• 제목/요약/키워드: Substrate recycling

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고온세균을 이용한 남은 음식물의 호기적 액상발효 (Aerobic Liquid Fermentation of Residual Food Waste by Thermophilic Bacteria)

  • 류승용;박명주;김소영;이기영
    • 유기물자원화
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    • 제10권3호
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    • pp.126-131
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    • 2002
  • 남은 음식물을 기질로 생균사료를 생산하기위하여 고온성 세균에 의한 호기적 액체 발효가 시도되었다. 토양이나 남은 음식물들로부터 11종의 고온성 세균이 $55^{\circ}C$에서의 진탕배양에 의해 분리되었다. 이들 분리균 들의 기질분해능을 평가하기위해 배양액 중에서의 ${\alpha}-amylase$ 와 protease효소역가를 측정 비교하였다. 이 결과 6종의 세균이 선택되었고 남은 음식물 기질 적응력을 높이기 위해 반복 배양을 실시하였다. 발효말기에서의 생균농도는 대부분 $3{\sim}7{\times}10^9/ml$에 이르렀다. 이들 중 B3, B6가 가장 높은 효소역가를 나타냈다. B3, B6, 그리고 분양받은 균주인 Bacillus Stearothermophillus를 2L-jar fermenter를 이용해 혼합발효시킨 결과발효개시 8시간 내에 생균수가 $1.4{\times}10^{10}/ml$에 이르렀다.

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효모에 의한 남은 음식물의 호기성 액상발효 (Aerobic Liquid Fermentation of Food Wastes by Using Yeast)

  • 이기영;유성진;유승용
    • 유기물자원화
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    • 제8권4호
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    • pp.147-152
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    • 2000
  • 남은 음식물을 기질로 생균효모사료를 만들기 위해 Kluyveromyces marxianus 효모의 호기적 액상발효가 $35^{\circ}C$에서 시도되었다. 먼저 액상으로 시료를 충분히 마쇄시킨 시료의 효모 생균수를 증가시키기 위한 적정발효조건이 진탕배양을 통해 연구되었다. 시료로 사용된 남은 음식물의 고형분 함량을 수분첨가로 5%, 10%와 15%로 다르게 조정하여 발효시킨 결과 고형분 함량 10%에서 생균수가 가장 높은 것으로 나타났다. 효모의 생균농도를 증가시키기 위하여 Aspersillus oryzae를 2리터용 jar fermenter를 이용하여 혼합배양한 결과 증식속도를 증가시켜 주었으나 최고 생균수는 $3.5{\times}10^9/ml$로서 단독 배양시보다 근소하게 높은 결과를 보여주었다.

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음식물찌꺼기를 이용한 퇴비의 부숙과정중 이화학적 특성의 변화 (Changes of Physico-chemical Properties during the Composting of Korean Food Waste)

  • 장기운;이인복;임재신
    • 유기물자원화
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    • 제3권1호
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    • pp.3-11
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    • 1995
  • 음식물찌꺼기를 $1.1m^3$ 규모로 퇴적하여 강제 송풍방식으로 80일 이상 호기적 퇴비화를 실시하였으며, 퇴비화기간 동안 몇가지 이화학적인 특성을 조사하였다. 음식물찌꺼기의 퇴비화 과정중 색도 및 탄질율의 변화를 분석한 결과, 음식물찌꺼기의 유기성 물질들은 신속하게 분해되어 약 30일이면 안정화에 도달하는 것으로 보인다. 그러나 pH는 40일 이후에 중성범위에서 안정화되고, 원형여지크로마토그램은 45일 이후에 특정적인 변화가 나타났으며, EC값은 50일이 경과한 후 안정화에 도달하는 것으로 평가되었다. 이러한 결과들은 음식물찌꺼기를 이용한 퇴비의 안정화 평가를 위해서는 몇가지 이화학적인 특성을 종합적으로 고려해야 함을 의미하는 것으로 판단된다.

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상향류 혐기성 블랭킷 반응조를 이용한 프로피온산의 혐기성 처리시 고농도 황산염의 영향 (Effect of High Concentration of Sulfate on Anaerobic Digestion of Propionic Acid Using an Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

  • 이채영
    • 유기물자원화
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    • 제16권3호
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    • pp.75-82
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    • 2008
  • 상향류 혐기성 슬러지 블랭킷 반응조을 이용한 프로피온산의 처리시 고농도 황산염의 영향을 조사하였다. 반응조의 평균 유기물 부하와 수리학적 체류시간은 $1.2kg \;COD/m^3{\cdot}d$와 1.6일로 유지하였다. 황산염이 없는 조건에서 UASB 반응조의 경우 95%의 COD 제거율을 보였으며 황산염이 $2,000mgSO_4^{2-}/L$로 존재하는 경우 용존 황화물의 영향으로 COD 제거율이 83%로 감소하였다. 메탄 생성균과 황산염 환원균의 경쟁관계를 평가하기 위하여 미생물의 상호작용에 관해 조사하였다. $COD/SO_4^{2-}$ 비가 1인 경우 이용 가능한 전자 수용체의 평균 58%가 메탄 생성균에 의해 이용되며 나머지가 황산염 환원균에 의해 사용되었다. 초산과 프로피온산을 기질로 이용한 비메탄 활성도의 경우 미생물이 기질에 적응함에 따라 증가하였다.

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효율적 퇴비화를 위한 온도제어 공기공급방식의 적용에 관한 연구 (A Study on the Application of Temperature Feedback Aeration Method for Composting of Municipal Solid Wastes)

  • 김병태;김정욱
    • 유기물자원화
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    • 제2권1호
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    • pp.3-18
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    • 1994
  • 우리나라 도시고형폐기물은 퇴비화에 적합한 조건을 갖추고 있으나, 퇴비화 공정개발이 미약하여 폐기물 퇴비화를 실용화하지 못하고 있다. 폐기물 퇴비화의 실용화를 위하여는 최종퇴비의 질을 높이면서도 대량의 폐기물을 단기간에 처리할 수 있도록 공정제어를 하여야 한다. 이를 위하여 최적온도를 지속적으로 유지하도록 공기공급량을 제어하는 방식(온도제어 공기공급방식)이 있다. 본 연구에서는 우리나라 도시고형폐기물에 온도제어 공기공급방식을 적용하여 퇴비화 과정중의 공정효율과 최적온도를 분석하고자 하였다. 실험결과, 온도제어 공기공급방식이 일정공기공급방식에 비하여 짧은 기간에 분해효율과 건조효과가 높은 것으로 나타났다. 또한 우리나라 도시고형폐기물 퇴비화의 최적온도는 $50{\sim}54^{\circ}C$로 평가되었다.

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The Recycling of Enokitake Cultural Waste and the Potentiality of 2nd Flush for Enokitake Production

  • Chai, Jung-Ki;Lee, Sung-Jin;Kim, Young-Ju;Kim, You-i;Kim, Nam-Hee
    • Plant Resources
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    • 제3권2호
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    • pp.110-117
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    • 2000
  • The recycling method of enokitake cultural waste and the potentiality of second flush for enokitake were determined, because this fungus is not as prolific as the more commonly cultivated white rot fungi in the conversion of sawdust to mycelial mass. The mycelial growth of F. velutipes on several substrates, variously treated with rice bran was promoted at ratios of 10-20% (w/w) on all substrates, but suppressed at above ratios, although some difference was there. The mycelial densities generally increased correlated to the supplementation contents of rice bran. It could be concluded that F. velutipes preferred mild acidic to acidic conditions for mycelial growth, considering that the mycelial growth rate was highest on waste of pH 6.01, treated with 0.1 % Ca(OH)$_2$ and on populus mixed waste of pH 6.02, non treated. The ranges of substrate bulk densities, which was pertinent for mycelial linear growth were from B.D. (g/cc) 0.17 to 0.23 on waste and populus mixed waste all. The pertinent contents of rice bran supplementation in bottle cultivation was from 20 to 30% on waste and 20% on populus mixed waste, considering the requried duration for pinheading and fruiting yields. Standard bulk density for filling and utilizing the waste and populus mixed waste for commercial f. velutipes cultivation were B.D.(g/cc) 0.19 ~ 0.23, and 0.23~ 0.25, which could be conversed to 510~ 540g/900m1 and 520~ 570g/900m1, respectively, The second flush of F. velutipes was tried and the re-inoculation by sawdust and liquid spawn showed somewhat good results, indicating the potentiality of second crop and suggesting further research for it.

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상온(常溫) 전해법(電解法)에 의한 리튬 금속(金屬)의 회수(回收): I. 전극물질(電極物質)의 영향(影響) (Recovery of Metallic Lithium by Room-Temperature Electrolysis: I. Effect of Electrode Materials)

  • 이재오;박제식;이철경
    • 자원리싸이클링
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    • 제21권6호
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    • pp.45-50
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    • 2012
  • 리튬 리싸이클링의 일환으로 상온 전해법으로 금속형태의 리튬을 회수하는 연구를 수행하였다. 리튬 전해액으로 이온성액체인 PP13TFSI에 리튬염으로 LiTFSI를 용해시켜 사용하였으며, 작동전극으로 금, 백금 및 구리를 각각 적용하였다. 작동전극 상에서 조사한 순환전위주사 실험 결과로부터 리튬의 상온 전해환원에 대한 가능성을 확인하였으며, 백금이나 구리의 경우 보다 금 전극에서 리튬 환원전류가 더 크게 나타났다. 정전위법(-2.4 V vs. Pt-QRE)으로 1시간동안 금 전극 상에 전착한 다음, 전극표면을 SEM-EDS 및 XRD 분석을 하였다. 전착된 리튬은 금속 리튬 혹은 금과의 합금 형태이었으며, 침상형으로 균일하게 전착되었음을 확인하였다. 또한 전착물에 미량의 산소가 검출되는 것은 분석과정에서 시편이 공기 중에 노출되었기 때문으로 판단된다.

ABR과 ASBR 형태에 따른 혐기성 메탄 발효 운전 성능 평가 (Performance Evaluation of ABR and ASBR for Anaerobic Methane Fermentation)

  • 이채영;이세욱
    • 유기물자원화
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    • 제19권2호
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    • pp.49-54
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    • 2011
  • 본 연구는 혐기성 수소 발효 반응조의 유출수를 기질로 이용하여 anaerobic baffled reactor (ABR) 및 anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) 형태에 따른 혐기성 메탄 발효 성능을 평가하였다. 두 개의 반응조는 유기물 부하율 $1.0kg\;COD/m^3{\cdot}d$와 수리학적 체류시간 20일에서 운전을 수행하였다. ABR과 ASBR의 초기 운전 기간에서 메탄 발생량은 각각 0.04 L/L/d와 0.19 L/L/d로 나타났으며, ABR과 ASBR의 최대 메탄 발생량은 각각 0.25 L/L/d와 0.31 L/L/d로 나타났다. ABR과 ASBR의 초기 운전 기간에서 COD 제거율은 각각 89%와 92%로 나타났다. 정상 상태에 도달한 후에는 ABR과 ASBR의 COD 및 VS의 제거율은 각각 90% 이상 유지되었다. 비메탄 활성도는 미생물이 기질에 적응함에 따라 반응조에 상관없이 증가하였다.

Interactions between Entodinium caudatum and an amino acid-fermenting bacterial consortium: fermentation characteristics and protozoal population in vitro

  • Tansol Park;Zhongtang Yu
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제65권2호
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    • pp.387-400
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    • 2023
  • Ruminal protozoa, especially entodiniomorphs, engulf other members of the rumen microbiome in large numbers; and they release oligopeptides and amino acids, which can be fermented to ammonia and volatile fatty acids (VFAs) by amino acid-fermenting bacteria (AAFB). Studies using defaunated (protozoa-free) sheep have demonstrated that ruminal protozoa considerably increase intraruminal nitrogen recycling but decrease nitrogen utilization efficiency in ruminants. However, direct interactions between ruminal protozoa and AAFB have not been demonstrated because of their inability to establish axenic cultures of any ruminal protozoan. Thus, this study was performed to evaluate the interaction between Entodinium caudatum, which is the most predominant rumen ciliate species, and an AAFB consortium in terms of feed degradation and ammonia production along with the microbial population shift of select bacterial species (Prevotella ruminicola, Clostridium aminophilum, and Peptostreptococcus anaerobius). From an Ent. caudatum culture that had been maintained by daily feeding and transfers every 3 or 4 days, the bacteria and methanogens loosely associated with Ent. caudatum cells were removed by filtration and washing. An AAFB consortium was established by repeated transfers and enrichment with casamino acids as the sole substrate. The cultures of Ent. caudatum alone (Ec) and AAFB alone (AAFB) and the co-culture of Ent. caudatum and AAFB (Ec + AAFB) were set up in three replicates and incubated at 39℃ for 72 h. The digestibility of dry matter (DM) and fiber (NDF), VFA profiles, ammonia concentrations, pH, and microscopic counts of Ent. caudatum were compared among the three cultures. The co-culture of AAFB and Ent. caudatum enhanced DM degradation, VFA production, and Ent. caudatum cell counts; conversely, it decreased acetate: propionate ratio although the total bacterial abundance was similar between Ec and the Ec + AAFB co-culture after 24 h incubation. The ammonia production and relative abundance of C. aminophilum and P. anaerobius did not differ between AAFB alone and the Ec + AAFB co-culture. Our results indicate that Ent. caudatum and AAFB could have a mutualistic interaction that benefited each other, but their interactions were complex and might not increase ammoniagenesis. Further research should examine how such interactions affect the population dynamics of AAFB.

Recent Advances in the Chemobiological Upcycling of Polyethylene Terephthalate (PET) into Value-Added Chemicals

  • Joyce Mudondo;Hoe-Suk Lee;Yunhee Jeong;Tae Hee Kim;Seungmi Kim;Bong Hyun Sung;See-Hyoung Park;Kyungmoon Park;Hyun Gil Cha;Young Joo Yeon;Hee Taek Kim
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제33권1호
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    • pp.1-14
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    • 2023
  • Polyethylene terephthalate (PET) is a plastic material commonly applied to beverage packaging used in everyday life. Owing to PET's versatility and ease of use, its consumption has continuously increased, resulting in considerable waste generation. Several physical and chemical recycling processes have been developed to address this problem. Recently, biological upcycling is being actively studied and has come to be regarded as a powerful technology for overcoming the economic issues associated with conventional recycling methods. For upcycling, PET should be degraded into small molecules, such as terephthalic acid and ethylene glycol, which are utilized as substrates for bioconversion, through various degradation processes, including gasification, pyrolysis, and chemical/biological depolymerization. Furthermore, biological upcycling methods have been applied to biosynthesize value-added chemicals, such as adipic acid, muconic acid, catechol, vanillin, and glycolic acid. In this review, we introduce and discuss various degradation methods that yield substrates for bioconversion and biological upcycling processes to produce value-added biochemicals. These technologies encourage a circular economy, which reduces the amount of waste released into the environment.