• KSBB Journal
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• 제16권5호
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• pp.511-515
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• 2001

TCE및 TCE 분해산물의 높은 독성으로 인하여 TCE 분해 효소 및 세포 불활성화가 일어나서 장기간 안정되게 반응기 운전이 어렵다는 단점을 극복하고, TCE와 성장기질사이의 경쟁적 저해관계로 인한 처리효율 감소도 막기 위하여 TCE분해단계와 세포 및 효소 재활성화 단계를 구분시킨 2단계 CSTR/TBF 시스템을 개발하였다. B. ceapcia G4를 분해 미생물로 사용하였으며, 탄소원인 phenol과 공기 및 배지가연속적으로 공급되는 CSTR에서 효소 및 세포 재활성를 도모하고, TBF에서는 폐가스에 포함된 기사의 TCE를 공기와 함께 공급하여 B. cepcia G4 미생물막에의한 TCE가 분해되도록 구성하였다. 2단계 CSTR/TBF 시스템은 유입 TCE 농도가 15pp $m_{v}$까지도 100% 수준의 처리 효율을 보여주었으며, 고농도의 TCE를 안정적으로 장기간 처리할 수 있었다.다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.541-544
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• 2001

One of the most promising TCE treatment systems is trickling biofilter (TBF), in which monooxygenase, the corresponding enzyme for initiating growth substrate oxidation, fortuitously transforms TCE via cometabolism. TCE. however. is not easily treated by simple cometabolic biotransformation. This is mainly due to the toxicity of TCE to microbial cell and monooxygenase. In this study, we cleveloped and operated a two-stage CSTR/TBF system for the long-term continuous treatment of TCE. In the two-stage biotransfon11ation system, CSTR with cell recycle from TBR was coupled to the TBR for the reactivation of the cells deactivated during TCE degradation.

• KSBB Journal
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• 제14권4호
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• pp.452-459
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• 1999

본 연구에서는 난분해성 물질인 기상의 TCE를 효과적으로 처리하기 위하여 CSTR과 TBR을 연결한 2단계 생물막 반응기를 제작ㆍ운전하였다. TBR에는 TCE 분해능이 탁월한 메탄자화균인 Methylosinus trichosporium OB3b를 활성탄에 고정화시켰고, 기상의 TCE를 유입부에 연속적으로 공급하여 분해시켰다. 개발된 반응기 시스템의 효율을 조사하기 위해 다양한 운전조건에서 TCE 분해속도, TCE 전화율 및 cMMO 활성변화 등을 조사하였다. 여러 가지의 유입부 TCE 농도에서 운전한 결과 80 $\mu$mol/L의 고농도까지 처리가 가능함을 알 수 있었고, TCE를 포함한 기체의 유속을 변화시켰을 때 유속이 증가함에 따라 낮은 유속(50~200 mL/min)에서는 직선적으로 TCE를 분해속도 및 전화율이 증가하다가 높은 유속(200~600 mL/min)에서는 일정하게 유지되었다. TBR의 온도를 달리하였을 때, 2$0^{\circ}C$의 낮은 온도에서 3$0^{\circ}C$의 높은 온도보다 TCE 전화율 및 분해속도가 증가되어 TBR에서의 TCE 분해반응이 물질전달 저해를 받음을 알 수 있었다. CSTR에서의 희석속도가 낮으면 TCE 분해속도와 전화율의 감소 및 sMMO 활성 저하 현상이 일어남을 관측할 수 있었고, TBR에서 TCE 분해 과정에서 불활성화된 sMMO 및 세포 활성을 효과적으로 재활성화시키기 위해서는 CSTR의 희석속도를 높이 유지해야함을 알 수 있었다. 약 270일 이상의 운전기간 동안 운전조건을 다양하게 변경시켜도 매우 안정되게 시스템이 유지됨을 알 수 있었고, 최고분해속도는 525 mg TCE/Lㆍday 정도로 높아 개발된 2단계 CSTR/TBR 시스템의 우수성을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제11권1호
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• pp.58-64
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• 1996

K-carrageenan에 고정화시킨 Zymomonas mobilis를 이용한 연속적인 sorbitol 생산에 대하여 연구하였다. Toluene과 glutaraldehyde로 처리하여 투과성을 증대시킨 세포를 alginate나 chitin 고정화 공정에서 어느 정도의 효소활성을 보였으나 210시간 이상의 공정반응에서는 sorbitol 생성량이 감소되었다. 독성이 적고 투과성을 증가시키는 물질로서 toluene 대신 CTAB(Cetyltrimethylammoniumbromide)를 사용하였다. CTAB로 투과성을 증가시킨 세포를 k-carrageenan에 고정화하여 CSTR과 packed bed reactor를 이용하여 sorbitol 생산을 시도하였으며 CSTR보다도 (25일) packed bed reactor에서 (30일) 더 긴 시간 효소활성도가 유지되었다. Two-stage 연속공정에서는 희석비율이 (dilution rate, $h^{-1}$) 증가함에 따라서 sorbitol 생성률이 증가되었으며 희석비율 0.32 $h^{-1}$에서 첫번째와 두번째 반응조에서 각각 $15g/\ell-h,$ $22g/\ell-h의$ sorbitol 생성률을 얻었다. 0.32$h^{-1}$보다 높은 희석비율에서는 생성를이 감소되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권12호
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• pp.1075-1080
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• 2009

혐기성 소화 시 산발효 단계에서 지질 성분이 부분적으로 분해되고 지질 내 이중 결합이 포화됨을 통해 후단의 메탄발효 효율이 향상됨이 보고된 바 있다. 본 연구에서는 혐기성 연속 회분식 반응조(anaerobic sequencing batch reactor, 이하 ASBR) 및 연속 흐름 교반 반응조(continuously stirred tank reactor, 이하 CSTR) 형태의 산생성조를 각각 운전하여 지질 분해 및 독성 저감 효율을 살펴보았다. 기질로는 두 가지 불포화(oleate and linoleate), 두 가지 포화(palmitate and stearate) 지방산(long-chain fatty acids, 이하 LCFA)로 구성된 LCFA 혼합물을 사용하였다. 반응조 내의 높은 미생물 보유량에 의해 ASBR이 수리학적 체류시간(hydraulic retention time, 이하 HRT) 12 hr 이하에서 우월한 성능을 보였다. HRT 9시간에서 ASBR은 36.7%의 LCFA 분해, 14.3%의 이중결합 포화, 43.8%의 산생성 효율을 보였으며, 이는 HRT 15시간의 CSTR 보다 각각 19%, 10%, 21% 높은 수치였다. 지질 함유 폐수의 혐기성 소화 시 ASBR을 이용한 산발효가 효과적일 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제13권6호
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• pp.970-975
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• 2003

생촉매 및 생물막 반응기를 이용한 TCE 생분해는 TCE를 무해한 최종산물로 처리할 수 있는 환경친화적 방법이며, 초기 시설비와 운영비도 낮아 경제성도 우수한 기술로 평가할 수 있다. 그러나, TCE 및 독성 분해산물로 인하여 생촉매 불활성화가 일어나서 장기간 안정된 반응기 운전이 어렵고, TCE와 성장기질사이의 경쟁적 저해로 인하여 처리효율이 저하된다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 TCE 처리 단계와 생촉매 재활성화 단계를 구분시킨 2단계 CSTR/TBF 시스템에 대하여 TCE 연속처리용 시스템으로써의 실규모 적용 가능성을 평가해 보았다. B. cepacia 및 M. trichosporium을 생촉매로 사용한 2단계 CSTR/TBF 시스템은 고농도 유입 TCE와 다양한 운전조건에서도 28∼525mg TCE/1$.$day수준의 높은 TCE 처리효율을 안정되게 유지할 수 있어 산업폐가스 처리를 위한 실규모 처리 시스템으로 적용 가능성이 높다고 평가할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제19권5호
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• pp.406-409
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• 2004

Matrix Assisted Laser Desorption ionization Time of Flight (MALDI-TOF) was used for enzymes identification related to B -1,3-glucan synthesis. Agrobacterium sp. ATCC31750 was cultivated with two stage Continuous Stirrer Tank Reactor (CSTR) and the cells were harvested and their protein profiles were analysed by two dimensional electrophoresis. The specific enzyme spot was treated with trypsin and ana lysed by MALDI-TOF to get peptide molecular weight. The peptide molecular weights were matched with Agrobacterium tumefacience's Data Base from the matrix science site, then could identify the avaliable key enzymes. In this study, we identified key metabolite of synthesis of beta-1,3-glucan, such as glucose-6-phosphate isomerase, phosphoglucomutase, B-1,3-glucan synthase and glucokinase, and we also identified uracil phosphoribocyl transferase and Ribosome recycling factor also.

• KSBB Journal
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• 제15권5호
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• pp.489-496
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• 2000

고농도 유전자 재조합 대장균을 이용하여 pyruvate dehy-drogenase complex-E2 특이성 인간 모노클론 항체의 Fab 부분을 효율적으로 생산하기 위해 회분식, 이단 연속식, 반 유 가식, two-stage cyclic fed-batch 동 여러 가지 배양 방법이 조사되었다. 먼저 플라스미드 안정성 문제를 극복하기 위해 growth stage와 production stage를 분리하는 two-phase 회분식 배양과 이단 연속식 시스템을 시도하였다 그 결과 two-phase 회분식 배양보다는 이단 연속식 배양에서의 세포농도와 항체 생산성이 우수하였다 또한 이단 연속식 배양에서의 세포 성 장과 항처l 생산성은 용존산소를 제어한 경우가 그렇지 않은 경우보다 월등하게 높았다. 그리고 plasmid 안정성에 있어서 는 실험기간 내에 거의 100%를 유지하여 높은 안정도를 보 여주었다. 유가식 공정에 적합한 공급 배지로 변형된 M9 배 지가 최적배지로 선정되었고 이 배지 중 최적의 CjN 비율을 조사한 결파 2:3으로 결정되었다. 반 유가식 시스템에서 constant feeding 전략을 사용할 경우 최적 공급속도는 $0.6g/\ell/hr$이었다. 또한 pulse에 의해 공급배지를 공급할 경우에는 총 공급 량이 같을 경우 소량으로 자주 공급해 주는 것이 공급배지를 한꺼번에 많은 양을 공급해주는 것 보다 바람직하였다. 여러 가지 feeding 전략을 조사해 본 결과 linear feeding 방법이 가장 효과적이었다. 하지만 linear feeding 방법마저도 고농도 세포배양에 한계가 있었기 때문에 pH-stat 방법을 이용한 two-stage cyclic fed-batch 시스템을 시도하여 $54 g/\ell$의 세포 를 얻을 수 있었다. 따라서 이 방법이 일단 생산성 향상을 위한 세포의 고농도 배양에는 조사한 여러 배양 시스템 중에 가장 효율적인 시스템임올 알 수 있었다 하지만 이 시스템 에서 포도당을 낮은 level로 유지할 수 있었으나, 초산의 과도한 축적으로 항체 생산성의 향상은 예상에 비해 크지 않았다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제19권5호
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• pp.487-490
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• 1991

효모 재순환계에 의한 당밀의 연속발효를 하였다. 단계적으로 YPD배지 농도를 10g/l에서 183.5g/l로 증가시킨 후 최종 발효배지는 당밀로 하였다. 최고의 효모농도는 25g/l였고, 운전중 평균 효모농도는 23.5g/l으로 종래 회분식보다 3.4배 높았다. 최적 발효조건은 180g/l의 당밀배지를 공급하였을 때 교반속도 500rpm, 희석을 0.037$h^{-1}$였다. 이 조건을 645시간 연속 운전하였으며 최고 알코올 생산성은 4.9g$l\cdot h$로서 이때의 희석율은 0.091$h^{-1}$, 알코올 농도는 53.9g/l이었다.