• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.321-329
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• 2002

Clostridium butyricum, Lactobacillus amylophillus, Lactobacillus amylovorus, Lactobacillus acidophillus, AI-9 produced hydrogen and /or organic acids using glucose, lactose and starch at the anaerobic culture conditions. Cl. butyricum NCIB 9576 evolved 1,700 ml H2/L-culture broth and accumulated butyric acid, acetic acid, propionic acid and ethanol in its culture broth when lactose was used as a carbon source during 24 hrs of fermentation. L. amylovorus ATCC 33620 accumulated lactic and acetic acids and some reducing sugars when starch was used as a carbon source without hydrogen production. Instead of starch as a carbon source, L. amylovorus ATCC 33620 produced lactic acid from algal biomass during fermentation and the acid-heat or freeze-thaw pretreatment of algal biomass accelerate the lactic acid fermentation.

• 유기물자원화
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• 제19권2호
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• pp.49-54
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• 2011

본 연구는 혐기성 수소 발효 반응조의 유출수를 기질로 이용하여 anaerobic baffled reactor (ABR) 및 anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) 형태에 따른 혐기성 메탄 발효 성능을 평가하였다. 두 개의 반응조는 유기물 부하율 $1.0kg\;COD/m^3{\cdot}d$와 수리학적 체류시간 20일에서 운전을 수행하였다. ABR과 ASBR의 초기 운전 기간에서 메탄 발생량은 각각 0.04 L/L/d와 0.19 L/L/d로 나타났으며, ABR과 ASBR의 최대 메탄 발생량은 각각 0.25 L/L/d와 0.31 L/L/d로 나타났다. ABR과 ASBR의 초기 운전 기간에서 COD 제거율은 각각 89%와 92%로 나타났다. 정상 상태에 도달한 후에는 ABR과 ASBR의 COD 및 VS의 제거율은 각각 90% 이상 유지되었다. 비메탄 활성도는 미생물이 기질에 적응함에 따라 반응조에 상관없이 증가하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.510-516
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• 2016

This study examines the effects of linear alkylbenzene sulfonate on hydrogen fermentation of food waste. The hydrogen production rate was similar with different linear alkylbenzen sulfonate (LAS) concentrations. The maximum hydrogen yield increased with increasing LAS concentration. The highest maximum hydrogen yield was $0.550{\pm}0.005mol$ H2/mol hexose at LAS for 5.52 mg/L. But the maximum hydrogen yield decreased above LAS for 11.05 mg/L. The concentration of acetate in control reactor was increased, but it decreased with increasing LAS concentration in other reactors.

• 유기물자원화
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• 제18권1호
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• pp.81-88
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• 2010

음식폐기물의 혐기성 발효시 열적 전처리의 최적 조건을 도출하기 위하여 수소 발생 특성을 평가하였다. 음식폐기물의 열적 전처리의 경우 용해성 화학적 산소요구량(SCOD)과 탄수화물 함량을 증가시켜 수소 수율을 향상시키는 것으로 나타났다. 실험결과 SCOD와 탄수화물을 기준으로 한 최대 가용화 효율은 각각 55.1%와 223.6%로 나타났다. 반응시간에 따라 전처리 효과는 증가하는 경향을 보였으나 20분간 1시간 비교시 약 7%의 차이를 보여 20분 이상의 반응시간의 증가는 크지 않은 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권10호
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• pp.672-678
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• 2014

본 연구는 음식물 쓰레기 내 질소농도에 따른 발효과정에서 수소생성 특성과 미생물의 군집변화를 살펴보았다. 음식물 쓰레기 내 질소의 함량이 200 mg/L일 때 가장 높은 수소생산 효율을 보여주었으며, 이 때 수소생산율은 83.43 mL/g dry wt biomass/hr이였다. 질소의 함량이 600 mg/L 이상이 되면 수소생산이 저해되는 것으로 나타났으며 수소생산량과 B/A ratio (Butric acid/Acetic acid)의 비례적 상관관계는 관찰되지 않았다. 16S rDNA의 PCR-DGGE결과 대부분 군집은 Clostridium sp. 미생물로 규명되었으며 수소생성에 기여도가 큰 미생물은 Enterococcus faecium partial, Klebsiella pneumoniae strain ND6, Enterobacter sp. NCCP-231, 그리고 Clostridium algidicarnis strain E107 등으로 판명되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권12호
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• pp.865-872
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• 2014

본 연구는 수소가스 생산을 위한 brown water(소변을 제외한 대변 + 대변세척수 6 L)의 혐기성 소화 시, 음식물쓰레기 혼합 효과를 평가하기 위해 실시하였다. brown water와 음식물쓰레기의 적절한 혼합 비율을 찾기 위해 회분식 실험이 수행되었고, 도출된 결과는 연속운전 세미파일럿 규모 brown water의 혐기성 소화장치의 실험에 적용되었다. 회분식 실험에서 70%의 음식물쓰레기와 30%의 brown water을 혼합하였을 때 $6.92mmol\;H_2/g\;COD_{removed}$의 최대 수소생산수율을 나타내었다. 동일한 혼합비율로 투입한 음식물쓰레기 및 brown water의 세미파일럿 규모 혐기성 소화조를 운전하였을 때, 반응조 내부에서 수소생산의 중간산물인 butyric acid의 현저한 증가를 보였다. 이 때 수소 생산의 지표인 B/P (butyrate/propionate) 비는 52.64로 나타났고, 수소생산수율은 최대 $25.03mmol\;H_2/g\;COD_{removed}$로 나타났다. 이상의 실험적 연구결과 brown water의 혐기성 수소발효에서 음식물쓰레기의 혼합은 수소발생을 촉진하기 위한 좋은 대안임을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권1호
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• pp.10-16
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• 2013

제당폐수를 산 또는 알카리 전 처리한 후 생물학적 수소생산율과 유기산의 생성특성을 평가하였다. 제당 폐수의 수소발생량은 산 전처리된 경우 보다 알칼리 전처리된 시료에서 약 70%의 발생량 증가를 나타내었다. 또한 제당폐수 원액에 적절한 영양염류(질소 인)를 공급하였을 때 보다 양호한 수소생성률을 보여주었다. 제당폐수의 혐기발효에 있어서 탄수화물의 분해와 수소생성의 직접적인 연관성은 나타나지 않았다. Butyric acid/Acetic acid (B/A)비와 수소생산의 연관성을 살펴보았을 때, 영양염류를 첨가한 제당폐수는 순수 제당폐수보다 B/A비가 약 3배 증가하였으며 알카리 전처리와 영양염류를 첨가한 시료에서 B/A비가 4.02로 가장 높게 나타났다. 실험에 사용된 전체 시료에서 B/A비가 클수록 수소생성률이 높았다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권1호
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• pp.54-61
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• 2007

pH가 혐기성 수소 발효에 미치는 영향을 고찰하기 위해 배양기간 동안 pH를 $3\sim10$까지 일정하게 유지시킨 상태에서 수소생산 효율을 살펴보았다. 유입기질을 sucrose로 하여 생성된 가스는 이산화탄소와 수소였으며 메탄가스는 검출되지 않았다. 수정 Gompartz 방정식을 이용하여 수소가스 발생량$(P_h)$과 최대수소 생성율$(R_h)$을 회귀분석하였을 때 pH 5에서 수소가스 발생량$(P_h)$은 약 1182 mL이고 최대수소 생성율$(R_h)$은 112.46 mL/g dry wt biomass/hr이였다. 수소 전환율은 22.56%이였으며 butyrate/acetate 비가 pH 5에서는 1.63, pH 6에서는 0.38로 ratio값이 높은 pH 5에서 효율이 더 좋다는 것을 확인할 수 있었다. Haldane equation을 이용하여 비수소생산율을 산정해 본 결과 최대 비수소생산율은 119.61 mL/g VSS/hr이였고, 최대 비수소생산율을 나타내는 pH는 5.5로 판명되었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권6호
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• pp.143-150
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• 2012

바이오에탄올 생산공정은 당 (Sugar)을 기반으로 하는 공정과 합성가스를 이용하는 공정으로 분류할 수 있다. 이 가운데 합성가스를 이용하는 공정은 촉매를 이용한 화학적 공정과 혐기성 발효에 의한 생물학적 공정의 두 가지로 나뉜다. Clostridium ljungdahlii는 일산화탄소와 수소가 주요 성분으로 구성되는 합성가스를 이용하여 에탄올과 아세트산을 생산할 수 있는 균주 중의 하나로 알려져 있다. 합성가스 발효공정에서 pH는 미생물의 증식과 에탄올 등의 생산에 아주 중요한 요인 중의 하나이다. 본 연구에서는 pH 조건이 미생물의 생장과 에탄올 생산성에 미치는 영향을 조사하였다. C. ljungdahlii 배양은 엄격한 혐기성 조건에서 100 ml의 serum bottle과 pH 제어가 가능한 반응기를 이용한 실험결과, 회분식 배양 조건에서는 미생물의 생장과 에탄올 생산을 위한 최적 초기 pH는 7.0로 나타났다. 미생물 농도는 0.57 g/L, 에탄올 농도 0.91 g/L로 나타났다. pH 4.5 이하에서는 미생물의 생장이 멈추는 것으로 나타났다. pH 제어가 가능한 생물반응기에서는 pH 6.0 일때 에탄올 생산량이 pH 7.0 일때 보다 높게 나타났다. 일정 수준의 미생물 농도를 유지한 조건에서 합성가스를 기포식으로 주입하고 pH 5.9에서 5.4까지 제어하였을 때 미생물량과 에탄올 농도가 증가하였다. 60 시간이 지난 후에 미생물의 농도는 0.498 g/L, 에탄올은 1.056 g/L까지 이르렀다.

• 유기물자원화
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• 제20권1호
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• pp.78-86
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• 2012

본 연구에서는 제 3세대 바이오매스 미세조류를 이용한 혐기성 암발효 수소 생산 과정에서 산 전처리의 최적화를 통계학적 실험방법인 반응표면법을 적용하여 도출 하였다. 1~3% (v/w)의 산 농도와 10~60 min 전처리 시간을 최적화 실험 범위로 설정하였으며 기질농도 76 g dcw/L와 초기 pH는 7.4로 고정하였고 수소발효 운전 중에 pH는 조절하지 않았다. 최적화 결과 HCl 1.2%와 반응시간 48 min에서 가장 높은 수소전환율인 36.8 mL $H_{2}/g$ dcw을 얻었으며 이때 가용화율은 18.9%로 나타났다. 정확도는 $R^{2}$=0.95로 매우 정확한 상관계수를 보였고 ANOVA test를 통해 예측된 수소전환율에 관련한 경험식은 a quadratic polynomial equation 으로 나타났으며 반응시간보다 산주입농도가 수소 생산에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.