• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권6호
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• pp.964-972
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• 2001

The kinetics of copper ion biosorption by Pseudomonas stutzeri cells immobilized in alginate was investigated. During the first few minutes of the metal uptake, the copper biosorption was rapid and then became progressively slower until an equilibium was rapid, and then became progressively slower until an equilibrium was reached. At a biomass concentration of 100g/l, the copper biosorption reaction reached approximately 90% of the equilibrium position within 30 min. A Freundich-type adsorption isotherm model was constructed based on kinetics with different amounts of biomass. When using this model, the experimental values only agreed well with the predicted values in a solution containing less than 200 mg/l Cu(II). Desorption of the bound copper ions was achieved using electrolytic solutions of HCl, $H_2SO_4$, EDTA, and NTA (0.1 or 0.5 M). Metal desorption with 0.1 M NTA allowed the reuse of the biosorbent for at least ten consecutive biosorption/desorption cycles, without an apparent decrease in its metal biosorption capability. A packed-bed column reactor of the immobilized biomass removed approximately 95% of the metal in the first 30 liter of wastewater [containing 100 mg/l Cu(II)] delivered at a rate of 20 L/day, and, thereafter, the rate gradually decreased.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권6호
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• pp.1720-1726
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• 2014

(S)-Alanine Racemase Chiral Analogue ((S)-ARCA) was used as an efficient adsorbent for the selective separation of D-amino acids (D-AAs), which are industrially important as chiral building blocks for the synthesis of pharmaceutical intermediates. The organic phase, containing (S)-ARCA adsorbent and phase transfer reagents, such as ionic liquid type molecules (Tetraphenylphosphonium chloride (TPPC), Octyltriphenylphosponium bromide (OTPPBr)), were coated on the surfaces of mesoporous carbon supports. For the immobilization of chiral adsorbents, meso/macroporous monolithic carbon (MMC), having bimodal pore structures with high surface areas and pore volumes, were fabricated. The separation of chiral AAs by adsorption onto the heterogeneous (S)-ARCA was performed using a continuous flow type packed bed reactor system. The effects of loading amount of ARCA on the support, the molar ratio of AA to ARCA, flow rates, and the type of phase transfer reagent (PTR) on the isolation yields and the optical purity of product D-AAs were investigated. D-AAs were selectively combined to (S)-ARCA through imine formation reaction in an aqueous basic solution of racemic D/L-AA. The (S)-ARCA coated MMC support showed a high selectivity, up to 95 ee%, for the separation of D-type phenylalanine, serine and tryptophan from racemic mixtures. The ionic liquids TPPC and OTPPBr exhibited superior properties to those of the ionic surfactant Cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB), as a PTR, showing constant optical purities of 95 ee%, with high isolation yields for five repeated reuses. The unique separation properties in this heterogeneous adsorption system should provide for an expansion of the applications of porous materials for commercial processes.

• 한국환경과학회지
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• 제6권1호
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• pp.61-67
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• 1997

미생물에 의한 흡착법으로 중금속을 효과적으로 제거, 회수할 수 있다. 알콜 발효 후 부산물로 생성되는 폐 Saccharomyces cerevisiae는 비교적 가격이 저렴하고, 중금속 생체흡착에 유용한 자원으로 이용될 수 있다. 생체흡착 실험에 사용된 미생물은 부유 및 alginate에 고정화된 S. cerevisiae로 수행하였다. 회분식 실험에서 생체흡착량은 Pb > Cu > Cd의 순으로 이루어졌다. Pb 이온의 흡착 평형은 Freundlich와 Langinuir 모델로 설명하였고, Freundlich 모델이 실험자 료와 잘 부합되었다 고정화된 S. cerevisiae를 이용한 혼합용액( Pb, Cu, Cr 및 Cd )흡착 실험에서 각 중금속들은 선택적 흡착 특성을 나타내었다. 고정화 미생물을 고정층 반응기에 충진하여 혼합 중금속 용액의 생체흡착 실험을 수행한 결과 Pb 이온이 가장 많이 흡착을 하였다. 고정화된 미생물에 흡착된 Pb의 탈착실험에서 0.1M의 HCI 및 $H_2SO_4$가 효과적이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.984-991
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• 2008

본 연구에서는 다공성 포화매질내에서 페놀의 제거를 위해 효소 중합반응의 적용성을 조사하였다. 페놀로 오염된 지하수의 모의실험으로 실험실 규모의 모래 충진 칼럼(ID: 4.1 cm, 충진높이: 12 cm)에 HRP와 과산화수소수를 주입하여 페놀 제거율 및 고분자 생성율에 대한 효소량(0$\sim$2 AU/mL), 이온강도(5$\sim$100 mM), pH(5$\sim$9)의 영향을 평가하였다. 페놀의 제거율은 효소량 2.0 AU/mL, 이온강도 20 mM, pH 7에서 각각 유입농도의 90% 이상을 유지하였다. 유입페놀은 다공성 매질에 축적되는 불용성 고분자와 유출되는 용해성 고분자들로 변환되었다. 최대 약 8%의 공극부피가 고분자화 반응으로부터 생산된 불용성 고분자에 의해 감소되었다.

• 공업화학
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• 제19권5호
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• pp.512-518
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• 2008

고정원에서 발생되는 질소산화물을 $V/TiO_2$ 촉매하에서 암모니아를 이용하여 질소로 제거하는 선택적 촉매 환원법에 대하여 연구하였다. 이러한 SCR 공정은 촉매의 성능이 전체 공정의 성능을 좌우한다. 본 연구에서는 $V/TiO_2$ 촉매들의 저온 및 고온에서의 SCR 반응 특성을 조사하고 촉매상에서의 암모니아 거동을 통한 반응물의 흡 탈착 특성을 파악하였다. 실험은 고정층 반응기에서 수행하였으며, 촉매는 7종의 $TiO_2$에 동일한 양의 바나듐을 담지하였다. 실험결과 각각의 $TiO_2$와 바나듐간의 상호작용에 의해 비화학양론적인 바나듐 산화물들이 다르게 생성되기 때문에 $TiO_2$에 따라 다양한 반응활성을 나타내는 것을 확인하였다. 또한 각 촉매에 대하여 각각 최적의 소성온도가 존재하였으며 촉매의 활성도 각각 다르게 나타났다. 또한 촉매의 $NH_3-TPD$ 실험 결과 SCR 활성과 흡착된 $NH_3$의 양과는 직접적으로 일치하지 않았다.

• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.624-628
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• 1998

초임계 이산화탄소내에서 방향족 유기용매(BTX)를 0.5% $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매가 충전된 고정층 반응기를 이용하여 완전분해를 시도하였다. BTX의 전환율은 반응기 입구에서 유기용매의 농도와 초임계 이산화타소의 몰밀도에 의존하는데, 입구농도가 감소함에 따라 전환율은 크게 증가되었고, 일정한 입구농도에서 온도 증가에 따라 반응은 잘 진행되어 전환율이 증가됨을 알 수 있었다. 동일 온도에서 압력이 증가함에 따라 큰 전환율을 보임을 알 수 있었다. 또한 실험조건 $300^{\circ}C$, 204.1 atm에서 benzene은 98.5% 이상의 전환율로 거의 완전산화 되었고, toluene과 xylene의 전환율은 $350^{\circ}C$, 204.1 atm의 조건에서 각각 82.0, 76.5%로 나타났다. 부분산화에 의한 중간생성물의 크로마토그램을 확인한 결과 중간생성물은 benzaldehyde, phenol, benzenemethanol 등으로 확인되었다. 충분한 산화반응 조건하에서 BTX가 중간생성물 없이 환경에 크게 영향을 미치지 않는 $CO_2$와 $H_2O$의 분해생성물로 분해가 가능한 것으로 판단되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제40권6호
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• pp.746-751
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• 2002

석탄 연소기술에서 타 연소로에 비해서 유동층 연소는 황산화물과 질소산화물 배출을 줄이는 기술이다. 석회석의 소성으로 생성되는 CaO에 의한 황산화물의 제거와 저온 연소와 공기 다단계 주입에 의한 NOx를 줄일 수 있다는 것이 유동층 연소로의 큰 장점이지만, 상대적으로 $N_2O$의 배출은 매우 높다. $N_2O$는 지구온난화 가스일 뿐만 아니라 성층권내의 오존층을 파괴하는 물질이기도 하다. CaO는 $N_2O$ 분해를 위한 촉매 물질로 알려져 있다. 본 연구는 CaO를 충진시킨 고정층 반응기에서 CaO에 의한 $N_2O$의 분해특성에 관하여 수행하였으며, 유동층 연소온도와 가스조성에서 온도변화에 대한 $N_2O$의 분해특성, CaO 충진량의 변화와 $CO_2$, NO, $O_2$ 농도변화에 따른 $N_2O$ 분해특성에 관하여 수행하였다. 또한 실험 결과로부터 CaO표면에서 $N_2O$분해반응에 대한 반응속도식을 나타낼 수 있었다. 결과로서 온도가 증가함에 따라 $N_2O$ 분해반응이 증가하였으며, $CO_2$의 농도를 변화시킬 경우 $CO_2$ 농도가 증가할수록 $N_2O$ 분해반응이 감소하였다. NO 존재시와 비교하였을 때 $N_2O$의 분해반응이 감소함을 알 수 있었다. 반응속도론적으로 해석한 결과 $CO_2$ 농도에 대한 $N_2O$ 분해반응의 반응속도식을 다음과 같이 나타내었다. 본 연구 결과 CaO는 $N_2O$분해 반응에서 좋은 촉매 기능을 지니고 있음을 알 수 있었다. $\frac{d[N_2O]}{dt}=\frac{3.86{\times}10^9{\exp}(-15841/R)K_{N_2O}[N_2O]}{(1+K_{N_2O}[N_2O]+K_{CO_2}[CO_2])}$

• 대한토목학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.43-50
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• 1986

오염(汚染)된 원수내(原水內)의 biodegradable 한 유기물(有機物)의 제거(除去)를 위한 호기성(好氣性) 고정미생물막공법(固定微生物膜工法)의 적용가능성(適用可能性)을 확인하기 위하여 본(本) 연구(硏究)가 실시(實施)되었는데, 실험(實驗)은 파쇄(破碎)된 연탄재 또는 화강암을 매질(媒質)로 채운 충전상(充塡床)에 phenol과 무기성(無記性) 영양물질(榮養物質)을 용해(溶解)시켜 만든 합성원수(合成原水)를 주입(注入)함으로써 진행(進行)되었다. 실험결과(實驗結果)에 의하면 유입수(流入水)의 BOD 농도(濃度)가 50 mg/l 이하(以下)이고 체류시간(滯留時間)이 2.7 시간(時間)이었을 때 처리수(處理水)의 TBOD는 6 mg/l 이하(以下)로 유지되었으며, 처리수내(處理水內)의 SS가 응집(凝集)이나 여과(濾過) 등(等)의 재래식(在來式) 정수공법(淨水工法)에 의하여 제거(除去)될 수 있다는 점을 감안한다면 처리수(處理水)의 SBOD는 5 mg/l 이하로 유지될 수 있다. 처리수내(處理水內)의 SS가 낮은 BOD를 나타내었으므로 이들 SS가 대부분 부식질(腐植質)로 구성되었음을 알 수 있다. 이는 반응조내(反應槽內)의 미생물막(微生物膜)이 낮은 F/M 비 때문에 내호흡단계(內呼吸段階)에 있음을 뜻한다. 연구결과(硏究結果)에 따라, biodegradable한 유기물(有機物)로 오염(汚染)된 원수(原水)는 먼저 2~3시간의 체류기간을 가지는 호기성(好氣性) 고정미생물막반응조(固定微生物膜反應槽)로 전처리(前處理)함이 바람직스럽다.

• 공업화학
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• 제29권1호
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• pp.28-36
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• 2018

폐감귤박으로 제조한 활성탄(WCAC)을 충전한 고정층 반응기에서 아세톤, 벤젠 및 메틸메르캅탄(MM)의 3종류의 대상가스에 대한 흡착특성을 검토하였다. 단일성분계의 경우에 파과곡선으로부터 구한 파과시간은 유입농도 및 유량이 증가할수록 감소하였으나 형상비(L/D)가 증가할수록 증가하였다. WCAC에 의한 대상가스의 흡착량은 유입농도 및 형상비가 증가할수록 증가하였으나 유량증가에 따른 흡착량은 대상가스에 따라 차이를 나타내었다. 파과시간 및 흡착량 결과에 의하면 WCAC에 대한 친화력은 벤젠이 가장 높고, 다음으로 아세톤 그리고 MM의 순서이었다. 한편, 2성분계 및 3성분계 혼합가스의 흡착 경우에 파과곡선은 WCAC와 친화력이 작은 흡착질은 친화력이 큰 흡착질로 치환되면서 roll-up 현상을 보였다. 그리고 WCAC에 의한 아세톤의 흡착은 황화합물인 MM보다 비극성인 벤젠과 혼합되어 있을 경우에 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제35권5호
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• pp.797-802
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• 2003

필수지방산의 함량이 높은 식물성 유지 중 옥수수유에 CLA를 연속식 반응기를 통해 esterification하여 기능성을 가지는 재구성지질을 합성하였고 합성 시에 유속, 반응온도, 기질의 농도를 변수로 하여, Thermomyces lanuginosa로부터 획득된 TL IM 효소를 이용 하였다. TAG의 조성 분석을 통해 CLA의 함량을 분석한 결과, 재구성지질 중에 함유된 CLA의 이성체는 주로 생리활성효과가 보고 되어진 cis9,trans11-CLA, trans10,cis12-CLA 등으로써 함유된 총 CLA 함량의 약 $80{\sim}90%$를 차지하였다. Peristaltic tubing pump의 유속을 변수로 하여 재구성지질 중에 함유된 CLA의 함량을 분석한 결과, 유속이 느릴수록 생성된 CLA의 함량이 많은 것으로 조사되었고, 반응온도를 변수로 하여 생성된 CLA의 함량을 비교 분석한 결과, 온도가 높을수록 그 함량도 증가하였으나, $65^{\circ}C$의 조건에서는 오히려 그 함량이 감소하는 경향을 보였다. 한편, 기질의 농도를 변수로 하여 생성된 CLA의 함량을 비교 분석 결과는 옥수수유 : CLA의 1:3 mol비율에서 생성된 CLA의 함량이 가장 높게 나타났다. 이상의 결과를 통해서 1.0 mL/min, $55^{\circ}C$, 옥수수유 : CLA의 1:3 mol 비율의 생성 조건에서 cis9,trans11-CLA, trans10,cis12-CLA 등의 함량이 각각 7.32, 6.91 mol% 등으로 가장 높게 나타내는 것을 알 수 있었다. 또한 pancreatic lipase에 의해 가수분해를 실시한 후 sn-2 위치의 지방산 조성 분석 결과, CLA가 존재하지 않았으며, 따라서 TL IM이 sn-1,3 specific임을 확인할 수 있었다. 다양한 조건에서 생성된 재구성지질 중의 불포화도를 알아보기 위해 요오드값을 측정한 결과, 그 측정값이 $120{\sim}128$의 범위를 가졌으며, HPLC를 통해 재구성지질의 중성지방의 성분을 분석한 결과, TAG가 약 98%로 대부분을 차지하였으며. 소량의 1,2-와 1,3-DAG 및 MAG을 확인할 수 있었다.