• 제목/요약/키워드: high temperature fermentation

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해조류 첨가를 통한 하수슬러지 산발효 효율 증대 (Enhanced Acidification Efficiency of Sewage Sludge by Seaweed Addition)

  • 신상룡;이모권;김민균;홍성민;김동훈
    • 유기물자원화
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    • 제25권1호
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    • pp.15-21
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    • 2017
  • 본 연구에서는 하수슬러지의 유기산 생산에 있어 해조류 첨가를 통한 상승효과를 확인하고자 새로운 접근을 시도하였다. 기질농도를 동일하게 20 g COD/L로 하고 하수슬러지와 해조류의 혼합비율을 COD 기준, 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100으로 조절하여 실험하였다. 실험 온도는 $35^{\circ}C$, 중온에서 이루어졌고 메탄 생산균의 활성을 억제하기 위해서 $90^{\circ}C$, 20분간 열처리된 혐기성소화슬러지를 식종균으로 이용하였다. 실험결과를 살펴보면, 해조류의 첨가량이 증가할수록 유기산의 농도도 증가하는 경향을 나타내었으며 혼합비율별 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100 (하수슬러지:해조류) 유기산 생산량은 각각 1.45, 3.22, 4.28, 5.24, 4.82 g COD/L이었다. 하수슬러지와 해조류만의 유기산 생산량을 기반으로 하여 상승효과를 계산한 결과, 혼합비율 75:25, 50:50, 25:75 에서 각각 0.92, 1.14, 1.26 g COD/L로 나타났다. 이는 해조류가 25% 비율로 첨가 시 전체 생산된 유기산의 40%가 상승효과에 의해 생산되었음을 의미하며, 해조류의 상대적인 높은 C/N비와 생분해도에 기인한다.

국내 다양한 식품에서 분리한 황색포도상구균의 오염도 및 병원성 인자의 특징 (Prevalence and Characterization of Staphylococcus aureus Pathogenic Factors Isolated from Various Foods in Korea)

  • 조용선;이주영;이명기;신동빈;김동호;박기문
    • 한국식품과학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.648-654
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    • 2011
  • 우리나라 식중독 발생 중에 중요한 원인이 되고 있는 황색포도상구균에 대해 초밥, 김밥, 식육 제품, 크림이 포함된 빵, 케이크 류, 냉면의 다양한 식품 종류에서 평균적으로 매년 5.3% 분리율을 보였으며 가열 과정을 거친 식품에서도 황색포도상구균이 완전히 사멸하지 않고 남아 있음을 알 수 있었다. 또한 유통 과정 및 판매과정이 식품 오염의 매우 중요한 원인이 되므로 냉장을 유지하는 유통 판매과정이 필요하며 소비자도 식품을 구매하고는 바로 섭취를 하거나 섭취하기 전 까지는 냉장 유통을 유지하여야 한다. 황색포도상구균의 한국 식품위생법 기준치 100 cfu/g 이상으로 검출된 시료는 김밥이 1.5%, 냉면이 1.5%, 초밥이 0.5%이고 평균 균수는 냉면이 7,682 cfu/g로 가장 높았다. 초기에 균에 의해 오염된 식품은 냉장 유통 과정을 거치지 않는다면 오염균이 급격하게 증식되어 식중독을 유발할 가능성이 매우 높으므로 초기 오염에 대한 철저한 관리가 요구되어진다. 황색포도상구균은 온도에 영향을 받으며 계절별로 여름철에 황색포도상구균의 오염이 높았으나 상대적으로 관리가 소홀해지는 겨울철에도 주의를 요한다. 식품에서 황색포도상구균은 장독소 SEA가 표현형, 유전형 우점형 이였으며 총 150주 (33.1%)에서 장독소 유전자가 검출되었으며 sea=sei, seh 순으로 검출되었다. 식품별로는 독소 유전자 유형이 다양하게 검출되었으며 특히 tst 유전자가 10주(3.6%) 검출되었다. SED 독소는 표현형과 유전형이 일치 하지 않았다(p>0.05). 새로운 독소들에 대한 PCR 법에 의한 독소 유전자 검출로 분리주를 구별은 신뢰할 수 있었다. 최종적으로 우리나라 식품에서 분리된 황색포도상구균의 특징을 연구를 통해서 향후 식중독 발생 예방 방지를 위해서 사용할 수 있는 기초 자료를 제공하고자 하였다.

iMBR 공정을 이용한 수산물가공폐수 처리에 관한 실증적 고찰 (The Practical Study for the Treatment of Fish Processing Saline Wastewater Using Immersed MBR)

  • 박성균;이동준
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.469-475
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    • 2016
  • 본 연구는 실제 운영되는 수산물 가공 산업폐수의 immersed MBR (iMBR)공정을 이용한 폐수처리시설 운영 결과에 대한 실증적 고찰을 수행한 것이다. 수산물 가공 산업의 특성상 일별, 월별 유량 변동이 심하여 유량조정조의 설계 및 운전방법이 중요하며, 유량조정조 교반시 포기식 교반을 적용하면 산발효 방지를 통하여 후속 응집/부상 공정의 약품비 절감이 가능하다. 동 현장은 유량조정조, 가압부상조, iMBR을 거쳐 방류하며, 이때 가압부상조를 거쳐 iMBR로 유입되는 BOD, $COD_{Mn}$, SS, T-N, T-P의 농도는 2,291 mg/L, 530 mg/L, 38 mg/L, 256.8 mg/L, 13.5 mg/L으로 나타났다. 수산물 가공 폐수와 같이 고농도의 염이 함유된 폐수의 생물학적 처리는 슬러지의 침강성과 관계없는 침지식 중공사막을 이용한 iMBR 공법을 적용하는것이 바람직한 것으로 나타났다. iMBR 공정의 주요 에너지 소모 요인인 공기세정에 대한 운영 값의 검토 결과 SADm값이 $0.31m^3/hr{\cdot}m^2$ membrane area이었으며, SADp값은 $26.5m^3/hr{\cdot}m^3$ permeate으로 상용화된 평막 대비 월등히 에너지 효율이 우수한 것으로 나타났다. 무산소, 혐기, 호기 탈기조로 구성된 침지식 중공사막이 결합된 iMBR 공정에서 막오염 지표인 Normalized TMP와 온도, MLSS 등을 비교 분석한 결과 F/M비가 0.08~0.10 gBOD/gMLSS에서 임계 F/M 값을 나타냈다. 생물반응조에서의 BOD, $COD_{Mn}$, SS, T-N, T-P의 처리수질은 각각 1.8 mg/L, 11.0 mg/L, 1.1 mg/L, 11.0 mg/L, 0.24 mg/L으로 운전되었으며, 제거율은 99.9%, 97.9%, 96.3%, 95.7%, 97.8%으로 나타났다.

SCB액비 처리량에 따른 백합나무의 생장 및 바이오에탄올 생산 (Effect of Treatment Amounts of Slurry Composting and Biofiltration Liquid Fertilizer on Growth Characteristics and Bioethanol Production of Yellow Poplar)

  • 김호용;곽기섭;김혜연;유근옥;김판기;조도현;최진용;최인규
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제39권6호
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    • pp.459-468
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    • 2011
  • SCB액비 처리가 백합나무의 생장에 미치는 영향을 조사하고 수확된 백합나무를 원료로 한 바이오에탄올 생산량 비교를 위하여, 처리량별로 처리구를 설정하고 상대 생장량, 바이오매스 생장량, 엽특성 및 구성당과 에탄올 생산량을 각각 분석하였다. SCB액비 처리를 통해 백합나무의 바이오매스 생장량(64.67 %) 및 Glucose 함량(6.07 %)이 증가하였고 이는 SCB액비에 함유된 양료 성분과 수분 함량이 엽록소 생산에 영향을 끼쳤기 때문으로 사료된다. 바이오에탄올 생산에 앞서 SCB액비 처리되어 생장한 백합나무를 유기용매 전처리 및 약산 전처리를 하였으며 반응 온도($150^{\circ}C$), 승온 시간(40분), 반응 시간(10분)은 모두 동일하게 진행하였다. 전처리 효율은 중 처리구를 유기용매 전처리(w/1% 황산) 하였을 때 잔여율이 44.81%로 가장 높았으며, 치환성 양이온이 전처리 효과를 증진시킨 것으로 보인다. 전처리 된 시료를 동시당화발효하여 바이오에탄올을 생산하였으며 초기 투입량 대비 가장 높은 에탄올 생산 수율은 대 처리구에서 얻을 수 있었으나(16.11%), 바이오매스 생산량을 고려하면 중 처리구의 에탄올 생산량이 가장 많았으며, 대조구 대비 72.93% 증가하였다.

Isolation and Characterization of Dextrans Produced by Leuconostoc sp. strain JYY4 from Fermented Kimchi

  • Gu, Ji-Joong;Ha, Yoo-Jin;Yoo, Sun-Kyun
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.758-766
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    • 2015
  • Dextran is a generic term for a bacterial exopolysaccharide synthesized from sucrose and composed of chains of D-glucose units connected by ${\alpha}$-1,6-linkages by using dextransucrases. Dextran could be used as vicosifying, stabilizing, emulsifying, gelling, bulking, dietary fiber, prebiotics, and water holding agents. We isolated new strain capable of producing dextran from Korean traditional kimchi and identified as Leuconostoc sp. strain JYY4. Batch fermentation was conducted in bioreactor with a working volume of 3 L. The media was MMY and 15% (w/v) sucrose. Mineral medium consisted of $3.0g\;KH_2PO_4$, $0.01g\;FeSO_4$, $H_2O$, $0.01g\;MnSO_4$, $4H_2O$, $0.2g\;MgSO_4\;7H_2O$, 0.01 g NaCl, $0.05g\;CaCl_2$ per 1 liter deionized water. The pH of media was initially adjusted to 6.0. The inoculation rate was 1.0% (v/v) of the working volume. Temperature was maintained at $28^{\circ}C$. The agitation rate was 100 rpm. The production pattern of dextran was associated with the cell growth. After 24 hr dextran reached its highest concentration of 59.4 g/L. The sucrose was consumed completely after 40 hr. Growth reached stationery phase when sucrose became limiting, regardless of the presence of fructose or mannitol. When the specific growth rate was 0.54 hr-1, utilization averaged 5.8 g/L-hr. The yield and productivity of dextran were 80% and 2.0 g/L-hr, respectively. Dextrans produced by were separated to two different size by an alcohol fraction method. The size of high molecular weight dextran (45% alcohol, v/v), less soluble dextran, was between MW 500,000 and 2,000,000. Soluble dextran (55% alcohol, v/v) was between 70,000 and 150,000. The molecular weight average of total dextran (70% alcohol, v/v) was between 150,000 to 500,000. The enzymatic hydrolyzates of total dextran of ATCC 13146 showed branched dextrans by Penicillium dextranase contained of glucose, isomaltose, isomaltotriose, and isomaltooligosaccharides greater than DP4 (degree of polymerization) that had branch points. Compounds greater than DP4 were branched isomaltooligosaacharides. Hydrolysates by the Lipomyces dextranase produced the same composition of oligosaccharides as those by Penicillin dextranase.

Effect of fibrous diets on chemical composition and odours from pig slurry

  • Mpendulo, Conference Thando;Hlatini, Vuyisa Andries;Ncobela, Cypril Ndumiso;Chimonyo, Michael
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제31권11호
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    • pp.1833-1839
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    • 2018
  • Objective: Incorporating high fibre ingredients into pig diets has the potential to reduce odour emissions from of pigs. The current study was carried out to determine effect of diets containing 0, 80 and 160 g/kg of each of lucerne hay, maize cobs and sunflower husks on the chemical characteristics and odours from pig slurries. Methods: Twenty eight pigs averaging $18{\pm}2.0kg$ were kept in individual cages, over four weeks. All pigs were fed ad libitum. Faeces and urine were collected, mixed in a 1:2.3 ratio (w/w), stored and fermented for 16 days in a temperature controlled room at $22^{\circ}C{\pm}2.3^{\circ}C$. The slurry was sampled twice (on day 1 and on day 16) of the fermentation period and analysed for pH, chemical oxygen demand (COD), nitrogen and short chain fatty acids (SCFA) concentration, on wet basis. All samples were tested for odour offensiveness using 18 panelists. A scale of 1 to 5 was used to rank the odour severity, (1 = not offensive, 5 = extremely offensive). Results: Slurry pH and COD varied with fibre source (p<0.05). On day 16, COD for lucerne hay, sunflower husk and maize cobs were 369, 512, and 425 (standard error of the mean = 34.2) mg of oxygen per litre. Total SCFA concentration was higher at day 16 than day 1 (p<0.05). Odour offensiveness varied with fibre source across both incubation periods (p<0.05). Sunflower husks and lucerne hay-based diets were rated as less offensive (mean rank = 2.2) than maize cob diets (mean rank of 4.3) (p<0.05). Conclusion: It was concluded that different fibre sources and incubation period influence chemical composition and odour of the slurry. There is, thereby, a need to incorporate locally available fibrous feeds in the diet of pigs because they have an economical and environmental relevance to pig management.

친환경 농산물 재배를 위한 농가 자가제조 액비 사용실태 (The Survey of Actual Using Conditions of Farm-Made Liquid Fertilizers for Cultivating Environment-friendly Agricultural Products)

  • 안난희;조영상;조정래;김용기;이연;지형진;이상민;박광래;이병모
    • 한국유기농업학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.345-356
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    • 2012
  • 본 연구는 2009년에 친환경 농산물 재배 농가들이 사용하는 자가 제조 액비 실태를 파악하고자 친환경 농산물 인증을 받은 29농가를 대상으로 액비의 종류, 재료, 제조과정, 활용방법 및 효과 등에 대해서 조사를 실시하였다. 농가에서 사용하는 액비의 재료는 대부분 주변에서 쉽게 구할 수 있는 것들이었고 제조방법은 주재료에 미생물의 에너지원으로 사용할 수 있는 당밀이나 흑설탕을 첨가하고 그리고 발효 미생물원으로 부엽토, 시판미생물, 시군센터에서 보급하는 미생물 또는 토착미생물 배양체를 사용하고 있었다. 농가에서 제조하여 활용하고 있는 액비 종류는 발효액비, 천혜녹즙, 아미노산액비, 칼슘액비, 인산액비 등 이었고 이들 액비는 생육촉진, 개화촉진, 꽃눈형성, 당도증가, 저장성 증대, 병해충 저항성 증가, 그리고 고온장해 억제 등의 효과가 있는 것으로 조사되었다. 수집된 액비의 성분분석 결과, pH와 EC의 범위는 시료간의 차이가 크며 질소, 인산 등 다량원소 함량은 대부분 적었으며 같은 재료를 이용하여 제조된 액비라도 제조방법에 따라 양분함량이 각각 다른 것으로 조사되었다.

원유에서 분리한 Lactobacillus zeae RMK354의 생리적 특성 및 ACE 억제능 (Physiological Characteristics and ACE Inhibitory Activity of Lactobacillus zeae RMK354 Isolated from Raw Milk)

  • 임상동;김기성;도청룡
    • 한국축산식품학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.587-595
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    • 2008
  • 본 연구는 국내 각 지역의 목장에서 수거한 원유에서 분리된 젖산균을 대상으로 10% 환원탈지유에 $37^{\circ}C$에서 pH 4.4에 도달할 때까지 배양한 다음 각각에서 얻어진 유청으로 ACE 저해율을 측정한 결과 88.6%인 우수한 균주를 선발하였다. 선정된 균은 Gram 양성, rod형태의 homo균이며, 당 발효실험과 16S rRNA 분석결과 Lactobacillus zeae로 판명되었고, Lactobacillus zeae RMK354로 명명하였다. 발효유에 적합한 starter인지 확인하기 위해 생리적 특성을 조사하였다. L. zeae RMK354는 배양온도 $40^{\circ}C$에서 빠른 생장을 보였고, pH4.3에 도달하는데 10시간이 소요되었다. 16종의 항생제 중 polymyxin B와 vancomycin에 대해 내성이 높았으며, 효소활성실험에서 esterase와 leucine arylamidase의 활성도가 높았다. 담즙에 대한 내성이 있는 것으로 나타났으며, pH 내성 실험결과 pH 2에서 큰 변화가 없음에 따라 내신성이 있었다. 항균력 시험에서는 Escherichia coli와 Staphylococcus aureus에 대해 억제력이 없었으나 Salmonella typhimurium에 대해 60.0%의 항균력을 보였다. 이러한 결과를 토대로 ACE 억제활성능이 우수한 기능성 발효유 제품의 스타터로 L. zeae RMK354는 적합하다고 할 수 있다.

양파분말을 첨가한 빵반죽의 물리화학적 특성 (Physicochemical Properties of Onion Powder Added Wheat Flour Dough)

  • 배종호;우희섭;최희진;최청
    • 한국식품과학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.436-441
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    • 2003
  • 양파분말을 첨가한 빵반죽의 제빵적성을 알아보기 위해 밀가루에 양파분말 첨가량을 달리하여 빵반죽의 물리화학적 특성을 조사하였다. 양파분말을 첨가한 혼합분의 색도는 양파분말 첨가량이 증가할수록 L값은 대조구가 94.67%로 양파분말 2.0% 첨가구와 유의차를 보이지 않았고 4.0% 이상 첨가구에서는 유의차 없이 그 값은 낮았다. a값은 유의적으로 음의 값이 낮게 나타났고 b값은 유의적으로 높게 나타났다. 반죽의 물리적 특성 중 farinograph에 의한 반죽 특성은 양파분말 첨가량이 증가할수록 흡수율은 감소하였고 반죽도달 시간은 연장되었으며 반죽형성시간과 안정도는 짧아졌으며 연화도는 커졌다. 반죽의 호화 특성을 나타내는 amylograph에서 호화개시온도는 양파분말 첨가량이 증가할수록 대조구와 비슷하거나 다소 높았으며 최고점온도는 차이를 나타내지 않았으며 최고점도는 감소하는 경향을 보였다. Extensograph에 의한 발효특성에서 양파분말 첨가량이 증가할수록 신장도는 감소하였고 저항도와 전체면적은 다소 증가하였다. 양파분말 첨가 반죽의 발효과정 중 pH 변화는 대조구보다 모든 첨가구가 낮게 유지하였고 첨가량이 증가할수록 저하 폭이 다소 완만히 낮게 나타났다. 이상의 결과에서 양파분말을 첨가한 빵반죽의 제빵적성은 양파분말을 4%이내로 첨가한 반죽의 경우 대조구와 큰 차이를 보이지 않는 경향을 보여 식빵 제조시 양파분말의 첨가량은 4% 이내가 적당하다고 사료된다.

유기성 산업폐기물의 고온·호기성 퇴비화 및 비효평가 (On Preparation and Effects of Composts from Industrial Wastes via High Temperature and Aerobic conditions)

  • 권진욱;이규승;박승희
    • 농업과학연구
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    • 제22권2호
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    • pp.143-150
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    • 1995
  • 새로운 퇴비화 방법과 메탄 발효잔사에 대한 처리를 모색하기 위해 메탄 발효잔사, 제지슬러지, CMC 슬러지를 $50^{\circ}C$ 고온과 air pump로 공기를 주입하여 고온 호기적 조건하에 퇴비화하였고, 제조된 퇴비로 열무를 대상으로 NPK 시용구, 발효 잔사 퇴비+ NPK(AWC+NPK), 제지 생슬러지 퇴비 + NPK(RSC+NPK), CMC 슬러지 퇴비 + NPK(CSC+NPK)로 처리구를 나누고 비효를 평가한 결과는 다음과 같다. 1) $50^{\circ}C$ 고온 및 공기 주입을 통한 고온 호기 발효는 AWC와 CSC는 3일, RSC는 6일에 속성 퇴비화하여 양질의 퇴비를 생산할 수 있었다. 2) 열무의 생육을 통한 비효 평가는 슬러지 퇴비의 시용이 무처리구와 비교해서 열무의 고른 생육을 유도하여 생체중은 3배 이상, 건물중은 5배 이상의 증가를 보였다. 3) 슬러지 시용에 따른 열무의 시기별 3요소 흡수율은 질소와 칼리는 AWC+NPK가 가장 좋았고, 인산은 CSC+NPK가 초기에, RSC+NPK가 후기 흡수율이 가장 높았다. 4) 3요소 흡수 증가폭이 큰 4주차에 질소는 대조구에 비해, 각 시용구 모두 2~2.7배 인산은 1.8~3배 수준이었다. 5) 최종 수확기까지의 3요소 흡수율은 대조구에 비해 슬러지 퇴비 시용구가 질소은 6.7~9.3배였고, 인산은 17~21배였으며, NPK 시용구는 대조구와 비슷한 수준이었다. 그리고, 칼리는 2~3배 수준으로 높았다. 6) 열무 수확 후 토양은 슬러지 퇴비 시용구의 유기물 함량이 1.5~2.3배 증가되었으며, CEC는 4.5~5.3배의 증가를 보였다. 7) 위의 결과로 고온 호기퇴비화는 높은 함수율의 유기물을 단기간내에 퇴비화할 수 있었고, 이들의 시용은 작물의 수량 증대 및 토양의 물리화학성을 개선시켰으며, 화학비료 과다시용에 따른 영양염류 유출을 방지하여 수질오염을 막고, 장기적으로 화학비료의 시용을 줄일 수 있다고 생각된다.

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