• 제목/요약/키워드: Carbon Source

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Clostridium thermosaccharolyticum에 의한 에탄올생산에 관한 연구 (Studies on the Ethanol Production by Clostridium thermosaccharolyticum)

  • 조은경;이윤광;변유량;유주현
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.397-402
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    • 1985
  • C. thermosaccharolyticum을 이용하여 xylose, glucose, cellobiose등을 각각 단일기질 및 혼합기질로 배양한 결과는 다음과 같다. 기질의 종류에 관계없이 에탄올의 생산양상은 Leudeking-Piret모델에 따랐으며 q$_{p}$=$\alpha$ $\mu$$\beta$의 식으로 나타낼 수 있었다. 단일당에서의 배양결과 glucose, xylose, cellobiose 각 당에서의 비증식속도는 0.363 h$^{-1}$, 0.242 h$^{-1}$, 0.144 h$^{-1}$로 균의 증식은 glucose를 기질로 사용하였을 때가 가장 좋았다. 에탄올 생산성은 xylose에서 가장 좋았으며, 각 당에서의 에탄올수율은 0.38g ethanol/g xylose, 0.34 g ethanol/g cellobiose, 0.242g ethano1/g glucose 이었다. glucose에서의 배양결과, 배양 12시간이후 균의 자기소화현상이 현저히 일어났으며, 다른 당에서와는 달리 에탄올 생산양상은 $\alpha$값이 음수를 나타내므로써, 균의 생육이 증가하면 오히려 에탄을 비생산속도는 감소하는 경향을 보였다. 서로 다른 당을 혼합하여 기질로 사용할 경우, 각 당의 이용특성은 이들을 단독기질로 배양하였을 때의 소비양상과 유사하여 각 당은 서로 영향을 미치지 않고, 독립적으로 자화되는 것으로 생각된다. 혼합당에서의 기질소비는 glucose, xylose, cellobiose순으로 소비되었으며, 또한 에탄을 생산성은 glucose가 첨가된 경우 glucose 농도가 낮고(5g/l), glucose를 기질로 하여 균이 왕성하게 증식한 상태에서 xylose나 cellobiose를 이용하므로써 glucose만을 단독기질로 배양한 결과보다 좋았다.

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Transformant의 Glucoamylase 생성조건과 Ethanol 발효성 (Culture Conditions for Glucoamylase Production and Ethanol Productivity of Heterologous Transformant of Saccharomyces cerevisiae by Glucoamylase Gene of Saccharomyces diastaticus)

  • Kim, Young-Ho;Jung-Hwn Seu
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.494-498
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    • 1988
  • Starch로부터 직접적으로 ethanol을 발효 생산할 수 있는 새로운 효모균주의 개발을 목적으로 S. diastaticus의 glucoamylase gene을 cloning vector를 사용하지 않고 S. cerevisiae에 transformation시켜, soluble starch를 직접 발효 할 수 있는 transformants를 얻는데 성공하였으며 이들 중 glucoamylase 생성능이 가장 우수한 균주인 TSD-14를 전보에서 선별하였다. Transformant TSD-14의 glucoamylase 생성조건과 ethanol productivity를 parent strain과 비교 검토한 결과 이들 성질에 있어서 TSD-14는 donor인 S. diastaticus와 거의 유사하였다. 즉, 탄소원으로는 soluble starch가 균의 생육 및 효소생성에 가장 효과적이었으며 glucose, maltose 등은 균의 생육에는 효과적이었으나 효소생성은 저해하였다. 질소원으로 무기태 질소원에 비하여 유기태 질소원이 좋은 효과를 나타냈으며 특히, peptone과 yeast extract가 효과적이었다. 또한 금속염으로는 FeSO$_4$, MgSO$_4$, MnCl$_2$, NiSO$_4$등이 효과적이었으며 CoCl$_2$, HgCl$_2$, PbCl$_2$등은 오히려 균의 생육뿐만 아니라 효소생성을 크게 저해하였다. 한편, TSD-14의 ethanol productivity를 조사한 결과, 15% sucrose, soluble starch, liquefied potato starch 등에서 8.3% (v/v) , 4.8%(v/v), 7.5%(v/v)의 ethanol을 생성하여 각각 총당에 대해 84%, 45%, 70%의 발효율을 나타냈다.

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새로운 CO2 오토 캐스케이드 열펌프 시스템의 성능특성 연구 (Study on the performance characteristics of a new CO2 auto-cascade heat pump system)

  • 윤상국
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제41권3호
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    • pp.191-196
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    • 2017
  • 20세기에 대두된 HCFC나 CFC계의 냉매들의 환경에의 악영향을 극복하기 위하여 보다 환경 친화적인 이산화탄소와 같은 자연냉매에 대한 관심이 커지고 있다. 겨울철 대기의 열원을 이용하여 증발을 유도하는 이산화탄소 열펌프는 증발기의 온도가 높아 효율이 상대적으로 낮아지고, 130bar가 넘는 고압으로 인하여 열펌프 설비 부품들의 제작의 어려움이 따르게 된다. 본 연구는 보다 낮은 압력의 새로운 2단 팽창식 $CO_2$ 오토 캐스케이드 열펌프를 고안하여 이러한 단점들을 해소하고 보다 효율을 증가시키고자 하였다. 새로운 오토 캐스케이드 열펌프에 2단 팽창방식과 효과적인 냉각방식의 시스템 구성을 하여 혼합냉매인 $CO_2$ 와 R32를 적용하였다. 공정에 고압 70bar, 중간 팽창압은 25bar, 최종 저압은 10bar를 적용하여 해석한 결과, 현재의 오토 캐스케이드 열펌프 공정의 COP는 1.629이었으나, 개선된 중간 압력 25bar의 2단 팽창 오토 캐스케이드 공정은 2.332로 현재의 공정보다 43.15% 향상되었다. 또한 저압측 증발기의 온도도 $-10^{\circ}C$ 이하가 되어 찬 외기에도 증발이 용이하게 발생되는 공정이 되었다. 본 공정이 향후 $CO_2$ 열펌프의 성능계수를 보다 향상시키고 고압에 따른 부품 문제들의 해소에 기여할 수 있는 공정으로 분석되었다.

인공습지에서 영양소 제거 설계모델 검토 및 질소제거 개선방안에 대한 고찰 (Evaluation of various nutrients removal models by using the data collected from stormwater wetlands and considerations for improving the nitrogen removal)

  • 박기수;김영철
    • 한국습지학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.90-102
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    • 2017
  • 본 연구에서는 과거 2년에 걸쳐 강우유출수 처리목적의 인공습지로부터 수집된 수질자료를 바탕으로 지금까지 국외에서 개발된 다양한 형태의 영양소 모델의 적용성을 평가하였다. 검토결과 질소제거에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 수온과 수리학적 부하율(HLR) 이었는데 습지의 수표면적이 습지의 용량에 비해 더 중요하게 작용했음을 시사해주고 있다. 질소제거는 미국 WEF(water environment federation)가 개발한 준경험적인 형태의 모델이 적합한 것으로 밝혀졌다. 한편 인 제거 모델은 수온과 제거속도상수의 관계를 Power Model로 보고 모의했을 때 실측치와 가장 가깝게 계산치를 산출할 수 있었으며 실측치의 증가와 감소경향을 비교적 정확하게 모의할 수 있었다($R^2=0.79$). 그러나 모든 시도에서 수온이 특정온도 이하로 감소했을 때 가장 심한 오차를 발생하여 취약한 예측성능을 보였다. 한편 인공습지에서 질소제거특성을 검토한 결과 질산화에 비하여 탈질이 저조한 것으로 나타났는데 그 이유는 탄소원의 부족과 높은 용존산소 농도로 인하여 Anoxic 조건의 미형성 때문으로 분석되었다. 질소제거 향상방안으로 용존산소의 제어와 탄소원의 확보차원에서 햇빛에 노출된 개방수역과 햇빛에 노출된 식생구역, 그리고 습지의 기능적 측면을 고려한 구성요소의 배분 및 부유 수생식물 및 무기성 여재를 이용하는 방안을 논의하였다.

유기성 여재로부터 화학적 산소요구량 물질의 방출에 관한 연구 (An Investigation into the Release of Chemical Oxygen Demand in Organic Filter Media)

  • 게라 하이디;김영철
    • 한국습지학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.171-177
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    • 2020
  • 강우시에 주기적으로 포화상태에 이르는 강우 유출수 처리시스템에 의한 질소저감 능력을 향상시키기 위하여 유기성 여재가 널리 적용되고 있다. 그러나 이와 같은 물질은 추가적인 유기탄소원이 되기도 하지만 처리수의 COD를 증가시키는 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 여러 가지 형태의 유기성 여재의 회분식 용출시험을 통하여 COD 방출량을 정량화하고자 하였다. 연구결과에 따르면 초기 pH가 7.5-7.7인 수돗물 수준에서 쉽게 유기물질이 용출되는 것으로 나타났다. COD 방출이 가장 큰 여재는 노지 벌초물(yard clipping)과 우드칩이었으며 다음으로 퇴비와 목피 순서로 나타났다. 또한 여재의 크기가 작으면 작을수록 비표면적의 증가로 인하여 방출량이 증가하였다. 연구결과로부터 도출된 경험적인 공식에 따르면 유기성 여재로부터 COD 방출은 여재형태에 따라 3-5개월에서 길게는 26개월이 지속되는 것으로 예측되었다. 이와 같은 연구결과는 강우유출수 처리시설에서 유기성 여재의 안전한 적용을 위한 잠재적인 COD 물질의 방출량을 계산하는데 기여할 것으로 사료된다.

수종(數種) 목재부후균(木材腐朽菌)에 의한 리그닌의 중합화(重合化)와 탈중합화(脫重合化) 현상(現象) (Polymerization and Depolymerization of Lignin by Some White-rot Fungi)

  • 김규중;맹진수;신광수;강사욱;하영칠;홍순우
    • 한국균학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.257-263
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    • 1986
  • 리그닌 분해기작을 연구하기 위한 일환으로 느타리버섯균(Pleurotus ostreatus) 3종류와 구름버섯균(Poly-porus versicolor)의 리그닌 분해능을 Simple plate test방법으로 비교한 결과 느타리버섯균주 3과 구름버섯균이 가장 큰 clear zone을 나타냈다. 리그닌의 탈중합화 정도를 조사하기 위해서 리그닌배지에 여러가지 탄수화물들을 첨가하여 배양한 후 컬럼크로마토그라피를 해본 결과 4균주 중 느타리균주 2와 3이 첨가된 탄수화물에 대한 탈중합화 효과가 컸고 탄수화물별로는 glucose. cellobiose 및 xylose를 첨가한 경우가 탈중합화 정도가 컸다. 같은 배양액을 UV scanning시 나타나는 파장 280 nm에서의 peak 높이를 비교해 보면 느타리 균주 2가 glucose, cellobiose 그리고 hemicellulose계 탄수화물인 xylose를 첨가한 배지에서 peak가 나타나지 않았고 배양액의 색깔을 보면 리그닌만 넣고 배양한 경우는 갈변현상을 나타냈는데 반해 탄수화물을 첨가한 경우 특히 glucose, cellobiose 및 xylose는 탈색이 심하게 일어났다. 이상의 결과에서 볼 때 리그닌 분해시에 보조기질로 다른 탄수화물을 첨가하면 리그닌의 탈중합화와 갈변현상이 감소되며 리그닌분해정도가 향상된다는 것을 알 수 있다.

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TDMAT와 TDMAT/$NH_3$ 로 형성한 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) Titanium Nitride 박막의 특성 (Film Properties of MOCVD TiN prepared by TDMAT and TDMAT/$NH_3$)

  • 백수현;김장수;박상욱;원석준;장영학;오재응;이현덕;이상인;최진석
    • 한국재료학회지
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    • 제5권7호
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    • pp.775-780
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    • 1995
  • MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Dposition) TiN 박막을 다양한 온도와 압력에서 tetrakis-dimethyl-amino-titanium(TDMAT (Ti[N($CH_3$)$_2$]$_4$))의 자체 열분해와 NH$_3$와의 반응을 사용하여 형성하였다. 비저항은 박막내의 불순물 함량에 의존하였는데 특히 XPS curve fitting 결과 주요 불순물인 탄소와 산소 같은 불순물들이 박막내에서 다양한 침입형화합물을 만들어 박막의 물리적, 전기적 특성에 영향을 준다는 것을 알았다. Metal-organic source만을 사용하여 TiN을 형성할 경우 지름이 0.5$\mu\textrm{m}$이고 aspect ratio가 3:1인 구멍에서 step coverage가 매우 우수하였으나 NH$_3$를 흘림에 따라 step coverage가 감소하는 것이 SEM으로 확인되었는데 이는 각각의 활성화에너지와 관련된 것으로 보인다.

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Pseudomonas nitroreducens TX1에 존재하는 작은 플라스미드의 특성 규명 (Characterization of a Small Cryptic Plasmid from Pseudomonas nitroreducens Strain TX1)

  • ;이경;강주범;황설이
    • 미생물학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.210-215
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    • 2014
  • Pseudomonas nitroreducens TX1는 대만의 벼를 재배하는 논의 배수구에서 분리된 세균이다. 이 균주는 알킬페놀 폴리에톡실레이트와 같은 비이온성 계면활성제를 고농도에서도 탄소원으로 이용할 수 있다. 본 연구에서는 TX1 균주에서 분리된 새로운 플라스미드 pTX1의 특성을 조사하였다. 크기는 2,286 bp, GC 함량은 63.3%, 암호된 유전자로는 $Rep_{pTX1}$과 기능이 밝혀지지 않은 ORF1과 ORF2가 동정되었다. $Rep_{pTX1}$은 롤링-서클 기작에 의해 복제되는 그람 양성 세균에서 주로 발견되는 pC194/pUB110 플라스미드 계열에 속하는 DNA 복제 효소임을 알 수 있었다. 또한 세포마다 약 150개의 플라스미드가 존재함을 규명하였다. 플라스미드에 존재하는 유전자 지문과 유사 플라스미드와의 핵산과 아미노산 서열비교를 통해 pTX1은 슈도모나스 세균에서는 흔히 발견되지 않는 롤링-서클 기작에 의해 복제된다는 것을 확인할 수 있었다.

생물계면활성제 생성 세균 Pseudomonas sp. HN37의 특성 (Characteristics of Biosurfactant Producing Pseudomonas sp. HN37)

  • 정다희;장동호;김영은;정미랑;한규웅;김형배;박경량
    • 미생물학회지
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    • 제50권1호
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    • pp.33-39
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    • 2014
  • 대전일원의 유류오염 지역의 토양으로부터 원유를 단일 탄소원으로 이용하는 총 144균주를 순수분리 하였고, 이중 유화능과 성장률 그리고 표면장력활성이 가장 우수한 한 균주를 최종 선별하여 형태 및 생리 생화학적 특성을 조사하고 16S rRNA 염기서열을 분석을 통해 Pseudomonas sp. HN37이라 명명하였다. 최종 선별된 Pseudomonas sp. HN37는 여러 종류의 지방족 탄화수소와 3,5-dinitrosalicylic acid와 2,4-dichlorophooxyacetic acid를 단일 탄소원으로 이용하여 성장하였다. 그리고 이 균주는 암피실린과 클로람페니콜 항생제와 Ba, Cr, Li, Mn 중금속에 대해 강한 내성을 갖고 있었고, pH 6.0-9.0과 $30^{\circ}C$에서 성장능과 표면장력활성, 그리고 유화능이 가장 우수한 것으로 확인되었다. 또 Pseudomonas sp. HN37는 1% (v/v) 원유 농도와 1%(w/v) NaCl에서 최대 유화능과 표면장력활성을 나타내었고, LB배지에서 배양 15시간 후에 표면장력활성이 62 dyne/cm에서 27 dyne/cm까지 감소하였다.

(${\beta}-glucosidase$의 고생산을 위한 복합균주 개발

  • 오영아;김경철;유승수;정선용;김성준
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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    • pp.441-444
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    • 2002
  • 본 연구의 목적은 기존의 단일 균주보다 두 종의 서로 다른 균주를 복합시켰을 때 두 균 주간의 상호 보완적인 면을 이용하여 효소생산을 극대화하기 위함이며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 실험에서 사용된 T. viride와 FB01는 최적 pH와 온도가 비슷하여 혼합배양이 가능 하였으며, 이들의 복합균주를 개발하는데 성공하였다. 두 균주간의 상호작용으로 인해 단일 균주일 때보다 CMCase, ${\beta}-glucosidase$ 및 avicelase의 활성이 우수했으며 또한 계대배양 및 pH 조절을 통해 ${\beta}-glucosidase$이 활성이 최고 3.2배까지 증가함을 알 수 있었다. 탄소원으로 섬유소 폐기물중 특히 볏짚을 이용했을 때 복합균주에 의한 효소생산이 효과적이었으므로 앞으로 이 조건에서 복합균주를 장기적으로 계대배양하면서 효소의 생산성 향상과 복합균주의 안정성을 관찰할 필요가 있다고 사료된다.

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