• Environmental Engineering Research
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• 제19권4호
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• pp.363-367
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• 2014

One chambered sediment microbial fuel cell (SMFC) was equipped with Fe, brass (Cu/Zn), Fe/Zn, Cu, Cu/carbon cloth and graphite felt anode. Graphite felt was used as common cathode. The SMFC was membrane-less and mediator-less as well. Order of anodic performance on the basis of power density was Fe/Zn ($6.90Wm^{-2}$) > Fe ($6.03Wm^{-2}$) > Cu/carbon cloth ($2.13Wm^{-2}$) > Cu ($1.13Wm^{-2}$) > brass ($Cu/Zn=0.24Wm^{-2}$) > graphite felt ($0.10Wm^{-2}$). Fe/Zn composite anode have twisted 6.73% more power than Fe alone, Cu/carbon cloth boosted power production by 65%, and brass (Cu/Zn) produced 65% less power than Cu alone. Graphite felt have shown the lowest electricity generation because of its poor galvanic potential. The estuarine sediment served as supplier of oxidants or electron producing microbial flora, which evoked electrons via a complicated direct microbial electron transfer mechanism or making biofilm, respectively. Oxidation reduction was kept to be stationary over time except at the very initial period (mostly for sediment positioning) at anodes. Based on these findings, cost effective and efficient anodic material can be suggested for better SMFC configurations and stimulate towards practical value and application.

• Food Science and Biotechnology
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• 제27권6호
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• pp.1865-1869
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• 2018

This study examined the effects of alfalfa seed germination on growth of Salmonella enterica. We investigated the population changes of S. enterica during early sprout development. We found that the population density of S. enterica, which was inoculated on alfalfa seeds was increased during sprout development under all experimental temperatures, whereas a significant reduction was observed when S. enterica was inoculated on fully germinated sprouts. To establish a model for predicting S. enterica growth during alfalfa sprout development, the kinetic growth data under isothermal conditions were collected and evaluated based on Baranyi model as a primary model for growth data. To elucidate the influence of temperature on S. enterica growth rates, three secondary models were compared and found that the Arrhenius-type model was more suitable than others. We believe that our model can be utilized to predict S. enterica behavior in alfalfa sprout and to conduct microbial risk assessments.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권4호
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• pp.405-411
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• 1999

본 시험은 농가관행 재배방법에 퇴비 및 토양미생물제인 "활력토" 입제를 이용하여 오이의 생장반응, 수량성, 토양미생물의 변이 등을 조사하기 위하여 은성백다다기 오이 품종을 공시하며 충북 청원군 소재 농가 비닐하우스에서 시험한 결과이다. 정식후 20일까지의 초장은 NPK구에 퇴비와 활력토를 추가 시용한 시험구에서 다른 시험구들에서보다 높았다. 건전한 꽃수 역시 생육초기에는 화학비료와 퇴비 및 활력토를 추가 시용 한 시험구에서 유의성있게 많았으나 정식후 25일이후에는 처리간에 뚜렷한 차이가 없었다. 활력토와 화학비료에 활력토를 추가 시용한 시험구들의 정식후 60일째의 선충방제가는 각각 39%와 61.6%였다. 오이 정식후 재배 토양의 토양미생물의 밀도는 방선균, 세균, 진균 순이었으며, 시험처리구별로는 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 오이의 상품성이 인정되는 과실수량은 대조구에 비해 시험처리구들에서 약 40%에서 60%까지 높은 수량을 나타냈다. 화학비료에 활력토와 퇴비를 시용한 시험구들의 수량이 다른 시험구들의 수량에 비교해 높은 수량을 보여 화학비료, 퇴비 및 활력토를 단일시용하는 것보다 혼용해서 이용하는 것이 효과가 있는 것으로 나타났다.

• BMB Reports
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• 제44권1호
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• pp.1-10
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• 2011

Inter-cellular communication via diffusible small molecules is a defining character not only of multicellular forms of life but also of single-celled organisms. A large number of bacterial genes are regulated by the change of chemical milieu mediated by the local population density of its own species or others. The cell density-dependent "autoinducer" molecules regulate the expression of those genes involved in genetic competence, biofilm formation and persistence, virulence, sporulation, bioluminescence, antibiotic production, and many others. Recent innovations in recombinant DNA technology and micro-/nano-fluidics systems render the genetic circuitry responsible for cell-to-cell communication feasible to and malleable via synthetic biological approaches. Here we review the current understanding of the molecular biology of bacterial intercellular communication and the novel experimental protocols and platforms used to investigate this phenomenon. A particular emphasis is given to the genetic regulatory circuits that provide the standard building blocks which constitute the syntax of the biochemical communication network. Thus, this review gives focus to the engineering principles necessary for rewiring bacterial chemo-communication for various applications, ranging from population-level gene expression control to the study of host-pathogen interactions.

• KSBB Journal
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• 제29권4호
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• pp.225-231
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• 2014

A microbial fuel cell (MFC) and bioelectrochemical systems are novel bioprocesses which employ exoelectrogenic biofilm on electrode as a biocatalyst for electricity generation and various useful chemical production. Previous reports show that electrogenic biofilms of MFCs are time varying systems and dynamically interactive with the electrically conductive media (carbon paper as terminal electron acceptor). It has been reported that maximum power point tracking (MPPT) method can automatically control load by algorithm so that increase power generation and columbic efficiency. In this study, we developed logic based control strategy for external load resistance by using $LabVIEW^{TM}$ which increases the power production with using flat-plate MFCs and MPPT circuit board. The flat-plate MFCs inoculated with anaerobic digester sludge were stabilized with fixed external resistance from $1000{\Omega}$ to $100{\Omega}$. Automatic load control with MPPT started load from $52{\Omega}$ during 120 hours of operation. MPPT control strategy increased approximately 2.7 times of power production and power density (1.95 mW and $13.02mW/m^3$) compared to the initial values before application of MPPT (0.72 mW and $4.79mW/m^3$).

• 멤브레인
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• 제20권3호
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• pp.173-184
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• 2010

미생물 연료전지는 신재생에너지로서 미생물이 유기물을 분해하는 신진대사 과정을 통해서 전기에너지를 생성한다. 각종 유기물이 풍부한 폐수를 이용하여 전력을 생산할 뿐 아니라, 슬러지 발생량도 감축할 수 있는 미래 전도유망한 친환경에너지이다. 하지만 이를 상용화하기 위해서는 전지 내부에서 발생하는 모든 저항요소들을 감소시켜 더 높은 전력밀도를 생산해야 될 필요가 있다. 예를 들어 신진대사가 활발한 미생물의 종류, 미생물과 전극의 효과적인 전자전달 과정, 전극의 재료 및 형태 등의 개선을 통하여 전력밀도를 높일 수 있다. 특히, 고분자 전해질 분리막의 성능개선은 산화, 환원전극조를 완벽히 분리할 뿐만 아니라, 환원전극으로의 수소이온 전도도를 높여 내부저항을 줄일 수 있는 핵심 요소이다.

• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.567-578
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• 2013

미생물연료전지는 혐기성 조건에서 미생물의 촉매 반응을 통해 유기물질의 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 생물전기화학 장치이다. 미생물연료전지의 전력밀도 및 쿨롱효율은 산화전극 챔버 내 미생물의 종류, 시스템 구성요소 및 운전조건에 영향을 받는다. 미생물연료전지에서 달성할 수 있는 전력은 구성요소, 물리적 및 화학적 운전조건, 바이오 촉매 선택 등의 최적화로 디자인을 변형하여 현저하게 증가시킬 수 있다. 본 총설에서는 미생물연료전지의 구성, 운전 매개변수의 최적화 및 성능과 더불어 장래 응용에 대한 최근 연구를 중점적으로 고찰하고자 한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권1호
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• pp.36-39
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• 2013

We introduce a high-performance microbial fuel cell (MFC) that was operated using a 0.1M bicarbonate buffer as the cathodic electrolyte. The MFC had a 136.42 $mW/m^2$ maximum power density under continuous feeding of 5 mM acetate as fuel. Results of the electrode potential measurements showed that the cathode potential of the bicarbonate-buffered condition was higher than the phosphate-buffered condition, although the phosphate condition had less interfacial resistance between the membrane and electrolyte. Therefore, we posit here that the increased power of the bicarbonate-buffered MFC may be caused by the higher cathode potential rather than by the interfacial membrane-electrolyte resistance.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권4호
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• pp.400-407
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• 2003

Acidithiobacillus ferrooxidans를 이용한 석탄의 생물학적 탈활공정의 효율에 미치는 여러 조업인자들의 규명하였다. 석탄에 함유된 저해물질이 탈황세균의 활성에 미치는 영향을 평가함으로써 생물탈황기술이 적용 가능한 석탄을 선별할 수 있음을 보였다. 석탄 탈황효율은 석탄 슬러리 농도와 입자크기에 많은 영향을 받았다. 석탄 탈황 효율은 입자크기가 작을수록 증가하였으며, 슬러리 농도가 증가할수록 감소하였다. 탈황효율은 슬러리 농도 20～30% 이상에서는 석탄 입자크기와 슬러리 농도의 영향이 미미하였다. 또한, 석탄 탈황에 적용 가능한 airlift bioreactor에서 석탄 입자와 슬러리농도 변화에 따른 물질전달 특성을 규명하였다. 석탄슬러리에서 물질전달은 석탄입자의 크기와 슬러리 농도에 많은 영향을 받았다. 물질전달 계수는 석탄 입자크기가 175 $\mu\textrm{m}$ 이하의 미분탄인 경우 슬러리 농도의 영향은 미미하였으며, 225 $\mu\textrm{m}$ 이상의 입자크기를 갖는 석탄 슬러리에서는 슬러리 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 물질전달 계수는 석탄 입자크기에 많은 영향을 받았다. 물질전달 계수는 미분탄에서 낮았으며 입자크기가 증가함에 따라 증가하여 575 $\mu\textrm{m}$일 때 물질전달이 가장 우수하였으며, 575 $\mu\textrm{m}$ 이상에서는 석탄입자의 침전문제가 발생하여 생물탈황공정에 적용이 어렸다. 물질전달, 탈황효율, 슬러리 농도 등을 조업인자들을 고려할 때 생물탈황에 적용할 최적의 석탄 입자의 크기는 약 500 $\mu\textrm{m}$ 전후인 것으로 평가되었다.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제13권2호
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• pp.104-111
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• 2008

As a way to account for the variability of the primary model parameters in the secondary modeling of microbial growth, three different regression approaches were compared in determining the confidence interval of the temperature-dependent primary model parameters and the estimated microbial growth during storage: bootstrapped regression with all the individual primary model parameter values; bootstrapped regression with average values at each temperature; and simple regression with regression lines of 2.5% and 97.5% percentile values. Temperature dependences of converted parameters (log $q_o$, ${\mu}_{max}^{1/2}$, log $N_{max}$) of hypothetical initial physiological state, maximum specific growth rate, and maximum cell density in Baranyi's model were subjected to the regression by quadratic, linear, and linear function, respectively. With an advantage of extracting the primary model parameters instantaneously at any temperature by using mathematical functions, regression lines of 2.5% and 97.5% percentile values were capable of accounting for variation in experimental data of microbial growth under constant and fluctuating temperature conditions.