• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권1호
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• pp.73-80
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• 2007

생물막 매개체를 도자기 격막으로 구획된 오수처리 반응기에 장착하고 직류 2volt의 전압을 부과하여 생물막 매개체가 산화 전위를 유지할 수 있게 유도하였다. 반면 대조실험을 위해 사용한 반응조의 생물막 매개체에는 전압을 부과하지 않았다 ABM-반응기와 CBM-반응기에서 배양시간에 따른 생물막의 구조, 생물량의 변화, 오수처리 효율 등을 측정하여 상호 차이를 비교하였다. 전자현미경으로 관찰한 ABM의 생물막은 CBM의 생물막에 비해 분산성이 크고 미생물이 과밀하게 성장하지 않았으나 CBM의 생물막은 배양 시간에 비례하여 지속적으로 성장하면서 생물막 매개체를 완전히 덮어 과밀 생물막을 형성하였다. ABM의 ORP는 CBM의 ORP 100 mV에 비해 매우 큰 차이를 보이는 800 mV를 유지하였으며, 반응액의 ORP 또한 ABM과 CBM의 영향을 받아 각각 550 mV와 400 mV를 유지하였다. ABM-반응기에서 오수처리 효율은 CBM-반응기에서 오수처리 효율의 약 2배 정도의 차이를 나타내었다. 이러한 결과로부터 생물막 매개체에 부과한 양전위의 전기 에너지는 생물막을 구성하는 미생물 과밀현상을 억제하고 매개체의 ORP를 높게 유지함으로서 미생물의 대사 활성을 촉진하고 결과적으로 오수내 함유된 유기물의 산화효율을 증가시키는 작용이 있는 것으로 확인되었다.

• 상하수도학회지
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• 제9권3호
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• pp.116-126
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• 1995

The purpose of this study was to investigate the removal of ammonium nitrogen by biological nitrification in raw water containing LAS using BAC. At batch teats, LAS removal by ozone followed the first order reaction, and the rate constants(k) by ozone dose 1, 3mg/min.L were $0.040min^{-1}$, $0.062min^{-1}$ respectively. Therefore, the more ozone was dosed, the higher LAS was removed The reaction between ozone and ammonium nitrogen also followed the first order, and rate constants(k) at pH7,8 and 9 were $8.9{\times}10^{-4}min-1$, $3.8{\times}10^{-3}min^{-1}$, and $2.9{\times}10^{-2}min^{-1}$ respectively at ozone dose of 3mg/min.L . Therefore, ammonium nitrogen was little removed by ozone under neutral pH of 7. The continuous flow apparatus had four sets composed of a ozone contacter and a GAC column. Through continuous filtration test for 50days, the following conclusions were derived; (1) LAS was removed 23%, 30% respectively by ozone dose 1, 3mg/L, and was not detected in all column effluents during the period of experiment. Therefore, it appeared that adsorption capacities of each column still remained. (2) Ammonium nitrogen concentration after ozone contact varied little in raw Water because pH of raw water was from 6 to 7, and was transfered to nitrite and nitrate within GAC columns as the result of staged nitrification. After 30days, nitrite was not detected in all column effluents due to biological equilbrium between nitro semonas and nitrobacter Average removals of ammonium nitrogen in each column after the lapse of 30days were the following; ${\cdot}$ column A (ozone dose 3mg/L, EBCT 9.5min): about 100% ${\cdot}$ column B (ozone dose 1mg/L, EBCT 9.5min): 91% ${\cdot}$ column C (ozone dose 3mg/L, EBCT 14.2min): about 100% ${\cdot}$ column D (ozone dose 0mg/L, EBCT 9.5min): 53% Though column A and C reached nitrification of about 100%, column C (longer EBCT than column A) was more stable than column A. (3) After backwash, nitrification reached steady state within 5 to 8 hours. Therefore, nitrification was not greatly affected by backwash. (4) According to the nitrification capacity in depth of column A, C, where 100% nitrification occured. LAS was removed within 20cm, while ammonium nitrogen required more depth to be removed by nitrification.

• 한국토양비료학회지
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• 제29권4호
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• pp.403-410
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• 1996

우분뇨와 왕겨혼합물(2:1, v/v)의 효과적인 부속방법과 퇴비화를 위해 야적식과 간헐통기 퇴석방식으로 비닐하우스 조건에서 10주일간 부숙시키면서 퇴비화 과정 중의 온도변화와 희비재료의 이화학적 환경변화 등을 조사하였다. 퇴비재료의 pH변화는 부숙초기인 1-2주경에는 8.9수준으로 상승하였다가 그 이후 중성부근으로 떨어졌으며, 4주이후부터 정치식보다 간헐통기 퇴적방식에서 빠른 안정화를 보였다. 간헐통기 최적과 정치식에서 퇴비재료의 주발효(고온발효)는 부숙개시 후 3주일과 6주일내에 끝났으며 주발효 온도에 도달도 간헐통기 퇴적방식에서 빨랐다. T-C와 잔존유기물 양의 감소는 비슷한 경향을 보였으며 T-C의 경우 간헐통기 퇴적방식이 정치방식에 비해 감소가 빨랐고, 잔존유기물의 양도 부숙의 진전에 따라 간헐통기방식에서 잔존량이 더 적고 부숙개시 후 6주부터는 정치방식과 9%정도의 차이를 나타냈다. T-N은 두 방식간에 차이가 뚜렷하여 정치식은 부숙에 따라서 점점 증가되다가 6주이후에는 2.3%수준을 유지하였고, 간헐통기방식은 분해초기에 급격한 감소를 보이나 7주 이후에는 1.8%수준을 유지되었다. C/N비의 경우는 두 방식간에 차이를 보이면서 완만히 감소되는데 6주일 후에는 안정화되어 정치식과 간헐통기 퇴적방식에서 각각 17과 21수준을 보였다. 조회분과 일반 무기성분의 함량변화는 전반적으로 부숙과 함께 증가되는 경향이며 간헐통기 퇴적방식에서 이들의 함량이 높아졌다. 본 실험에서 얻어진 결과는 비닐하우스에서 우분뇨 퇴비재료를 강제간헐통기 퇴적방식으로 퇴비화함으로서 부숙(퇴비화)기간을 단축시킬 수 있었다.

• 기술혁신연구
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• 제22권4호
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• pp.145-164
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• 2014

미래의 궁극에너지로 인식되고 있는 핵융합에너지 개발을 위해서는 DEMO라는 최종 실증 단계를 거쳐야만 한다. 특히 중국, EU, 일본 등의 주요 국가는 DEMO 건설에 대한 구체적 계획을 수립하고 이를 실행 중에 있다. 한국도 1995년부터 KSTAR 사업을 시작으로 핵융합 연구개발에 착수한 점을 감안하면, 핵융합에너지 상용화라는 최종 목표달성 뿐만 아니라, 주요 국가와 DEMO 경쟁 상황에서 주도권을 확보하기 위한 본격적 연구개발이 필요하다. 이에 본 논문에서는 DEMO 개발을 위한 핵심기술을 파악하기 위하여 준정량적 방법론을 적용, 해당 분야의 핵심기술을 도출함으로써 우선적으로 연구개발이 필요한 기술을 식별하여 향후 연구개발 추진시 기술별 우선순위를 제안하고자 한다. 이를 위한 핵융합 에너지 개발과 관련하여 핵융합의 과학적 원리, 주요국가의 DEMO 개발 동향 등을 파악한다. 다음으로 핵융합 실증로와 관련된 기술분류 체계를 검토하여 분석할 기술분류 체계를 선정한다. 선정된 기술체계에 준정량적 방법론으로 기술수준(TRL)을 파악하고 이를 보완하기 위하여 분석적 계층화 과정(AHP)을 적용한다. TRL과 AHP의 결과를 종합하여 우선적으로 확보해야 할 핵융합 실증로의 핵심기술은 실증로용 연소 플라즈마 기술, 대면재료기술, 구조재기술, 고주파 가열장치 기술, 중성입자빔 장치기술, 안전기술, 연소플라즈마 진단장치기술, 핵융합로 시뮬레이터기술 등으로 나타났다.

• 미생물학회지
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• 제48권2호
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• pp.125-133
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• 2012

혐기성 소화는 음식물 쓰레기와 같은 폐기물로부터 재생 가능한 에너지원으로 메탄을 생성하는 공정이다. 본 연구에서는 음식물 쓰레기와 폐수를 동시에 처리하는 3단계 메탄생산 공정을 이용한 혐기성 소화공정의 bacteria와 archaea 군집 변화를 조사하였다. 3단계 메탄생산 공정은 음식물 쓰레기 및 폐수를 메탄과 이산화탄소로 전환하는 반혐기성 가수분해/산생성, 혐기성 산생성과 혐기성 메탄생성조로 구성되어있으며, 16 rRNA 유전자 라이브러리의 염기서열 분석과 정량 PCR 등의 분자생물학적 방법으로 주요 미생물 군집을 조사하였다. 메탄생산 공정의 주요 미생물 군집은 VFA-산화 박테리아와 Methanoculleus 속에 속하는 hydrogenotrophic methanogen의 두 종(species)이었다. 또한, 소수의 Picrophilaceae 과(Thermoplasmatales 목)의 archaea도 확인하였다. 음식물을 이용한 3단계 메탄생산 공정은 acetogenesis를 기반으로 하는 고전적 메탄생성 공정과 달리 주로 hydrogenotrophic methanogen의 분해 경로에 의해 이루어 짐을 알 수 있다. 이들 균주의 우점은 중온 소화공정, 중성 pH, 높은 암모니아 농도, 짧은 HRT, Tepidanaerobacter 속 등과 같은 VFA 산화세균과의 상호작용 등에서 기인한 것으로 생각된다.

• 한국물환경학회지
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• 제32권4호
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• pp.357-366
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• 2016

N-니트로스아민은 인체에 매우 위험한 발암성 화합물이다. 수용액상 N-니트로스아민을 효과적으로 감소시킬 수 있는 방법 중 하나로 자외선 조사가 고려되고 있다. 본 연구의 목적은 수처리와 연관성이 높은 N-니트로스아민(즉, N-nitrosodibutylamine (NDBA)과 N-nitrosopyrrolidine (NPYR))의 UV 광분해에서 pH 영향을 규명하는 것이다. NDBA과 NPYR의 광분해 속도상수는 pH2-10 사이에서 각각 3.26×10^-2 L/W-min에서 5.08×10^-3 L/W-min와 1.14×10^-2 L/W-min에서 2.80×10^-3 L/W-min로 나타났다. 한편 산화 생성물인 NO2^-와 NO3^- 이온의 생성에 대해서도 연구하였다. 약산성에서 중성의 조건에서는 NO^3-에 비해 NO^2-이 주로 생성되었고, 강한 산성에서는 NO^3-이 더 많이 생성되었다. 총유기 탄소(TOC)와 총질소(TN)은 거의 변화가 없었으며, 이것으로부터 N-니트로스아민과 생성물이 광분해 시스템에서 거의 손실이 없었던 것으로 볼 수 있다. BDBA가 NPYR에 비해 상대적으로 용이하게 광분해되었다. 또한 수용액상 N-니트로스아민을 UV 광분해로 제거할 때 pH가 낮을수록 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제7권1호
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• pp.93-105
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• 1990

Semicarbazone formation of nine monosubstituted benzaldehydes was studied kinetically in 20% methanol buffer solution at 15, 25, 35, and $45^{circ}C$. The rate of p-nitrobenzaldehyde semicarbazone formation is 2.7 times as fast as that of benzaldehyde, while p-hvdroxybenzaldehyde is 3.6 times as slow as that of benzaldehyde. Activation energies for p-chlorobenzaldehyde, benzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-methoxybenzaldshyde, p-hydroxybenzaldehyde, and p-dimethylaminobenzaldehyde semicarbazone formation are calculated as 5.80, 6.19, 6.57, 7.06, 8.03, and 6.46 kcal/mol respectively. It is concluded from the effect of ionic strength that the reaction is affected by not ions but neutral molecules involving hydrogen bonding between oxygen atom of carbonyl group and hydrogen atom of acid-catalyst, and concerted attack of the necleophilic reagent, free base on carbonyl compound. Also, the effect of solvent composition is small in 20% and 50% methanol (and ethanol) aqueous solutions. The ${\rho}-{\sigma}$ plots for the rates of semicarbazone formation at pH 7.1 show a linear ${\rho}-{\sigma}$ relationship (${\rho}=0.14l$, in contrast to that at pH 2.75 and pH 5.4 corresponding to ${\rho}-{\sigma}$ correlations reparted by Jencks. The rate of semicarbazone formation at pH 5.4 show a relationship which is convex upward, resulting in a break in the curve but at pH 2.75, slight difference from a linear relationship. As a result of studying citric acid catalysis, second-order rate constants increase linearly with citric acid concentration and show a 2 times increase as the catalyst concentration is varied from 0.025 to 0.1 mol/1 at pH 2,9, but slight increase at pH 5.3. The rate-determining step is addition below pH 5 but is dehydration between pH 5 and 7. Conclusively, the rate-determining step of the reaction changes from dehydration to addition in respect to hydrogen ion activity near pH 5. The ortho: para rate ratio of the hydroxybenzaldehydes for semicarbazone formation is about 17 at $15^{\circ}C$. It is concluded that the results constitute strong evidence in favor of greater stabilization of p- than o-hydroxybenzaldehyde by substituent which donate electrons by resonance and is due to hydrogen bonding between the carbon-bound hydrogen of the-CHO group and the oxygen atom of the substituent.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권6호
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• pp.794-801
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• 2013

This paper reports the production and characterization of crude xylanase from the newly isolated Humicola sp. Ly01. The highest (41.8 U/ml) production of the crude xylanase was obtained under the optimized conditions (w/v): 0.5% wheat bran, 0.2% $KH_2PO_4$, and 0.5% peptone; initial pH 7.0; incubation time 72 h; $30^{\circ}C$; and 150 rpm. A considerable amount of the crude xylanase was induced using hulless barley bran or soybean meal as the carbon source, but a small amount of the enzyme was produced when supplementary urea was used as the nitrogen source to wheat bran. The crude xylanase showed apparent optimal cellulase-free xylanase activity at $60^{\circ}C$ and pH 6.0, more than 71.8% of the maximum xylanase activity in 3.0-30.0% (v/v) ethanol and more than 82.3% of the initial xylanase activity after incubation in 3.0-30.0% (v/v) ethanol at $30^{\circ}C$ for 2 h. The crude xylanase was moderately resistant to both acid and neutral protease digestion, and released 7.9 and 10.9 ${\mu}mol/ml$ reducing sugar from xylan in the simulated gastric and intestinal fluids, respectively. The xylooligosaccharides were the main products of the hydrolysis of xylan by the crude xylanase. These properties suggested the potential of the crude enzyme for being applied in the animal feed industry, xylooligosaccharides production, and high-alcohol conditions such as ethanol production and brewing.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권11호
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• pp.1612-1617
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• 2009

단백질 식품의 가공에 이용할 수 있는 내염성 단백분해효소를 생산하기 위하여, 된장에서 분리한 Aspergillus sp. 101균으로부터 내염성 단백분해효소생산을 위한 최적 배지조성을 확립하였다. 질소원으로서 대두단백원인 탈지대두분(DSF)과 분리대두단백(SPI)을 각각 2% 첨가 시에 효소 활성이 가장 높았고, 무기질소원으로 $CaCO_3$와 $K_2HPO_4$이 각각 0.1%씩 첨가 시에 가장 좋은 결과를 얻었다. 또한 Arabic gum을 배양액에 0.1% 첨가하였을 때, 효소 활성이 가장 높았다. Aspergillus sp. 101은 최고 15% NaCl 농도의 agar plate에서 생육이 가능하였으며, 조효소 또한 NaCl 7%까지 안정하였다. 이와 같이 조정 배지(modified medium)에 Aspergillus sp. 101에 의해 생산된 내염성 단백분해효소는 일반적인 곰팡이류의 단백분해효소 생산용 배지에 비해 생산성이 높았으며, 최적배지에서 배양한 Aspergillus sp. 101 유래 단백분해효소에 의한 어육단백질 가수분해물의 기능 개선 또는 식품첨가물로서의 활용은 단백분해효소 생산의 산업화를 가능하게 하는 것으로 보인다.

• KSBB Journal
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• 제16권4호
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• pp.409-414
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• 2001

본 연구에서는 Alcaligenes faecalis에 의해 생산되는 세포 외 다당류인 $\beta$-glucan의 생합성에서 탄소원, 질소원의 영향과 생합성된 curdlan의 구조를 살펴보았다. 먼저 $\beta$-glucan의 생합성을 확인하기 위해 Aniline Blue 배지에서 청색 colony들을 선별하고 Cellufluor 배지에서 형광성을 보임으로 $\beta$-1,3 glucan의 생합성을 확인하였다. Flask 배양에서는 탄소원이 glucose이고 질소원이 ($NH_4$)$_2$$SO_4$일 때 가장 많은 $\beta$-glucan을 생산하였다. 탄소원을 glucose로 질소원을 (NH$_4$)$_2$$SO_4$로 사용한 발효조 배양에서는 flask 배양에 비해 생산량이 7.2%가 증가되었다. 질소원을 제한한 발효에서는 최종 생산수율이 38.82%였고 질소원을 제한하지 않은 발효보다 3.02%가 증가 되었다. 분리 정제된 curdlan의 FT-IR의 분석에서는 지문영역인 890$cm^{-1}$ /에서 $\beta$-form이 관찰되었고 $^{13}C$-NMR 분석에서는 $C_1$-103.5 ppm, $C_2$-74.3 ppm, $C_3$-89.8 ppm, $C_4$-68.8 ppm, $^{5}C$-75.5 ppm, $C_2$-61.8 ppm에서 검출되어 homogeneous $\beta$-1,3 glucan으로 확인되었다. curdlan의 triple-helix coil 형태에서 random coil 형태로의 전이는 0.1에서 0.25 N NaOH의 농도에서 일어남이 확인되어 중성 상태의 curdlan은 triple-helix coil 형태를 가지지만 알칼리 상태에서는 그 구조가 약해져 random-coil로 전이 되어짐을 알 수 있었다. 이는 본 연구에서 분리 정제된 curdlan이 정확한 $\beta$-결합을 가진 glucan임이 확인되었으며 생합성된 curdlan의 구조와 분자적인 특성을 확인하였다. 본 연구를 통하여 $\beta$-결합을 가지는 glucan의 신속한 선별법을 구축할 수 있었고 이는 새로운 기능을 가지는 $\beta$-glucan 생합성 효소나 분해효소의 탐색에 이용될 것으로 기대된다.