• 유기물자원화
• /
• 제10권3호
• /
• pp.68-73
• /
• 2002

하수슬러지의 발생량 감소와 BNR공정의 외부탄소원 개발에 대한 해결방안으로 1차슬러지의 산발효가 연구되었다. 기존 혐기성 소화조를 활용한다는 측면에서 반응조의 형상, 온도, pH와 같은 환경인자는 변화시키지 않았고, HRT변화에 따른 가수분해율, 산생성율 및 환경인자의 특성변화를 검토하였다. 평균 가수분해율은 HRT가 3일과 1.5일 일때, 각각 0.0309., $0.0204mgSCOD_{prod.}/mgICOD_{inf.}$였다. 평균 산생성율은 HRT 3일에서 0.0068mg HAc/mg $TCOD_{inf.}$, 0.0652mgHAc/mg $VSS_{destroyed}$였다. HRT 1.5일에서 평균 산생성율은 0.0060mg HAc/mg $TCOD_{inf.}$, 0.0346mgHAc/mg $VSS_{destroyed}$였다. 실험기간 동안 알칼리도와 pH는 인위적인 조절없이 적정하게 유지되었다.

• 미생물학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.268-273
• /
• 1990

In order to elucidate the acid tolerance mechanism of Clostridium acetobutylicum against organic acid, the maintenance energy with added butyrate at different pH was determined. Maintenance coeffecient in acidogenic chemostat was higher at pH 6.5 than at pH 5.5 showing that this organism is an acidophile. The addition of butyrate at pH 5.5 and different dilution rate caused linear decrease of the cell concentration though $Y_{ATP}$ did not decrease with increasing undissociated organic acid. $Y_{ATP}$ decreased by increasing the concentration of undissociated organic acid at pH 5.0 by the addition of butyrate. From these results it is hypothesized that the ATP conaumption for pH stat of acidophile C. acetobutylicum is increased at the circumstance with over 30mM of undissociated organic acid.cid.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제23권8호
• /
• pp.1092-1098
• /
• 2013

Cassava constitutes an abundant substrate in tropical regions. The production of butanol in ABE fermentation by Clostridium beijerinckii BA101 using cassava flour (CF) was scaled-up to bioreactor level (5 L). Optimized fermentation conditions were applied; that is, $40^{\circ}C$, 60 g/l CF, and enzymatic pretreatment of the substrate. The batch fermentation profile presented an acidogenic phase for the first 24 h and a solventogenic phase afterwards. An average of 37.01 g/l ABE was produced after 83 h, with a productivity of 0.446 g/l/h. Butanol production was 25.71 g/l with a productivity of 0.310 g/l/h, high or similar to analogous batch processes described for other substrates. Solvent separation by different combinations of fractioned and azeotropic distillation and liquid-liquid separation were assessed to evaluate energetic and economic costs in downstream processing. Results suggest that the use of cassava as a substrate in ABE fermentation could be a cost-effective way of producing butanol in tropical regions.

• 유기물자원화
• /
• 제10권2호
• /
• pp.65-70
• /
• 2002

이전의 연구에서 루멘미생물은 뛰어난 활성을 보여주었고, 희석율의 적절한 조절은 산발효 효율을 크게 증가시켜 주었다. 그러나 배출되는 음식물쓰레기는 일반적으로 그 구성성분비가 상대적으로 큰 편차를 갖지 않는 일정한 범위의 값을 보여주지만, 계절에 따라 특정한 음식을 많이 섭취하는 날에는 육류가 대부분인 음식물쓰레기가 배출된다든지, 혹은 곡류나 야채류가 대부분인 음식물쓰레기가 배출되는 경우가 발생한다. 따라서 이런 경우에도 루멘미생물을 이용한 희석율의 조절이 적절한 산발효 효율을 유지할 수 있는지 평가해 보는 것은 중요하다. 본 연구에서는 음식물쓰레기의 각 성분(곡류, 야채류, 육류)을 전체 기질의 80%로 주입한 후 실험을 실시하였다. 곡류가 주인 경우에는 초기 2일 동안 그 분해가 주로 일어났으며, 야채류가 주인 경우에는 일반적인 음식물쓰레기를 처리하는 경우와 가장 유사한 거동특성과 효율을 보였고, 육류가 주인 경우에는 초기에는 분해가 지체되다가 희석율의 조절 이후 그 분해가 활발히 이루어졌다. 처리효율은 구성성분 중 곡류, 야채류, 육류가 주인 반응조에서 88.7, 73.5, 62.1%의 값을 얻을 수 있었다. 그러므로 구성성분비의 조절에도 불구하고 최소 62% 이상의 효율을 보여주었기 때문에, 루멘미생물을 이용한 산발효가 음식물쓰레기의 구성성분비에 관계없이 매우 안정된 처리효율을 유지할 수 있음을 알 수 있었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.343-348
• /
• 2011

Since 2005, food waste has been separately collected and recycled to animal feed or aerobic compost in South Korea. However, the conventional recycling methods discharge process wastewater, which contain pollutant equivalent to more than 50% of food waste. Therefore, anaerobic digestion is considered as an alternative recycling method of food waste to reduce pollutant and recover renewable energy. Recent studies showed that hydrogen can be produced at acidogenic stage in two-stage anaerobic digestion. In this study, the authors investigated the effects of pretreatment time and pH low set value on continuous mesophilic hydrogen fermentation of food waste. Food waste was successfully converted to $H_2$ when heat-treated at $70^{\circ}C$ for 60 min, which was milder than previous studies using pH 12 for 1 day or $90^{\circ}C$. Organic acid production dropped operational pH below 5.0 and caused a metabolic shift from $H_2/butyrate$ fermentation to lactate fermentation. Therefore, alkaline addition for operational pH at or over 5.0 was necessary. At pH 5.3, the result showed that the maximum hydrogen productivity and yield of 1.32 $m^3/m^3$.d and 0.71 mol/mol $carbohydrate_{added}$. Hydrogen production from food waste would be an effective technology for resource recovery as well as waste treatment.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
• /
• pp.427-430
• /
• 2002

본 실험실에서는 음식폐기물을 이용하여 단시간내에 메탄을 생산할 수 있는 Pilot 규모 (2.5 톤 )의 3단계 메탄 발효 공정을 개발하여 운전하고 있다. 3단계 메탄 발효공정 가운데 첫 번째 단계인 반혐기성 가수분해/산발효조에서 유기물 분해균주를 11개 분리하여 그 특성을 조사하였다. 분리된 균주는 gram 양성균이 8 개 균주, gram 음성균이 3개 균주이며, catalase에 대해서는 모두 양성반응을 보였고 모두 간균의 형태이었다. 분리된 균주들 가운데 amylase 와 protease의 활성은 분리균주 K5이 다른 균주들에 비해 매우 우수하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.213-218
• /
• 1988

섬유소 폐기물인 볏짚으로부터 butanol를 생산하기 위하여 Clostridium acetobutylicum KCTC1037 와 cellulase(from Trichoderma viride)을 발효액에 동시에 첨가하여 발효시키는 동시당화 발효법(Simultaneous saccharification and fermentation, SSF)을 수행하였다. Alkali 처리한 볏짚을 발효기질로 사용한 결과 그 농도를 25%로 사용하였을 때 최고 150mM의 butanol이 생산되었고, 15% 볏짚을 사용하였을 때는 97mM의 butanol이 생산되었다. 그러나 ball milled 볏짚의 경우 발효산물 중 대부분이 acetate와 butyrate로 주로 산이 생산되었으며 따라서 solventogenesis는 거의 일어나지 않았다. 또한 그 농도별 실험에서 보면 8%의 ball milled 볏짚 사용시 66mM의 butanol이 생산된 반면 그 이상의 농도에서는 butanol 생산량이 점차 감소하는 추세를 보였으며 acetate, butyrate 같은 산은 계속 증가 추세를 보였다. 이것으로 보아 ball milled 볏짚에는 butanol 발효 과정 중 acidogenesis에 서 solventogenesis로의 전이 (shift)를 방해하는 어떤 인자가 있으리라고 추측되었으며 alkali 처리방법에 의해서 이 방해자는 제거될 수 있는 것으로 관찰되었다.

• 유기물자원화
• /
• 제8권4호
• /
• pp.78-85
• /
• 2000

음식물쓰레기의 산발효 침출액은 중온의 UASB 반응조에서 매우 효과적으로 처리되었다. COD 제거율은 부하율 $15.8g\;COD/{\ell}{\cdot}d$까지 96%이상의 효율을 유지하였으며, 메탄생성율은 $5.5{\ell}/{\ell}{\cdot}d$까지 증가하였다. 제거된 COD 중에서는 92%가 메탄으로 전환되었고 나머지는 미생물로 전환된 것으로 보인다. 부하율 $18.7g\;COD/{\ell}{\cdot}d$ 이상에서는 COD 제거율이 크게 감소하였는데, 이는 10.6 h 이하의 짧은 HRT에 의한 슬러지의 부상 및 washout에 기인한다. SMA(specific methanogenic activity) 값은 뷰틸산에 대하여 가장 컸고, 프로피온산에 대하여 가장 작았는데, 이는 유출수 중에서 잔류 프로피온산의 농도가 가장 높았던 사실과 일치한다. 대표적인 미생물은 Methanosaeta였으며, 운전기간 동안 슬러지의 입경이 증가하여 식종균에는 전체 양의 64.3%가 1.4 mm보다 작았지만 운전 후에는 75.1%가 1.4 mm 이상을 차지하였다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.34-39
• /
• 2005

The performance of elutriated acid fermentation with slurry-type piggery waste was investigated, especially to evaluate the effects of temperature and pre-treatment. In the first phase, the acid elutriation reactor with piggery waste after centrifugation operated at both mesophilic and thermophilic conditions to evaluate the effect of temperature. Solubilization yield($gVFAs/gSCOD_{prod.}$) and acidification rate($gVFAs/gSCOD_{prod.}$) in the thermophilic digestion were 0.45 and 0.55, which were higher than those of the mesophilic digestion, 0.25 and 0.45. In addition, the acid elutriation reactor at thermophilic temperature is more effective in removing e-coli. In the second phase, the acid elutriation reactor was fed with piggery waste before centrifugation. With piggery wastes before centrifugation, the solubilization yield and the acidificaton rate were 0.40 and 0.80, respectively, which were higher than the rates using piggery waste after centrifugation at both mesophilic and thermophilic conditions. The higher sludge volume reduction of 80% benefits sludge management. Furthermore, economical advantages can be achieved by removing the pre-treatment process, such as centrifugation. Consequently, the treatment with piggery waste before centrifugation proved to be effective. Also, the optimum temperature condition was estimated at mesophilic or thermophilic conditions, considering solubilization yields and acidification rates, though the system should be heated.

• 치위생과학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.303-309
• /
• 2012

청소년을 대상으로 간식섭취실태를 조사하고, 간식품의 총당도, 간식품의 pH, S. mutans의 산생성능과 당분해효소활성도를 측정하여, 치아우식유발지수가 낮은 간식품을 선택할 수 있도록 표준화된 치아우식유발지수를 개발하는데 필요한 기초자료를 제시하고자 본 연구를 실시하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 간식품 28종류의(고체군 21가지, 액체군 7가지) 당도를 측정한 결과 오레오가 43.5로 가장 높았고, 스윙칩과 마이쮸가 39.3, 땅콩카라멜 38.8, 츄파춥스 37.2, 소보루빵 33.9 순이었으며, 포카리스웨트와 녹차가 0으로 가장 낮았다. 설탕이 많이 함유된 음식에서 총당도의 값이 높아지는 것을 볼 수 있었다. 2. S. mutans의 산생성능에 의한 pH 평균값은 pH 5.33이였으며, 실험군의 S. mutans 산생성능에 의한 평균 pH변화는 10분 배양 후 pH 5.27, 30분 후 pH 5.21, 1시간 후 pH 5.15, 24시간 배양 후에는 pH 4.80으로 S. mutans의 당분해효소활성에 의한 산생성도 증가로 대조군보다 pH값이 낮아지는 것을 볼 수 있었다. 3. S. mutans의 당분해효소활성도를 비색법으로 관찰한 결과 glucose의 활성도는 78.58%, sucrose의 활성도는 75%, galactose의 활성도는 71.42%로 대부분의 시료에서 Positive인 orange & yellow color로 나타났다.