• 제목/요약/키워드: Decay rate

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음식물쓰레기를 처리하는 산발효조의 효율 향상 연구(II) : 희석율 변화의 효과 (Enhanced acidogenic fermentation of food waste (II) : Effect of controlling dilution rate)

  • 신항식;한선기;송영채;이채영
    • 유기물자원화
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    • 제8권3호
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    • pp.118-123
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    • 2000
  • 음식물쓰레기는 함수율과 휘발성 유기물질의 함량이 높기 때문에 수거, 운반 및 매립에 있어 많은 문제점이 야기되고 있다. 음식물쓰레기의 산발효는 pH, 체류시간 등과 같은 환경조건에 의해서 영향을 받는데, 음식물쓰레기의 각 구성성분은 각기 다른 환경조건에서 분해가 진행된다. 전분, 셀룰로우스 및 단백질은 각각 최적의 pH 및 체류시간을 가지고 있어, 전분의 경우는 낮은 pH에서 셀룰로우스는 체류시간이 증가할수록 그리고 단백질은 체류시간의 증가 및 중성 pH에 접근할수록 그 분해가 증가한다. 이러한 사실은 산발효의 환경조건을 조절함으로써 음식물쓰레기의 분해가 향상될 수 있음을 말하여 준다. 산발효 단계에 따라 희석율의 값을 3.0에서 $1.0d^{-1}$로 조절한 경우, 산발효 효율은 71.2%에서 81.1%로 크게 증가하였다. 이때 주된 산발효 산물은 뷰틸산에서 초산으로 점차 변화하였는데, 이것은 산발효의 효율향상이 야채류와 육류의 분해 증가에 기인함을 보여주는 것이다.

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Oxygen Sensitivity of Carbon Monoxide-Dependent Hydrogen Production Activity in Citrobacter sp.

  • Kim, Jung-Rae;Oh, You-Kwan;Yoon, Yeo-Joon;Lee, Eun-Yeol;Park, Sung-Hoon
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제13권5호
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    • pp.717-724
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    • 2003
  • A newly isolated Citrobacter sp. Y19 catalyzes the CO-dependent $H_2$ production (biological water-gas shift reaction) by the actions of CO dehydrogenase (CODH) and hydrogenase. Y 19 requires $O_2$ for fast growth, but its $H_2$ production activity is significantly inhibited by $O_2$. In the present study, the effect of $O_2$ on the activities of CODH ard hydrogenase was investigated quantitatively in both whole cells and broken cells, based on CO-dependent or methyl viologen (MV)-dependent $H_2$ production in addition to CO-dependent MV reduction. In crude cell extracts, CODH activity was mostly found in the soluble fraction. Inactivation of CODH and hydrogenase activities by $O_2$ followed the first-order decay kinetics, and the dependence of the rate constants on $O_2$ partial pressure could be expressed by the Michaelis-Menten equation. In whole cells, the maximum deactivation rate constants ($k_{d,max}$ of hydrogenase and CODH were quite similar: $0.07{\pm}0.03 min^{-1}\;and\;0.10{\pm}0.04 min^{-1}$, respectively. However, the first-order rate constant ($k_{d,max}/K_s$) of CODH ($0.25\;min^{-1}\;atm^{-1}$) at low $O_2$ partial pressures was about 3-fold higher than that of the hydrogenase, since the half-saturation constant ($K_s$) of CODH was about half of that of hydrogenase. In broken cells, both enzymes became significantly more sensitive to $O_2$ compared to the unbroken cells, while $k_{d,max}/K_s$ increased 37-fold for hydrogenase and 6.7-fold for CODH. When whole cells were incubated under anaerobic conditions after being exposed to air for 1 h, hydrogenase activity was recovered more than 90% in 2 h suggesting that the deactivation of hydrogenase by $O_2$ was reversible. On the contrary, CODH activity was not recovered once deactivated by $O_2$ and the only way to recover the activity was to synthesize new CODH. This study indicates that $O_2$ sensitivity of $H_2$ production activity of Citrobacter sp. Y19 is an important drawback as in other $H_2-producing$ bactria.

수침(水浸)과 Acetic Acid 처리에 따른 콩나물의 생장과 형태 변화 (Effect of Seed Imbibition into Water and Acetic Acid Solution on its Floating Rate and Growth of Soybean Sprouts)

  • 전병삼;홍동오;김홍영;이창우;강진호
    • 한국자원식물학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.204-208
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    • 2006
  • 콩나물의 생산과정에서 야기되고 있는 부패를 방지하기 위한 다양한 방법이 제시되고 있다. 본 연구는 물에 침종하는 수침(水浸)을 이용한 종자정선과 0.1% acetic acid에 2분간 실시한 종자소독이 콩나물의 발아와 생장, 형태 및 생산수율에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 물에 뜨는 부유 종자의 비율은 5분간 물에 침종시킨 종자를 건져 40분간 aeration 시켜 다시 물에 침종시킬 경우 가장 높았다. 2. 상품으로 판매가 가능한 하배축 길이가 4cm이상의 비율은 은하콩에서는 水浸(水浸)과 acetic acid 처리간 차이가 없었던 반면, 풍산 나물콩과 준저리에서는 acetic acid 처리에 비하여 가결 수침 처리(水浸 處理)에서 높았다. 3. 세근형성 비율과 개체당 세근수는 은하콩과 준저리에서는 수침 처리(水浸 處理)에서, 풍산나물콩은 acetic acid 처리에서 상대적으로 높고 많았다. 4. 개체당 전체생계중은 은하콩과 풍산나물콩에서는 수침 처리(水浸 處理) 보다는 acetic acid 처리에서 많았던 반면. 준저리는 이와 반대의 결과를 보였다. 그러나 준저리를 이용한 대량생산 체계에서의 생산 수율은 수침(水浸)을 이용한 종자정선과 acetic acid를 이용한 종자소독간에 차이가 없었다.

SMART-ITL 1 계열 피동안전계통을 이용한 유동분사기 성능에 대한 실험연구 (An Experimental Study on Flow Distributor Performance with Single-Train Passive Safety System of SMART-ITL)

  • 류성욱;배황;양진화;전병국;윤은구;김재민;방윤곤;김명준;이성재;박현식
    • 에너지공학
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    • 제25권4호
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    • pp.124-132
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    • 2016
  • 노심보충탱크 상부에 설치되는 유동분사기 형상에 따른 냉각수 주입특성 및 탱크 내에서의 열수력 현상 변화를 파악하기 위한 안전주입배관 2인치 파단 소형냉각재상실사고(SBLOCA) 모의시험이 잔열 및 피동잔열제거계통(PRHRS) 모의 없이 수행되었다. 두 가지 형상의 유동분사기를 설치하고 수행한 각각의 시험은 거의 유사한 초기 및 경계조건에서 수행되었으며, 이로 인해 반복시험에 대한 재현성이 충족되었다고 판단된다. 시험결과는 유동분사기의 종류(본 시험에서는 구멍의 개수에 해당)에 관계없이 유사한 열수력학적 거동을 보였으며, 초기 주입유량 관점에서는 구멍의 개수가 2배인 B형이 A형에 비해 좀 더 우수한 주입 성능을 보였다. 노심보충탱크 격리 밸브가 개방된 후 압력평형배관을 통해 유입되는 고온의 원자로냉각재는 상부 헤더에서 상대적으로 저온인 $50^{\circ}C$ 물과 혼합되면서 증기 응축과 같은 상변화에 의한 압력 변동을 동반하는 다차원 열유동 현상을 일으키게 된다. 이로 인해 초반부 노심보충탱크 주입 유량은 상온운전 조건에서 보다는 작게 되고, 일정시간 경과 후에는 유사한 주입유량 특성을 보였다.

엔도설판류의 광 및 초음파분해 (Photo- and Sonic Degradation of Endosulfans(α, β, and sulfate) in Aqueous Solution)

  • 권성현;김종향;조대철
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권5호
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    • pp.460-465
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    • 2007
  • 엔도설판류(${\alpha}$, ${\beta}$, sulfate)를 UV 및 초음파에너지를 조사하여 분해하였다. 물질의 분해과정은 가스크로마토그래프(GC)와 총유기탄소(TOC)를 분석하여 검토되었다. UV 원으로서 low pressure mercury multilamp(8Wx2)와 초음파발생기를 이용하였으며, 초기농도는 10 mg/L로 하였다. 단일성분에서의 실험결과 엔도설판류(${\alpha}$, ${\beta}$, sulfate)의 UV 광분해도는 순서대로 48.2%, 50.0%, 76.5%였으며, 초음파를 이용한 분해에서는 각각 66.9%, 55.8%, 72.7%였다. 3성분 혼합용액에서는 단일성분용액의 분해효율과 달리 엔도설판-sulfate의 분해속도가 급감하여 가장 낮았고 엔도설판 -${\alpha}$, -${\beta}$들은 두드러진 차이를 보이지 않았다. 혼합용액에서 엔도설판-sulfate의 분해속도 감소로부터 엔도설판-${\alpha}$, -${\beta}$와 엔도설판-sulfate 사이의 낮은 평형상수값을 갖는 가역적 반응을 가정할 수 있었다. TOC 분석자료는 엔도설판류의 무기질화가 약 20%~40% 수준으로 진행되었음을 보여주며, 동시에 두 고도처리법이 라디칼분해반응을 유도하면서 상당한 분율의 중간산물을 생성함을 추정할 수 있었다. 또한 엔도설판류의 분해는 유기물 및 TOC 분석자료에 의거하면 모두 겉보기 1차 속도식과 잘 부합되었다.

마늘의 줄기 밑 뿌리절단에 따른 저장 중 품질변화 (Quality Change of Garlic during Storage by Stem and Root Cutting Treatments)

  • 김종훈;김진주;정진웅;이호준;김재능
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.362-368
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    • 2002
  • 마늘의 수확 후 줄기 및 뿌리의 절단이 마늘의 저장 중 물리, 화학적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 무안산(스페인산)과 의성산(재래종), 남해산(중국산) 마늘을 각각 1cm, 3cm, 5cm의 줄기를 남기고 절단한 것과 뿌리를 1cm 이내로 절단한 것과 절단하지 않은 처리구에 대하여 2$^{\circ}C$ 저장온도에서 8개월의 저장기간동안 중량감소율, 부패율, 발아율, 전당, 환원당 및 피루빅산의 함량 변화를 분석하였다. 실험결과 줄기 길이가 긴 처리구 일수록 중량감소율, 부패율, 발아율이 저장 8개월 째 유의적으로 크게 증가한 것으로 나타났으며, 인편의 함수율은 중량 감소율 증가와 더불어 저장 기간이 길어질수록 급격히 감소하였다. 전당의 함량은 저장기간이 증가함에 따라 감소하고, 환원당은 그 반대로 증가하는 경향이 나타났으나 피루빅산의 함량과 더불어 줄기 절단 및 제근에 따른 처리구간 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 따라서 줄기 절단은 그 길이에 상관없이 당함량 및 피루빅산에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 보였으며, 전반적으로 줄기를 1cm 남기고 절단한 처리구가 가장 저장성이 좋은 것으로 판단되었다. 그 외 제근 처리는 중량 감소율과 부패율에만 다소 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 마늘 수확 후 저장고 반입시 부피의 대부분을 차지하는 줄기를 많이 남겨놓을 수록 오히려 마늘의 중량감소율, 부패율, 발아율에 좋지 않는 영향을 미치는 것으로 나타나, 농가에서는 불필요한 줄기를 절단하여 저장함으로써 마늘의 호흡 및 발아를 억제함과 동시에 부피감소를 통한 경제적인 이익을 얻을 수 있을 것이라 판단되었다.

광양항의 물동량 행태분석: 인천항, 평택.당진항과 비교 (The Behavioral Analysis of the Trading Volumes of Gwangyang Port: Comparison with Incheon and Pyeongtaek-Dangjin Port)

  • 모수원
    • 한국항만경제학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.111-125
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    • 2012
  • 광양항의 컨테이너 물동량은 인천항이나 평택 당진항에 비해 더딘 증가를 보이고 있으며, 부단위당 부가가치가 낮고 중국시장을 제대로 활용하지 못하고 있다. 광양항은 다른 두 항에 비해 환율계수와 경기계수가 크게 낮아 환율변동과 경기변동에 가장 작은 영향을 받게 되고 그에 따라 경기와 환율의 긍정적 변동을 이용하는데 가장 서투른 항만임을 보인다. 오차수정방정식을 도출하여 오차수정계수가 광양항에서 가장 작아서 적정 물동량 수준에 이르지 못할 경우 물동량 수준으로 돌아가는데 다른 두 항만에 비해 크게 떨어진다는 것을 밝힌다. 이것은 광양항이 다른 두 항만에 비해 물동량 확보능력이 부족하다는 것과, 물동량 부족이 발생할 경우 그것이 오래 지속될 수 있다는 것을 의미한다. 충격반응함수를 이용하여 경기충격이 광양항에 대해 가장 낮은 반응을 야기하여 경기상승에 따른 물동량 증가가 가장 적을 것이라는 것을 밝힌다. 마지막으로 2012년과 2013년의 물동량을 개입-승법계절 ARIMA 모형을 통해 예측하여 광양항은 2012년과 2012년 전년 대비 2.6%, 3.1% 증가하는데 비해, 인천항 6.8%, 8.1%, 평택 당진항 24.2%, 10.3%가 증가하여, 2012년에는 인천항과 물동량 차이가 거의 없는 수준으로 좁혀지고 2013년에는 비교적 큰 차이로 인천항이 광양항을 앞설 것이라는 것을 보인다. 경제적 또는 경제외적 요인의 변화에 대한 광양항의 적응능력이 타 항만에 비해 떨어지고, 그에 따라 다른 항만에 추월당할 상태에 처하고 있다는 것을 밝힌다.

저장방법에 따른 '세토카' 감귤의 품질변화 (Changes in Quality Characteristics of 'Setoka' (Citrus spp.) Using Different Storage Methods)

  • 이지현;안현주;이선이;최영훈;임병선;강영주
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.644-649
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    • 2009
  • 감귤의 유망품종인 세토카의 저장 중 품질변화 양상을 구명하고자 관행인 무포장과 $30\;{\mu}m$ LDPE로 포장하여 상온($16{\pm}4^{\circ}C$)과 저온($4{\pm}1^{\circ}C$)에서 저장기간에 따른 품질요소를 분석하였다. 감모율은 상온+무포장 처리구에서 현저하게높았으나 LDPE포장 처리구는 중량감소 억제 효과가 뛰어나 상온저장도 외부적인 품질 유지에 효과적이었다. 부패율은 온도의 편차가 큰 상온에서, 그리고 습도가 항상 높게 유지된 LDPE포장 처리구에서 높았다. 호흡량은 다른 감귤류의 품종보다 다소 높은 경향이었고, 저장방법별로 측정한 결과 모든 온도조건에서 LDPE포장 처리구가 무포장 처리구에 비해 차이가 나지 않거나 다소 높게 유지되어 MAP에 의한 과실의 호흡 억제 효과는 관찰되지 않았다. 과실 내부의 $CO_2$ 농도는 저온보다는 상온에서, 무포장 처리구보다는 필름 처리구에서 유의하게 높게 유지되었다. 산 함량은 저장기간 동안 꾸준히 감소하였으며 저온보다 상온에서 감산이 빠른 경향을 보였고 필름 처리구가 무포장 처리구보다 항상 낮은 농도를 유지하였다. 가용성고형물 함량은 저장 초기에 증가하고 저장 중기부터 감소하였는데, 어느 시점에서 급격히 감소하는 경향을 보였다.

벚나무류 낙화가 인공 연못생태계의 물질순환에 미치는 영향 (Effects of fallen blossoms of Prunus spp. on nutrient dynamics in an artificial pond ecosystem)

  • 이보은;전영준;장유림;김재근
    • 한국습지학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.203-208
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    • 2015
  • 벚나무류가 식재된 인공 연못에서 벚나무류의 낙화가 연못생태계의 물질순환에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위해 벚꽃이 분해되는 기간을 달리하여 마이크로코즘 실험을 수행하였다. 벚나무류의 꽃잎을 넣은 망(mesh)의 크기가 $1mm^2$인 나일론 꽃잎주머니를 제작하였다. 플라스틱 통을 하나의 마이크로코즘 단위로 하여 인공 연못의 유입수를 채우고, 꽃잎주머니를 넣은 처리구와 넣지 않은 대조구를 설정하였다. 처리구에서 꽃잎주머니를 수거하는 시기를 달리한 결과, 실험이 끝난 후 벚꽃잎은 초기 건중량의 32.3%만이 남았으며, 분해율(k)은 $7.06{\times}10^{-2}day^{-1}$로 나타났다. 벚꽃잎이 분해된 물의 $NO_3-N$ 농도는 1.90 mg/L에서 처음 4일 후 급격히 감소하여 0.02 mg/L를 나타낸 반면, $NH_4-N$ 농도는 0.03 mg/L에서 분해가 진행되는 동안 계속적으로 증가하여 2.85 mg/L를 나타냈다. $PO_4-P$ 농도는 0.03 mg/L에서 꽃잎의 분해에 의해 2.39 mg/L까지 증가하여, 인이 질소에 비해 상대적으로 높은 비율이 무기형태로 용탈되고 있음을 알 수 있다. 인공 연못에 쌓이는 벚꽃의 양을 추산하고 용탈되는 가용성 질소와 인의 양을 예상한 결과, 벚꽃잎이 분해되어 물에 녹아나온 가용성 인은(0.02 mg/L 증가) 인공 연못의 부영양화를 유발할 수 있는 것으로 판단된다.

PERFORMANCE OF TWO-PHASE UASB REACTOR IN ANAEROBIC TREATMENT OF WASTEWATER WITH SULFATE

  • Oh, Sae-Eun
    • Environmental Engineering Research
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    • 제12권1호
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    • pp.8-15
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    • 2007
  • Two phase UASB reactors for treating wastewater with sulfate were operated to assess the performance and competition of organics between sulfate reducing bacteria(SRB) and methane producing bacteria(MPB), and the change of characteristics of microorganisms. The reactors were fed in parallel with a synthetic wastewater of 4,000-5,000 mgCOD/L and sulfate concentration of $800-1,000\;mgSO_4/L$. In the MPR(methane producing reactor) and CR(control reactor), COD removal efficiencies were 90% and 60%, respectively, at the OLR(organic loading rate) of 6 gCOD/L, while the amount of biogas and methane content were 6.5 L/day and 80%, and 3 L/day and 50%, respectively. However, the portion of electron flow used by SRB at the OLR of 6 gCOD/L day in MPR and CR was 3% and 26%, respectively. This indicated that the increase of OLR of wastewater containing high sulfate like CR resulted in activity decrease and cell decay of MPB, while SRB was adapted immediately to new environment. The MPB activities in MPR and CR were 2 and $0.38\;kgCH_4-COD$/gVSS day at the OLR of 6 gCOD/L. This indicated hat SRB dominated gradually over MPB during long-term operation with wastewater containing sulfate as a consequence of outcompeting of SRB over MPB. In addition, the solution within AFR was maintained around pH 5.0, the MPB such as Methanothrix spp. which was very important to formation of granules was detached from the surface of granules due to the decrease of activity by limitation of substrate transportation into MPB. Therefore, a significant amount of sludge was washed out from the reactor.