• 한국미생물·생명공학회지
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• 제19권2호
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• pp.171-178
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• 1991

The two-stage enzyme reactor, packed with cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) immobilized on Amberite IRA 900, coupled with ultrafiltration membrane was investigated for continuous production of cyclodextrin (CD). 5% (w/v) of soluble starch was partially cyclized, in the 0.1 l first-stage immobilized enzyme reactor, up to CD conversion yield of 10% (w/w) at retention time of 0.56hr and 1.5 units of immobilized CGTase/1g of carrier. In the second stage main immobilized enzyme reactor capacity of 1.5 l, the maximum CD conversion yield of 39% (w/v) was achieved at retention time of 2.8hr and 0.47 unit of CGTase/1 g of carrier. Unreacted residual dextrin was fractionated with ultrafiltration membrane, and then, recycled into the second-stage main bioreactor to increase the CD conversion yield. The most suitable membrane size and the volume concentration ratio (concentrate: filterate) for recycling of unreacted residual dextrin were found to be 5K dalton and 4:6, respectively. CD conversion yield was increased about 3~4% upon co-immobilization of pulluanase along with CGTase. Spent Amberite IRA 900 can be reutilized consecutively more than 3 times for immobilization of CGTase after regeneration.

• Applied Biological Chemistry
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• 제37권2호
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• pp.130-141
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• 1994

연속식 2단계 막(MWCO 10,000, MWCO 5,000)반응기를 이용하여 어피젤라틴 가수분해물 제조를 위한 최적 가수분해조건과 막반응기 장치에서 효소활성, 효소안정성에 미치는 인자 및 가수분해물의 생성량에 대하여 검토하였다. pH-drop법으로 젤라틴 분해에 대한 효소활성은 pronase E가 가장 높았고, 다음이 trypsin이었다. 1단계 막반응기에서 trypsin으로 어피젤라틴의 최적 가수분해조건은 반응온도 $55^{\circ}C$, pH 9.0, 효소농도 0.1 mg/ml, 기질 대 효소비 100(w/w), 반응부피 600 ml, 유출속도 6.14 ml/min였으며, 이때 가수분해도는 79%였다. 2단계에서 1단계 젤라틴 가수분해물을 pronase E로 분해할 경우는 반응온도 $50^{\circ}C$, pH 8.0, 효소농도 0.3 mg/ml, 기질 대 효소비 33(w/w)였으며 그 이외의 조건은 1단계와 동일하였고, 이때의 가수분해도는 80% 이상이였다. 막을 통한 효소의 누출량은 1단계에서 전체 효소량 중 작동시간 5시간에서 11.5%였으나 5시간 이후에는 거의 누출되지 않았으며, 2단계에서는 작동시간 4시간에서 9.0%가 누출되었다. 막반응기의 기계적인 전단웅력에 의한 효소활성저해는 1단계 및 2단계에서는 작동시간 3시간까지 34% 및 18%가 각각 감소되었으며, 이때 막을 제거시킨 반응기에서 효소활성 감소는 23% 및 10%가 각각 저해되었다. 그러나 효소누출과 가수분해물의 생산량 사이에는 명백한 상호작용은 나타나지 않았다. 1단계 및 2단계 막반응기의 각 최적조건하에서 부피대체율 8배까지의 가수분해물의 생산량은 각각 334 mg 및 250 mg으로 2단계 보다 1단계의 효소 mg당 생산량이 약 1.3배 높았다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제37권2호
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• pp.85-93
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• 1994

연속식 2단계 막(MWCO 10,000, MWCO 5,000)반응기를 이용하여 어피젤라틴 가수분해물을 제조하여 그 가수분해물의 분자량, 아미노산조성 및 기능성에 대하여 검토하였다. 1단계 젤라틴 가수분해물의 분자량은 $8{\sim}10\;KDa$ 및 $4.5{\sim}6.5\;KDa$이 주종을 이루었으며, 2단계 가수분해물의 분자량은 $2{\sim}6\;KDa$ 및 2 KDa 이하의 저분자 펩타이드도 존재하였다. 어피젤라틴의 아미노산조성과 1단계 및 2단계 어피젤라틴 가수분해물의 아미노산조성 사이에는 거의 차이가 없었고, 감칠맛과 단맛에 관련이 있는 아미노산 함량이 전체의 $68{\sim}72%$에 달한 반면, 쓴맛을 내는 아미노산 함량은 $23{\sim}25%$에 불과하였으며, 1단계 가수분해물에 비해 2단계 가수분해물이 단맛과 감칠맛이 더 좋았다. 1단계 및 2단계 가수분해물의 용해도는 모든 pH영역에서 완전히 용해하였으나, 유화성 및 포말성은 거의 나타나지 않았다. 완충능은 2단계 가수분해물이 가장 높았으나, 점도는 모든 pH영역에서 거의 차이가 없었으며, 어피젤라틴 보다는 가수분해물의 점도가 더 낮았다. 그리고 2단계 가수분해물은 등온흡습도가 가장 높아 수분활성 저하제로서 이용할 수 있을 것으로 판단되었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권4호
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• pp.265-275
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• 2019

This study aimed to develop a compact partial nitritation step by forming granules with high Ammonia-Oxidizing Bacteria (AOB) fraction using the Air-lift Granulation Reactor (AGR) and to evaluate the feasibility of treating reject water with high ammonium content by combination with the Anammox process. The partial nitritation using AGR was achieved at high nitrogen loading rate ($2.25{\pm}0.05kg\;N\;m-3\;d^{-1}$). The important factors for successful partial nitritation at high nitrogen loading rate were relatively high pH (7.5~8), resulting in high free ammonia concentration ($1{\sim}10mg\;FA\;L^{-1}$) and highly enriched AOB granules accounting for 25% of the total bacteria population in the reactor. After the establishment of stable partial nitritation, an effluent $NO_2{^-}-N/NH_4{^+}-N$ ratio of $1.2{\pm}0.05$ was achieved, which was then fed into the Anammox reactor. A high nitrogen removal rate of $2.0k\; N\;m^{-3}\;d^{-1}$ was successfully achieved in the Anammox reactor. By controlling the nitrogen loading rate at the partial nitritation using AGR, the influent concentration ratio ($NO_2{^-}-N/NH_4{^+}-N=1.2{\pm}0.05$) required for the Anammox was controlled, thereby minimizing the inhibition effect of residual nitrite.

• 유기물자원화
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• 제20권3호
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• pp.21-24
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• 2012

본 연구에서는 폐기물 자원화 공정에서 발생하는 음폐수를 UF 분리막을 결합한 혐기성 소화 파일럿 에서 처리하면서 혐기성 소화효율, 바이오가스 생산량과 운전인자를 도출하였다. 운전방식은 막내부에서 외부로 고액분리가 이루어지는 가압식이었으며, 투과 플럭스는 15∼20 LMH, 막간 차압은 $1{\sim}3 kgf/cm^2$였다. 분리막 운전은 직접순환방식으로 운전한 결과, 메탄조의 수질악화로 간접순환방식으로 운전하였다. 유입수의 TCOD 와 SCOD 는 각각 113 g/L, 62 g/L 이었고, 유출수의 TCOD 와 SCOD는 각각 25 g/L, 12 g/L 이었다. TCOD 및 SCOD 제거효율은 각각 77% 및 81%였다. 하지만 UF 공정을 추가했을 때는 제거효율이 93% 및 86%로 증가하였다.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제12권1호
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• pp.73-87
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• 2016

Combining power generation and water production by desalination is economically advantageous. Most desalination projects use fossil fuels as an energy source, and thus contribute to increased levels of greenhouse gases. Environmental concerns have spurred researchers to find new sources of energy for desalination plants. The coupling of nuclear power production with desalination is one of the best options to achieve growth with lower environmental impact. In this paper, we will per-form a sensitivity study of coupling nuclear power to various combinations of desalination technology: {1} thermal (MSF [Multi-Stage Flashing], MED [Multi-Effect Distillation], and MED-TVC [Multi-Effect Distillation with Thermal Vapour Compression]); {2} membrane RO [Reverse Osmosis]; and {3} hybrid (MSF-RO [Multi-Stage Flashing & Reverse Osmosis] and MED-RO [Multi-Effect Distillation & Reverse Osmosis]). The Korean designed reactor plant, the APR1400 will be modeled as the energy production facility. The economical evaluation will then be executed using the computer program DEEP (Desalination Economic Evaluation Program) as developed by the IAEA. The program has capabilities to model several types of nuclear and fossil power plants, nuclear and fossil heat sources, and thermal distillation and membrane desalination technologies. The output of DEEP includes levelized water and power costs, breakdowns of cost components, energy consumption, and net saleable power for any selected option. In this study, we will examine the APR1400 coupled with a desalination power plant in the Kingdom of Saudi Arabia (KSA) as a prototypical example. The KSA currently has approximately 20% of the installed worldwide capacity for seawater desalination. Utilities such as power and water are constructed and run by the government. Per state practice, economic evaluation for these utilities do not consider or apply interest or carrying cost. Therefore, in this paper the evaluation results will be based on two scenarios. The first one assumes the water utility is under direct government control and in this case the interest and discount rate will be set to zero. The second scenario will assume that the water utility is controlled by a private enterprise and in this case we will consider different values of interest and discount rates (4%, 8%, & 12%).