• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.21-33
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• 2004

본 연구에서는 혐기성 발효조건에서 오니슬러지의 전처리에 대한 영향과 수소생산 잠새성을 평가하기 위하여 회분식 반응기를 이용하여 $35^{\circ}C$에서 혐기성 미생물을 이용하여 실험을 실시하였다. 다양한 전처리 조건의 오니슬러지를 유기원으로 이용하기 위한 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 다양한 물리, 화학, 생물학적 오니 슬러지 가용화를 위한 전처리 기술을 개발하였으며, 실험결과 알칼리 및 기계적전처리를 통하여 원수의 상등수의 SCODcr 대비 약 15배 및 12배의 증가율을 보였으며, 이를 다시 생물학적 전처리 방법인 가수분해를 실시할 경우 다시 2배의 증가율을 보여 화학적 전처리와 생물학적 전처리를 연계할 경우가 가장 효과적인 공정임을 확인하였다. 또한 오니슬러지를 기질로 이용하여 생물학적 수소생산의 잠재성을 확인하기 위하여 전처리된 슬러지를 대상으로 수소 생산 여부를 회분식으로 실시한 결과, 완충용액을 첨가한 경우가 완충용액을 첨가하지 알은 경우에 비하여 다양한 전처리 조건에서 수소생산이 가능함을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제26권3호
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• pp.189-192
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• 2011

Much interest has been recently focused on the production of large quantities of hydrogen, due to its potential importance in our economy and needs in the petroleum and chemical industries. Formate dehydrogenase H (FDH-H) from Escherichia coli containing selenocysteine that oxidizes formate to carbon dioxide with the release of hydrogen is a component of the anaerobic formate hydrogen-lyase complex of E. coli. To make full use of FDH-H, we need effective expression condition. In this approach, we investigated the effect of pH on FDH-H stability and observed the effect of selenite and formate concentration on the activity of FDH-H. Additionally, coexpression of selenocysteine insertion genes were tried to improve the expression of FDH-H. The highest level of FDH-H expression was achieved by coexpression of selenocysteine insertion genes (pSUABC) as well as by the addition of $10\;{\mu}M$ selenite and 10 mM formate. At this optimized condition, a 2.6 fold elevation of expression of FDH-H was achieved.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.580-586
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• 2010

Acid and alkali pretreatments were applied to tofu processing waste (TPW) to increase the solubility of ingredients in TPW. Pretreatment at 1.0% of HCl and 2.5% of NaOH condition resulted in the increase of SCOD concentration from 3.2 g COD/L to 27 g COD/L and 33 g COD/L, respectively. The acid and alkali-pretreated TPW was studied for its fermentative $H_2$ production capacity in batch mode using a thermophillic mixed culture. Alkali pretreatment on presence of 2.5% NaOH exhibited more soluble portion released compared to acid pretreatment using HCl, however the $H_2$ production from acid pretreated TPW was better than alkali-pretreated TPW probably due to the sodium inhibition on microbial activity. In addition, sewage sludge was externally added to the acid-pretreated (1.0% HCl) TPW by 20% (on volume basis). Average H2 production rate was increased from 31 to 78 ml/L-broth/hr, and it was attributed to the high buffer capacity and abundant nutrients especially divalent cation in sewage sludge.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.192-192
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• 2005

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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• pp.375-378
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• 2002

군포 공단 주변 슬러지를 미생물 접종원으로 무기염배지에 10g/ ${\ell}$ 의 sucrose를 첨가하여 수소 생산 균주 Ye 13-6을 분리하였다. 분리 균주 Ye 13-6은 호기성조건과 혐기성 조건에서 모두 생장하는 통성 혐기성 균주였다. 유기성 폐기물 내에 다량 함유되어있는 glucose와 sucrose의 농도변화가 수소 생산 속도 및 수소 생성효율에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. Glucose를 1${\sim}$12g/ ${\ell}$ 의 범위로 첨가할 경우 lag phase 없이 생장하였으며, 첨가량이 증가할수록 수소 비생산속도가 증가하여, 12g/ ${\ell}$ 에서 $60mmol-H_2\;{\cdot}\;mg-DCW^{-1}\;{\cdot}\;h^{-1}$의 최대값을 나타내었으며, 수소 생산 수율은 2.6 ${\sim}$3.1 $mol-H_2\;{\cdot}\;mol-glucose^{-1}$의 범위였다. Sucrose를 $1{\sim}12g/\;{\ell}$ 의 범위에서 첨가할 경우 약 10시간의 lag phase 후 원활한 생장을 보였다. 비생산속도는 및 수소 생산수율은 sucrose 첨가량이 증가할수록 증가하여 각각 $163mmol-H_2\;{\cdot}\;mg-DCW^{-1}\;{\cdot}\;h^{-1}$ 및 $4.5\;mol-H_2\;{\cdot}\;mol-glucose^{-1}$의 최대값을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권6호
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• pp.434-441
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• 2009

황산염의 농도변화에 따른 연속 혐기성 수소 발효에 미치는 영향을 고찰하기 위해서 혼합균주를 사용한 완전 혼합형 반응조를 운전하였다. 기질은 글루코오스를 사용하였고, 수리학적 체류시간은 1, 0.5, 0.25 일로 각각 고정하였다. 황산염 농도는 0${\sim}$20,000 mg/L로 단계별 증가시켰고 pH 5.5로 운전하였다. 실험 결과 높은 황산염 농도에 관계없이 수소가 발생하였고, HRT 0.25일로 짧아짐에 따라 수소 발생이 높게 나타났다. HRT 1, 0.5, 0.25일 각 조건별 수소 생성량과 수소 수율은 2.9, 4.6, 9.4 L/day, 2.0, 1.8, 1.6 mol $H_2$/mol glucose로 나타났으며, 잔존 황산염 96${\sim}$98, 95${\sim}$97 94${\sim}$97%로 나타나 황산염 환원이 발생하지 않았다. FISH 결과 모든 조건에서 수소생성균의 분포는 나타났지만 황산염환원균의 분포는 나타나지 않았다.

• 한국치위생학회지
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• 제4권2호
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• pp.153-163
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• 2004

There are normal inhabitants doing medically useful functions in the body. There are many kinds of bacteria performing specific functions in the oral cavity. Two strains of lactic acid bacteria were isolated from normal inhabitants of children 's oral cavity, which inhibited the the production of halitosis by anaerobic bacteria. The authors identified the isolates by the lest using API 50 CHL medium kit. 1. Two isolates were Gram-positive bacilli and produced hydrogen peroxide. 2. The optical density was 1.286 in the supernatant of Fusobacterium nucleatum after vortexing for 30 minutes, whereas in the supernatant of combined Fusobacterium nucleatum and each isolate, they were reduced to 0.628 and 0.497, which the percentages of coaggregation between them were 29.4% and 57.8%, respectively. 3. The optical density of Fusobacterium nucleatum precipitate was 1.794 in the culture media containing cysteine and $FeSO_4$, being reduced to 1.144 and 0.915 in the coaggregated precipitates of Fusobacterium nucleatum and each isolate. 4. The optical density of Porphyromonas gingivalis precipitate was 1.932 in the culture media, being reduced to 1.170 and 1.266 in the coaggregated precipitates of Porphyromonas gingivalis and each isolate. 5. When two isolates were tested with API 50 CHL medium kit, those were identified as Lactobaciallius salivarius and Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권1호
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• pp.41-50
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• 2014

수소생산 유효세균을 유지하기 위해 열처리한 혐기소화슬러지를 접종원으로 하여 PVA 담체를 활용한 고정화와 비고정화 방법에 의한 수소생산능 및 세균 군집을 비교분석 하였다. 고정화에 의한 수소생산성은 비고정화 방법과 비교하여 수소생산성에 영향을 미치지 않았다. 그러나 고정화 방법은 유기물 분해결과 발생하는 유기산 축적 및 pH 강하 등의 환경변화에 있어 세균의 성장과 활성에 안정적 환경을 제공할 수 있는 가능성을 나타내었다. DGGE 분석에 의한 세균군집분석에서는 비고정화와 고정화 반응조간에 형성된 세균군집이 차이가 있는 것으로 나타났으며, 상대적으로 고정화 반응조내의 유효 수소생산 세균 군집이 좀 더 안정적으로 유지되는 것으로 확인되었다. Droplet digital PCR에 의한 6종의 유효한 수소생산 세균 절대정량 분석결과, encapsulation에 관계없이 두 반응기에서의 우점세균수는 유사하였다. Firmicutes, Clostridium, Enterobacter, Ruminococcus 및 Escherichia가 $1{\times}10^5-1{\times}10^6$ copy number of ml-sample 수준에서 존재하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.52-64
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• 2002

유기성 폐기물을 이용하여 생물학적 수소생산 통합화 시스템 연구를 수행하였다. 통합화 시스템은 유기성폐기물의 전처리, 2단계 혐기발효 및 광합성 배양으로 구성된 생물학적 수소생산 공정, 초임계수 가스화 공정, 생산된 가스의 저장, 분리 및 연료전지를 이용한 전력 생산으로 구성되었다. 실험에 사용된 유기성 폐자원은 식품공장 폐수, 과일폐기물, 하수슬러지이며, 전처리는 폐기물에 따라 열처리 및 물리적 처리를 하였으며, 전처리된 시료는 생물학적 수소생산 공정에 직접 적용되었다. Clostridium butyricum 및 메탄 생성조에서 발생하는 하수슬러지중의 미생물 복합체는 수소생산 혐기 발효공정에 사용되었으며, 광합성 수소생산 미생물인 홍색 비유황 세균은 광합성 배양에 사용되었다. 생물학적 공정에서 발생하는 미생물 슬러지는 초임계수 가스화 공정으로 수소를 발생하였으며, 슬러지 중의 COD를 저하시켰다. 생물학적 공정 및 초임계수 가스화 공정에서 발생하는 수소는 가스탱크에 가입상태로 저장한 후, 95%순도로 분리하였으며, 정제된 수소는 연료전지에 연결하여 전력 생산을 하였다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권3호
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• pp.270-274
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• 2005

A reactor-scale hydrogen (H2) production via the water-gas shift reaction of carbon monoxide (CO) and water was studied using the purple nonsulfur bacterium, Rhodopseudomonas palustris P4. The experiment was conducted in a two-step process: an aerobic/chemoheterotrophic cell growth step and a subsequent anaerobic $H_2$ production step. Important parameters investigated included the agitation speed. inlet CO concentration and gas retention time. P4 showed a stable $H_2$ production capability with a maximum activity of 41 mmol $H_2$ g $cell^{-1}h^{-1}$ during the continuous reactor operation of 400 h. The maximal volumetric H2 production rate was estimated to be 41 mmol $H_2 L^{-1}h^{-1}$, which was about nine-fold and fifteen-fold higher than the rates reported for the photosynthetic bacteria Rhodospirillum rubrum and Rubrivivax gelatinosus, respectively. This is mainly attributed to the ability of P4 to grow to a high cell density with a high specific $H_2$ production activity. This study indicates that P4 has an outstanding potential for a continuous H2 production via the water-gas shift reaction once a proper bioreactor system that provides a high rate of gas-liquid mass transfer is developed.