• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.393-400
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• 2013

본 연구에서는 고밀도 폴리에틸렌 제조 공정에서의 부산물인 폴리에틸렌 왁스를 대상으로 무수말레인산(MAH)을 도입하여 솔루션 그라프트 반응을 수행 하였고, 반응 효율에 영향을 끼치는 반응 인자들과 MAH 기능기의 가수분해의 영향에 대해서 조사하였다. 측정 결과, MAH 단량체의 농도가 증가 할수록 그라프트 율은 증가하지만, 전환율은 감소하여 MAH 단량체의 농도가 15 wt% 정도에서 최대 효율을 나타냄을 알 수 있었다. DCP (dicumyl peroxide)와 DTBP (di-tert-butyl peroxide)를 개시제로 사용하여 농도에 따라 그라프트 반응한 결과, 약 0.5 wt%에서 그라프트 율이 최대값에 도달함을 볼 수 있었고, 가교반응은 2% 이하의 낮은 수치를 보임을 확인하였다. 반응온도에 따른 그라프트 율은 반응온도가 높아짐에 따라 증가하는 경향을 보이며, 최대 반응시간은 2 h 내외가 됨을 알 수 있었다. 폴리에틸렌 왁스에 그라프트 된 MAH 기능기는 주로 고리열린 상태로 존재하지만 그라프트 율이 5%이상에서는 고리가 닫힌 상태가 생성되었고, 이에 대한 가수분해 측정결과, 언하이드라이드(anhydride)기가 카르복실(carboxylic acid)기로 전환되는 율이 약 10% 정도로 측정되어, 저분자량 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax, PEW)-g-MAH 물성에 영향을 주는 인자로 여겨졌다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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• pp.53-56
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• 2000

효모를 이용하여 높은 생산성으로 고농도의 erythritol을 생산하기 위하여 ‘세포 성장단계’와 ‘erythritol 생성단계’로 나누어 2 단계 유가식 배양을 수행하였다. 세포 성장 단계에서는 pH-stat 유가식 배양을 수행하여 3.62 g/L-H의 생산성으로 76 g/L의 균체 농도를 얻을 수 있었다. pH-stat 유가식 배양을 수행하여 고농도의 균체 농도를 얻은 후에 멸균되지 않은 분말형태의 glucose를 발효조에 400 g/L가 되도록 공급하여 세포에 osmotic stress를 가해준 결과 41%의 수율로 187 g/L의 erythritol을 생산할 수 있었으며, 이때의 생산성은 2.79 g/L-h로서 기존에 보고된 어느 결과보다도 높은 값을 얻을 수 있었다. Production phase에서 erythritol 생산에 대한 삼투압의 영향을 알아 본 결과 glucose의 농도가 증가할 수록 생성되는 erythritol 농도가 증가하였으며 세포 농도에 따른 erythritol 생산 수율은 큰 차이는 없었으나 세포 농도가 증가할수록 이에 비례하여 erythritol 생산성이 크게 증가하였다. Erythritol 생산에서 용존 산소량에 관계없이 butyric acid가 생성되었으며 40%의 DO 미만에서는 citric acid가 생성되고, 40% 이상의 DO에서는 gluconic acid가 생성되어 용존 산소량에 의하여 metabolic shift가 유도되었다. 고 농도의 glucose 첨가 후 용존 산소량을 20%로 조절하면서 pH를 3.0으로 낮춘 결과 citrate synthetase의 활성이 억제되어 citric acid가 생성되지 않았으며 gluconic acid 농도는 $KH_2PO_4$에 의하여 증가하고 $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 또는 $(NH_4)_2SO_4$에 의하여 감소되었다. Butyric acid 농도는 $KH_2PO_4$ 또는 $(NH_4)_2SO_4$에 의하여 감소되었으며 synergic effect에 의하여 억제되었다

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.11-19
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• 2000

생물학적 폐수처리장의 효율을 정확하게 예측하기 위해서는 생물학적 동력학 계수와 화학양론적 계수를 반드시 추정하여야만 한다. 본 연구에서는 생물학적 동력학 계수를 추정하는 실험적 방법과 그 이론적 배경이 논의되었다. 또한 생물학적 동력학 계수 추정을 위해 신소이용률(Oxygen Uptake Rate, OUR)을 이용한 회분식 실험을 실시하였다. 호기성 상태에서 종속영양미생물과 독립영양미생물의 생물학적 동력학 계수를 추정하기 위한 간단한 방법이 기술되어 있다. 생물학적 동력학 계수 추정시 해석상의 부정확성 때문에 COD와 VSS농도를 이용하지 않고 산소이용률을 미생물 성장 자료로 변환하여 사용하였다. 종속영양미생물의 최대비성장율, 생산계수, 반속도상수, 사멸율을 산소이용률을 사용하여 추정하였다. 또한 독립영양미생물의 최대비성장율은 $NO_3{^-}$ 농도의 증가율로부터 추정하였다. 본 연구의 목적은 회분식 반응조에서 산소이용률을 이용해 종속영양미생물과 독립영양미생물의 생물학적 동력학 계수를 정확하고 간편하게 추정하는데 있다. 이러한 산소이용률을 이용한 생물학적 동력학 계수 추정 방법이 복잡한 활성슬러지 모델링에 도움을 줄 것으로 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제63권4호
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• pp.294-303
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• 2018

중부 평야지에서 사료용 벼 주요품종의 수확시기 별 사료성분 및 수량성 분석을 기초로 각 품종별 최적 수확시기를 구명하고자 국립식량과학원 중부작물부 수원 벼 시험 포장에서 '영우' 등 사료용 벼 5품종으로 시험하여 2년간 검토한 연구 결과는 다음과 같다. 1. 시험에 사용한 5 품종 중 '녹양'을 제외하고 출수 후 30일에는 대략 65% 내외의 수분함량을 보였다. 이는 수분함량 면에서는 '녹양'은 출수 후 20~30일 사이, 그 외 품종은 출수 후 30일경에 수확하면 양질 사일리지 조제에 큰 문제가 없을 것으로 판단된다. 2. 사료용 벼 주요 품종의 수확시기 별 사료가치를 분석한 결과, 조단백질과 조회분은 시험에 사용한 품종 모두에서 수확시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). 그러나 조지방은 시험한 품종에서 대체적으로 출수 일수가 증가할수록 감소하다가 그 이 후에는 다시 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). ADF와 NDF 함량은 모든 시험 품종에서 수잉기부터 출수 후 45일까지 지속적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). ADF 함량으로 추정된 TDN함량은 수확시기가 늦어질수록 시험에 사용한 모든 품종에서 점차 증가하였으며 '녹우'를 제외한 4품종의 TDN함량이 70% 이상이 되는 시점은 출수 후 30일경이었다. 3. 건물수량성의 경우 수확시기가 늦어짐에 따라 시험한 모든 품종에서 유의하게 증가하였다(p<0.05). 각 품종별 최대건물수량은 출수 후 45일이나 유의적으로 차이가 없는(p<0.05) 출수 일수는 '목우', '녹우'는 출수 후 30일, '녹양'과 '영우'는 출수 후 40일, '목양은 출수 후 20일이었다. 4. 이상의 결과인 수분함량, 사료성분, TDN함량, 건물수량성과 사료용 벼 재배 및 이용특성인 도복, 탈립성, 종실의 미소화성, 식용벼로서의 전환 등을 고려해 볼때 각 품종별 수확적기는 대체로 황숙기이나 '녹양'과 '목우'는 출수 후 30~40일, '목양', '녹우', '영우'는 황숙기인 출수 후 30일 경이 적합하다고 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권2호
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• pp.118-124
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• 2009

에스터라제 EM2L8 유전자를 E. coli 균에서 발현하고 에스터라제 활성을 분석한 결과, $40-45^{\circ}C$에서 최적의 효소활성을 보였다. $15^{\circ}C$에서 최대활성의 45% 활성을 보였고 $15-45^{\circ}C$ 사이의 활성화에너지는 4.9 kcal/mol로 계산됨으로써 전형적인 저온 적응효소인 것으로 밝혀졌다. 또한, $4^{\circ}C$에서 장기보관해도 효소활성이 전혀 줄어들지 않음을 통해서 저온에서 안정한 효소임을 알게 되었다. 반응액에 에탄올, 메탄올, 아세톤을 15% 농도까지 첨가해도 효소활성이 줄어들지 않았으며 DMSO의 경우, 40% 농도까지 첨가해도 효소활성이 유지되는 것으로 나타났다. 이 효소 40 U을 Tris-HCl 용액(1.2 mL, pH 9.0)에 넣고 $30^{\circ}C$에서 (R,S)-ECHB(0.5%, 38 mM)의 분해반응을 수행한 결과, 기질이 가수분해되어 CHBacid가 생성되며 기질의 분해속도는 $6.8\;{\mu}mole/h$로 계산되었다. (R)-ECHB 보다 (S)-ECHB 기질을 빠르게 분해하였으며 전환수율이 80%일 때, e.e.s 값이 40%로 측정되었다. 반응액에 DMSO를 10% (v/v) 농도로 각각 첨가한 결과, 기질의 분해 속도는 $10.4\;{\mu}mole/h$로 증가되었다. 하지만 DMSO의 유무와 상관없이 전환수율에 따른 e.e.s 값은 유사하게 나타났다. 결론적으로 이 효소는 저온과 각종 유기용매 하에서도 높은 안정성과 활성을 갖고 있기 때문에 각종 의약품의 유기합성공정에서 효소촉매로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.18-24
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• 2012

최근의 식량자원과 충돌의 우려가 있는 전분질계 에탄올 생산에 문제점이 대두되고 있고, 기존의 화석에너지를 대신할 새로운 재생가능 에너지개발에 대한 요구가 지속적으로 증가하면서 새로운 에너지 자원으로서 셀룰로오즈 계열 바이오매스가 지속적인 주목을 받고 있다. 하지만 지난 수십 년 간의 연구에도 불구하고 셀룰로오직 에탄올이 가격 경쟁력을 가지지 못하는 이유는 셀룰로오스 계열 바이오매스의 구성성분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌의 분리과정이 어렵고, 전처리 과정 중 생산되는 부산물질에 의한 당화 및 발효율이 낮다는 점과, 당화를 위해 다량의 효소가 필요하고 가격이 비싸다는 점이다. 바이오 에탄올 생산을 위한 전처리 공정 기술을 상용화 단계까지 효율적이고, 경제적으로 구축하기 위해서는 경제성이 확보되고 원천 기술 적용이 가능한 바이오매스의 선정과 더불어 기존 기술들의 문제점을 파악, 극복하면서 전체 생산 수율을 높이는 동시에 에너지 저감형태의 새로운 전처리 공정 기술 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제 점을 해결하기 위해 이전부터 많은 연구가 이루어진 농업 부산물 계열의 볏짚과 그 특성이 비슷할 것으로 보이는 보릿짚을 바이오매스로 선택하여 보편적으로 이용되고 있는 염기 전처리를 적용하여 그 특성에 대하여 파악해 보고자 하였다. 보릿짚은 볏짚과 비교하였을 때 셀룰로오스와 리그닌의 함량이 각각 41.60%와 17.56%로 그 함량이 비슷하게 나타났고 가축 사료로 사용되고 있는 볏짚에 비해 수급단가 또한 상대적으로 낮아 매우 경제적인 바이오매스로 보여진다. 보릿짚을 이용한 암모니아 침지 반응을 통한 볏짚과의 비교에서는 암모니아 농도; 15%, 반응온도; $60^{\circ}C$ 반응시간; 24hr의 조건에서 전처리 후 리그닌 제거율 29.09%, 가수분해도 64.78%(16.01 g/L), 에탄올 수율 56.50%(8.65 g/L)로 나타나 볏짚에 비해 그 효과가 낮은 것으로 나타났지만 암모니아에 의한 전처리에 상당한 효과가 있는 것으로 보여진다. NaOH 침지 반응은 NaOH 농도; 2%, 반응온도; $85^{\circ}C$, 반응시간; 1hr 동안 반응하여 볏짚과 암모니아 침지 반응에 대한 비교를 통해 그 특성을 파악하였다. NaOH 침지 반응 후 보릿짚의 상대적인 리그닌 제거율; 24.15%, 가수분해도; 58.40%(15.39 g/L), 에탄올 수율 52.56%(8.35 g/L)의 결과를 얻어, 보릿짚이 암모니아를 이용한 전처리와 NaOH를 이용한 전처리 즉 염기 용매를 이용한 전처리에 있어 효과적인 리그닌 제거가 가능한 것으로 결론 지을 수 있고 본 연구 결과를 바탕으로 차 후 NaOH와 암모니아 침지 반응 및 침출 반응의 최적화 연구를 통해 각 전처리의 최적화 조건을 설정할 수 있을 것으로 보인다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권12호
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• pp.1664-1672
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• 2014

In this study, a fibrous bed bioreactor (FBB) was used for $\small{D}$-lactic acid ($\small{D}$-LA) production by Sporolactobacillus inulinus Y2-8. Corn flour hydrolyzed with ${\alpha}$-amylase and saccharifying enzyme was used as a cost-efficient and nutrient-rich substrate for $\small{D}$-LA production. A maximal starch conversion rate of 93.78% was obtained. The optimum pH for $\small{D}$-LA production was determined to be 6.5. Ammonia water was determined to be an ideal neutralizing agent, which improved the $\small{D}$-LA production and purification processes. Batch fermentation and fed-batch fermentation, with both free cells and immobilized cells, were compared to highlight the advantages of FBB fermentation. In batch mode, the $\small{D}$-LA production rate of FBB fermentation was 1.62 g/l/h, which was 37.29% higher than that of free-cell fermentation, and the $\small{D}$-LA optical purities of the two fermentation methods were above 99.00%. In fe$\small{D}$-batch mode, the maximum $\small{D}$-LA concentration attained by FBB fermentation was 218.8 g/l, which was 37.67% higher than that of free-cell fermentation. Repeate$\small{D}$-batch fermentation was performed to determine the long-term performance of the FBB system, and the data indicated that the average $\small{D}$-LA production rate was 1.62 g/l/h and the average yield was 0.98 g/g. Thus, hydrolyzed corn flour fermented by S. inulinus Y2-8 in a FBB may be used for improving $\small{D}$-LA fermentation by using ammonia water as the neutralizing agent.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.408-412
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• 2005

Headspace의 이산화탄소 제거는 수소의 수율을 올릴 수 있는 효과적인 방법이지만, 증가된 수소의 분압(최대 91.2%)과 이산화탄소의 부재에 의해 글루코즈의 발효 경향에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이산화탄소의 제거는 homoacetogenesis에 의한 수소의 소모를 효과적으로 억제하였지만, 주요발효 부산물인 ethanol 및 기타 발효 부산물의 분해 또한 억제하는 결과를 나타내었다. 또한 소량으로 발생한 부산물들의 분석결과에서 이산화탄소가 제거된 반응에서 반응 후반부에 butyrate의 증가하는 현상이 관찰되었다. 하지만, 기존의 연구결과들처럼 증가된 수소의 분압에 의한 과다한 solvent의 생성은 관찰되지 않았으며, acetate의 과도한 발생을 방지할 수 있어 acetate에 의한 저해현상을 다소 억제할 수 있을 것으로 사료된다. 이산화탄소가 제거될 경우 최종 산물이 수소와 ethanol이므로 목적 반응이 hydrogen-ethanol fermentation이라면 이상적인 방향을 제시할 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제26권1호
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• pp.6-11
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• 1994

토양에서 분리한 Bacillus sp. I-5의 cyclodextrin glucanotransferase(CGTase)는 ${\beta}-$ 및 ${\gamma}-cyclodextrin(CD)$를 주로 생성하는 효소로서 최적 반응조건은 pH 8.0, $50^{\circ}C$에서 최적 반응이었다. 생성되는 CD의 조성비는 buffer 용액에 따라 영향을 받았으며 sodium acetate의 농도를 200mM로 하였을 때 ${\gamma}-CD$의 생성은 35% 가량 증가하였다. 기질인 가용성 전분의 DE value에 따라 CD의 생성이 달라져 $3.5{\sim}6.0$범위의 DE value의 전분을 기질로 사용하였을 때 CD이 가장 많이 생성되었다. CD을 연속적으로 생산하기 위하여 CGTase를 가역적으로 용해-침전되는 담체인 hydroxypropyl methylcellulose acetate succinate에 고정화하였고 고정화된 CGTase는 pH 7.5에서 물에 용해되고 pH 6.0에서 쉽게 침전되는 특성을 나타내었다. CD의 연속적 생산은 고정화된 CGTase에 의한 CD의 생산, 반응하지 않은 기질을 glucose로 분해, glucose를 알코올로 발효시키는 단계로 하는 효소반응기를 개발하여 최종적으로 CD 혼합액과 에탄올이 생성되도록 하였다. 10%의 가용성 전분으로부터 생산된 전체 CD의 양은 3.65g이었다.

• 한국식품과학회지
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• 제15권2호
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• pp.177-182
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• 1983

전분으로부터 효모균체를 직접 생산하기 위하여 분리, 동정된 전분이용성 효모, Sporobolomyces holsaticus FRI Y-5의 배양중 전분자화특성에 대하여 검토하였다. 유기영양원인 yeast extract 첨가실험에서 균체량이 최고에 이르며 전분이용율도 높은 최적첨가량은 2.5g/l였다. 발효조배양실험에서 Sp. holsaticus의 비성장 속도는 $0.14\;hr^{-1}$였으며 최대균체량은 13.4g/l였다. 배양 80시간후 relative blue value는 45.1%가 감소되었고 전분은 45.96%가 소모되었으며 이때 균체수율은 0.425였다. 환원당은 전체적으로 증가하다 감소하는 경향을 보였으며 배양중 pH는 pH7.0을 중심으로 거의 변화가 없었다. Sp. holsaticus amylase의 최적온도 및 작용 pH는 각각 $40^{\circ}C$, pH7.5였다. Tapioca 전분농도별 배양실험에서 Tapioca전분의 초기농도가 41.46g/l일 때 균체량이 18.17g/l로 최대였으며 이때 소모된 Tapioca전분량도 25.53g/l로 최대였다. 그러나 균체수율은 Tapioca농도가 증가함에 따라 증가하였다. 이때 Tapioca전분의 최적초기농도는 가용성전분에 비하여 낮았다. Sp. holsaticus FRI Y-5의 침강속도는 IFO 1032 균주에 비하여 매우 느렸으며 균체점도는 높은 편이었다.