• 유기물자원화
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• 제18권1호
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• pp.81-88
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• 2010

음식폐기물의 혐기성 발효시 열적 전처리의 최적 조건을 도출하기 위하여 수소 발생 특성을 평가하였다. 음식폐기물의 열적 전처리의 경우 용해성 화학적 산소요구량(SCOD)과 탄수화물 함량을 증가시켜 수소 수율을 향상시키는 것으로 나타났다. 실험결과 SCOD와 탄수화물을 기준으로 한 최대 가용화 효율은 각각 55.1%와 223.6%로 나타났다. 반응시간에 따라 전처리 효과는 증가하는 경향을 보였으나 20분간 1시간 비교시 약 7%의 차이를 보여 20분 이상의 반응시간의 증가는 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.142-150
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• 2009

This paper presents bio-ethanol production from fruit wastes as it possibly alternate fossil fuel in the future. To illustrate the component ratio in exocarps of fruit wastes such as pears, apples, and persimmons, the amount of moisture, lignin, $\alpha$, $\beta$, $\gamma$-cellulose, and ash content were respectively examined by the ingredient analysis. Also, the amount of the glucose obtained from the enzyme hydrolysis using the axocarps was investigated. It was found in our results that the energy efficient process requires different temperature conditions for the saccharification step($50^{\circ}C$ and the fermentation step($30^{\circ}C$ in ethanol synthesis.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.309-316
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• 2004

Chlamydomonas reinhardtii UTEX 90 was cultivated with continuous supply of 2% $CO_2$ using TAP media at $25^\circ{C}$ and produced biomass 1.18 g of dry cell weight/L for 4 days. C. reinhardtii algal biomass(CAB) was concentrated to 20 times by volume and converted into hydrogen and organic acids by anaerobic fermentation using Clostridium butyricum. Organic acids in the fermentate of CAB were consecutively used to produce hydrogen by Rhodobacter sphaeroides KD 131 under the light condition. Approximately 52% of starch in the concentrated CAB which had 4-5.8, 24-26 and 6-7 g/L of starch, protein and fat, respectively was degraded by Cl. butyricum at $37^\circ{C}$. During this process, hydrogen and some organic acids, such as formate, acetate, propionate, and butyrate, respectively were produced. Further conversion of the organic acids in anaerobic fermentate of CAB by Rb. sphaeroides KD131 produced hydrogen from the anaerobic fermentate under the illumination of 8 klux using halogen lamp at $30^\circ{C}$. The result showed that hydrogen was evolved by the anaerobic conversion using Cl. butyricum and then by the photosynthetic fermentation using Rb. sphaeroides KD131. It indicated that the two-step conversion process produced the maximum amount of hydrogen from algal biomass which contained carbohydrate, protein, and fat via organic acids.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권1호
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• pp.6-11
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• 1990

Clostridium 속 세균에서 biomass의 생물학적 전환에 의한 수소 생성에 관하여 조사하기 위해 4균종을 대상으로 biomass를 구성하는 당류 이용도 및 그로부터의 수소 생성을 검토하였다. 효율적인 수소 생성 세균은 Cl.butyricum과 Cl.pasteurianum으로 xylose, cellobiose를 포함한 그외 단당, 이당류에서 높은 수소 생성능을 나타내었으며, 특히 Cl.butyricum의 경우, starch, xylan외에도 pectin의 이용성이 비교적 우수한 것으로 관찰되었다. 포도당(1) 이용시 회분 발효를 통하여 Cl.butyricum이 생성하는 유기산 (acetate와 butyrate)의 molar ratio(A/B)는 0.7-0.8을 나타내었다. Cl.butyricum의 회분 발효시 수소 생성에 영향을 미치는 배양조건을 검토하기 위해 pH, phosphate의 농도, glucose의 농도 및 배양 초기 대사산물(acetate, butyrate)의 영향을 관찰하였다.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.401-407
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• 2005

본 연구는 C. beijerinckii KCTC 1785의 배양배지(RCM)에서 수소생산을 위한 최적화 조건을 탐색하고 수소생산을 위한 배지성분을 최적화하였다. 수소생산을 위한 최적 초기 pH와 발효온도는 각각 7.0과 $35^{\circ}C$이었고, 교반은 수소생산을 가속화 시켰다. C. beijerinckii KCTC 1785는 6%(w/v)의 glucose 농도까지 성장할 수 있지만 4%의 glucose 농도에서 가장 많은 수소를 생산하였으며, 이 때 바이오가스 중 수소 함량은 37%(v/v)이었다. 그러나 배지내 잔여 glucose 양을 고려할 때 수소생산을 위한 최적 glucose 농도는 1%이었다. 발효가 진행되는 동안 수소가 생산됨과 동시에 acetic acid와 butyric acid가 동시에 생성되었으며, acetic acid와 butyric acid가 각각 5,000 mg/L과 3,000 mg/L 이상의 농도에서 수소생산을 저해하였다. 또한 발효조의 pH를 5.5로 계속 유지하였을 경우 15시간 동안 0.5% glucose로부터 1,728 mL의 수소를 생산하였으며 이 때 수소의 생산수율은 1.23 mol $H_2/mol$ glucose이었다. C. beijerinckii KCTC 1785의 성장에 있어서 yeast extract 또는 tryptose는 반드시 필요한 배지의 성분이었다.

• Natural Product Sciences
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• 제17권1호
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• pp.58-63
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• 2011

Insampaedok-san is a traditional medicine used for the treatment of colds. We investigated several compounds in Insampeadok-san, and tested their neuroprotective and anti-oxidative activities after fermentation with Lactobacillus. The amounts of four marker compounds (ferulic acid, hesperidin, 6-gingerol and glycyrrhizin) and unidentified compounds in Insampaedok-san (IS) and fermented Insampaedok-san (FIS) were measured and compared by an established HPLC-DAD method. Neuroprotective activity of IS and FIS extracts was evaluated and compared after glutamate-induced neurotoxicity in HT22 cells. Anti-oxidative activity of IS and FIS was also compared in DPPH free radical, hydroxyl radical and hydrogen peroxide scavenging activity assays. Contents of two compounds, ferulic acid and glycyrrhizin were decreased while 6-gingerol was increased by fermentation. FIS showed more potent neuroprotective activity than IS. DPPH, hydroxyl radical and hydrogen peroxide scavenging was slightly increased by FIS when compared to IS. In conclusion, fermentation with Lactobacillus can vary the amounts of the marker compounds in IS and improve neuroprotective and anti-oxidative activities of IS.

• KSBB Journal
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• 제18권2호
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• pp.149-154
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• 2003

수소를 생산하기 위하여 자연계로부터 분리된 균주는 Enterebacter cloacae로 동정되었으며 이 균주를 YJ-1으로 명명하였다. 수소발생량을 기준하여 이 균주의 최적 성장조건을 살펴본 바, 회분식 배양에서 $35^{\circ}C$, pH 7.5로 나타났다. 따라서 탄소원의 농도를 변화시킨 결과, 최대의 수소생산은 2% glucose, 4% sucrose, 5% fructose에서 각각 950 mL/L, 1000 mL/L, 948 mL/L을 얻어졌으며, 초기에 비해 2.5배 높은 생산량을 얻을 수 있었다. 유기산 축척에 따른 pH 저하를 막기 위해 완충제인 phosphate를 첨가한 결과, 50 mM에서 가장 높은 수소를 생산할 수 있었다. 반회분식 배양으로 50%의 새로운 배지를 8 hr 간격으로 치환하여 48시간동안 수행한 결과 1920 mL/L의 수소를 생산할 수 있었다. Yeast extract는 균체성장에 중요한 성분으로서 0.5%에서 최대의 수소를 생산할 수 있었다. 발효 중 생성된 유기산은 대부분 formic acid, acetic acid이고 적은 양의 propionic acid가 생성되었다.

• 유기물자원화
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• 제19권1호
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• pp.102-108
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• 2011

혐기성 회분식 반응조를 이용하여 다양한 유기성 폐기물의 에너지화 가능성을 평가하기 위하여 수소발생 특성을 평가하였다. 본 연구에서 채소류는 파, 과일류는 사과, 곡류는 쌀밥 그리고 육류로는 돼지고기를 사용하였다. 파, 사과, 쌀밥 및 돼지고기의 최종 수소 수율은 각각 0.46, 0.47, 0.62 및 $0.05mol\;H_2/mol\;hexose$로 나타났다. 수소 발생율은 파, 사과, 쌀밥 및 돼지고기에서 각각 0.013, 0.021, 0.014 및 $0.005mol\;H_2/mol\;hexose/h$로 평가되었다. 따라서 돼지고기를 제외한 음식폐기물의 혐기성 수소 발효는 재생에너지 생산뿐만 아니라, 유기물의 제거에 효과적인 것으로 나타났다. 휘발성 지방산은 수리학적 체류시간이 증가함에 따라 높게 발생되는 것으로 나타났다. 수소 발효시 산발효 효율은 쌀밥이 75.8%로 가장 높게 나타났으며, 돼지고기는 35.2%로 가장 낮게 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권10호
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• pp.672-678
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• 2014

본 연구는 음식물 쓰레기 내 질소농도에 따른 발효과정에서 수소생성 특성과 미생물의 군집변화를 살펴보았다. 음식물 쓰레기 내 질소의 함량이 200 mg/L일 때 가장 높은 수소생산 효율을 보여주었으며, 이 때 수소생산율은 83.43 mL/g dry wt biomass/hr이였다. 질소의 함량이 600 mg/L 이상이 되면 수소생산이 저해되는 것으로 나타났으며 수소생산량과 B/A ratio (Butric acid/Acetic acid)의 비례적 상관관계는 관찰되지 않았다. 16S rDNA의 PCR-DGGE결과 대부분 군집은 Clostridium sp. 미생물로 규명되었으며 수소생성에 기여도가 큰 미생물은 Enterococcus faecium partial, Klebsiella pneumoniae strain ND6, Enterobacter sp. NCCP-231, 그리고 Clostridium algidicarnis strain E107 등으로 판명되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.465-469
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• 2006

Two mesophilic trickling bed bioreactors filled with two different types of media, hydrophilic- and hydrophobic-cubes, were designed and tested for hydrogen production via anaerobic fermentation of sucrose. Each reactor consisted of a column packed with polymeric cubes and inoculated with heat-treated sludge obtained from anaerobic digestion tank. A defined medium containing sucrose was fed with changing flow rate into the capped reactor, hydraulic retention time and recycle rate. Hydrogen concentrations in gas-phase were constant, averaging 40% for all conditions tested. Hydrogen production rates increased up to $10.5 L{\cdot};h^{-1}{\cdot}L^{-1}$ of reactor when influent sucrose concentrations and recycle rates were varied. Hydrophobic media provided higher value of hydrogen production rate than hydrophilic media at the same operation conditions. No methane was detected when the reactor was under a normal operation. The major fermentation by-products in the liquid effluent of the both trickling biofilters were acetate and butyrate. The reactor filled with hydrophilic media became clogged with biomass and bio gas, requiring manual cleaning of the system, while no clogging occurred in the reactor with hydrophobic media. In order to make long-term operation of the reactor filled with hydrophilic media feasible, biofilm accumulation inside the media in the reactor with hydrophilic media and biogas produced from the reactor will need to be controlled through some process such as periodical backwashing or gas-purging. These tests using trickling bed biofilter with hydrophobic media demonstrate the feasibility of the process to produce hydrogen gas in a trickle-bed type of reactor. A likely application of this reactor technology could be hydrogen gas recovery from pre-treatment of high carbohydrate-containing wastewaters.