• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권6호
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• pp.856-862
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• 2015

The objective of this study was to optimize the slurry contents and salt concentrations for ethanol production from hydrolysates of the seaweed Eucheuma spinosum. A monosaccharide concentration of 44.2 g/l as 49.6% conversion of total carbohydrate of 89.1 g/l was obtained from 120 g dw/l seaweed slurry. Monosaccharides from E. spinosum slurry were obtained by thermal acid hydrolysis and enzymatic hydrolysis. Addition of activated carbon at 2.5% (w/v) and the adsorption time of 2 min were used in subsequent adsorption treatments to prevent the inhibitory effect of HMF. The adsorption surface area of the activated carbon powder was 1,400-1,600 m²/g and showed selectivity to 5-hydroxymethyl furfural (HMF) from monosaccharides. Candida tropicalis KCTC 7212 was cultured in yeast extract, peptone, glucose, and high-salt medium, and exposed to 80, 90, 100, and 110 practical salinity unit (psu) salt concentrations in the lysates. The 100 psu salt concentration showed maximum cell growth and ethanol production. The ethanol fermentations with activated carbon treatment and use of C. tropicalis acclimated to a high salt concentration of 100 psu produced 17.9 g/l of ethanol with a yield (Y_EtOH) of 0.40 from E. spinosum seaweed.

• 한국버섯학회지
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• 제11권4호
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• pp.187-193
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• 2013

A galactose fermentation bacterium producing lactose from red seaweed, which was known well to compromise the galactose as main reducing sugar, was isolated from button mushroom bed in Buyeo-Gun, Chungchugnamdo province. The lactic acid bacteria MONGB-2 was identified as Lactobacillus paracasei subsp. tolerans by analysis of 16S rRNA gene sequence. When the production of lactic acid and acetic acid by L. paracasei MONGB-2 was investigated by HPLC analysis with various carbohydrates, the strain MONGB-2 efficiently convert the glucose and galactose to lactic acid with the yield of 18.86 g/L and 18.23 g/L, respectively and the ratio of lactic acid to total organic acids was 1.0 and 0.91 g/g for both substrates. However, in the case of acetic acid fermentation, other carbohydrates besides galactose and red seaweed hydrolysate could not be totally utilized as carbon sources for acetic acid production by the strain. The lactic acid production from glucose and galactose in the fermentation time courses was gradually enhanced upto 60 h fermentation and the maximal concentration reached to be 16-18 g/L from both substrates after 48 h of fermentation. The initial concentration of glucose and galactose were completely consumed within 36 h of fermentation, of which the growth of cell also was maximum level. In addition, the bioconversion of lactic acid from the red seaweed hydrolysate by L. paracasei MONGB-2 appeared to be about 20% levels of the initial substrates concentration and this results were entirely lower than those of galactose and glucose showed about 60% of conversion. The apparent results showed that L. paracasei MONGB-2 could produce the lactic acid with glucose as well as galactose by the homofermentation through EMP pathway.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.114.1-114.1
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• 2011

Bioenergy production from lignocellulosic biomass and agriculture wastes have been attracted because of its sustainable and non-edible source. Especially, canola is considered as one of the best feedstock for renewable fuel production. Oil extracted canola and its agriculture residues are reuseable for bioethanol production. However, a pretreatment step is required before enzymatic hydrolysis to disrupt recalcitrant lignocellulosic matrix. To increase the sugar conversion, more efficient pretreatment process was necessary for removal of saccharification barriers such as lignin. Alkaline pretreatment makes the lignocellulose swollen through solvation and induces more porous structure for enzyme access. In our previous work, aqueous ammonia (1~20%) was utilized for alkaline reagent to increase the crystallinity of canola residues pretreatment. In this study, significant factors for efficient soaking in aqueous ammonia pretreatment on canola residues was optimized by using the response surface method (RSM). Based on the fundamental experiments, the real values of factors at the center (0) were determined as follows; $70^{\circ}C$ of temperature, 17.5% of ammonia concentration and 18 h of reaction time in the experiment design using central composition design (CCD). A statistical model predicted that the highest removal yield of lignin was 54% at the following optimized reaction conditions: $72.68^{\circ}C$ of temperature, 18.30% of ammonia concentration and 18.30 h of reaction time. Finally, maximum theoretical yields of soaking in aqueous ammonia pretreatment were 42.23% of glucose and 22.68% of xylose.

• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권11호
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• pp.2185-2190
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• 2018

Methane activation through oxychlorination is in the spotlight due to the relatively mild reaction conditions at atmospheric pressure and in the temperature range of $450-550^{\circ}C$. Although $CeO_2$ is known to exhibit good activity for methane oxychlorination, significant amounts of by-products such as $CO_2$, CO and carbon deposits are produced during the reaction over $CeO_2$. We investigated the effect of iron in $FeO_x/CeO_2$ catalysts on methane oxychlorination. $FeO_x/CeO_2$ with 3 wt% iron shows the maximum yield at $510^{\circ}C$ with 23% conversion of methane and 65% selectivity of chloromethane. XRD and $H_2$ TPR results indicate that iron-cerium solid solution was formed, resulting in the production of more easily reduced cerium oxide and the suppression of catalysts sintering during the reaction. Furthermore, the selectivity of by-products decreased more significantly over $FeO_x/CeO_2$ than cerium oxide, which can be attributed to the facilitation of HCl oxidation arising from the enhanced reducibility of the former sample.

• 공업화학
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• 제17권6호
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• pp.658-664
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• 2006

$\rho$, $\alpha$-dimethyl benzyl alcohol을 효과적으로 분할하기 위하여 2상 동적 속도론적 광학분할(biphasic dynamic kinetic resolution, DKR)반응을 실시하였다. 라세미화 반응을 위하여 촉매로 산성 제올라이트를 사용하였고 속도론적 광학분할(kinetic resolution, KR)을 위하여 고정화 효소를 촉매로 사용하였다. 유기용매와 물을 용매로 사용하는 이상 DKR 반응에서, acyl donor, 반응온도, 기질의 농도, 두 가지 촉매의 상대적 비율 및 교반속도 등의 공정변수를 변화시켜가면서 DKR반응의 전환율과 생성물의 광학순도에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, $\rho$, $\alpha$-dimethyl benzyl alcohol의 DKR 반응에서 99% 이상의 광학순도를 가지는 생성물을 최대 88%의 높은 수율로 얻을 수 있었으며, 높은 TON에서도 반응의 효율성이 유지되었고 촉매의 재사용 시에도 지속적인 활성을 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제11권6호
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• pp.712-717
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• 1996

셀룰라아제, polyoxyethylene 유도체와 maleic acid anhydride의 공중합고분자로 중합한 수식셀룰 라아제를 제조하고, 당화 특성과 효소 반응 속도론 등을 검토하였다. 수식 반응에서, 공중합고분자-효소 질량비가 증가함에 따라 수식률은 증가하며, 질량비 4 이상에서는 수식률이 일정하였다. 이 때 최 대수식률은 55% 이며 최대수식률의 수식생룰라아제 는 75%의 높은 효소활성을 나타내었다. 수식효소와 미수식효소의 당화 실험에서, 수식효소가 전 반응시 간에 걸쳐 미수식효소보다 높은 당화반응안정성을 유지하였으며, 그로 인해 최종 전화율은 수식효소가 더 큰 값을 가졌다. 기질에의 강한 흡착으로 인한 효소 deactivation을 고려한 반응식을 적용한 결과, 생 성환원탕놓도의 실험값과 계산치는 잘 일치하였다. 그로부터 반응속도상수를 구하고 생성환원당농도와 유리효소농도의 모사그래프를 구할 수 있었으며, 반 응시간에 따른 유리효소의 농도를 수치모사한 결과, 미수식효소에 비해 수식효소의 유리효소 농도가 더 높았고 그로 인해 더 높은 당전화율을 나타내였다.

• 신재생에너지
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• 제3권1호
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• pp.38-45
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• 2007

To characterize thermo-chemical feature of sugar conversion of woody biomass, poplar wood ($Populus\;alba{\times}glandulosa$) powder was treated with supercritical water system. Supercritical water treatment (SCWT) was performed for 60 seconds at different temperatures (subcritical zone 350; supercritical zone $300,\;400,\;425^{\circ}C$) under two pressures $230{\pm}10atm$ as well as $330{\pm}10atm$, respectively, using flow type system. After separation of solid residues from SCWT products, the monomeric sugars in aqueous part converted from poplar wood powder were quantitatively determined by high performance anionic exchange chromatography [HPAEC] equipped with PAD detector and Carbo Pac PA10 column. As the temperature treated increased, the degradation of poplar wood powder was enhanced and ca 83% of woody biomass was dissolved into the water at $425^{\circ}C$. However, the pressure didn't help the degradation of biomass components. At subcritical temperature range, xylose was first formed by degradation of xylan, which is main hemicellulose component in hardwood species, while cellulose degradation started at the transition zone between sub and supercritical conditions and was remarkably accelerated at the supercritical temperature. In the supercritical water system the maximum yield of monomeric sugars amounts to ca. 7.3% based on oven dried wood weight at $425^{\circ}C$.

• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.186-190
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• 2009

본 연구는 수소제조를 위한 디메틸에테르 수증기 개질반응에 대한 열역학적 특성 분석을 목적으로 한다. 이를 위하여 온도(300~1500 K), 반응물 조성비(Steam/Carbon ratio = 1~7), 압력(1, 5, 10 기압) 등의 다양한 반응조건을 변화시키면서 열역학적 평형조성 및 효율 등을 조사하였다. 주어진 조건하에서 흡열반응인 개질반응과 발열반응인 수성가스 전환반응 및 메탄화반응간 경쟁특성을 확인하였으며, 반응온도 400 K를 지나면서 수소발생이 관찰되어 550 K를 지나면서 급격한 발생량의 증가를 확인하였다. 반응물 가운데 수증기의 비율을 증가시킬 경우 수성가스 전환반응이 촉진되어 일산화탄소 저감 및 수소발생 증가 거동을 나타내었다. 결과적으로 열역학적 효율감소를 최소화 하면서 수소발생량을 극대화 할 수 있는 조건은 반응온도 900 K 및 수증기 대 탄소간 비율이 3.0 이내의 범위에 해당하는 것으로 판단된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권3호
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• pp.453-465
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• 2014

본 논문에서는 바이오매스로부터 급속열분해를 통해 난방용, 발전용 및 수송용 연료로 사용하기 위해 바이오오일을 생산하는 기술개발 현황을 나타내었다. 바이오매스를 작은 규모의 액체연료로 전환하기 위해 가장 효율적인 방법 중 하나는 급속열분해이다. 급속열분해를 통한 바이오오일은 $450^{\circ}C{\sim}600^{\circ}C$ 온도에서 바이오매스가 신속히 열분해 되어 증기 급냉를 위해 외부 산소가 없는 조건에서 생산된다. 이 바이오오일은 최초 건조 바이오매스 기준 최대 75 무게%까지 생산할 수 있지만, 일반적으로 60-75 무게% 수준이 적합하다. 본 연구에서는 바이오매스의 원료특성, 바이오오일 생산원리, 바이오오일의 특성 및 활용분야에 대한 최근의 개발현황을 살펴보았다.

• KSBB Journal
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• 제18권1호
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• pp.8-13
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• 2003

재조합 trehalose synthase 반응을 통하여 트레할로스를 생산하였고, 그 반응조건의 특성들을 조사하고 트레할로스를 정제하였다. 초기 효소반응 조건으로 최적화된 $45^{\circ}C$, pH 7.0를 기본으로 하여 트레할로스 생산을 극대화하기 위해 반응조건들을 장시간 동안 수행하여 조사하였다. 기질농도는 저농도인 1 g/l에서 가장 높은 65.2 % 트레할로스 생산수율을 나타내었다. 초기 효소 반응에서는 $65^{\circ}C$ 까지는 트레할로스 생성량에 차이가 없었으나 장시간 $60^{\circ}C$ 에서 반응할 경우 트레할로스 생성률은 32.9 %로 상당히 낮은 생성률을 나타내었다. 반면 $25^{\circ}C$에서 반응 할 경우 최대 69.2%의 트레할로스 생성량을 보였다. 효소 양에 따른 트레할로스 최종 생산수율은 10, 25, 50 U/g의 효소 양에 따라 각각 62.3, 62.3, 59%로 유사하였으나 최종 트레할로스 생산수율에 이르는 시간이 최대 6시간 앞당겨 짐을 알 수 있었다. 효소반응 크기를 2-L로 증가 시켜 반응하였을 때 그 양상을 조사한 결과 소규모 반응(10 ml 미만)의 경우와 큰 차이가 없이 트레할로스생성량은 60%내외였다. 따라서 이 결과들을 통하여 본 효소를 이용한 트레할로스 생산은 비교적 산업적으로 적용이 용이 할 것으로 사료된다.