• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2007년도 제48회 학술심포지움 및 추계국제학술대회
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• pp.53.2-53.2
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• 2007

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• 상하수도학회지
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• 제10권2호
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• pp.104-116
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• 1996

Anaerobic digestion is generally used for the treatment of volatile organic solids such as manure and sludge from waste water treatment plants. However, the reaction rate of anaerobic process is slow, and thus it requires a large reactor volume. To minimize such a disadvantage, physical and chemical pre-treatment is generally considered. Another method to reduce the reactor size is to adopt different reactor system other than CSTR. In this paper, the effects of heat pre-treatment and reactor configurations on the anaerobic treatability of volatile solids was studied. Carrot, kale, primary sludge, and waste activated sludge was chosen as the test materials, and the BMP method was used to evaluate the maximum methane production and first order rate constants from each sample. After the heat treatment at $130^{\circ}C$ for 30min., the measured increase in SCOD per gram VS was up to 394 mg/L for the waste activated sludge. However, the methane production potential per gram VS was increased for only primary and waste activated sludge by 17-23%, remaining the same for carrot and kale. The overall methane production process for the tested solids can be described by first order reactions. The increased in reaction constant after heat pre-treatment was also more significant for the primary and waste activated sludge than that for carrot and kale. therefore, the heat pre-treatment appeared to be effective for the solids with high protein contents rather than for the solids with high carbohydrate contents. Among the four reactor systems studied, CSTR, PFR, CSTR followed by PFR, and PFR with recycle, CSTR followed by PFR appeared to be the best choice considering methane conversion rate and the operational stability.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.589-593
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• 2007

재생 가능한 자원인 동식물성 기름을 원료로 제조되는 수송용 연료 바이오디젤은 낮은 대기오염물질 배출과 $CO_2$ Neutral 특성으로 환경친화적인 연료로 인정을 받으며 전세계적으로 그 생산량이 급격히 증가하고 있다. 대부분의 상용화 공정은 염기촉매를 이용한 전이에스테르화 반응에 근거하고 있으며 높은 생산성을 위해 연속 공정을 채택하고 있다. 원료유 중의 유리지방산(free fatty acid, FFA)은 염기 촉매와 반응하여 지방산염(Soap)과 수분을 생성하며 반응촉매의 투입양을 증가시카고 반응 후에 글리세롤과 지방산 메틸에스테르와의 분리를 어렵게 만든다. 높은 수율과 후속공정의 부하를 줄이기 위해서는 식물성 원료유 중의 FFA는 고체 산촉매 하에서 메탄올과 에스테르화 반응시켜 전환 제거되어야 한다. 본 연구에서는 고체산 촉매인 Amberlyst-15을 충전한 4단 PBR(Packed Bed Reactor, 충전율 60%(v/v))에서 반응시간과 반응온도에 따른 대두원유의 전처리 효율을 조사하였으며 최적 전처리 조건을 도출하였다. 최적 전처리 조건에서 대두원유는 초기 산가 1.6에서 0.4-0.6으로 연속 전처리할 수 있었다. 본 연구에서는 연속 흐름 반응기인 PFR(Plug Flow Reactor)와 4단 CSTR(Continuous Stirred Tank Reactor)에서 균질계 촉매인 KOH 존재하에 대두유와 메탄올과의 전이에스테르화 반응 특성을 조사하였으며 각 연속 반응시스템에서 최적 운전 조건을 도출하였다. PFR 반응기에서 반응온도, 반응시간, 반응물 흐름방향, static mixer(SM) 개수에 따른 반응특성을 조사한 결과, PFR에서의 최적 반응조건은 하향류 흐름 방향과 3개의 SM를 설치한 조건에서 반응시간 5.8분, 반응온도 90$^{\cdot}C$, 메탄올:오일 몰비 9:1, KOH 농도 0.8%로 도출되었다. CSTR 반응기에서는 반응온도와 체류시간에 따른 반응특성을 조사하였으며 최적반응 조건으로 반응온도 80$^{\cdot}C$, 메탄올/오일 몰비 9:1, KOH 농도 0.8%, 체류시간 18.4분, 교반속도 250rpm로 조사되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권2호
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• pp.235-247
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• 2020

Sulfur-Iodine cycle (SI cycle)은 요오드와 황을 첨가하여 최종적으로 물을 열화학적으로 분해하여 산소와 수소를 생산하는 공정으로 황산분해, 요오드화 수소 분해, 분젠반응 등 세가지 반응들로 이루어져 있다. 분젠 반응은 두가지 공정 중간에 존재하므로 두 반응에 필요한 화학물을 조달하는 역할로 이에 대한 상분리 및 반응기에 대한 분석이 중요하다. 본 연구에서는 50 L/hr 수소를 생산하는 pilot scale의 Sulfur-Iodine Cycle 중 분젠 공정에 대한 모사, 민감도 분석, 민감도 분석을 토대로한 각각 상분리기와 분젠 반응기에 대한 최적 조건을 제시하였다. 열역학 물성치의 계산을 위해 Electrolyte Non-Random Two Liquid (ELECNRTL) model 사용하였다. 모델에 대한 신뢰도 확보를 위해서 실제 pilot scale의 공정 데이터와 검증을 수행하였다. 반응기의 종류를 선정하기 위해 Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR)과 Plug Flow Reactor (PFR) 동일한 온도 및 부피 변화에서 SO₂ 전환율을 비교하였다. 상분리기 선정을 위해 3상 분리 시스템(기체-액체-액체)과 액체-기체 분리 후 액체-액체 구조에서 H₂SO₄ 상과 HI_X 상에서의 불순물들을 비교하였다. PFR에서 온도, 지름, 길이를 결정 변수로 SO₂ 전환율을 최대화 하기 위한 최적화를 수행하였는데, 온도 121 ℃와 PFR의 지름이 0.20 m 및 길이 7.6 m 일 때 SO₂ 전환율이 98% 최적 결과임을 확인하였다. 기존 pilot scale과 동일한 운전 조건 하에 PFR의 지름 3/8 inch, 길이 3.0 m, 120 ℃ 일 때 인입 몰량인 I₂ 및 H₂O를 결정 변수로 SO₂ 전환율에 대한 최적화를 수행하였을 때, SO₂ 전환율이 10% 일때 H₂O 및 I₂ 의 인입 몰량은 각각 17%와 22%로 감소하였다. 앞선 조업 조건 최적화 조건 (121 ℃, 지름 0.20 m, 길이: 7.6 m) 경우에는 SO₂ 전환율이 98% 일 때 H₂O가 1% 그리고 I₂가 7% 감소하였다. 상분리기에서 HI_X 상내 H₂SO₄ 최소화하는 목적함수에서 그에 상응하는 온도, I₂와 H₂O를 결정 변수로 설정하였을 때, H₂O 몰량이 기존공정보다 17% 감소하고 I₂ 몰량이 24% 감소하였을 때 최소 불순물이 생성하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제4권3호
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• pp.204-209
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• 1994

The synthesis of N-(benzyloxycarbonyl)-L-aspartyl-L-phenylalanine methylester (Z-APM), a precursor of aspartame, from N-(benzyloxycarbonyl)-L-aspartic acid (Z-Asp) and L-phenylalanine methylester hydrochlolide($L-PM\cdot HCI$) was investigated in a saturated-ethylacetate single phase system using immobilized thermolysin. Among the various supports tested, glyceryl-CPG was found to be most efficient for retaining enzyme activity. The enzyme immobilized onto glyceryl-CPG also showed the highest activity for Z-APM synthesis in saturated ethyl acetate. Z-APM conversion yield in saturated ethylacetate was half of that obtained in an ethyl acetate-buffer two-phase system under the same reaction conditions. However, as the mole ratio of $L-PM \cdot HCI$ to Z-Asp was increased to 4.0, the conversion yield reached 95 %. When continuous synthesis of Z-APM was canied out in a plug flow reactor (PFR) with 80 mM of L-PMㆍHCI and 20 mM of Z-Asp in saturated ethylacetate (pH 5.5), more than 95 % of Z-Asp was converted to Z-APM with a space velocity of 1.16 $hr^{-1} at 40^{\circ}C$. Although the operational stability in PFR was reduced rapidly, more than 80% of initial activity was maintained in CSTR even after a week of operation.

• 한국물환경학회지
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• 제26권5호
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• pp.781-788
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• 2010

A pilot study was performed to examine the feasibility of multiple stage of constructed wetland (CW) for nutrient removal. The system is composed of six wetland cells connected with water-ways. The hydraulic of wetland cells is designed as free water surface flow. The treatment capacity was $25m^3d^{-1}$ at HRT of about one day for each cell. The magnitude of nutrient removal was related with the length of wetlands and plant density. Total N and P removal rates were 1353 and $246mg\;m^{-2}d^{-1}$ respectively. The pilot-scale reactor was model as continuous flow system containing contribution of CSTR and PFR typed-reactors. The $k-C^*$ model equation was applied to predict N and P reduction. The result indicated the equation was well guided to estimate reduction of $NO_3-N$ and $PO_4-P$.

• KSBB Journal
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• 제5권3호
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• pp.279-291
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• 1990

Chitin을 35 mesh로 분쇄하여 강산과 강알카리로 처리하여 CHITA와 CHITB를 만들고 여기에 glutaraldehyde를 작용시켜 $\beta$-glucosidase를 고정하여 CHITA-Gase 및 CHITB-Gase를 제조하였다. 이 두 종류의 고정화 효소를 기질 p-nitropheol-$\beta$-D-gliucopyranoside(PNG)과 회분식 반응기, 연속 흐름 반응기 및 플러그 흐름 반응기에서 반응시켜 최적 온도, 최적 pH, 반응 속도 상수, 물질 전달 계수, 효율 인자 및 효소 불활성화 속도 등을 구하여 반응기별 효율을 검토하였다. 반응 최적 온도는 세가지의 반응기 모두 5$0^{\circ}C$였으며, 최적 pH는 플러그 흐름 반응기에서는 Nat-Gase와 같이 pH5.0이었고 회분식 반응기 및 연속 흐름 반응기에서는 최적 pH의 이동이 일어나 pH6.0으로 이었다. 반응기의 최적 조건에서 km값은 회분식 반응기에서 CHITB-Gase$1.725$\times$10^-^5M/1$가 CHITA-Gase($1.725$\times$10^-^5M/1$)보다 작았으며, 연속 흐름 반응기 및 플러그 흐름 반응기에서는 유속 증가에 따라 Km'치가 감소하는 경향을 보였고, CHITB-Gase가 CHITB-Gase보다 더 작았다. $V^m^a^x'$값은 회분식 반응기, 연속 흐름 반응기, 플러그 흐름 반응기에서 모두 CHITA-Gase가 CHITB-Gase보다 높은 것으로 나타났다. 그리고, 물질전달계수 및 효율인자, 효소 불활성화 속도등의 값은 환경은 CHITB-Gase의 것이 나은 것으로 나타났다. 이들의 결과에서 CHITA-Gase 및 CHITB-Gase는 기질과의 반응 환경이 좋으므로 chitind은 $\beta$-glucosidase의 좋은 지지체라고 판단되어 공업적 응용이 기대된다.