농산 폐기물인 배추 뿌리에 다량으로 존재하는 peroxidase를 산업적으로 이용하기 위하여 배추 뿌 라를 JUicer로 대량 추출하여 객상효소 부분과 고형 물 부분을 얻었다. Peroxidase는 액상 부분에 약 6 66%, 고형물 부분에 34%가 분포되어 있으므로 두 부분을 모두 이용하여 phenol성 폐수의 효소적 처리를 검토하였다. Batch stirred reactor에서 액상효소(1,800 unit/$\ell$) 를 이용하여 150ppm의 phenol 용액을 처리한 결과 3시간 후에 96% 의 phenol을 중 합시켜 침전으로 제거할 수 있었다. 한편 pulp를 이용한 air lift reactor(600 unit/$\ell$) 에서는 120ppm의 초기 phenol 농도로부터 5ppm까지 제거할 수 있 다. Batch stirred reactor에 비하여 air lift reactor에 첨가된 효소의 양이 1/3임에도 불구하고 거의 비숫한 phenol 제거 효율을 냐타내었다.
식물세포인 Lithospermum erythrorhizon을 교반 반응기와 calcium alghinate에 고정화된 상태로 충전층 반응기에서 n-hexadecane으로 동시 추출하면서 shikonin을 생산하여 각각의 생산성을 비교하였다. 교반 반응기에서 shikonin의 비생산과 부피생산성은 각각 1.5mg shikonin/g cell과 400$\mu g$ shikonin/(L.day)였고 충전층 반응기에서는 가각 2.0mg shikonin/g cell과 2857 $\mu g$ shikonin/(L.day)였으며 이는 각각 교반 반응기에 비하여 1.3, 7.1배 높은 것이다. 충전층 반응기에서 shikonin의 생산성이 높은 것은 calcium alginate 입자에 세포가 고농도고 축적되어 단위 반응기 부피당 세로의 부하 능력이 높고 또한 세포가 서로 접촉하기가 쉽고 고정화 입자내의 환경이 세포가 분화하기에 좋은 조건을 형성하기 때문인 것으로 사료된다.
A numerical study was carried out to analyze the effect of flow distribution of stirred part and plug flow part on combustion efficiency at the coal gasification process in an entrained bed coal reactor. The model of computation was based on gas phase eulerian balance equations of mass and momentum. The solid phase was described by lagrangian equations of motion. The $k-{\varepsilon}$ model was used to calculate the turbulence flow and eddy dissipation model was used to describe the gas phase reaction rate. The radiation was solved using a Monte-Carlo method. One-step parallel two reaction model was employed for the devolatilization process of a high volatile bituminous Kideco coal. The computations agreed well with the experiments, but the flame front was closer to the burner than the measured one. The flow distribution of a stirred part and a plug flow part in a reactor was a function of the magnitude of recirculation zone resulted from the swirl. The combustion efficiency was enhanced with decreasing stirred part and the maximum value was found around S=1.2, having the minimum stirred part. The combustion efficiency resulted from not only the flow distribution but also the particle residence time through the hot reaction zone of the stirred part, in particular for the weak swirl without IRZ(internal recirculation zone) and the long lifted flame.
Various forest humic substances were collected at different climate regions with different forest types, and adsorption of heavy metals such as Cu(II), Zn(II), Cd(II) and Cr(III) were characteristically conducted to obtain optimal adsorption conditions and to evaluate the removal efficiency of heavy metals by each forest humic substance. The adsorption isotherms for Cu(II), Zn(II), Cd(II) and Cr(III) conformed to Langmuir's equation. In the stirred reactor, the removal efficiencies of Cu(II), Zn(II) and Cd(II) by forest humic substances were more than 90% but that of Cr(III) was less than 60%. The adsorption capacities of heavy metals in the stirred reactor were considerably varied depending on the type of forest humic substances. Among humic substances, the one from deciduous forest at subtropical region showed the highest removal efficiency for Cu(II). There was no significant difference in removal efficiency by each heavy metal depending on reaction temperature ranged from 20 to 50oC except for Cr(III), and the adsorptions of Cu(II), Zn(II) and Cd(II) were occurred rapidly in the incipient stage within 10 min, while Cr(III) needed more reaction time to be adsorbed. The stirred and packed bed column reactors showed similar adsorption characteristics of heavy metals by humic substances, but the removal efficiency was considerably higher in the packed bed column reactor than in the stirred reactor. Therefore, in actual operation process, a continuous packed bed column reactor was more economical.
제트 혼합 반응기(JSR) 내의 NOx와 같은 배출물질을 예측하기 위해서 화학반응기 모델을 개발했다. 본 연구에서는 JSR에 대한 화학반응기 모델로서 two-PSR 모델이 채택되었다. CHEMKIN 코드와 4가지 NO 생성 메커니즘을 포함한 GRI 3.0 메탄-공기 연소 메커니즘을 이용해서 JSR내의 희박 예혼합 메탄-공기 연소의 NO 생성예측을 실시하였다. 모델의 검증을 위해서 계산된 결과를 Rutar의 실험 데이터와 비교하였다. NO 생성의 중요 파라미터와 4 가지 NO 경로의 기여도를 조사하였다. 화염 영역에서는 prompt 메커니즘이 주된 경로이고, 화염후영역에서는 Zeldovich 메커니즘이 주된 경로이다. 희박 예혼합 조건에서는 N2O 메카니즘이가 화염 및 화염후 영역 모두에서 중요한 경로이다.
An improved method of refolding recombinant human proinsulin from E. coli was presented. It was based on a two-stage stirred tank reactor in which denatured proinsulin-s-sulfonate was mixed instantaneously with a reaction buffer in the first stage reactor, and then fed to the second stage reactor. The mixture was stirred further for a total of 30h in the second stage reactor. In this system, unfavorable effects present due to the increase in reaction volume and protein concentration for protein refolding, which becomes significant in a large-scale operation, were avoided. Refolding yields of over 80% was obtained for achieving reaction volume of upto 50 l at protein concentration of 1 mg/ml. The optimum urea concentration was 1M. Refolding yield at the 1-1 reaction volume and protein concentration of 0.5mg/ml was increased about 2.5-fold, compared to that in a batch reactor. By increasing protein concentration in a two-stage refolding reaction, the cost for insulin production could be reduced, therefore, making this process economical.
산림부산물인 수피에 의한 카드뮴 이온의 선택적 흡착 현상을 이용하여 인공폐수로부터 카드뮴이온의 제거를 시도하였다. 카드뮴 이온 선택성이 우수한 소나무와 상수리 나무의 수피를 이용한 효율적인 연속식 대량 수처리 시스템의 개발을 위한 기초 실험으로 카드뮴 이온흡착 등온선을 조사하였고, batch stirred reactor, airlift reactor, packed bed column 등 여러 접촉시스템에서의 카드뮴 이온의 제거 효율을 검토하였다. 카드뮴 흡착등온선은 두 수피 모두 Langmuir 형식으로 나타났으며 소나무 수피의 최대흡착용량은 약 7 mg/g, 상수리나무 수피의 경우에는 약 8 mg/g 정도로 나타났다. Batch stirred reactor를 이용한 시스템에서 초기농도 13 ppm의 카드뮴용액 100 $m\ell$ 을 수피 10 g 과 접촉시킨 결과 30분 이내에 95% 이상 제거되는 효율성을 보여주었다. Airlift reactor를 이용한 시스템에서는 수피 30 g 을 포기농도 10 ppm 카드뮴 용액 1 liter와 접촉시킨 결과 15분 이내에 93 % 이상 제거되었으며 4 cycle 반복 운전에서도 거의 같은 성능을 유지하였고 그 이상의 cycle에서는 점점 성능이 떨어짐을 보여주었다. Packed bed column을 이용한 시스템에서는 20 g의 수피를 충전시켰을 경우 초기농도 20 ppm에서 effluent 2.5 liter 까지는 95% 정도의 제거효율을 보여주었다.
Scale-up하기 위하여 24시간동안 1:2:2의 몰 비율로 stirred-batch type reactor에서 합성된 재구성지질은 capric acid와 CLA를 각각 4.9 mol%와 4.1 mot% 함유하였다. 기능성 지방산인 capric acid와 CLA는 주로 TAG의 sn-1,3 position에 분포하였고, sn-2 position에는 linoleic acid가 대부분을 차지하였다. 재구성지질과 대두유의 요오드가는 각각 126와 114이었고, 비누화가는 각각 190과 194로 측정됨으로써, 재구성 지질의 TAG에서 capric acid의 함유를 확인할 수 있었다. 대두유와 재구성지질의 tocopherol함량은 각각 74.6 mg/100 g과 18.2 mg/100 g으로, 재구성지질의 tocopherol 함량은 대두유보다 약 76% 감소하였다. 색도분석 결과, 재구성 지질과 대두유간에 백색도(L*)와 적색도(a*)에서는 유의적 차이가 없었으나(p<0.05),황색도(b*)에서 재구성지질이 대두유보다 좀더 yellowness를 보이며 유의적 차이를 보였다. (p<0.05). Reversed-phase HPLC 분석 결과, 재구성지 질에서 capric acid를 함유하고 있는 TAG형태의 partition number (PN)는 25∼37로 약 12.57 area%이었음을 확인하였다. 대두유의 주된 crystallization peak는 -57.86$^{\circ}C$C이었으나, capric acid를 4.9 mol% 함유하고 있는 재구성지질의 crystallization peak는 -52.78$^{\circ}C$로 대두유보다 결정화가 좀더 고온에서 일어났다.
Ethanol production using glycerol as a carbon source was performed by Enterobacter aerogenes immobilized on calcium alginate beads. To improve the ethanol production, the optimal conditions such as loading amount of immobilized cells and glycerol concentration were investigated. The optimal loading amount of immobilized cells and glycerol concentration were 10 mL of calcium alginate bead and 10 g/L, respectively. Consequently, glycerol consumption rate, ethanol concentration and yield were 0.32 g/$L{\cdot}h$, 3.38 g/L and 0.43 g/g on the batch production, respectively. Continuous production of ethanol was successfully achieved using two types of immobilized cell reactors (continuous stirred tank reactor and packed bed reactor) from 10 g/L of glycerol. In the continuous stirred tank reactor, glycerol consumption, ethanol concentration, specific productivity and yield were 9.8 g, 4.67 g/L, 1.17 g/$L{\cdot}h$, 0.48 g/g, respectively. The concentration of produced ethanol was 38-44% higher comparison to batch fermentation, and continuous stirred tank reactor showed better performance than packed bed reactor.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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