• 미생물학회지
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• 제30권5호
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• pp.355-359
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• 1992

Yeast cells of a fusant strain constructed by protoplast fusion of Saccharomyces cerevisiae and Kluyveromyces frugilis were immobilized on calcium alginate beads. The increment of the ethanol tolerance of this strain to 8.0%, when compared with the parent K, fragilis, was confirmed. Based on the results from jar fermentation, a packed-bed reactor of theh immobilized yeast cells was operated. The optimal performance of the immobilized yeast reactor for ethanol production was achieved when supplying 10% lactose (suplemented 1.0% yeast extract) at a temperature of 30.deg.C. The maximal ethanol productivity was obtained as 13.3 g/I/hr at a dilution rate of $0.76 hr^{-1}$.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제21권4호
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• pp.366-372
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• 1993

The aim of this study was to find out the rapid fermentation of soy sauce from koji hydrolyzate using column type reactor packed with immobilized yeast cells. Each immobilized cell of Zygosaccharomyces rouxii BH-90 and Candida versatilis BH-91 in the packed column type reactor produced 2.8% ethyl alcohol and 18mg/l 4-ethylguaiacol over 96 hours under the optimal condition. Continuous fermentation was performed by immobilized Z. rouxii BH-90 packed in column type reactor. Immobilized Z. rouxii BH-90 produced 2.30~2.85% ethyl alcohol during 30 days, and decreased gradually from 40 days to 80 days. Also C. versatilis BH-91 produced 4-ethylguaiacol at the constant rate of 16~18mg/l and decreased gradually after 40 days. Final product of soy sauce contained 2.8% ethyl alcohol and 18mg/l 4-ethylguaiacol. However, amino acid compositions of final products were consisted of predominantly glutamic acid, leucine, arginine, aspartic acid, lysine and valine, which were more than 50% of total amino acid.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1987년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 16-17 Oct. 1987
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• pp.637-642
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• 1987

In immobilized cell reactors, effective cell mass is a very important parameter which must be estimated during operation for control and regeneration of biocatalyst. In this report, the effective cell mass in immobilized cell reactor was studied using a sequential estimation method. An immobilized yeast reactor was operated in batch recycle mode. The states of the immobilized cell reactor could be estimated from the process data using an extended Kalman filter.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제19권4호
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• pp.398-404
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• 1991

효모를 Na-alginate에 고정화한 후 연속반응기를 이용한 glucose 발효로 에탄올을 생산하였다. 그 결과 고정화 효모의 활성화 시간은 20~25시간이었다. 연속발효에서 고정화효모의 온도안정성은 30~$37^{\circ}C$였으며 pH 안정성은 pH 4.0~pH 8.0, 최적 희석속도는 $0.2h^[-1}$ 이었고 에탄올생산 최적 당농도는 15%였다. 최적조건에서 에탄올수율은 0.23, 생산된 에탄올 농도는 33.90g/l 그리고 에탄올 생산성은 7.12g/$l\cdot h$로 각각 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권12호
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• pp.1673-1680
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• 2012

In this study, DEAE-corncobs [delignified corncob grits derivatized with 2-(diethylamino)ethyl chloride hydrochloride ($DEAE{\cdot}HCl$)] were prepared as a carrier to immobilize yeast (Saccharomyces cerevisiae) for ethanol production. The immobilized yeast cell reactor produced ethanol under optimized $DEAE{\cdot}HCl$ derivatization and adsorption conditions between yeast cells and the DEAE-corncobs. When delignified corncob grit (3.0 g) was derivatized with 0.5M $DEAE{\cdot}HCl$, the yeast cell suspension ($OD_{600}$ = 3.0) was adsorbed at >90% of the initial cell $OD_{600}$. This amount of adsorbed yeast cells was estimated to be 5.36 mg-dry cells/g-DEAE corncobs. The $Q_{max}$ (the maximum cell adsorption by the carrier) of the DEAE-corncobs was estimated to be 25.1 (mg/g), based on a Languir model biosorption isotherm experiment. When we conducted a batch culture with medium recycling using the immobilized yeast cells, the yeast cells on DEAE-corncobs produced ethanol gradually, according to glucose consumption, without cells detaching from the DEAE-corncobs. We observed under electron microscopy that the yeast cells grew on the surface and in the holes of the DEAE-corncobs. In a future study, DEAE-corncobs and the immobilized yeast cell reactor system will contribute to bioethanol production from biomass hydrolysates.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권2호
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• pp.165-169
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• 1989

고생산성의 알콜 발효용 생물반응기를 개발하기 위하여 sodium alginate로 효모균체를 고정화시킨 후 충전탑 반응기를 제조하였다. 이 때 gel속에 고정화되어 있는 세포에 산소를 공급하기 위하여 배지를 공기로 포화시킨 후 공급하였다. 그 결과 9% 포도당을 함유한 배지를 사용하였을 경우 최대 알콜생산성은 35g/$\ell$-gel-hr에서 55g/$\ell$-gel-hr로 증가되었고 90%의 전환율을 얻는데 걸리는 시간도 40분에서 25분으로 감소되었다. 즉 고정화세포 충전탑 반응기에서도 배지에 어느 정도의 산소를 공급하면 세포활성의 증가로 발효속도가 현저히 촉진됨을 알 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권8호
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• pp.1227-1234
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• 2020

In this study, yeast cell immobilization was carried out in a packed bed reactor (PBR) to investigate the effects of the volumetric capacity of carriers as well as the different fermentation modes on fuel ethanol production. An optimal volumetric capacity of 10 g/l was found to obtain a high cell concentration. The productivity of immobilized cell fermentation was 16% higher than that of suspended-cell fermentation in batch and it reached a higher value of 4.28 g/l/h in repeated batches. Additionally, using this method, the ethanol yield (95.88%) was found to be higher than that of other tested methods due to low concentrations of residual sugars and free cells. Continuous ethanol production using four bioreactors showed a higher productivity (9.57 g/l/h) and yield (96.96%) with an ethanol concentration of 104.65 g/l obtained from 219.42 g/l of initial total sugar at a dilution rate of 0.092 h^-1. Furthermore, we reversed the substrate-feed flow directions in the in-series bioreactors to keep the cells at their highest activity and to extend the length of continuous fermentation. Our study demonstrates an effective method of ethanol production with a new immobilized approach, and that by switching the flow directions, traditional continuous fermentation can be greatly improved, which could have practical and broad implications in industrial applications.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권4호
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• pp.285-291
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• 1986

효모Candida lipolytica 세포를 calcium alginate gel로 포괄 고정화시켜서. 유동층 반응기에서 반응을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1 고정화 효모 세포를 활성화 용액에서 회분식 유동층 반응기 방식과 연속식 유동층 반응기 방식으로 활성화시켰을 때, 세포는 고정화된 상태로 증식하였으며, 또한 세포당 시트르산 생성활성 이 증가하여서, 활성화되지 않은 bead보다 최대 시트르산 생성활성이 약 10배정도 증가되었다. 2 연속식 유동층 반응기 방식으로 활성화시킬 때가 회분식 유동층 반응기 방식으로 활성화시킬 때보다 늦은 시간에 최대의 시트르산 생성활성을 나타내었는데, 이것은 연속식으로 활성화시킬 때는 bead가 계속 새로운 환경에 놓이게 되어 bead내의 세포에 필요한 효소 및 보효소가 bead밖으로 계속 유출됨으로 인하여 bead내의 효소와 보효소의 축적에 많은 시간이 걸린데 기인한 것으로 사료된다. 3. 회분식 유동층 반응기내에서 세포수를 동일하게 하여 반응을 수행할 때, 고정화 bead의 크기가 작을수록 시트르산의 생산성이 증가하였다. 이것은 bead의 크기가 작을수록 부피에 비해 높은 표면적을 가지므로 세포의 많은 수가 반응에 참여하게 되며 bead내로의 화산저항이 작아서 물질전달이 잘되어 시트르산이 많이 생성된 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제25권2호
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• pp.154-159
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• 1993

본 연구는 간장의 속성발효를 하기 위하여 Pediococcus halophilus R-22, Saccharomyces rouxii R-60과 Candida etchellsii H-50의 균체를 고정화하여 충진한 column형 reactor에 정어리 분해액을 주입하면서 연속적으로 속성발효를 시도하였다. Column형 reactor에서 P. halophilus R-22의 고정화 균체의 연속적 속성 발효시 유산의 생성은 발효 25일까지는 $0.62{\sim}0.64%$이었고 30일 이후부터는 약간 감소하였다. S. rouxii R-60 고정화 체의 연속적 속성 발효시 시작일부터 35일까지는 ethylalcohol이 $2.1{\sim}2.5%$로 거의 일정하게 생성되었고 40일 이후에는 약간 감소하였다. C. etchellsii H-50 고정화 균체의 발효에서는 35일까지는 4-ethylguaiacol의 함량이 $14{\sim}16\;mg/l$로 거의 일정하게 생성되었으나 발효 40일 이후 약간 감소하였다. Column형 reactor의 발효에서 얻은 어간장의 성분을 분석한 결과 총질소는 1,721.6 mg%, 아미노태 실소는 1,584.1 mg%, 유산은 0.75%, ethylalcohol은 2.7%, 4-ethylguaiacol은 18.2 mg/l이었다.

• KSBB Journal
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• 제25권4호
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• pp.351-356
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• 2010

리르노셀룰로오스로부터 생산된 글루코오스와 자일로 오스의 혼합당을 동시에 발효하여 에탄올 생산을 증가시키며, 또한 에탄올 생산에서의 세포고정화의 영향과 ICR (immobilized cell reactor)을 이용한 혼합당에서의 에탄올 연속생산을 수행하였다. 고정화 P. stipitis를 이용한 플라스크에서 에탄올을 생산에 대한 혼합당과 질소원의 영향으로부터 5% 혼합당 (글루코오스/자일로오스 = 3:1)과 1% 질소원이 최적으로 타나났으며, 이때 생산된 에탄올 농도는 약 19-20 g/L이었다. 고정화된 P. stipitis을 이용하여 반복적 유가식배양 (repeated fed-batch)으로 에탄올을 생산하였을 때는 모든 당 농도에서 글루코오스는 빠르게 소비되었지만, 혼합당의 농도가 높아질수록 자일로오스의 소비속도는 점차적으로 감소하였다. 즉 혼합당 농도가 증가하면서 더불어 당 소비속도는 감소하였다. 또한 ICR에서 1% 혼합당을 연속적으로 공급하면서 에탄올을 안정적으로 생산하여, 에탄올 농도는 5.6 g/L이었고 에탄올 생산 속도는 0.13 g/$L{\cdot}h$이었다.