• Title/Summary/Keyword: scale-up production

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하전작물 품종 및 재배기술의 1962년 이후 변천 (Changes in Variety and Cultural Practices of Soybean, Sweet Potato and Corn Since 1962 in Korea)

  • 홍은희;박근용
    • 한국작물학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.462-469
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    • 1982
  • Since 1962, varietal development and dissemination for summer upland crops have been actively initiated by the Crop Experiment Station, Office of Rural Development, Suweon, Korea. The major breeding objectives of soybeans have been to develop varieties which are early maturing, disease resistant, and adaptable to late planting for after-barley cropping. Development of eleven new soybean varieties including Hwangkeumkong, Jangyeobkong, Danyeobkong, and Kwangkyo has greatly increased the soybean yield throughout country. For com, after development of Hwangok #2, a synthetic, in early 1960's, nine corn hybrids-single crosses, double-crosses, and three-way crosses-such as Jecheon-ok, Hoengseong-ok, Kwangok, Suweon #19, etc., have been disseminated mainly to Kangweon province, a major corn producing area in Korea, and drew up the yield over 4 tons per hectare. The major breeding objectives of sweet potato have been to develop varieties which have high starch content and root yield. Hwangmi, Hongmi, and Shinmi are three sweet potato varieties developed and disseminated by the Crop Experiment Station, Office of Rural Development and are grown most widely in Korea. Most of researches on cultural practices of upland crops have begun on a full scale from early 1960's. In soybeans, for example, no fertilizer but for barley was applied although the effects of phosphate and potassium fertilizers were great on soybeans in after-barley soybean croppings. The effects of heavy application of phosphate and calcium fertilizers on soybeans in newly reclaimed soils were recognized. Recently a mixed fertilizer for soybean (N; 40, P:70, K:60 kg/㏊) was developed and sold for soybean growers. The optimum planting densities of 220, 000 plants/ha in full-season cropping and 330, 000 pts/ha in after-barley cropping of soybeans were known from repeated experiments. For higher yield, a means of cultural practices such as transplanting-pinching, direct planting-pinching, and hilling-up, etc., were developed along with barley-stubble planting with no tillage and integrated herbicide application for labour savings. For sweet potato, cultural practices for planting date, harvesting date, fertilizer, and planting density were fully established. For early marketing, a technique of vinyl-mulching on sweet potato has also fully developed. For com, planting density of 37, 000 pts/ha in early 1960's has been changed to 55, 000 pts/ha for grain production and 67, 000 pts/ha for silage. The amounts of fertilizers have also been changed from 120-120-120kg/ha (N-P-K) in early 1960s to 180-150-150 kg/ha. These increases in number of plants per unit area and fertilizer levels have resulted in greater production for both grain and silage. At the same time, the production techniques of F1 seeds have also improved.

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CSTR의 장기운전을 통한 포도당으로부터의 고온 수소생산 (Thermophilic Biohydrogen Production from Glucose with a Long-term Operation of CSTR)

  • 안영희;오유관;박성훈
    • KSBB Journal
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    • 제20권6호
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    • pp.425-430
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    • 2005
  • 1. $H_2$ 생산속도와 $H_2$ 수율의 안정화를 근거로 판단컨대 start-up 기간은 30일 이내로 나타나 중온 CSTR에 비해 짧은 편이었다. 2. 고온 CSTR의 최고 $H_2$ 수율은 2.4 mol $H_2/mol$ glucose로 나타나 보고 된 중온의 것에 비해 우수한 편에 속하였다. 3. 운전 초기에 $CH_4$이 발생하였으나 14일 이후부터는 pH를 5.0 이하로 유지하면 거의 검출되지 않는 것으로 봐서 메탄생성균이 식종균에 남아 있더라도 반응기 운전 조건을 통해 $CH_4$ 발생을 억제할 수 있었다. 4. 고온 CSTR은 초기 운전 후에 적용한 운전조건의 변화(유입 포도당 농도, pH, 및 온도)에 민감한 것으로 나타났다. 특히 pH 및 온도변화에 대해 $H_2$ 생산속도와 $H_2$ 수율, 포도당 제거율 면에서 반응기 성능의 감소 및 불안정이 나타나, 운전 조건 변화 후에 나타난 고온 CSTR의 성능회복이 쉽지 않음을 알 수 있었다. 5. 문헌에 보고 된 중온 CSTR과는 달리 고온 CSTR는 일정한 조건에서도 불안정 한 성능을 나타내기도 하였다. 6. 불안정한 반응기 성능은 lactate 농도 증가와 더불어 n-butyrate와 acetate 농도 감소를 동반하였다. 생산된 n-butyrate와 acetate의 농도는 lactate의 농도변화와 반대의 경향을 나타내었다. 7. 비교적 긴 HRT와 침전조를 이용한 biomass의 재순환에도 불구하고, 유입 포도당의 농도가 낮아 biomass 농도는 다른 중온 반응기에서 보고된 것에 비해 낮은 편이었다. 8. T. thermosaccharolyticum와 계통발생학적으로 관련된 개체군이 반응기 운전 후 약 40일부터 우점으로 나타나 반응기 성능과 상관없이 그 이후로 계속 우세한 것으로 나타났다.

유가식 배양에서 배양조건에 따른 Chlorella minutissima의 생육 및 지질생산 (Cell Growth and Lipid Production from Fed-batch Cultivation of Chlorella minutissima according to Culture Conditions)

  • 오성호;한재건;김나영;조정섭;임태빈;이신영;이현용
    • KSBB Journal
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    • 제24권4호
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    • pp.377-382
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    • 2009
  • 본 연구는 다양한 조건에서의 실험을 위한 C. minutissima의 500 mL flask의 종 배양을 통해 고농도의 균주 획득 후, 가장 효율적인 배양 방식을 보인 fed-batch를 통한 autotrophic, heterotrophic, mixotrophic 조건하에서 바이오디젤용 지질 생산의 최적 배양 조건을 찾아야했다. 먼저, fed-batch의 Heterotrophic 배양 시 유기 탄소 원으로 glucose의 가장 효율적인 안정한 초기농도가 10 g/L임을 확인했다. 이 후, 20 L 배양기를 이용한 batch, fed-batch의 heterotrophic 배양에서 fed-batch배양의 경우 지질 생성양이 1.62배 정도 더 높았으며, 최대 균체량 역시 4 (g-dry wt./L)정도 높으며, 또한 디젤용 지질로 적합한 $C_{18}$의 조성 역시 49%이상 차지하여, 옥외 대량 배양 시 유기탄소 원으로 적절한 glucose의 이용을 통한 효율적인 배양방법임을 알 수 있다. 이 결과를 바탕으로, glucose를 포함한 배지를 0.5 L/day로 공급하여 유가 식 배양을 각 배양 조건에 따라 비교 실시했다. 그 결과 mixotrophic의 경우 다른 배양 조건에 비해 각각 24 (g-dry wt./L)의 최대 군체 농도와 함께 43 (%, w/w)의 높은 지질 생성량을 보였다. 또한 생성되는 지질의 조성이 균체 당 바이오 디젤용 양질의 지질 생성이 가능하였다. 또한 fed-batch 배양 이후 0.047 (% lipid/g-dry wt./day)의 비 생산 속도를 유지하며, 일정 균체 농도를 유지하는 경우 지속적인 지질 생성이 가능함을 보여주었다. 이러한 세 가지 배양 조건하에서 지질 추출을 통한 지방산 조성을 살펴본 결과 mixotrophic 배양 하에 디젤용으로 잘 알려진 $C_{17}$, $C_{18}$의 지방산 조성은 각각 18%와 49%의 생성을 보여주었다. 이 결과들을 바탕으로 이 균주를 이용해 옥외 배양이나 배양 조에서 대량 배양이 가능함을 확인했으며, 특히, 옥외배양을 위한 혼합영양 배양조건하에 배양 공정의 scale-up에 대한 추가적인 연구를 통해 C. minutissima 미세조류로부터 바이오 디젤의 보다 경제적 생산이 가능하도록 하고자 한다.

음식물 탈리액 처리를 위한 파일럿 규모의 막결합형 2상 혐기성 소화 공정 가능성 평가 (A feasibility study of a pilot scale two-phase anaerobic digestion with ultra filtration for the treatment of garbage leachate)

  • 이은영;허안희;김형국;김희준;배재호
    • 상하수도학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.539-545
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    • 2009
  • A feasibility of a pilot scale two-phase anaerobic digestion with ultra filtration system treating garbage leachate were evaluated. The treatment system consisted of a thermophilic acidogenic reactor, a mesophilic methanogenic reactor, and an UF membrane. The average COD removal efficiency of the treatment system was 95% up to the OLR of 3.1 g COD/L/d. The higher COD removal efficiency with membrane unit resulted from the removal of some portion of soluble organics by membrane as well as particulate materials. When the membrane unit was in operation, bulk liquid in acidogenic and methanogenic reactors was partially interchanged, which maintained the acidogenic reactor pH over 5.0 without external chemical addition. Also, with the production of methane in the acidogenic reactor, the organic loading rate of the methanogenic reactor reduced. The initial flux of the membrane unit was $50{\sim}60L/m^2/hr$, but decreased to $5 L/m^2/hr$ after 95 days of operation due to clogging caused by particulate materials such as fibrous materials in garbage leachate. To prevent clogging caused by particulate materials, a pretreatment system such as screening is required. With the improvement with membrane unit operation, the two-phase anaerobic digestion with ultra filtration system is expected to have the possibility of treating garbage leachate.

부착성 HeLa 세포의 탈리 유도에 의한 다공성 미립담체의 담체간 전이 배양 (Bead-to-Bead Cell Transfer by Induction of Detachment of Anchorage Dependent HeLa Cells Grown on Macroporous Microcarriers)

  • 이두훈;박정극
    • KSBB Journal
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    • 제13권1호
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    • pp.83-89
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    • 1998
  • Cellulose로 만들어진 다공성 미립담체를 이용하여 HeLa cell을 working volume 100mL의 spinner flask에서 배양하였으며, 세포가 완전히 자란 미립담제를 계대배양하기 위하여 담체간 세포 전이 배양 방법을 시도하였다. 부유세포의 농도는 다공성 미립담체-HeLa 시스템의 경우에 담체간 세포 전이 배양에 영향을 미치는 중요한 인자로 작용하였으며, 낮은 칼슘농도의 배지인 RPMI-1640과 빠른 교반 속도를 이용하여 활성을 유지한 많은 세포가 떨어지도록 유도하였으며, 담체간 세포 전이 배양을 효과적으로 3회 이상 실시할 수 있었다. 이렇게 배양한 세포에 재 조합 Vaccinia virus를 감염하여 그 수율을 비교한 결과 T-flask에서 떼어낸 세포로 접종한 미립담체 배양과 거의 비슷한 재조합 단백질($\beta$-galactosidase) 수율을 나타내었다. Trypsin 처리 방법에 의한 미립담체 계대 배양도 경우에 따라서는 유용한 미립담체 계대 배양 방법이 될 수 있지만 실제 생산 규모에의 적용에는 공정이 복잡해지고 정확한 제어가 필요하다는 등의 문제가 있다. 따라서, 추가적인 비용이나 공정이 필요 없는 간편한 방법인 담체간 세포 전이 배양은 동물세포 배양을 이용한 유용 단백질 및 바이러스 생산 공정의 규모 증대에 매우 유용한 수단이다.

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우리나라 귀금속 장신구 산업의 현황 및 발전 방향 (Realities and Developing Orientation of the Jewelry Industry in Korea)

  • 오원택
    • 디자인학연구
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    • 제13권2호
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    • pp.55-63
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    • 2000
  • 95년 통계청(한국은행, KDI통계자료)의 자료를 보면, 우리나라 귀금속 장신구시장이 약 2조 8000억 원 규모로 보고되었는데, 이는 86년부터 95년까지 10년 간 년 평균 15.3%의 성장세를 나타내고 있으며 G.N.P 대비 0.78% 의 점유율을 보이고 있다. 이러한 귀금속 장신구 산업은 높은 성장 가능성을 가지고 있음에도 불구하고 산업의 구조적인 취약성으로 불법 거래의 만연, 보석의 품질 등급의 왜곡(다이아몬드의 경우 감정 기관에 따른 가격 차이, 금의 경우 금의 품위 조작 등)등의 문제를 낳고 있으며, 유통 업체의 영세성 등으로 우리나라 귀금속 장신구 산업 시장은 미국이나 일본 선진국에 비해 아직은 초기 단계라고 할 수 있다. 따라서 고부가가치 사업의 하나인 귀금속 장신구 산업을 발전시키기 위해서는 귀금속 장신구 업체의 유통 구조개선과 제품의 제작기법 및 새로운 디자인의 개발 등이 요구되며, 또한 귀금속 장신구 산업의 중요성과 국가 경제 기여도 및 업계의 장기 발전 전망에 대한 정확한 인식이 업계 전반에 확산되게 함으로서 귀금속 장신구 산업의 발전을 이루어 나갈 수 있을 것으로 확신한다.

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암모니아 산화균 및 아나목스균의 배양을 통한 파일롯 규모 단일 아나목스 반응기의 성공적인 시운전 (Successful start-up of pilot-scale single-stage ANAMMOX reactor through cultivation of ammonia oxidizing and ANAMMOX bacteria)

  • 최대희;진양오;이철우;정진영
    • 상하수도학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.371-379
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    • 2018
  • The lack of seed sludges for Ammonium Oxidizing Bacteria (AOB) and slow-growing ANaerobic AMMonium OXidation (ANAMMOX) bacteria is one of the major problem for large-scale application. In this study, $24m^3$ of single-stage SBR (Sequencing Batch Reactor) was operated to remove nitrogen from reject water using AOB and ANAMMOX bacteria cultivated from activated sludge in the field. The ANAMMOX activity was found after 44 days of cultivation in the ANAMMOX cultivation reactor, and then $0.66kg\;N/m^3/d$ of the nitrogen removal rate was achieved at $0.78kg\;N/m^3/d$ of the nitrogen loading rate at 153 days of cultivation. The AOB cultivation reactor showed $0.2kg\;N/m^3/d$ of nitrite production rate at $0.4kg\;N/m^3/d$ of nitrogen loading rate after 36 days of operation. The cultivated ANAMMOX bacteria and AOB was mixed into the single-stage SBR. The feed distribution was applied to remove total nitrogen stably in the single-stage SBR. The nitrogen removal rate in the single-stage SBR was gradually enhanced with an increase of specific activities of both AOB and ANAMMOX bacteria by showing $0.49kg\;N/m^3/d$ of the nitrogen removal rate at $0.56kg\;N/m^3/d$ of the nitrogen loading rate at 54 days of operation.

식물공장 발전방향 설정을 위한 정책 우선순위 도출 (An Study on Priority Determining for Development Strategies of Plant Factory Using Analytic Hierarchy Process and Likert Scale)

  • 김연중;한혜성;김배성
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권11호
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    • pp.5570-5575
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    • 2013
  • 이 연구에서는 산 학 연 전문가들을 대상으로 향후 국내 식물공장 시스템의 활성화를 위한 발전방향의 우선순위를 도출하고 부문별 중요도를 분석하였다. 분석결과에 따르면, 식물공장 발전을 위해서는 최우선적으로 경제성이 확보되어야 한다. 경제성을 확보하기 위해서는 계약재배에 의한 주년생산을 통해 판로확보와 출하시기 조절이 요구되며, 기술개발 R&D 부문에서는 LED, 형광등 등 광원 및 조명기술이 중요한 것으로 나타났다. 한편, 정책 및 제도개선 부문에서는 무엇보다 소비자 인식 전환이 이루어져야 하며 그 다음 설비 투자 지원정책이 뒷받침되어야 한다. 식물공장의 정착을 위해서는 전후방 산업을 중심으로 인프라가 구축되어야 하며 기술개발과 지원정책을 통해 설치 운영비 절감이 이루어져야 한다.

텅스텐산화물/금속기판의 광전극 특성 (Photoelectrochamical characteristics of $WO_3$ on metal substrate for hydrogen production)

  • 고근호;;서선희;이동윤;이원재
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.99.2-99.2
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    • 2011
  • Transparent conducting oxides (TCOs) supported on glass are widely used as substrates in PEC studies for photovoltaic hydrogen generation applications However, high sheet resistane ($10{\sim}15{\Omega}/cm^2$) and fragileness of glass-supported TCO substrates are the obstacles to produce the large area PEC cells. Such internal sheet resistance is detrimental to efficient collection of photogenerated majority charge carriers at the photoactive material and electrolyte interface. Moreover, these TCO substrates are very expensive and consume about 40~60% cost of the devices. Hence, a low sheet resistance of the substrate is a key point in improving the performance of PEC devices. Metallic substrates coated with a photoactive material would be a good choice for efficient charge collection. Such metal substrates based photanodes are best candidate for large-scale phtoelectrochemical water splitting for hydrogen generation. In this study, we report the enhanced PEC performance of $WO_3$ film on metal(chemical etched, bare) substrate. It is proposed that interface between $WO_3$ and the metal substrate is responsible for efficient charge transfer and demonstrated significant improvement in the photoelectrochmical performance. X-ray diffration and FESEM suduies reveled that $WO_3$ films are monoclinic, porous, polycrystalline with average grain size of ~50nm. Photocurrent of $WO_3$ prepared on metal substrates was measured in 0.5M $H_2SO_4$ electroyte under simulated $100mW/cm^2$ illumination.

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수처리용 다중 유전체 방벽 방전 플라즈마 반응기 개발 (Development of Multi Dielectric Barrier Discharge Plasma Reactor for Water Treatment)

  • 김동석;박영식
    • 한국환경과학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.863-871
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    • 2013
  • Dielectric discharges are an emerging technique in environmental pollutant degradation, which that are characterized by the production of hydroxyl radicals as the primary degradation species. For practical application of the plasma reactor, reactor that can handle large amounts of water are needed. Plasma research to date has focused on small-scale water treatment. This study was carried out basic study for scale-up of a single DBD (dielectric barrier discharge) plasma reactor. The degradation of N, N-Dimethyl-4-nitrosoaniline (RNO, indicator of the generation of OH radical) was used as a performance indicator of multi-plasma reactor. The experiments is divided into two parts: design parameters [effect of distance of single plasma module (1~14 cm), arrangement of ground electrode (single and multi), rector number (1~5) and power number (1~5)]; operation parameter [effect of applied voltage (60~220 V), air flow rate (1~5 L/min), electric conductivity of solution ($1.4{\mu}S/cm$, deionized water)~18.8 mS/cm (addition of NaCl 10 g/L) and pH (5~9)]. Considering the electric stability of the plasma reactor, optimum spacing between the single plasma module was 2 cm. Multi discharge electrodes - single ground electrode array was selected. Combination of power 3-plasma module 5 was the optimal combination for maximum RNO degradation. The optimum 1st voltage and air flow rate for RNO degradation were 180 V and 4 L/min, respectively. The pH and conductivity of the solution was not influencing the RNO degradation.