• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권6호
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• pp.624-628
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• 1989

A study on the citric acid production using Saccharomycopsis lipolytica (NRRL Y7576) was carried out in shake-flasks, air-lift and membrane recycle bioreactors. The cells entrapped in Ca-alginate beads were used in shake-flasks and air-lift reactor. Repeated batch fermentation in shake-flasks was successfully performed for 34 days and resulted in a yield of 54%. Increased yield (63%) was obtained in the air-lift reactor operation using nitrogen deficient medium (NDM). In the membrane recycle bioreactor operation, the maximal dry cell mass concentration was 39 g/1 at a dilution rate of 0.02 h$^{-1}$ and the yield with NDM was higher than that with growth medium. In addition, the yield and volumetric productivity with pure oxygen supply were greatly improved compared with those with air supply.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권4호
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• pp.265-275
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• 2019

This study aimed to develop a compact partial nitritation step by forming granules with high Ammonia-Oxidizing Bacteria (AOB) fraction using the Air-lift Granulation Reactor (AGR) and to evaluate the feasibility of treating reject water with high ammonium content by combination with the Anammox process. The partial nitritation using AGR was achieved at high nitrogen loading rate ($2.25{\pm}0.05kg\;N\;m-3\;d^{-1}$). The important factors for successful partial nitritation at high nitrogen loading rate were relatively high pH (7.5~8), resulting in high free ammonia concentration ($1{\sim}10mg\;FA\;L^{-1}$) and highly enriched AOB granules accounting for 25% of the total bacteria population in the reactor. After the establishment of stable partial nitritation, an effluent $NO_2{^-}-N/NH_4{^+}-N$ ratio of $1.2{\pm}0.05$ was achieved, which was then fed into the Anammox reactor. A high nitrogen removal rate of $2.0k\; N\;m^{-3}\;d^{-1}$ was successfully achieved in the Anammox reactor. By controlling the nitrogen loading rate at the partial nitritation using AGR, the influent concentration ratio ($NO_2{^-}-N/NH_4{^+}-N=1.2{\pm}0.05$) required for the Anammox was controlled, thereby minimizing the inhibition effect of residual nitrite.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.323-328
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• 2016

공기주입형 가압식 MBR 공정은 일반적인 침지식 MBR 공정과 마찬가지로 정상 운전조건에서 막 오염에 대한 제어 및 관리 기술뿐만 아니라 저유량, 저부하 조건과 같은 비정상 운전조건에서도 시설의 운영에 지장이 없도록 막 오염에 대한 제어 대책이 필요하다. $85m^3$/일 규모의 공기주입형 가압식 MBR 실증시설 운영을 통해 공기주입에 의한 분리막 오염 저감효과와 비상 시 운전조건에서 미생물에 의해 나타날 수 있는 막 오염 문제를 고찰하였다. 가압식 분리막에서 공기의 주입은 분리막 표면에서 공기방울에 의한 scouring 효과에 의해 TMP 상승 기간을 연장시키고 처리의 안정성과 높은 효율의 플럭스($40L/m^2{\cdot}h$ 이상)를 장시간 유지할 수 있는 것으로 분석되었다. 비정상 운전조건에서는 생물반응조에 PACl (53 mg/L as Al)을 주입한 경우 19%의 TMP 상승 감소효과가 있었으나 MBR 공정의 비정상 운전조건 지속에 따른 반복적인 PACl의 주입은 질산화 미생물의 활성도에 영향을 미치게 되어 궁극적으로 질소 처리효율이 악화될 수 있음을 회분식 배양 실험을 통해 확인하였다. 생물반응조에 PAC (0.6 g/L)을 주입한 경우에서는 연속운전 5일 동안 TMP 상승 없이 운전 초기 TMP인 $0.2kg/cm^2$을 유지하여 안정적으로 운전이 가능하였다. 이것은 미생물의 성장 저해조건에서 막 오염 원인물질을 유발하는 EPS와 같은 고분자 물질의 흡착에 따른 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제14권6호
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• pp.672-676
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• 1999

캡슐고정화 Aspergillus niger를 이용하여 산소공급이 구연산의 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 칼슘알지네이트 캡슐에 고정화된 A. niger는 배양중 성장하여 2일 후에는 균사가 캡슐막을 뚫고 나왔으며 배양 8일 후에는 균사가 캡슐전체를 뒤덮었다. 배양액중의 질소원이 충분하거나 산소가 부족한 경우 균사가 느슨해졌다. 일정한 성장용액의 양에 미생물고정화 캡슐의 양이 많이 투입될 수록 구연산의 생산량은 감소하였다. 플라스크 배양의 경우 부피산소전달계수($K_La$)가 1.8 $hr^{-1}$에서 2.55 $hr^{-1}$로 증가하면 미생물의 성장속도는 증가하지만 구연산의 생산량에는 큰 영향이 없었다. 축중심 공기 부양반응기 내에서의 산소전달 속도증가 ($K_La=150hr^{-1}$)는 미생물의 성장속도는 크게 촉진시켰지만 구연산의 생산량은 오히려 감소시켰다. 그러나 중심축 공기 부양반응기내에서 성장배지 중의 질소원 농도를 감소시키면 플라스크 배양의 생산량보다 약 40%이상 증산할 수 있었다. 뿐만 아니라 최대생산량을 얻는 최적 발효기간도 3일 정도 단축시킬 수 있었다. 캡슐고정화 미생물의 성장이나 구연산 생산량은 중심축 공기 부양반응기의 구조변화에 큰 영향을 받지 않았다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제7권1호
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• pp.41-51
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• 2016

In the stratosphere, the air is stable and a photovoltaic (PV) system can produce more solar energy compared to in the atmosphere. If unmanned aerial vehicles (UAVs) fly in the stratosphere, the flight stability and efficiency of the mission are improved. On the other hand, the weakened lift force of the UAV due to the rarefied atmosphere can require more power for lift according to the weight and/or wing area of the UAV. To solve this problem, it is necessary to minimize the weight of the aircraft and improve the performance of the power system. A regenerative fuel cell (RFC) consisting of a fuel cell (FC) and water electrolysis (WE) combined PV power system has been investigated as a good alterative because of its higher specific energy. The WE system produces hydrogen and oxygen, providing extra energy beyond the energy generated by the PV system in the daytime, and then saves the gases in tanks. The FC system supplies the required power to the UAV at night, so the additional fuel supply to the UAV is not needed anymore. The specific energy of RFC systems is higher than that of Li-ion battery systems, so they have less weight than batteries that supply the same energy to the UAV. In this paper, for a stratospheric long-endurance hybrid UAV based on an RFC system, three major design factors (UAV weight, wing area and performance of WE) affecting the ability of long-term flight were determined and a simulation-based feasibility study was performed. The effects of the three design factors were analyzed as the flight time increased, and acceptable values of the factors for long endurance were found. As a result, the long-endurance of the target UAV was possible when the values were under 350 kg, above 150 m² and under 80 kWh/kg H₂.