• 생명과학회지
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• 제31권10호
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• pp.960-968
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• 2021

미세조류 연구는 18세기 후반부터 시작된 이후 생물산업에서 가장 중요한 생물자원으로 인식되어 왔다. 특히 미세조류의 산업 활용에 초점을 맞춘 식품/사료 및 생리 활성 화합물에 대한 초기 주요 연구 분야는 현재 대체 에너지 자원, 탄소 배출 저감 및 폐수 처리를 포함한 환경 연구 분야로 더욱 확대되고 있다. 하지만 그 산업적 활용의 중요성에도 불구하고 미세조류 배양의 장기 보존과 관련된 기초 연구 분야는 많은 주목을 받지 못하고 있다. 그러나 생물학적으로 활성을 띄는 안정적인 미세조류 배양체 보존은 이러한 미세조류의 산업적 활용을 더욱 부각시킬 수 있는 핵심적인 성공요소이다. 따라서 본 총설은 조류(algae)의 분류체계에서 가장 큰 분류군을 차지하는 녹조류(Chlorophyceae)를 포함하여 현재까지 개발된 다양한 최첨단 미세조류 냉동보존기술을 조사하였다. 또한, 국내 생물자원은행 및 국제 미세조류 자원은행에 기탁된 생물학적으로 활성을 띄는 미세조류 배양체를 보존·유지하기 수행하고 있는 보존 기술과 함께 동결보존 시 온도조절 효과, 보존제 효과 등 미세조류의 성공적인 동결보존 기술과 관련된 주요 요인들을 조사하였다. 본 연구를 통해 확인된 결과를 살펴보면, 미세조류의 형태 및 생리학적 다양성으로 인해 현재로서는 범용적으로 사용할 수 있는 표준 미세조류 장기 보존 방법이 없다는 것을 확인하였다. 따라서, 이러한 문제를 극복하기 위해서는 미세조류의 분류학적 체계를 명확하기 위한 종 특이적 바이오마커의 개발과 종 특이적 동결보존 방법에 기반한 체계적인 접근을 위한 기초 연구 분야에 대해 훨씬 더 많은 노력이 필요함을 확인하였다.

• 상하수도학회지
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• 제28권4호
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• pp.473-478
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• 2014

Microalgae is known as one alternative energy source of the fossil fuel with the small size of $5{\sim}50{\mu}m$ and negative charge. Currently, the cost of microalgae recovery process take a large part, about 20 - 30% of total operating cost. Thus, the microalgae recovery method with low cost is needed. In this study, the optimum current for Scenedesmus dimorphus recovery process using electrocoagulation techniques was investigated. Under the electrical current, Al metal in anode electrode is oxidized to oxidation state of $Al^{3+}$. In the cathode electrode, the water electrolysis generated $OH^-$ which combine with $Al^{3+}$ to produce $Al(OH)_3$. This hydroxide acts as a coagulant to harvest microalgae. Before applying in 1.5 L capacity electrocoagulation reactor, Scenedesmus dimorphus was cultured in 20 L cylindrical reactor to concentration of 1 OD. The microalgae recovery efficiency of electrocoagulation reactor was evaluated under different current conditions from 0.1 ~ 0.3 A. The results show that, the fastest and highest recovery efficiency were achieved at the current or 0.3 A, which the highest energy efficiency was achieved at 0.15 A.

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.285-290
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• 2013

최근 비식용 바이오매스 자원인 미세조류를 이용하여 배가스 내의 이산화탄소를 저감함과 동시에 바이오연료를 생산하는 공정이 개발되고 있다. 미세조류 바이오연료 전환 공정은 미세조류 경작, 수확, 추출, 전환 등의 다양한 공정들이 연속적으로 이용된다. 이에 따라 실제 에너지 생산 효과에 대한 우려가 여전히 존재한다. 본 연구는 석탄 발전소에서 배출되는 배가스를 이용하여 파일럿 광생물 반응기에서 생산되는 미세조류를 대상으로 바이오연료 전환에 따른 실에너지 효율을 계산하였다. 에너지 전환 공정은 전이에스터화, 열분해 공정을 선정하였으며 미세조류의 지질 함량에 따른 영향을 검토하였다. 미세조류 바이오연료 전환 공정들은 경작, 수확, 추출, 전환 등에 소요되는 에너지보다 많은 양의 에너지를 가지는 바이오연료를 생산할 수 있으며 지질 함량이 높은 미세조류는 열분해보다 전이 에스터화 반응이 효과적이었다.

• 한국환경농학회지
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• 제26권1호
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• pp.7-16
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• 2007

The objective of this research was to review the correlation between microalgae and agricultural water quality. Although microalgae has been considered as an essential factor for control1ing of water ecosystem, little attention has been paid for evaluating of microalgae as an important factor for water quality management. But it can be use to make us know the water pollution state at saprobic system, LTSI (Lake Tropic State Index), DAIpo (Diatom Assemblage Index to Organic Pollution), and AGP (Algal growth potential). In saprobic system, it is used microalgae such as Actinastrum hantzschii var. fluviatile, Asterionella gracillima, Coelastrum microporum, Synedra acus, Dictyosphaerium pulchellum, Micractinium pusillum, Cyclotella meneghiniana, Microcystis aeruginosa, Scenedesmus quadricauda, and Nitzschia palea for assessment water quality. In addition, they have ecologically significant characteristics such as dominant species, cosmopolitan species, redtide causative species etc. Also, microalgae such as Botryococcus braunii, B. sp., Chlorella vulgaris, C. sp., Phormidium sp., Scenedesmus quadricauda, Selenastrum capricornutum, Spirulina maxima, and S. platensis have an effect on improvement of water quality.

• 한국물환경학회지
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• 제28권6호
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• pp.796-803
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• 2012

Potential feasibility of nutrients removal and biofuel production with microalgae was evaluated in batch culture. Distribution of microalgae in fresh water including reservoir and river was investigated to search for the species with high content of lipid that could converted into biofuel. Green algae, Chlorella and Scenedesmus sp., these are known as species containing high lipid content for biodiesel production, were observed in both summer and autumn season. However another highly lipid-containing species, botryococcus sp. was not observed in this study. In mixed culture of microalgae using synthesized wastewater medium, green algae were found to be dominant, comparing to other species of diatoms and blue-green algae. And microalgae were also capable of removing nitrogen and phosphorus in batch experiments. During the culture period of 14 days, removal efficiencies of nitrate and phosphorus were 30% and 82%, respectively. Furthermore, content of the intracellular lipid extracted from algae cell was as favorable as 12-30% in the mixed culture where Scenedesmus and Chlorella sp. were dominant. Therefore the mixed culture of microalgae could be applied to biofuel production and tertiary wastewater treatment, even though there are economic barriers to overcome.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권10호
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• pp.63-71
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• 2021

Using fossil fuels in existing industrial systems causes a variety of social problems. Recently, many studies have been conducted on bio-refineries, which aim to actively utilize biomass to reduce the use of fossil fuels and solve various social problems. Among them, research using microalgae as a third-generation biomass has attracted considerable attention. Microalgae use inorganic matter to produce organic matter, and cell destruction is necessary to extract useful organic materials from microalgae. The extracted organic materials are currently used in various industrial fields. Numerous cell-destruction methods exist. We have investigated cell disruption by sonication, especially its efficiency. Ultrasound is a sound wave with frequencies above 20 kHz, and destroys cells by sending high energy through a cavitation that occurs, according to the characteristics of the sound wave. The Dunaliella salina microalgae used in this study was cultured in a flat-type photobioreactor. Experiments were performed using a batch low-frequency processing device. Logistic model was applied to analyze the results of cell-destruction experiments using ultrasound. The proper conditions for the most efficient cell destruction were OD 1.4(microalgae concentration)), 54watt(output power) and 200mL(microalgae capacity).

• 청정기술
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• 제21권2호
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• pp.90-95
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• 2015

디지털 미세유체 전기천공 시스템을 활용하여 미세녹조류에 대한 형질전환 실험을 통해 기존 상용화 장치 대비 높은 유전자 전달 효율과 세포 생존도를 확인하였다. 전기천공의 주요 파라미터인 인가전압 및 인가시간 변화를 주며 세포벽이 존재하는 세포종과 세포벽이 없는 세포종에 대한 비교 실험을 수행하였다. 이를 통해 식물 세포의 전기천공에서 세포벽의 역할은 단순히 유전체의 전달을 방해하는 부정적 요소로만 작용하지 않는 다는 사실을 확인하였다. 병렬화 및 온 칩 세포 배양 등을 통해 제안된 디지털 전기천공 기술이 향후 새로운 청정 형질전환 방법으로써의 가능성도 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권2호
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• pp.125-132
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• 2011

This paper describes current status and future prospects of the mass production of microalgae biomass. Microalgae have attracted considerable attention since they not only effectively fix $CO_2$ gas during their metabolic process but also have the great potential to be utilized for producing valuable substances as a kind of efficient light-harvesting cell factories. In this review, we outline various types of photobioreactors employed for mass production of biomass by culturing microalgae in a well controlled way and give an overview about the present state of affairs, both domestic and international, in the field of the microalgal culturing technologies.

• 상하수도학회지
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• 제25권3호
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• pp.307-312
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• 2011

The potential of algal-bacterial culture was investigated for advanced treatment of animal wastewater. Fed-batch experiments were carried out to examine treatability of nitrogen and phosphorus in different microbial consortium: Chlorella vulgaris, activated sludge, three microalgae strains (Scenedesmus, Microcystis, Chlorella) and Bacillus consortium, and three microalgae strains and sludge consortium. Single culture of C. vugaris showed the better efficiency for nitrogen removal but was not good at organic matter and phosphorus removal compared with activated sludge. Three microalgae and Bacillus consortium was best culture among the culture and consortium for pollutants removal tested in this experiment. Effect of $CO_2$ addition was studied by using three microalgae and Bacillus consortium. $CO_2$ addition enhanced T-P removal efficiency up to 60%. However, removal efficiencies of T-N and ammonia nitrogen reduced on the contrary.

• 한국양식학회지
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• 제9권1호
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• pp.65-71
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• 1996

PVC 파판에서 초기전복치패의 먹이생물인 저서미소조류의 변화를 추정하기 위해 1984년 1월부터 12월까지 France Bourneuf만의 굴 양성지에 파판을 수하하여 파판에 부착 발생된 저소미소조류의 엽록소 a와 갈색소를 분석하였다. 저서미소조류의 생체량을 엽록소의 양으로 추정하고, 생리상태를 갈색소의 백분율로 나타낼때 생체량은 제절에따라 겨울에는 파판의 수하시간에 따라 비례하여 증가하였으나, 고수온기인 여름에는 저서미소조류의 군집이 빠르게 노쇠되어 매 2주마다 최대치를 나타내는 양상을 보였다. 갈색소의 백분율은 봄과 가을에 낮은 비율을 나타내었으나, 여름 고수온기에는 군집의 빠른 노쇠로 인하여 백분율은 최대치를 나타내어 군집의 활성이 저하되었으며, 생체량과 갈색소의 백분율을 고려할 때 5, 6월과 9, 10월에 전복의 산란이 이루어지는 것은 저서미소조류를 먹이로 하는 초기부착치패에게 영양적으로 종은 균형을 이루게 한다.