• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.440-446
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• 2017

This study was aimed at evaluating the effects of carbohydrate, protein and lipid content of substrate on hydrogen yields and microbial communities. The hydrogen yields were linearly correlated to carbohydrate content of substrates while others (content of proteins and lipids) did not make a significant contribution. The chemical composition of substrates produced effects on the final products of anaerobic hydrogen fermentation. Acetate and butyrate were the main fermentation products, with their concentration proving to correlate with carbohydrate and protein content of substrates. The result of microbial community analysis revealed that the relative abundances of Clostridium butyricum increased and Clostridium perfringens decreased as the carbohydrate content increased.

• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.54-58
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• 2008

수소는 연료전지와 같은 친환경적인 용도로 인해 미래의 에너지로서 주목받고 있는데, 생물학적인 발효법은 수소의 생산을 위한 유망한 방법이다. 본 연구에서는 Enterobacter aerogenes KCCM 40146을 대상으로 수소 생산을 최대로 하기 위한 배지의 조건을 최적화하였다. 그 결과, 0.5M potassium phosphate buffer pH 6.5에서 glucose 30 g/L일 때 수소의 누적 농도가 431 $m{\ell}$로 최대값을 얻을 수 있었다. 질소원으로 peptone과 tryptone을 넣은 배지가 수소의 생산 뿐 아니라 균주의 성장에 가장 효율적이었다 한편, 미생물의 성장속도조절이 수소의 효율적 생산을 위해 중요한 실험변수임을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제18권2호
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• pp.162-167
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• 2007

본 연구에서는 Clostridium beijerinckii Donker 1926을 이용한 연속식 혐기성 소화공정에서 수소 생산과 동력학적 특성을 고찰하였다. 기질은 glucose를 사용하였고, 0.5, 0.25, 0.125일의 체류시간 (hydraulic retention time, HRT)에서 실험이 이루어졌으며, 모든 HRT의 조건에서 탄산화물은 99% 이상의 제거효율를 나타내었다. 체류시간이 짧을수록, COD 제거율은 낮은 반면에, 전체 가스 중에서 수소 가스 함량과 수소 발생량이 높게 나타났다. 또한, 정상상태에서, 증식 수율과 수소가스 생성 수율은 각각 0.27 g-VSS/g- glucose, 0.26 L/g-glucose로 나타났다. 본 실험에 사용된 균주를 glucose와 같이 당 성분이 함유된 폐수처리에 적용하면 수소를 생산할 수 있으며, 이러한 실험 결과들을 잘 활용하면 대체에너지로서, 실제적인 수소가스 생산 시스템에 적용할 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권2호
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• pp.139-146
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• 2009

본 연구에서는 두부공장에서 발생된 폐수를 이용한 생물학적 수소생성 특성과 미생물의 군집 변화를 살펴보았다. 두부 폐수는 산 또는 알카리 조건에서 전처리 된 후 수소생성량을 비교 하였으며, 산처리와 열처리를 병행하여 전처리 하였을 때 가장 왕성한 수소생산을 보였으며, Gompartz 방정식을 이용한 수소가스 발생량($P_h$)은 약 661.01 mL이고 최대 수소 생성율($R_h$)은 12.21 mL/g dry wt biomass/hr 이였다. 16S rDNA의 PCR-DGGE 결과 대부분 군집은 Streptococcus sp. 미생물로 규명되었으며 수소생성에 기여도가 큰 미생물은 Streptococcus gallolyticus sub sp.으로 판단되었다.

• 신재생에너지
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• 제20권1호
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• pp.175-181
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• 2024

This study analyzed the hydrogen conversion rate and microbial community in conjunction with changes in carbohydrate concentration during hydrogen fermentation using food waste, and presented comprehensive research results for the condition 80 g Carbo COD/L, which showed the highest efficiency with a carbohydrate removal rate of 98.1% and a hydrogen conversion rate of 1.76 mol H₂/mol. The microbial community analysis found that Clostridium sp., widely known as a hydrogen-producing microorganism, was released in 80 g Carbo COD/L and confirmed that it was a dominant species at 98.1%. Conversely, in 100 g Carbo. Under COD/L conditions, Leuconostoc sp. showed the maximun prevalence, which is believed to hinder hydrogen production.

• 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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.11-18
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• 2014

This study was conducted to investigate the effect of thermal pre-treatment on bio-hydrogen from food waste. Two continuous reactors operated and VFAs(volatile fatty acids) production and microbial communities were analyzed. The average hydrogen yield was 0.50 and 0.33mol $H_2/mol$ $hexose_{added}$ in thermally treated food added reactor(R1) and control(R2), respectively. Butyrate concentration was similarly 7,500mg/L in both reactors, but two times higher lactate concentration was observed in R2(3,800mg/L). The results of FISH(fluorescence in situ hybridization) showed that the relative microorganism to hydrogen producing bacteria was 78 and 27% in R1 and R2, respectively.

• 유기물자원화
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• 제20권4호
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• pp.86-96
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• 2012

탄소원으로 자당을 공급한 합성폐수에 비해 상대적으로 발생수소량은 (7.56 mg $H_2/g$ COD) 적었지만 음식물쓰레기를 기질로 이용한 혐기적 발효공정에서 발생된 가스는 3.47 mg $H_2/g$ COD의 수소생성율을 나타내었다. 자당 합성폐수와 음식물쓰레기의 경우, 각각 8.01, 3.73의 B/A비를 보였으며 수소생성이 많은 경우 주요 유기산 중 Butyric acid가 많이 검출되었다. 동정분석 결과 주요 미생물 군집은 Escherichia 속, Klebsiella 속, Clostridium 속, Bacterium 속, 그리고 Enterobacter 속으로 분석되었다. Clostridium 속은 자당 합성폐수와 음식물 쓰레기 모두에서 관찰되었고 Klebsiella 속은 음식물 쓰레기의 발효과정에서 더욱 활발한 것으로 나타났다. 미생물의 분류학적 관계를 확인한 결과로 60%가 ${\gamma}-proteobacteria$이였으며 Firmicute와 Bacteria가 각각 20%를 차지하였다.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.121-132
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• 2017

온실가스 배출과 지구온난화 문제로 인하여 화석연료를 대체할 수 있는 신재생에너지 개발 및 확산의 필요성이 증가하고 있는데, 청정에너지원인 수소가 주목을 받고 있다. 수소는 지구상에서 가장 많이 존재하는 원소이며, 화석연료, 바이오매스 및 물 등 다양한 형태로 존재한다. 수소를 연료로 사용하기 위해서는 경제적인 방법뿐만 아니라 환경에 미치는 영향을 최소화하는 방법으로 생산하는 것이 중요하다. 수소생산방법에는 전통적 방법인 화석연료 개질반응을 통한 생산과 재생가능한 방법인 바이오매스 및 물을 이용한 생산으로 나뉜다. 화석연료를 이용한 수소생산은 습윤개질반응, 자열개질반응, 부분산화반응 및 가스화반응 등 열화학적 방법으로 가능한데, 이를 청정에너지원으로서 사용하기 위해서는 수소생산과 더불어 이산화탄소 포집이 필요하다. 바이오매스를 이용한 수소생산은 그 양이 매우 미미한 수준이며, 특히 생물학적 전환법은 효율증가를 위한 반응기 구성, 수소생산미생물 배양 등 효과적으로 수소를 생산하기 위한 연구가 더욱 진행되어야 한다. 물분해를 통한 수소생산이 가장 청정한 수소생산기술이지만 태양광, 태양열, 풍력 등 재생 가능한 에너지원으로부터 충분한 에너지공급이 가능해야 한다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.240-244
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• 2003

A novel integrated method for increasing dissolved oxygen concentration in culture media has been developed. It involves adding hydrogen peroxide to the medium, which is then decomposed to oxygen and water by catalase and adding vegetable oil to the medium as antifoam agent and oxygen vector. A new apparatus for automated addition of hydrogen peroxide to the bioreactor to keep the dissolved oxygen concentration constant over the range $10-100%\;{\pm}\;5%$ was tested. A significant increase (over threefold) of cultivation time was obtained while the dissolved oxygen concentration remained stable ($30%\;{\pm}\;5%$). Therefore, use of corn oil mixed with Ca-stearate as oxygen vector and antifoam and hydrogen peroxide as oxygen source to control excessive foam that was generated by microorganism biosurfactant, GB16-BS produced at Bacillus sp. GB16 cultivation was appropriate for stable cultivation.