지속적인 환경 문제를 야기하고 있는 석유 자원의 대체를 위한 바이오매스 활용 기술 개발과 상업화가 활발히 진행되고 있다. 목질계 바이오매스 전처리와 펄프 제조 과정에서 다량으로 발생하는 리그닌은 바이오에탄올 제조량의 증가와 더불어 발생량 또한 급속히 증가할 것으로 예상되고 있다. 리그닌은 방향족 고분자로 hydroxyl기와 같은 화학 작용기를 갖고 있어 화학 소재 원료로서의 활용이 가능한 저가 부산물이다. 리그닌의 방향족구조와 작용기를 oxypropylation, epxoidation 등을 이용하여 화학적으로 변환시켜 반응성을 향상시키거나, 새로운 화학작용기를 도입함으로써 바이오폴리우레탄, 바이오폴리에스터, 페놀 수지, 에폭시 수지 등 바이오플라스틱 제조에 활용이 가능하다. 본 총설은 리그닌을 활용하여 제조 가능한 바이오플라스틱, 수지, 탄소섬유 등에 대해 소개하고, 관련 최신 연구 동향 및 리그닌 응용 기술에 관한 전망을 소개하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권2호
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• pp.155-163
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• 2009

This study examined the thermal stability of PLA-WF bio-composites. Wood flour (WF)-filled PLA bio-composites were reinforced with the flame retardants, Melamine pyrophosphate (MPP), resorcinol bis (diphenyl phosphate) (RDP) and zinc borate (ZB). The flame retardant was compounded with PLA and natural biodegradable filler. The thermal properties of the biodegradable polymer and bio-composites reinforced with the flame retardant were measured and analyzed by DSC, DMA and TGA. The results showed that the flame retardant-reinforced biodegradable bio-composite exhibited improved thermal properties.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제21권3호
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• pp.92-97
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• 2022

Plastics are classified into 7 types such as PET (PETE), HDPE, PVC, LDPE, PP, PS, and Other for separation and recycling. Recently, large corporations advocating ESG management are replacing them with bioplastics. Incineration and landfill of disposal of plastic waste are responsible for air pollution and destruction of the ecosystem. Because it is not easy to accurately classify plastic materials with the naked eye, automated system-based screening studies using various sensor technologies and AI-based software technologies have been conducted. In this paper, NIR scanning devices considering the NIR wavelength characteristics that appear differently for each plastic material and a system that can identify the type of plastic by learning the NIR spectrum data collected through it. The accuracy of plastic material identification was evaluated through a decision tree-based SVM model for multiclass classification on NIR spectral datasets for 8 types of plastic samples including biodegradable plastic.

• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.145-150
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• 2022

Microalgae are attracting attention as a resource for the production of biofuels, food nutrients, biochemicals, and bioplastics. Among a wide range of sources of the biomass, microalgae have been highlighted due to relatively easy cultivation, ability to eliminate carbon dioxide, and low culturing cost. Despite the great potential of microalgal biomass as a biological material, the complexity and relatively expensive downstream processes have inhibited the commercial use of microalgae. In this study, we reviewed recent techniques for microalgal drying for the production of microalgal based products. As drying processes comprise the largest portion of microalgae processing cost, an efficient drying technique is key to the utilization of microalgal biomass.

• 공업화학전망
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• 제17권3호
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• pp.27-37
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• 2014

온실가스축적으로 인한 지구온난화를 비롯한 기후변화 및 고갈되어가는 석유를 비롯한 화석원료에 대한 문제를 해결하기 위해 재생가능한 자원으로부터 바이오기반 케미칼 및 고분자 등의 화학제품을 생산하는 바이오화학 공정이 많은 관심을 받고 있다. 본 기고문에서는 바이오화학공정에 핵심적인 촉매로 사용되고 있는 재조합 미생물 및 효소의 최근 개발동향을 내열성 엔지니어링 플라스틱인 바이오나일론의 생산을 위하여 개발되고 있는 바이오촉매를 중심으로 살펴보고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제33권8호
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• pp.680-691
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• 2023

오일 피크, 기후변화 그리고 미세 플라스틱과 관련된 석유합성 플라스틱의 생산과 사용은, 지속 가능한 인류 생활을 위협하는 범세계적 이슈로 대두되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 생분해성 친환경 바이오플라스틱 소재가 대안이 되고 있으며, 그중 주목받고 있는 소재 중 하나는 polyhydroxyalkanoates (PHA) 생분해성 바이오플라스틱이다. 본 총설은 PHA 생산공정에 이용될 수 있는 해양 미생물의 산업적 활용 이점과 현재까지 밝혀진 해양미생물의 생산성을 비교하고, 이들이 산업에서 활용되기 위해 필요한 연구개발 현황에 대해 조사하였다. 조사 결과 해양미생물로부터 생산된 PHA는 석유합성 플라스틱이 보유한 다양한 물리적 특성을 띄는 중합체 소재로의 대체 가능성과, 배지 제조 시 해수를 사용할 수 있는 장점, 특별한 멸균 과정이 필요치 않은 장점, 그리고 분리 정제 과정 등에서 비용 절감의 장점을 제공할 수 있음을 확인하였다. 하지만 해양미생물의 PHA 생산성은 육상에서 분리된 상용화 균주에 비해 다소 떨어지는 효율을 보이는 것을 확인하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근 선진 omics 기반 합성 미생물학 기반 기술을 활용하여, 고밀도 연속배양기술 개발, PHA 효율 증진 및 다양한 시장 요구에 필요한 생분해성 플라스틱 소재 개발이 미래 플라스틱 대체 소재 개발에 필요한 연구임을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제28권2호
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• pp.165-170
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• 2017

나일론의 단량체인 아디픽산을 바이오매스인 갈락토스로부터 얻기 위한 효율적인 합성법을 개발하였다. 백금촉매를 이용한 갈락토스의 산화반응을 통해 얻어진 갈락타릭산으로부터 마이크로웨이브를 이용한 탈산소탈수(DODH)반응을 통하여 30 min의 매우 짧은 반응 시간 안에 97%의 높은 수율로 아디픽산의 주요 중간체인 뮤코네이트를 합성하였다. 생성된 뮤코네이트는 팔라듐 촉매를 이용한 수소화 반응 및 가수분해 반응을 통하여 성공적으로 나일론의 단량체인 고순도의 아디픽산으로 전환되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권3호
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• pp.594-601
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• 2010

Azotobacter chroococcum H23 (CECT 4435), Azotobacter vinelandii UWD, and Azotobacter vinelandii (ATCC 12837), members of the family Pseudomonadaceae, were used to evaluate their capacity to grow and accumulate polyhydroxyalkanoates (PHAs) using two-phase olive mill wastewater (TPOMW, alpeorujo) diluted at different concentrations as the sole carbon source. The PHAs amounts (g/l) increased clearly when the TPOMW samples were previously digested under anaerobic conditions. The MNR analysis demonstrated that the bacterial strains formed only homopolymers containing $\beta$-hydroxybutyrate, either when grown in diluted TPOMW medium or diluted anaerobically digested TPOMW medium. COD values of the diluted anaerobically digested waste were measured before and after the aerobic PHA-storing phase, and a clear reduction (72%) was recorded after 72 h of incubation. The results obtained in this study suggest the perspectives for using these bacterial strains to produce PHAs from TPOMW, and in parallel, contribute efficiently to the bioremediation of this waste. This fact seems essential if bioplastics are to become competitive products.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권2호
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• pp.256-267
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• 2019

The use of low-cost substrates represents one key issue to make single cell oil production sustainable. Among low-input crops, Arundo donax L. is a perennial herbaceous rhizomatous grass containing both C5 and C6 carbohydrates. The scope of the present work was to investigate and optimize the production of lipids by the oleaginous yeast Cutaneotrichosporon curvatus from undetoxified lignocellulosic hydrolysates of steam-pretreated A. donax. The growth of C. curvatus was first optimized in synthetic media, similar in terms of sugar concentration to hydrolysates, by applying the response surface methodology (RSM) analysis. Then the bioconversion of undetoxified hydrolysates was investigated. A fed-batch process for the fermentation of A. donax hydrolysates was finally implemented in a 2-L bioreactor. Under optimized conditions, the total lipid content was 64% of the dry cell weight and the lipid yield was 63% of the theoretical. The fatty acid profile of C. curvatus triglycerides contained 27% palmitic acid, 33% oleic acid and 32% linoleic acid. These results proved the potential of lipid production from A. donax, which is particularly important for their consideration as substitutes for vegetable oils in many applications such as biodiesel or bioplastics.