• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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• pp.41-42
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• 2002

• 유기물자원화
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• 제23권1호
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• pp.38-44
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• 2015

본 연구에서는 저온 해양성 미세조류인 Nannochloropsis sp.를 대상으로 (주)아이엠비즈에서 개발한 수직형 고효율 광배양기를 통한 생산성 평가를 목적으로 2톤의 배양액으로 자가영양의 옥외생장실험을 진행하였다. 한달간 진행된 실험에서, 0.1%의 $CO_2$를 주입한 배양에서는 일평균 0.953g/L의 생산성을 나타냈으며, 공기만을 주입했을 경우에는 0.574g/L의 생산성을 나타냈다. 온도의 분포는 최저 $20^{\circ}C$에서 최고 $31^{\circ}C$에 이르렀으며, 이 범위에서 온도에 따른 생산성의 변화는 크게 차이가 없는 것으로 나타났다. 빛의 세기는 최저 5,000럭스에서 최고 4만 럭스 내외로 조사되었으며, 빛의 세기와 미세조류의 생장사이에 매우 밀접한 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 한편, 본 실험에서 시도된 개발된 배양기를 통한 가압부상에 의한 조류의 수확방법은 효과가 매우 높은 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.4341-4348
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• 2012

본 논문은 와이파이 무선 인터페이스를 채택한 웹-기반 실시간 광생물 반응기 모니터링 시스템을 제안한다. 와이파이 무선 네트워크는 11Mbps의 고속 데이터 전송이 가능할 뿐만 아니라 기존 무선 랜 환경과 호환되기 때문에 쉽게 사용자의 요구에 따른 재구성형 광생물 반응기와 모니터링 시스템에 적용이 가능하다. 본 논문에서는 실제 상용 광생물 반응기에 와이파이 무선 데이터 전송 모듈을 탑재하여 무선 네트워크 환경을 구성하였고, 또한 여러 대의 광생물 반응기의 배양 환경을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 응용 S/W를 개발하여 동작을 검증하였다. 본 논문의 연구 결과는 미세조류 장치뿐만 아니라 다양한 바이오 장치 산업의 핵심 기기들을 무선 네트워크로 연결하고 모니터링 환경을 구축하는데 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권12호
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• pp.1890-1896
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• 2006

Lumostatic operation for cultivation of Haematococcus pluvialis was assessed to test the scale-up strategy of photobioreactors. Lumostatic operation is a method of maintaining a proper light condition based on the specific light uptake rate ($q_e$), by cells. Lumostatic operations were performed in 0.4-, 2-, 10-, and 30-1 scale bubble column photobioreactors and the results were compared with cultures illuminated with constant light intensity. Significant differences were observed in the maximal cell concentrations obtained from 0.4-, 2-, 10-, and 30-1 scale photobioreactors under constant light intensity, yielding the maximal cell concentrations of $2.8{\times}10^5$, $2.2\times10^5$, $1.5\times10^5$, and $1.1\times10^5$ cells/ml, respectively. The maximal cell concentration in a 0.4-1 photobioreactor under lumostatic operation was $4.3\times10^5$ cells/ml. Furthermore, those in 2-, 10-, and 30-1 scale photobioreactors were about the same as that in the 0.4-1 photobioreactor. The results suggest that lumostatic operation with proper $q_e$ is a good strategy for increasing the cell growth of Haematococcus pluvialis compared with a constant supply of light energy. Therefore, lumostatic operation is not only an efficient way to achieve high cell density cultures with minimal power consumption in microalgal cultures but it is also a perfect parameter for the scale-up of photobioreactors.

• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.71-76
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• 2000

미세조류를 이용한 생물학적 이산화탄소 고정화 방법은 이산화탄소를 효과적으로 제거할 수 있는 방법으로 널리 알려져 있다. 따라서 발전소 등에서 배출되는 폐탄산가스를 고정화하기 위하여 미세조류의 성장에 영향을 주는 운전 조건을 평가하였다. 본 실험에서 사용된 Euglena gracilis는 산성 조건에서도 잘 성장하여 오염의 가능성이 적고, 고농도 이산화탄소(10-20%)에 대한 내성이 강한 것으로 알려져 있다 또한, 단백질 함량이 풍부하고 세포벽이 얇아 배양 후 사료로의 이용성도 크다. 광반응기에서 회분식 배양을 이용하여 운전 조건을 평가한 결과 실험 조건에서 최적 pH는 3.5, 온도는 $27^{\circ}C$, 이산화탄소 농도는 5~10%, 광도는 $520{\mu}mol/m^2/s$로 각각 조사되었다. 또한 이러한 자료를 기초로 하여 연속 운전을 실시한 결과 $CO_2$농도 10%, HRT 4일에서 최종 건조 무게 $1.2g/{\ell}$로 높은 성장율을 얻었다.

• KSBB Journal
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• 제13권1호
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• pp.101-107
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• 1998

광합성 미생물의 고농도 배양에 의한 이산화탄소 고정능에 대한 기초 연구로써 관형 광생물반응기를 이용하여 이산화탄소 조성 및 초기균체농도에 따른 성장 경향을 보았다 배지의 pH가 지어되고 있는 조건하에서 20% 이산화탄소 혼합공기가 공급되는 조건에서도 성장이 이루어졌다 $45.5{\mu}E/m^2{\cdot}s$의 광강도에서 5% 이산화탄소 혼합공기 조성과 0.45 g/L의 초기균체농도에서 성장속도가 가장 우수하였으며, 비성장속도는 0.0258 $h^{-1}$를 나타냈고, 단위 시간당 균체생성량은 0.278 g/L . day 이다. 관형 반응기에서 최대균체농도는 2.03 g/L 까지 배양되었다. 배양된 균체의 원소성분분석을 통하여 Synechocystis PCC 6803의 분자식은 $C_{1.0}H_{2.022}N_{0.194}O_{0.443}S_{0.002}$로 계산되었고, 이산화탄소 고정화속도는 0.482g-$C0_2/L$ . day의 결과를 얻었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권2호
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• pp.137-142
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• 2013

The indiscriminate use of the fossil fuel has caused serious environmental pollutions such as the shortage of energy and global warming. Microalgae have being emphasized as $3^{rd}$ generation biomass which makes the carbon dioxide reduce effectively as well as produces the biofuel. Large scale production of microbial biomass by continuous culture is a quite challenging issue, because off-line optimization strategies of a microbial process utilizing a model-based scheme give rise to many difficult problems. In this paper, the static and simple control method which was able to be applied in time-variant growth environment and large scale of algae culture was studied. The significant disturbances in on-line measurement of cell density were reduced by Savitzky-Golay FIR smoothing filter. Dunaliella salina was cultivated continuously in a flat panel photobioreactor by the on-off control of the turbidostat process.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권2호
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• pp.154-163
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• 2013

Adhesive bonding and plastic welding have been widely used to join two plastic materials together. The goal of this paper is to determine a proper joining technology of a pair of flat panel (FP) photobioreactor (PBR) case. The material of the FP PBR case is polycarbonate (PC) plate. Two types of adhesion, including acryl adhesive and two-part epoxy adhesive, as well as two types of plastic welding technology, including ultrasonic welding and thermal welding, are employed for joining of PC plates. In order to influence of the adhesion and welding conditions on the joining characteristics of the PC plates in operational conditions of the FP PBR case, the morphology in the vicinity of the joined region as well as the water and pressure resistance characteristic are investigated. In addition, the variation of the bonding strength of the joined region and deformation behaviors in the vicinity of the joined region according to the adhesion and welding conditions is examined via the lap-shear test. From the results of basic experiments, proper joining technologies are chosen. Using the chosen joining technologies, the FP PBR case are fabricated to perform full-scale durability experiment. The results of the full-scale durability experiment have been shown that the chosen joining technologies can be applicable to fabricate the FP PBR case.

• 한국해양바이오학회지
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• 제8권1호
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• pp.18-23
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• 2016

It is important to design photobioreactor by cheap material for economical microalgal biomass production. In this study, two types of marine photobioreactors (MPBR), made by either polyvinyl chloride (MPBR-PVC) or high density poly ethylene (MPBR-HDPE), are used and performance of these were compared. Tetraselmis sp. KCTC 12236BP is a green marine alga that isolated from Ganghwa Island, Korea, and the strain was used for marine cultivations using MPBR-PVC and MPBR-HDPE. The cultivations were performed three times in the spring season of 2012 using MPBR-PVC and of 2013 using MPBR-HDPE in the coastal area of Young Heung Island. As the results, MPBR-PVC shows higher biomass productivities than MPBR-HDPE, due to its high light transmittance. In the cultivations using MPBR-PVC, the average sea water temperature was $11.5^{\circ}C$ during the first experiment and $16.5^{\circ}C$ during the second and third experiments. Average light intensities during three times for experiments were 407.5, 268.1 and $273.0{\mu}{\cdot}E{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, respectively. The maximum fresh cell weight and average biomass productivity were $1.2g{\cdot}L^{-1}$ and $0.12g{\cdot}L^{-1}{\cdot}day^{-1}$. These results showed that Tetraselmis sp. KCTC12236BP were adapted well with the environmental conditions from ocean, and grow in the MPBR-PVC and MPBR-HDPE.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.301-307
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• 2011

Spirulina platensis NIES 39의 최적 배양 조건을 확립하고자 본 연구에서는 여러 광원에 따른 균체의 생장양상을 확인하여 보았다. 이를 기반으로 형광등 및 LED 광생물반응기를 개발하여 균체농도 증가, 이산화탄소 고정화속도 및 효율, 클로로필 생산에 대한 연구를 수행하였다. 배양에 공급되는 이산화탄소 농도 및 유속은 명 조건에서 약 4 h 주기로 10 min간 5% $CO_2$, 0.1 vvm임이 확인되었다. 내부조사형 형광등 광원 및 저전력형 SMD 타입 적색광 LED 광생물반응기는 최대 배양 건조 균체량이 1.411 g/L를 넘지 못하였지만, 조도를 높인 파워형 적색광 LED (색온도 12000 K)에서는 최대 건조 균체량이 1.758 g/L가 되었다. 이 경우 이산화탄소 고정화 속도 및 효율 또한 증가되었다. 총 클로로필 생산량은 균체량 증가에 비례하여 증가하였지만, 건조균체질량당 생산량은 청색광 LED조건(색온도 7500 K)에서 더 높은 수치를 보여주었다. 그리고 최대 균체생장조건(DCW)에서 이산화탄소 농도는 주입량(5% $CO_2/Air$, v/v) 대비 유실률은 0.15% 이내로 확인되었다.