• 미생물과산업
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• 제16권2호
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• pp.34-37
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• 1990

본고에서는 항생물질 생산을 위한 실험실 규모의 유동층 반응기 이용 예를 중심으로 이 반응기 시스템의 생물공정에의 활용 가능성을 살펴보고자 한다.

• 미생물과산업
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• 제20권2호
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• pp.41-45
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• 1994

실관막은 단위부피당 표면적이 커서 상과 상간의 물질전달속도를 증가시킬수 있다는 장점때문에 효소, 미생물, 동식물의 고정화 반응기로써 많은 연구가 진행되어 왔다(1,2). 실관반응기는 이러한 장점이외에도 고정화가 수월하며, 생산물과의 1차분리가 이루어지며, scale-up시 에너지 소모가 적다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 불용성 기질을 사용할 경우, 실관막 기공의 막힘으로 인해 장시간의 조업이 어렵고, 고분자 재질 실관막의 경ㅇ, 몇몇 특수 재질을 제외하고 고온/고압 멸균이 불가능하다는 단점을 지니고 있다. 또한 반응기의 구조상 기체의 원할한 공급이 어려우므로 산소소비속도가 빠른 호기성 미생물 배양을 위해서는 이중실관막과 같은 특수설계의 실관 반응기가 이용될 수 있다(3,4). Fig. 1은 독일 Enka사의 polypropylene 실관의 단면과 전형적인 조업방식을 보여준다.

• 미생물과산업
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• 제16권2호
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• pp.49-52
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• 1990

발효공업이 발달되면서 발효조의 scale-up에 대한 문제는 꾸준하게 연구되어져 왔다. 이 scale-up은 미생물 뿐만 아니라 최근에는 동물이나 식물 그리고 곤충세포의 대량배양을 위해서도 계속적으로 연구되고 있는 분야이다. 수많은 생물반응기가 개발되었고 또 개발중에 있는데, 각 반응기에 대한 scale-up의 방법은 서로 상이할 수 있기 때문에 본 고에서는 현재 산업계에서 가장 많이 사용되고 있는 전통적인 교반조 발효기에 대한 scale-up의 원리와 응용을 다루고자 한다.

• KSBB Journal
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• 제6권4호
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• pp.345-350
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• 1991

본 연구에서는 생물막 유동층 반응기를 이용하여 주정공장폐수를 처리함에 있어 상향유속과 유기물 부하의 변동에 따른 미생물의 성상과 유기물 처리효율을 조사하고, 미생물 성장과 유기물 처리효율을 조사하고, 미생물 성상에 따른 미생물 농도의 변화를 계산하여 이를 실측한 미생물 농도와 비교하였다. 상향유속에 따라 미생물 농도, 미생물막 두께는 민감한 반응을 보였고, 미생물 농도를 높게 유지하기 위해서는 상향유속을 낮게 유지하는 것이 효과적이나, 이에 따라 미생물막도 증가하나 유기물의 제거율은 상대적으로 증가하지 못하므로 적절한 상향유속을 유지하는 것이 유기물 제거율이 측면에서는 유리한 것으로 고찰되었다. 또한 기존 활성슬러지법에서 주정폐수를 처리할 때는 유기물 부하율 1.5kgCOD/$m^3{\cdot}day$에서 70% 이하의 COD처리효율을 나타내는데 반해, 생물막 유동층 반응기에서는 6kgCOD/$m^2{\cdot}day$ 이상에서도 80%의 COD처리효율을 나타내었다.

• 미생물과산업
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• 제20권2호
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• pp.20-25
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• 1994

많은 산업용 ALB가 여러 발효공정에서 성공적으로 사용되고 있음에도 불구하고, 반응기의 설계를 위해 필요한 기본적인 지식들을 제공하는 자료는 그리 많지 않다. 본 총설에서는 ALB의 기본개념을 소개하고, ALB의 설계를 위해 이용가능한 기본적인 정보를 제시하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6B호
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• pp.689-694
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• 2006

계면활성제 거품과 부유미생물을 이용하여 휘발성유기화합물(VOCs)를 제어하는 새로운 방법인 계면활성제 미생물반응기(BFR)를 대상으로, 단일 VOC와 혼합 VOCs가 유입되는 조건에서 BFR의 반응특성을 확인하였다. 본 연구에서는 혼합 VOCs로는 benzene, toluene, p-xylene, styrene의 4가지 물질을, 단일 VOCs로는 toluene을 선정하였다. 전체적으로 BFR 시스템은 기체체류시간 40초 조건에서 안정적인 운전효율을 보여 기존 담체충진형 바이오필터의 대안기술로 적용 가능하다고 판단된다. 또한 동적부하 변동실험 결과 BFR 시스템은 높은 부하량 유입시 거품에 의한 물질전달율이 일정하게 유지되어 안정적인 처리효율을 얻을 수 있었다. 그러나 유입 VOCs 농도가 증가하면서 액상으로 전달된 VOCs 일부가 미생물 반응조에서 탈기 작용으로 기체상으로 역배출되어 최종 유출농도가 상승하는 현상이 발견되었다. Styrene 이외의 다른 VOCs는 물질전달율 면에서 큰 차이가 없었으며 생분해율(styrene, toluene, benzene, p-xylene) 순에 따라 최종 유출농도가 결정되었다. 따라서 본 연구의 BFR 시스템은 활성미생물 농도 또는 미생물 반응조 부피 증가 등의 방법으로 전체 운전효율을 증가시킬 수 있을 것으로 예상된다. BFR 시스템에 대한 추가 연구 및 개량은 물질전달율 증가보다는 미생물 활성도, 혼합 VOCs에 의한 미생물 군집변동 등에 초점을 맞출 필요가 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권2호
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• pp.38-44
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• 2006

본 연구에서는 독립영양 황탈질반응을 이용한 질산성 질소 처리 반응 벽체의 탈질능과 미생물학적 안정성을 확인하기 위하여 황/석회석과 독립영양 황탈질 미생물을 이용한 칼럼 반응기를 상향식으로 500일간 운전하여 시간과 깊이에 따른 질산성 질소의 제거 효율을 분석하였으며, 반응기 내부의 미생물 군집 변화를 16S rDNA-cloning 염기서열 분석법 및 DGGE 기법으로 분석하였다. 실험 결과, 미생물의 대사 활동에 따라 칼럼 깊이 별로 질산성 질소 제거율 및 미생물 군집 분포의 큰 차이가 나타났다. 칼럼 반응기의 질산성 질소 제거율은 99%에 달하였으며, 특히 칼럼 아래쪽에서 질산성 질소 제거율이 매우 높게 나타났다. 시간에 따른 제거율은 칼럼 운전 100일 후부터 큰 차이를 나타내지 않았다. 초기 접종원에서는 독립영양 황탈질 미생물인 OTU DE-1, Thiobacillus denitrificans의 비율이 15%에 불과하였으며 반응기 운전 초기에는 접종원 및 100일 운전 후 반응기의 윗부분에서 종속영양 탈질 미생물인 OTU DE-2, Cenibacterium arsenioxidans와 DE-3, Geothrix fermentans가 78%와 90%로 높은 비율을 차지하여 종속영양탈질 미생물들이 우점종을 차지하였다. 그러나 OTU DE-1은 100일 후에 칼럼 아래쪽에서 94%의 비율을 차지하여 우점종이 되었으며, 500일 운전 후 분석한 결과 칼럼 전체에서 86%를 차지하여 독립영양 황탈질 미생물이 안정적으로 적응하였음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6B호
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• pp.695-701
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• 2006

Toluene을 유일 탄소원으로 배양한 혼합미생물 군으로부터 순수미생물을 분리배양한 후, 염기서열을 분석하여 Pseudomonas sp. TDB4 균주를 얻었다. 이 균주의 VOC 분해능을 평가하기 위해 toluene, benzene, p-xylene, styrene을 대상기질로 하여 회분식 생분해실험을 진행하였으며, 단일 기질인 경우 toluene, benzene, styrene, p-xylene의 순으로 분해능이 좋은 것으로 나타났다. 또한 VOCs 혼합물을 주입하였을 경우에는 모든 조합조건에서 styrene, toluene, benzene, pxylene의 순서로 쉽게 분해하였다. 이러한 결과로부터 VOC가 공존할 경우 toluene과 p-xylene은 다른 VOC의 분해를 촉진시키지만 styrene은 저해물질로 작용함을 알 수 있었다. 한편 연속식 계면활성제 미생물 반응기(Bioactive Foam Reactor, BFR)에 혼합미생물 배양액과 TDB4 배양액을 접종하고 장기 운전하면서 운전특성과 미생물 동적변화를 확인하였다. VOCs 혼합물질 유입농도가 250 ppm 이상에서는 처리효율이 급격히 저하되었는데, FISH 분석 결과에 따르면 동일한 시점에서 TDB4가 차지하는 비율이 전체 미생물의 20% 미만으로 감소하여 BFR의 처리효율과 미생물상은 매우 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다. 본 연구 결과 FISH 분석법을 계면활성제 미생물 반응기의 미생물 군집변화 해석에 유용하게 사용할 수 있음을 확인하였으며, 미생물 반응조를 장기간 운전할 때에는 안정적인 처리효율을 유지하기 위하여 주기적인 식종을 해주는 것이 적절하다고 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권5호
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• pp.525-529
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• 1990

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.

• 유기물자원화
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• 제9권3호
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• pp.119-126
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• 2001

혼합배양계에서 활성오니를 이용하여 유기성폐수로부터 생분해성프라스틱 생산 공정이 연구 검토되었다. 공정은 크게 PHA를 생산할 수 있는 미생물을 선택 분리하는 선택반응기와 분리된 미생물을 이용하여 PHA를 축적 생산하는 축적반응기로 구성되었는데 선택반응기로는 연속회분식반응기(SBR)가 이용되어 초기 접종된 활성오니로부터 PHA 축적미생물을 분리하기 위해 부영양/빈영양 영역을 반복 운전하였으며 PHA 축적미생물은 어떠한 성장 제한이 없는 SBR에서 잘 성장하였으나 PHA 축적률은 미미하였다. 미생물내 PHA 축적을 증대시키기 위해서는 비탄소원의 영양원이 제한된 조건에서 배양이 필요하게되어 별도의 축적반응기를 이용 실험을 실시한 결과 산소 제한은 효율적이지 못하였고 인과 질소 성분의 제한 조건에서 PHA 축적이 비교적 높게 나타났다. 특히 질소 제한조건하의 유가식 기질 공급 실험에서 PHA가 건량기준으로 미생물내 60%까지 축적되는 결과를 보여주었고 PHA 축적속도는 미생물내 PHA 함량에 크게 의존하여 PHA의 함량이 증가됨에 따라 감소하였다.