• 제목/요약/키워드: stirred-batch type reactor

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대두유로부터 Lipase를 이용한 재구성 지질의 합성 및 특성 (Lipase-Catalyzed Synthesis of Structured Lipids with Capric and Conjugated Linoleic Acid in a Stirred-Batch Type Reactor)

  • 신정아;이기택
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.1175-1179
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    • 2004
  • 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.

Capric acid와 conjugated linoleic acid를 함유한 재구성 지질의 합성 및 특성연구 (Production of Structured Lipid Containing Capric and Conjugated Linoleic Acids and Studies of Physicochemical Characteristics)

  • 신정아;이기택
    • 한국식품과학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.537-541
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    • 2004
  • 1-L stirred-batch type reactor에서 기질들의 몰 비율을 1:2:2(corn oil:capric acid:CLA)하고 RM IM lipase을 사용하여 재구성 지질을 합성하였다. 합성된 재구성 지질은 총 capric acid 와 CLA을 각각 13.3 mol%와 8.9 mol% 함유하였다. 기능성 지방산은 주로 sn-1,3 position에 분포하였고, sn-2 position에는 linoleic acid가 대부분이었다. 재구성 지질의 요오드가와 비누화가는 68과 202이었고, 이는 재구성 지질에 함유된 capric acid 때문이었다. 반응 후 재구성 지질의 총 tocopherol 함량은 약 39% 감소하였다. 색도분석결과, 재구성 지질과 옥배유 서로간에 백색도$(L^*)$와 적색도$(a^*)$에서는 유의적 차이가 없었으나, 황색도$(b^*)$에서는 재구성 지질이 옥배유보다 yellowness를 보이며 유의적 차이를 보였다(p<0.05). RP-HPLC 분석결과 재구성 지질에서 capric acid를 함유하고 있는 TAG형태의 PN은 26-44로 전체의 약 34.2 area% 차지함을 알 수 있었다. 또한 옥배유가 $-56.77^{\circ}C$에서 주된 crystallization peak 정점을 보인 반면에, 재구성 지질은 $-46.2^{\circ}C$에서 주된 peak 정점을 나타내었다.

다양한 생물반응기에서 이타콘산의 생산 (Production of Itaconic Acid at Various Bioreactors)

  • 박승원;김승옥;이진석
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.304-308
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    • 1994
  • A suitable culture method and bioreactor type for itaconic acid production were chosen by comparing the maximal concentration of itaconic acid produced in various systems. In batch culture, the maximal concentration of itaconic acid produced in a bubble column reactor was about 5% greater than that produced in stirred-tank or external-loop airlift reactor. These results were thought to be due to lower shear force and higher mass transfer efficiency in a bubble column reactor in comparison with other reactors. Moreover, the fed-batch mode in a bubble column was found to be a suitable one, producing about 25% higher concentration of itaconic acid compared to batch mode.

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연속흐름반응조에서 바이오필름형태의 탈염소화 미생물에 의한 TCE분해 모니터링 (Monitoring Anaerobic Reductive Dechlorination of TCE by Biofilm-Type Culture in Continuous-Flow System)

  • 박선화;한경진;홍의전;안홍일;김남희;김현구;김태승;김영
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제17권5호
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    • pp.49-55
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    • 2012
  • A 1.28 L-batch reactor and continuous-flow stirred tank reactor (CFSTR) fed with formate and trichloroethene (TCE) were operated for 120 days and 56 days, respectively, to study the effect of formate as electron donor on anaerobic reductive dechlorination (ARD) of TCE to cis-1,2-dichloroethylene (c-DCE), vinyl chloride (VC), and ethylene (ETH). In batch reactor, injected 60 ${\mu}mol$ TCE was completely degraded in the presence of 20% hydrogen gas ($H_2$) in less than 8 days by anaerobic dechlorination mixed-culture (300 mg-soluble protein), Evanite Culture with ability to completely degrade tetrachloroethene (PCE) and -TCE to ETH under anaerobic conditions. Once the formate was used as electron donor instead of hydrogen gas in batch or chemostat system, the TCE-dechlorination rate decreased and acetate production rate increased. It indicates that the concentration of hydrogen produced in both systems is possibly more close to threshold for homoacetogenesis process. Soluble protein concentration of Evanite culture during the batch test increased from 300 mg to 688 mg for 120 days. Through the protein monitoring, we confirmed an increase of microbial population during the reactor operation. In CFSTR test, TCE was fed continuously at 9.9 ppm (75.38 ${\mu}mol/L$) and the influent formate feed concentration increased stepwise from 1.3 mmol/L to 14.3 mmol/L. Injected TCE was accumulated at 18 days of HRT, but TCE was completely degraded at 36 days of HRT without accumulation of the injected-TCE during the left of experiment period, getting $H_2$ from fermentative hydrogen production of injected formate. Although c-DCE was also accumulated for 23 days after beginning of CFSTR operation, it reached steady-state in the presence of excessive formate. We also evaluated microbial dynamic of the culture at different chemical state in the reactor by DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis).

레이저 형광여기법(LIF)를 이용한 러쉬톤 터빈 교반기의 혼합특성에 관한 연구 (A Study on the Mixing Characteristics in a Rushton Turbine Reactor by a Laser Induced Fluorescence Method)

  • 정은호;김경천
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권8호
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    • pp.1145-1152
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    • 2002
  • A non-intrusive Planar Laser-Induced Fluorescence(PLIF) technique was applied to study the turbulent mixing process in a Rushton turbine reactor. Instantaneous and ensemble averaged concentration fields was obtained by measuring the fluorescence intensity of Rhodamine B tracer excited by a thin Nd:Yag laser sheet illuminating the whole center plane of the stirred tank. The gray level images captured by a 14-bit cooled CCD camera could be transformed to the local concentration values using a calibration matrix. The dye injection point was selected at the tank wall with three quarter. height (3/4H) from the tank bottom to observe the mixing characteristics in upper bulk flow region. There exist distinct two time scales: the rapid decay of mean concentration after the dye infusion reflects the large scale turbulent mixing while the fellowed slow decay reveals the small scale molecular mixing. The temporal change of concentration variance field conjectures the two sequential processes for the batch type mixing. An inactive column of water is existed above the impeller disk, in which the fluid rotates with the shaft but is isolated from the mean bulk flow.

회분식 반응기를 이용한 Glyceryl Monooleate와 Conjugated Linoleic Acid로부터 효소적 반응을 통한 디글리세롤 유지의 합성 (Enzymatic Synthesis of Diacylglycerol Oil from Glyceryl Mono-oleate and Conjugated Linoleic Acid Using a Stirred-Batch Type Reactor)

  • 전미선;이기택
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.246-252
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    • 2009
  • 회분식 반응기를 이용해 GMO와 CLA로부터 Lipozyme RMIM의 반응을 통해 DAG 함유 유지를 합성하였다. 합성된 DAG 함유 유지의 조성은 총 DAG의 함량이 61 area%로 나타났으며, MAG, FFA, 그리고 TAG가 각각 30, 3.4 그리고 5.4 area%로 나타났다. 합성된 DAG 함유 유지는 short path distillation을 이용하여 DAG를 분리하였고, DAG를 포함한 증류결과물인 residue부분(DAG oil)의 수율은 46%였다. DAG oil의 조성은 총 DAG 함량이 87.3 area%, MAG와 TAG는 각각 1.5와 6 area%로 나타났으며, FFA는 검출 되지 않았다. DAG oil의 지방산 조성은 oleic acid와 linoleic acid가 각각 54%, 7%로 나타났으며, 특히 반응 기질인 GMO에서는 볼 수 없었던 CLA함량이 31.1%로 나타났다. 또한 불포화도의 척도인 iodine value가 GMO는 82.5인데 반해 DAG oil은 108.8로 증가되었고, 이러한 결과로 효소적 반응을 통해 GMO에 불포화도가 높은 CLA가 결합된 DAG oil이 합성되었음을 알 수 있었다. Short path distillation을 통해 분리된 DAG oil의 황색도 값은 95.5였으나, 탈색 한 후 16.2로 감소하였다. DAG oil의 탈색 전 acid value와 peroxide value는 각각 0.3, 0 이었지만, 탈색 후에는 각각 1.0, 2.57로 다소 증가함을 보였다. SFI(%) 분석 결과 합성한 DAG oil은 $-50^{\circ}C$에서 고체지의 함량이 감소되기 시작하여 $15^{\circ}C$에서 모두 융해되었다. DAG oil은 세 개의 융점 피크를 $-41.2^{\circ}C$, $-25.9^{\circ}C$, $3.8^{\circ}C$에서 나타내었으며, $-17.8^{\circ}C$에서 하나의 결정화 피크를 나타내었다.

회분식 반응기를 이용한 DHA 함유 재구성지질의 효소적 합성 및 이화학적 특성 분석 (Analysis and Enzymatic Production of Structured Lipids Containing DHA Using a Stirred-Batch Type Reactor)

  • 김남숙;이기택
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.1052-1058
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    • 2005
  • 미세조류(microalgae)인 Schizochytrium sp.로부터 유래된 조류유(250 g)와 식물성 유지인 대두유(250 g)의 혼합 유지를 기질로 하고, sn-1,3 위치에 특이적으로 작용하는 Lipozyme RM IM(Rhizomucor miehei, EC 3.1.1.3)을 이용한 interesterification에 의해 회분식 반응기$(65^{\circ}C,\;300 rpm,\;15hr)$에서 재구성 지질을 합성하였다. 합성 된 재구성 지질의 주요 지방산 조성은 DHA$(15.7\;mol\%)$와 linoleic acid$(31.1\;mol\%)$, palmitic acid$(20.2\;mol\%)$, oleic acid$(13.5\;mol\%)$$EPA(6.6\;mol\%)$로 분석되었으며, linoleic aicd와 DHA가 sn-2 위치에서 높은 함량을 차지하였다. Normal-phase HPLC 분석결과 재구성지질은 $87.1\;area\%$의 TAG와 $12.1\;area\%$의 DAG 형태와 같은 중성지질로 구성되어 있었다. Reversed-phase HPLC 분석 결과 재구성 지질의 $PN=20\~22(10.3\;area\%),\;PN=24\~32(53.1\;area\%)$$PN=36\~48(36.6\;area\%)$ peaks내에 각각 PN=20, PN=22, PN=28, PN=30, PN=34, PN=38, PN=42를 가지고 재구성 지 질 함량의 약 $50.5\;area\%$를 차지하며 반응기질과 구별된 새로운 peaks가 합성에 의해 생성되었음을 확인하였다 재구성지질의 요오드가는 고도의 불포화도를 가지는 조류유(274.0)보다 약 $25\%$ 낮아진 206.7을 나타내었으며, 분자량을 설명하는 비누화 값이 183.8, 산가는 반응기질과 같은 0.3 이하의 측정값을 나타내었다. 재구성지질의 Hunter color $L^{\ast}(\pm\;lightness/darkness)$ 값은 13.8로 측정되었으며, $b^{\ast}(\pm,\;yellowness/blueness)$ 값은 13.8로 측정되었으며, $b^{\ast}(\pm,\;yellowness/blueness)$ 값은 반응기질보다 유의적으로 가장 높은 55.1을 나타내었다(p<0.05).

레이저 형광여기법(LIF)를 이용한 복잡 난류유동장의 혼합특성에 관한 연구 (A Study on the Mixing Characteristics in Complex Turbulent Flow by a Laser Induced Fluorescence Method)

  • 김경천;정은호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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    • pp.542-547
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    • 2001
  • A non-intrusive Planar Laser-Induced Fluorescence(PLIF) technique was applied to study the turbulent mixing process in a Rushton turbine reactor. Instantaneous and ensemble averaged concentration fields are obtained by measuring the fluorescence intensity of Rhodamine B tracer excited by a thin Nd:Yag laser sheet illuminating the whole center plane of the stirred tank. The gray level images captured by a 14-bit cooled CCD camera can be transformed to the local concentration values using a calibration matrix. The dye injection point was selected at the tank wall with three quarter height (3/4H) from the tank bottom to observe the mixing characteristics in upper bulk flow region. There exist distinct two time scales: the rapid decay of mean concentration in each region after the dye infusion reflects the large scale mixing while the followed slow decay reveals the small scale mixing. The temporal change of concentration probability functions conjectures the two sequential processes in the batch type mixing. An inactive column of water existed above the impeller disk, in which the fluid rotates with the shaft but is isolated from the mean bulk flow.

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팜유와 아보카도유로부터 효소적 interesterification을 통한 trans free margarine stock 제조 및 이화학적 특성 연구 (Development and Characterization of Trans Free Margarine Stock from Lipase-Catalyzed Interesterification of Avocado and Palm Oils)

  • 이윤정;이기택
    • 한국식품과학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.231-237
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    • 2009
  • 팜유와 아보카도유를 이용하여 효소적 방법을 통해 trans free margarine stock(TFMS)을 제조하였다. 회분식 반응기(stirred batch type reactor)를 통한 본 반응은 sn-1,3 위치 특이성을 가진 lipozyme RM IM(from Rhizomucor miehei)을 사용하였다. 반응기질 대두극도경화유와 아보카도유 및 팜유는 30:150:120(g)의 비율로 230 rpm, $65^{\circ}C$에서 합성하였으며 이를 통해 이화학적 특성을 분석하였다. 재구성 지질의 DSC 분석 결과 TFMS의 solid fat content(SFC)는 $5^{\circ}C$에서 58.6%, $35^{\circ}C$에서의 약 8.5%로 확인 되었으며 7.3, 23.6, $35.3^{\circ}C$의 DSC 상의 melting point 특성을 나타내었다. TFMS는 C16:0(약 29%)과 C18:1(약 45%)이 주요 지방산으로 확인되었고 ${\Sigma}SFA$는 40.7%이었으며 trans 지방산은 검출되지 않았다. Sn-2 위치에는 주요적으로 C16:0(21.6%)과 C18:1(50.2%)의 지방산 조성이 확인되었다. RP-HPLC를 통해 TFMS를 이루고 있는 TAG의 PN을 확인 하였다. 주요적으로 PN=48이 대부분을 차지하였고 PN=46, PN=50으로 분리되었으며 TFMS의 반응 전과 비교 시 차별적인 TAG peak를 확인할 수 있었다. 한편, ${\alpha}-$, ${\gamma}-$${\delta}$-tocopherol이 각각 5.7, 2.1, 1.7 mg/100 g을 나타냈으며 산가, 요오드가, 비누화가를 통해 TFMS의 이화학적 특성을 확인 할 수 있었다. TFMS를 통해 마가린 제조 시 물성 변화를 고려하여 마가린의 적합한 물성을 지닐 수 있을 것이라 사료된다.

Conjugated Linoleic Acid(CLA)를 함유한 기능성 저트랜스 유지의 효소적 합성 및 이화학적 특성 연구 (Enzymatic Synthesis of Low-trans Fats Containing Conjugated Linoleic Acids and Their Physicochemical Characteristics)

  • 남하영;이기택
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.752-760
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    • 2008
  • One liter stirred-tank batch reactor에서 기질들의 부피 비율을 1:2:7(fully hydrogenated soybean oil : SL-olive+CLA : palm oil)하고 RM IM lipase를 사용하여 CLA를 함유한 재구성 지질을 합성하였다. 합성된 재구성지질은 총 CLA를 7.6 area% 함유하였고, 주요 지방산 조성은 oleic acid (38.1 area%), palmitic acid(33.1 area%), stearic acid(12.2area%) 및 linoleic acid(7.3 area%)로 분석되었으며 트랜스지방산은 분석한계 미만(0.1 area%)으로 검출되었다. Reversed-phase(RP) HPLC 분석 결과, 재구성 지질의 TAG 형태는 PN=44(1.52 area%), PN=46(21.79 area%), PN=48(53.71 area%) 및 PN=50(11.1 area%)의 범위로 나타내었다. 합성된 지질의 토코페롤 함량을 분석한 결과는 ${\alpha}$, ${\gamma}$-토코페롤이 각각 4.7, 1.0 mg/100 g로 반응기질보다 감소하였고, 이의 산가, 비누화가, 요오드가의 측정 결과는 각각 0.4, 173.9, 59.0이었다. 재구성 지질의 융점은 세 개의 피크를 보이며 각각 8.7, 25.3 및 $40.9^{\circ}C$으로 나타났고 결정화점은 각각 0.7, $18.2^{\circ}C$로 분석되었다. 또한 고체지 함량은 31.8%($25^{\circ}C$), 22.3%($30^{\circ}C$), 13.9%($35^{\circ}C$)를 나타내어 상업적인 쇼트닝과 유사한 물성을 보였다. 재구성 지질의 녹는점은 $39.8^{\circ}C$로 측정되었고, hardness value는 63.8 g로 분석되었다.