Hairy root cultures have demonstrated great promise in terms of their biosynthetic capability toward the production of secondary metabolites, but continue to constitute a major challenge with regard to large-scale cultures. In order to assess the possibility of conducting mass production of biomass, and the extraction of useful metabolites from Panax ginseng. P. ginseng hairy roots, transformed by Rhizobium rhizogenes KCTC 2744, were used in bioreactors of different types and sizes. The most effective mass production of hairy roots was achieved in several differently Sized air bubble bioreactors compared to all other bioreactor types. Hairy root growth was enhanced by aeration, and the production increased with increasing aeration rate in a 1 L bioreactor culture. It was determined that the hairy root growth rate could be substantially enhanced by increases in the aeration rate upto 0.5vvm, but at aeration rates above 0.5vvm, only slight promotions in growth rates were observed. In 20 L air bubble bioreactors, with a variety of inoculum sizes, the hairy roots exhibited the most robust growth rates with an inoculum size of 0.1% (w/v), within the range 0.1 to 0.7% (w/v). The specific growth rates of the hairy root decreased with increases in the inoculum size.
Biodegradation of toluene in liquid effluent stream was carried out using biofilms of Pseudomonas putida formed on celite particles in the bubble column bioreactor. Silicon rubber tubing was installed at the bottom of the bioreactor and liquid toluene was circulated within the tubing. Toluene diffused out of the tube wall and was transferred into the culture broth where degradation by biofilms occurred. The operating variables affecting the formation of biofihns on celite particles were investigated in the bubble column bioreactor, and it was found that formation of bifilm is favored by high dilution rate and supply rate of carbon source which stimulate the growth of initially attached cells. Continuous biodegradation of toluene using biofilms was stablely conducted in the bioreactor for more than one month without any significant fluctuation, showing a removal efficiency higher than 95% at the toluene transfer rate of 1.2 g/L/h.
Mode interactions at Unstable fluid interfaces induced by a shock wave (Richtmyer-Meshkov Instability) are studied both analytically and numerically. The analytical approach is based on a potential flow model with source singularities in incompressible fluids of infinite density ratio. The potential flow model shows that a single bubble has a decaying growth rates at late time and an asymptotic constant radius. Bubble interactions, bubbles of different radii propagates with different velocities and the leading bubbles grow in size at the expense of their neighboring bubbles, are predicted by the potential flow model. This phenomenon is validated by full numerical simulations of the Richtmyer-Meshkov instability in compressible fluids for initial multi-frequency perturbations on the unstable interface.
Kim, Kyoung-Ju;Kim, Dong-Hyun;Park, Yang-Ho;Kwun, Kyu-Hyuk;Lee, Jung-Heon
한국생물공학회:학술대회논문집
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한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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pp.249-251
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2003
The effects of fermentor types on biopolymer production with Cordyceps militaris has been studied in this articles. Since the shear stresses of stirred tank ferementor and bubble column fermentor were different, the mycelium growth and biopolymer production were different. The mycerial growth was high with the bubble column fermentor for the early stage but biopolymer production was lower than that with stirred tank fermentor. The production of biopolymer was closely related to shear stress to the cells and biopolymer production was increased with increased shear stress.
Multiphase lattice Boltzmann method (LBM) has been used to simulate the nucleate pool boiling directly. For the phase change model, the thermal model and the Stefan boundary condition were introduced to the isothermal LBM. The phase change model was validated by the bubble growth in a superheated liquid under no gravity. The bubble growth on and departure from a superheated wall has been simulated successfully. The preliminary results showed that the detail process of nucleate pool boiling was in good agreement with the experimental results.
폴리우레탄 미세포 포움의 가공에 대한 연구를 수행하였으며 기체 과포화 수지 내 의 핵생성율을 증진시키기 위하여 폴리올과 이소시아네이트의 혼합물에 초음파 가진을 적용 하였다. 미세포 구조는 고압에서 질소 가스로 폴리올을 과포화ㅣ키고 폴리우레탄의 두 성분 을 충돌혼합시킨 직후 초음파에 의해 기포를 생성시켜 이루어진다. 낮은 포화 압력에서 질 소에 의해 포화된수지의 핵생성율을 증가시키기위하여 초음파 가진을 적용하였다. 확산에 의해 기포의 성장이 조절된다고 가정하고 금형이 충전되는 동안에 금형 내부에서의 기포성 장기구를 이해하기 위하여 수치적인 방법으로 이론적 연구를 수행하였다. 경화 시간과 확산 경계를 고려하여 최종적인 기포의 크기를 계산하였으며 반응속도론을 고려하여 중합반응 동 안의 폴리우레탄의 점도의 변화를 예측하고 경화 시간을 결정하였다. 이론적 및 실험적으로 결정된 기포의 수를 기준으로 하여 확산 경계를 예측하였다.
Prochloraz of fungicide was applied on Mycogone perniciosa causing wet bubble in cultivated mushroom, Agaricus bisporus. In vitro, Prochloraz was an excellent fungicide on two strains of Mycogone, tolerant and non-tolerant to Benomyl, respectively. At the low dosage, Prochloraz more inhibited mycelial growth of mushrooms than Benomyl. At the higher dosage, Benomyl more inhibited the mycelial growth than prochloraz. The higher yield of sporophore of the mushroom with low inferction rate was abtained from several trial of Prochloraz. Prochloroz was concluded to be effective fungicide on Mycogone perniciosa on Agaricus cultivation.
산화 이리듐은 물의 산화반응에 대해 좋은 전기촉매 물질로서 많은 연구가 이루어 지고 있다. 최근 전기화학적 증폭방법을 이용하여 산화 이리듐 나노입자의 개별적인 촉매특성을 연구한 결과를 보면 촉매반응에 의한 전류가 지속적으로 유지되지 않고 시간에 따라 감소하는 결과가 얻어 졌다. 이러한 촉매특성의 사라짐에 대한 원인을 규명하고자 사이즈가 큰 이리듐전극을 산화시킨 산화이리듐 전극에서 물의 산화반응을 진행시켰다. 그 결과 나노입자에서와 유사하게 전류가 감소하는 현상이 관찰되었다. 큰 전극에서의 실험에서는 발생하는 산소방울을 관찰 할 수 있었는데 산소방울의 발생 주기가 전류의 증감주기와 일치하는 것으로 보아 전류의 감소는 산소방울에 의한 버블 과전압 때문으로 생각된다.
유압관로에서의 캐비테이션 발생 기구를 조사할 목적으로, 과도흐름에 수반하여 발생하는 캐비테이션 초생에 관한 실험 및 압력이 급강하 할 때의 기포 성장에 대한 계산을 행하였다. 실험에서 얻은 결과를 기초로 한 계산에서, 작동유가 절대압 영이하의 부압에 노출되어도 캐비테이션이 발생하지 않을 정도의 장력을 갖기 위해서는 소위 말하는 기포(기포 주위의 액체가 연속체로 간주될 수 있을 정도의 크기를 갖는 기포)가 유중에 존재할 가능성은 거의 없음이 입증되었다.
송이균사의 대량배양에 적합한 공기부양식 생물반응기 형태를 찾고자 풍선형 및 칼럼형의 공기부양식 생물반응기와 external-loop형의 기포통기식 생물반응기에서 송이균사체를 심부배양하여, 반응기 형태별 송이균사체의 생장특성을 비교하였고, 반응기 형태가 세포에 주는 스트레스 정도를 비교하기 위하여 배양기 형태별 균사체의 에르고스테롤의 함량 변화를 비교하였다. 반응기 형태별 송이 균사체의 생산량은 풍선형 생물반응기에서 평균 12g, external-loop형의 기포통기식 생물반응기에서 평균 11.4g, 칼럼형 생물반응기는 평균 9.5g을 생산하여, 풍선형 생물반응기가 가장 우수하였다. 생장기간도 풍선형 생물반응기에서 균사 접종 후 16일 이후부터 정체기에 이르는 것으로 20일 이후에 나타난 칼럼형 및 기포통기형 생물반응기 보다 빠르게 생장하는 것으로 나타났다. 균사체의 생장시기별 에르고스테롤의 함량은 풍선형 공기부양식 생물반응기에서 가장 높이 나타났으며 이어서 칼럼형, 기포통기식 순으로 나타나, 송이 균사체 배양시 반응기 형태에 의한 물리적 스트레스는 풍선형 공기부양식 생물반응기가 가장 적게 받는 것으로 추정되었다. 송이 균사체 배양에 가장 적합한 공기부양식 생물반응기의 형태는 풍선형인 것으로 추정 할 수 있었다. 그러나 칼럼형 및 풍선형 공기부양식 생물반응기는 스파자 부근에서 균사체가 침적, 착생하여 점차 크게 뭉쳐 성장하면서 공기공급을 차단하는 현상이 있었으나 external-loop형의 기포통기식 생물반응기에서는 유체의 순환으로 이러한 현상은 적게 나타나 대용량의 송이 균사체 배양에 적합한 반응기 형태로는 배양기의 상부가 풍선형 반응기의 형태를 유지하고, 스파자가 위치한 하부는 external-loop형의 기포통기식 생물반응기의 유체 순환식 형태를 유지하도록하는 혼합형의 형태가 좋을 것으로 추정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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