• 멤브레인
• /
• 제19권2호
• /
• pp.157-164
• /
• 2009

소수성, 고무상 고분자인 polydimethylsiloxane (PDMS) 소재를 대상으로 치밀한 단일막과 복합막을 제조하였으며 이들을 이용한 투과증발법을 통해 바이오부탄올을 농축하는 실험을 수행하였다. 바이오부탄올 회수를 위해 $1{\sim}5wt%$의 부탄올이 함유된 모델 수용액을 대상으로 조업온도$(20{\sim}40^{\circ}C)$와 막두께$(1{\sim}100{\mu}m)$를 변화시키면서 PDMS막의 투과증발 특성을 조사하였다. $100{\mu}m$ 두께 PDMS 단일막의 경우 공급부탄올의 농도가 증가할수록 포집된 부탄올의 농도, 선택도, 투과도가 증가하였다. 이러한 결과는 물보다 부탄올에 대한 PDMS 소재의 친화성과 막 사슬 내의 큰 자유부피(free volume)로 부탄올에 대한 확산저항이 적기 때문에 부탄올에 대한 선택도와 투과도가 높은 것으로 파악되었다. 조업온도를 $20{\sim}40^{\circ}C$로 증가시키며 투과증발특성을 조사한 결과, 온도의 상승에 따라 포집된 부탄올의 농도, 선택도, 투과도 모두 증가하였다. PDMS막의 두께가 $100{\mu}m$에서 $1{\mu}m$로 얇아질수록 포집된 부탄올의 농도와 선택도는 감소하였으며 투과도는 증가하는 경향을 보였다.

• KSBB Journal
• /
• 제24권5호
• /
• pp.446-452
• /
• 2009

본 연구에선 바이오부탄올 생산을 위한 추출발효에 적용하고자 부탄올 추출에 효율적이고 미생물에 독성을 주지 않는 적합한 추출용매를 선정하고자 하였다. 추출 용매를 선정하기 위하여 부틸 부틸레이트, oleyl alcohol, 친환경 용매인 소수성 이온성 액체 2 종류를 이용하여 분배계수를 구한 결과, 부틸 부틸레이트와 oleyl alcohol이 높은 부탄올 분배계수를 나타내었고 부탄올 농도 1-20 g/L와 pH 4-5.5 범위에서 80% 이상의 우수하고 안정적인 추출효율을 나타내었다. 미생물에 독성이 없는 oleyl alcohol를 사용한 회분식 추출발효에서는 추출을 하지 않은 회분식 배양보다 11% 향상된 부탄올 생산을 보였다 (11.2 g/L vs. 12.4 g/L). 이는 배양액 내의 부탄올이 추출되어 배양액내의 부탄올 농도가 낮게 유지됨으로써 부탄올 독성 영향이 감소되었고, 이로 인해 향상된 부탄올 생산이 이루어진 것으로 판단된다. Oleyl alcohol：부틸부티레이트 부피비를 9：1로 혼합한 용매를 사용했을 경우는 미생물 생장에는 저해 영향이 미미했으나 부탄올 생산은 추출발효를 하지 않은 회분식 배양에 비해 60%에 그쳤다. 부틸부티레이트를 20% 이상 미생물 생장에 심각한 저해를 주는 것으로 관찰되어졌다. 본 연구를 통해, 실험에 사용된 4가지 추출 용매 중에서 oleyl alcohol이 미생물에게 독성영향을 끼치지 않으면서 부탄올 추출을 효율적으로 할 수 있음을 알 수 있었고, oleyl alcohol을 바이오 부탄올 연속 추출발효에 적용한다면 향상된 부탄올 생산성을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.243-246
• /
• 2000

Clostridium.aetobutylicum Bl8에 의한 부탄올 발효에서 농도, extra nutrient, pH대한 부탄올 생성량을 알아보았다. 실험결과 extra nutrient를 주입했을 때 부탄올의 농도가 주입하지 않았던 배양에서보다 약 17%정도 증가하는 결과를 보였고, pH를 control 했을 때에는 glucose 60g/L 회분 실험을 기준으로 부탄올 생산량이 약 41%정도가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.26-32
• /
• 2013

부탄올 용매에서 생존하는 부탄올 내성 미생물을 분리하였다. 분리된 미생물들의 세포성장은 부탄올 농도가 증가함에 따라 감소하였으며, 그 중에서 BRS02가 12.5 g/L에서 가장 높은 내성도를 나타내었다. 또한, UV를 이용하여 BRS02균의 변이를 유도하여 고농도 부탄올 내성균 BRS251을 개발하였다. 부탄올 생산 모델균주로 대장균과 함께 부탄올, 프로판올 및 펜탄올에 대한 내성도를 비교한 결과, 대장균은 7.5 g/L 부탄올과 20 g/L 프로판올, 2 g/L 펜탄올 농도까지 생육이 가능한 반편, BRS251은 더 고농도인 17.5 g/L 부탄올과 32.5 g/L 프로판올, 6 g/L 펜탄올 농도까지 생육이 가능하였다. 분리된 세균을 동정하기 위해서 그람염색 후 광학현미경으로 관찰한 결과 그람양성의 구균으로 확인이 되었으며, 6.5% NaCl에서 생육이 가능하였다. 생화학적 특성을 분석한 결과, arginine dihydrolase, ${\alpha}$-glucosidase, urease 효소활성을 가지고 있었으며, 호기적인 조건에서 D-galactose, Dmaltose, D-mannitol, D-mannose, methyl-${\beta}$-D-glucopyranoside, D-ribose, sucrose, D-trehalose를 탄소원으로 자화하여 산을 생성할 수 있었으며, bacitracin, vibriostatic agent O/129 및 optochin에 대한 항생제 내성을 나타내었다. 16S rRNA 유전자 서열을 결정하고 계통발생도 분석을 통해 BRS02는 최종적으로 Staphylococcus sp.임을 동정하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제49권6호
• /
• pp.816-822
• /
• 2011

투과증발법은 투과 측의 진공 유지에 필요한 전력만을 소비하기 때문에 에너지 저감 기술이며, 공비증류와 같이 제 3의 보조 화학 물질을 사용하지 않기 때문에 환경 친화 기술로 알려져 있다. 본 연구에서는 수열 합성을 통해 Silicalite-1을 합성하고 이를 PDMS 고분자에 적절한 양을 첨가하여 PDMS-zeolite 복합막을 제조하였다. 제조한 분리막을 이용하여 n-부탄올 수용액으로부터 n-부탄올을 분리하였다. 공급 수용액의 농도 변화 및 첨가한 제올라이트의 양 변화에 따른 투과증발 특성을 관찰하였다. 부탄올 농도가 매우 낮은 0.001 몰분율이 포함된 1,000 $cm^3$ 수용액을 용기로 공급하였다. 투과측의 압력을 약 0.2~0.3 torr로 유지하였다. n-부탄올의 투과플럭스는 공급된 n-부탄올의 농도가 0.015 몰분율인 실험조건에서 복합막 내의 Silicalite-1의 첨가량이 0 wt%에서 10 wt%로 증가함에 따라 14.5에서 186.3 g/$m^2$/hr로 크게 증가하였다. 이는 제올라이트 입자가 지닌 미세공 구조와 강력한 소수성으로 인하여 분리막의 분자 선택성이 4.8에서 11.8로 상당히 개선되었음을 의미한다. 이러한 결과로 투과된 투과물 내의 n-부탄올의 농도가 0.07 몰분율에서 0.15 몰분율로 상당히 증가함을 알 수 있었다. 이렇게 합성된 복합막을 n-부탄올 농도가 0.015 몰분율 이하의 상당히 낮은 발효액으로부터 분리 회수하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한화학회지
• /
• 제52권2호
• /
• pp.111-117
• /
• 2008

순수 물 및 부탄올 이성질체의 수용액에서 양이온 계면활성제인 trimethyltetradecylammonium bromide(TTAB)와 비이온 계면활성제인 polyoxyethylene(23) lauryl ether(Brij 35)로 이루어진 혼합계면활성제의 임계미셀농도(CMC)와 반대이온의 결합상수값(B)을 TTAB의 겉보기 몰분율(1)의 함수로서 전도도법과 표면장력계법으로 측정하였다. 이와 같이 측정한 CMC 값에 비이상적 혼합미셀화 모델을 적용함으로써 여러 가지 열역학적 함수값(Xi, i, Ci, aiM, 및 △Hmix)들을 계산하고 분석하였다. TTAB/Brij 35 혼합계면활성제의 미셀화에 미치는 부탄올 이성질체의 효과는 n-부탄올>iso-부탄올>tert-부탄올>물 크기순으로 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.13-22
• /
• 2019

울금(Curcuma longa L.)의 산화억제 및 질소산화물 소거활성 등 기능성 소재로서 활용 가능성을 검토한 결과, 프로안토시아니딘(proanthocyanidin) 함량은 $69.000{\pm}2.737mg$ catechin equivalents (CE)/g dry weight으로 확인되었으며, 증류수(distilled water, DW), 70% 에탄올 및 노르말 부탄올(n-butanol)의 3가지 용매를 사용한 추출 수율은 DW (17.11%), 70% 에탄올(15.26%), 노르말 부탄올(4.12%) 순으로 관찰되었다. 총 플라보노이드(total flavonoid) 함량은 DW, 70% 에탄올 및 노르말 부탄올에서 각각 0.032, 0.512 및 2.221 mg quercetin equivalents (QE)/g의 함량으로 나타났고, 노르말 부탄올에서는 유의적인 차이를 보이며 높게 관찰되었다(p<0.05). Nitric oxide (NO) 라디칼 소거 활성은 농도 별(0.2~0.8 mg/mL) DW에서 15.64~26.20%, 70% 에탄올 10.52~20.76%, 노르말 부탄올에서 13.39~69.92%로 확인되었다. Nitrite ($NO_2$) 소거활성은 DW 및 70% 에탄올과 비교하였을 때 노르말 부탄올에서 강한 $NO_2$ 소거활성을 보였다. ${\beta}$-carotene 탈색 저해활성은 DW에서 8.81~25.93%, 70% 에탄올 1.20~20.20%, 노르말 부탄올 12.08~43.93%로 나타났다. 지질과산화 저해활성은 DW, 70% 에탄올 및 노르말 부탄올에서 각각 5.60~27.54%, 37.78~50.79% 및 41.79~46.39%로 동정되었다. 이에, 천연 항산화제 등 기능성 소재로서의 활용 가능성이 있을 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제53권1호
• /
• pp.116-120
• /
• 2015

HY 제올라이트 촉매 상에서 2-부탄올의 탈수반응을 통한 부텐 제조에 관한 연구를 수행하였다. 고정층 촉매 반응기에서 2-부탄올 탈수 반응을 수행하였다. HY 제올라이트 촉매의 $Si/Al_2$ 비가 증가할 때 2-부탄올의 전환율이 증가하는 경향을 보였는데 이는 산점의 세기가 증가했기 때문으로 해석할 수 있다. 2-부탄올의 탈수반응에 의해 생성된 1-부텐, 트랜스-2-부텐 및 시스-2-부텐의 선택도는 $Si/Al_2$ 몰 비의 변화에 큰 영향을 받지 않았다. 따라서, 본 연구에서 사용한 HY 제올라이트 촉매 중에서 $Si/Al_2$ 몰 비가 60인 촉매가 2-부탄올의 탈수 반응에서 1-부텐의 수율을 최대화하는데 가장 유리한 것을 알 수 있었다. HY (60) 제올라이트 촉매의 경우, 1-부텐의 수율을 최대화하기 위한 최적 반응 온도는 $250^{\circ}C$ 이었다.

• 생명과학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.59-65
• /
• 2021

Prunus mume Sieb. et Zucc는 아시아 전역에 분포되어 있으며 전통적으로 약과 음식에 사용되어져 왔다. 이러한 매실은 각종 유기산, 무기질 및 페놀성분이 다량으로 함유되어 있는 것으로 알려져 있다. 지금까지의 매실 연구 동향은 항산화, 항암, 항균 등의 연구에만 치중되어 있고 혈관 신생에 대한 연구는 거의 이루어져 있지 않다. 혈관 신생은 전이성 암의 일반적인 특징으로 이를 통하여 부족한 산소와 영양분을 타 조직에서 가지고 온다. 이 연구에서는 매실 부탄올 분획물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 VEGF로 유도된 인체 혈관 내피 세포의 증식과 이동성, 침윤 및 모세혈관 형성 억제능을 평가함으로서 혈관신생 억제 활성에 대하여 조사하였다. 매실 부탄올 분획물은 높은 항산화능을 가지고 있는 폴리페놀(12.81 mg GAE/g)과 플라보노이드(28.4 mg QE/g)를 함유하고 있다. 매실 부탄올 분획물은 25-200 ㎍/ml의 농도에서 인체 혈관 내피 세포의 증식을 억제하지 않았으며 정상 세포에 독성을 나타내지 않았다. 또한 매실 부탄올 분획물은 인체 혈관 내피 세포에서 VEGF에 의한 이동성, 침윤 및 모세혈관 형성을 억제하였다. 이 결과는 매실 부탄올 분획물이 VEGF에 의해 유도된 인체 혈관 내피 세포의 혈관 신생활성을 억제하는 것을 시사하였다. 따라서 본 연구는 매실 부탄올 분획물이 혈관 신생 억제를 위한 잠재적인 치료제로서의 가능성이 있음을 확인하였다.

• 멤브레인
• /
• 제19권1호
• /
• pp.54-62
• /
• 2009

부탄올을 투과증발 공정으로 분리하기 위하여 복합공정에 의하여 투과증발막을 제조하였다. 상업용 poly(dime-thylsiloxane) (PDMS) 막을 plasma 처리시키거나, polysulfone, poly(ether imide) 막을 지지체로 사용하여 plasma 처리 및 PDMS 코팅의 복합공정을 적용하였다. 헥산계열과 실란계열 유기 화합물을 사용하여 PDMS막을 plasma 처리하였을 경우 막 표면의 소수성을 증가시켜서 부탄을 선택도가 12.56까지 향상되었다. 반면에 투과량은 막 표면의 소수성 증대와 free volume의 변화로 인해 $1.15kg/m^2{\cdot}hr$까지 감소되어 선택도와 반대의 성향을 나타내었다. 막의 소수성이 증가함에 따라 접촉각과 상대적 sorption 비가 증가하였고, 부탄을 선택도도 향상되었다. PDMS 코팅 용액에서 prepolymer의 함량이 높을수록 부탄올 선택도가 증가하였다. PDMS 코팅과 plasma 처리 공정의 순서에 따른 영향을 조사하였다. 부탄올과 노르말 헥산으로 plasma 처리할 경우 plasma처리, PDMS 코팅 순으로 제조된 막의 분리 성능이 우수하였고 hexamethyldisilane과 hex-amethyldisilazane을 사용한 경우에는 역순으로 제조된 막의 분리 성능이 더 우수한 것으로 나타났다.