• 한국약용작물학회지
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• 제8권4호
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• pp.351-361
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• 2000

알콜 발효 증진을 위해 5L 배양조에서 혐기적으로 회분 배양 시 건지황 착즙액을 농도별로 첨가하며 알콜 발효 및 균체 생육을 측정한 결과 균체 생육 및 알콜 생산 수율 모두 착즙액 첨가량이 증가함에 따라 일반 발효에 비해 증가했으며, 30% (v/v) 첨가 시 11.8 (g/L)의 최대 균체양, 0.092 (%/hr)의 최대 알콜 생산성과 같은 최대치를 나타냈다. 하지만 40% 이상 첨가 시는 균체 생육 및 알콜 생산 두 경우 다 감소하는 경향을 보였으며 50% 에서는 심각한 생육 저해 현상이 나타났다. 또한 알콜 생산성 증진을 위해 30% 착즙액을 첨가해 유가식 배양을 실시 한 결과 회분 배양보다 월등히 높은 균체 생육 및 알콜 생산성을 보였다. 이 같은 생산성은 일반 알콜 발효에서 얻을 수 있는 수율보다 약 30-40% 이상 높은 것으로 건지황 착즙액이 알콜 발효에 직접적인 영향을 주는 것이 입증되었다. 이는 알콜 발효 시 건지황의 유용 성분의 활용과 함께 알콜 생산 수율 증진에도 이용이 가능한 지황의 이중적 활용도가 있음을 입증한 것으로 평가된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권4호
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• pp.451-458
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• 1992

에탄올발효에서 에탄올은 세포의 성장 및 에탄올생합성에 저해작용을 하는 것으로 알려져 있다. 이러한 저해작용을 감소시켜주기 위하여 에탄올을 선택적으로 분리하는 투과증발법을 이용하였다. 실리콘폴리슬폰 복합막을 제조하여 사용하였는데, 이 막은 유입액의 에탄올 농도가 25g/l, 온도가 30'C, 막하부의 압력이 10mmHg일 때 에탄올의 선택도가 약 4 이었으며, 총 투과유속은 300g/m2h이었다. 에탄올 발효는 Saccharomyces cerevisiae를 Ca-alginate에 고정화시켜 유동층 생물반응기에 접종하여 수행하였고, 이 반응기를 투과증발장치와 연결한 혼합공정을 구성하였는데, 혼합공정의 경우 발효배지의 에탄올농도는 막을 연결하지 않았을 때보다 감소하여 저해작용을 감소시키고 생산성을 향상시켰다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권3호
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• pp.220-225
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• 2012

실험실용 효모 CEN.PK2-1D와 산업용 효모 JHS100와 JHS200의 ethanol 발효성능을 순수배지와 카사바 당화액에서 비교하고 발효특성을 규명하기 위해 세포성장속도와 ethanol 내성, 부산물 glycerol과 acetate의 생성에 대해 비교하였다. JHS100과 JHS200은 CEN.PK2-1D과 비교하여 세포성장이 빨랐으며 ethanol에 대한 내성이 높았다. 순수YP 배지에 300 g/L glucose를 탄소원으로 이용한 회분식 배양에서 세 효모 모두 0.46 g/g의 ethanol 생산수율을 나타냈으며 생산성은 세포성장속도가 가장 빨랐던 JHS100이 3.05 g/L-hr로 가장 높아서 최종적으로 JHS100 균주는 136.6 g/L의 ethanol을 생산하였다. 카사바 당화액에 질소원을 추가하지 않은 배지를 이용한 혐기성 회분식 배양에서 산업용 효모 JHS100은 106.1 g/L ethanol을 최종적으로 생산하였고, 0.42 g/g 생산수율과 3.15 g/L-hr 생산성을 보였다. 특히, 카사바 당화액과 순수 YP배지를 이용한 발효의 ethanol 생산변수를 비교할 경우, 실험실용 효모 CEN.PK2-1D는 생산수율과 생산성이 각각 19%와 17% 감소한 반면, 산업용 효모 JHS100과 JHS200은 생산수율이 8% 감소하였고 유사한 생산성을 보였다. 또한, ethanol 생산과정의 최대 부산물인 glycerol과 acetate의 생산에 대해서 JHS100과 JHS200이 CEN.PK2-1D에 비하여 크게 낮았다. 따라서 산업용 효모인 JHS100과 JHS200의 뛰어난 ethanol 발효성능은 빠른 세포성장과 높은 ethanol 내성, 낮은 질소원 요구성, 부산물인 glycerol과 acetate의 낮은 생산성 등에 기인하는 것으로 예상한다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제38권1호
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• pp.20-25
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• 1995

돼지감자 분말을 원료로 에탄올 생산성을 향상시키기 위한 전실험으로 Kluyveromyces marxianus FO43을 고정화시켜 sucrose 배지에 고정화 조건과 발효조건을 조사한 결과 alginate 농도는 2%, bead 직경 2 mm, 고정화 균주의 배양기간 24시간, particle input ratio of 30 : 100, 기질농도 10%(w/v), pH와 온도는 각각 5.5, $40^{\circ}C$가 최적으로 나타났으며 pH $4.5{\sim}6.5$, 온도 $30{\sim}45^{\circ}C$에서 높은 농도의 에탄올을 생성하여 고정화하지 않은 효모보다 넓은 pH와 온도 안정성을 보였다. 최적조건에서 회분발효를 실시한 결과 에탄올 농도는 46.4 g/L, 에탄올 생산성은 1.93 g/L.h이었고 최적조건에서 배양된 bead의 단면을 위상차 현미경으로 관찰해 본 결과 균주세포가 bead의 표면에 밀집되어 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.256-259
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• 2000

혐기성 박테리아균인 Zymomonas mobilis을 이용한 에탄올 발효에서 사용한 균주가 pH변화에 대하여 강한 내성을 지니고 있으므로 pH 변화에 대한 생산성의 변화는 나타나지 않았다. 다만 주입 기질의 농도가 증가함에 따라 생성되는 알코올의 농도도 증가함을 알 수 있으나 생산성을 고려하여 glucose의 농도가 10%일 때 가장 경제성이 있음을 알 수 있었다. 연속발효에서 glucose의 농도를 10%로 하고 CSL을 1.2%로 하여 실험한 결과 Maximum Productivity는 14.06g EtOH/L/hr을 나타냈으며 glucose의 전환율은 0.47g EtOH / g glucose을 나타냈다. 알코올의 분리 농축을 위한 투과증발 실험에서는 공급액의 유속이 482ml/min이고 공급액의 농도가 8%, 온도가 $70^{\circ}C$에서 투과물의 Flux는 $0.04kg/m^2/hr$ 이었으며 Selesctivity는 7.5로 나타났다. 5{\sim}8%$의 희석된 에탄올 수용액을 투과증발실험을 한 결과 7배 이상 농축되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제16권3호
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• pp.205-212
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• 1988

Saccharomyces formosensis를 wood chip과 alginate gel에 고정화 실험을 한 결과, 모두 효모 고 정화도 매우 높으므로 고정화를 인한 Support로서 적절한 것으로 판단되었다. 관형발효기에 효모를 고 정화한 wood chip 및 alginate gel를 충전하여 연속발효 실험을 수행한 경우 0.446-0.485g EtOH/ g glucose로서 비슷하였으나, cell 수율은 alginate gel의 경우가 wood chip의 경우보다 낮아서 down stream의 처리시 유리하였다. 관형발효기의 에탄을 생산성은 wood chip을 이용할 경우 정상상태에서 에탄을 농도 68.3-54.9g/$\ell$ 범위에서 17.1-32.6g EtOH/$\ell$.hr를 나타내었고, alginate gel을 이용할 경우 정상상태에서 에탄올 농도 80.0-56.8g/$\ell$범위에서 에탄올 생산성은 20.0-32.0g EtOH/ hr를 얻었다. 본 실험의 에탄올 생산성은 다른 고정화법에 비하여 높았으며, 고정화 방법 중 alginate gel을 이용한 고정화법은 에탄을 생산을 위하여 효과적인 에탄을 생산 방법으로 사료되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권9호
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• pp.1244-1252
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• 2013

Sugar beet pulp is an abundant industrial waste material that holds a great potential for bioethanol production owing to its high content of cellulose, hemicelluloses, and pectin. Its structural and chemical robustness limits the yield of fermentable sugars obtained by hydrolyzation and represents the main bottleneck for bioethanol production. Physical (ultrasound and thermal) pretreatment methods were tested and combined with enzymatic hydrolysis by cellulase and pectinase to evaluate the most efficient strategy. The optimized hydrolysis process was combined with a fermentation step using a Saccharomyces cerevisiae strain for ethanol production in a single-tank bioreactor. Optimal sugar beet pulp conversion was achieved at a concentration of 60 g/l (39% of dry weight) and a bioreactor stirrer speed of 960 rpm. The maximum ethanol yield was 0.1 g ethanol/g of dry weight (0.25 g ethanol/g total sugar content), the efficiency of ethanol production was 49%, and the productivity of the bioprocess was 0.29 $g/l{\cdot}h$, respectively.

• 한국환경보건학회지
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• 제17권1호
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• pp.120-128
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• 1991

Saccharomyces cerevisiae was immobilized by incubating iron oxides with calcium alginate, and by polyacrylamide entrapment to use repeatedly for the conversion of glucose to ethanol. Magnetic and non-magnetic immobilized yeast and polyacrylamide immobilized yeast were compared with the native yeast a batch-fermentation of ethanol from glucose. Three kinds of immobilized yeast tended almost identically, having ethanol productivity as well as the final yield about the same to what was found for the native yeast. The long-term operational stability of three kinds of immobilized yeast were significant difference according as immobilized yeast activation or non-activation before ethanol fermentation. In the non-activation they lost their activity of fermentation rapidly in the beginning stage an slower at a later stage. On the other hand, in the activation with nutrient media, their activities were increased to some extent and stable in the later stage. The cell count of three kinds of immobilized yeast after activiation by incubating nutrient media, increased by a factor of about 45 to 48, whereas the fermenting capacity increased by a factor of 174 to 178. In the prearation of immobilized biocatalysts, magnetic matter does not seem to have any adverse affect on the properties of the microorganism. The immobilized biocatalysts by utilizing magnetic matter have some advantages, especially in application of viscous media or insoluble particle-containing media, for this work was linked with microbial utilization of environmental wastes and elimination of envirnmental pollutant.

• KSBB Journal
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• 제25권6호
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• pp.533-538
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• 2010

We investigated the effect of inhibitory compounds derived lignocellulosic hydrolysates on cell growth, sugar consumption and ethanol productivity, and also we intended to identify the potential for ethanol production based on lignocellulosic hydrolysates. Cell growth and ethanol production in the presence of acetate were initiated after 12 hr. Furans showed a longer lag time and phenolics showed a significant effect on strain and ethanol production in comparison to other model compounds. In the case of lignocellulosic hydrolysates, the acetate strongly affected cell growth and ethanol production.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.467-479
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• 2021

Abstract: A kinetic model was developed for the dehydration of ethanol to ethylene based on two parallel reaction pathways. Kinetic parameters were estimated by fitting experimental data of powder catalysts in a lab-scale test, and the effectiveness factor was determined using data from pellet-type catalysts in bench-scale experiments. The developed model was used to design a multitubular fixed-bed reactor (MTR) and an adiabatic reactor (AR) at a 10 ton per day scale. The two different reactor types resulted in different process configurations: the MTR consumed the ethanol completely and did not produce the reaction intermediate, diethyl ether (DEE), resulting in simple separation trains at the expense of high equipment cost for the reactor, whereas the AR required azeotropic distillation and cryogenic distillation to recycle the unreacted ethanol and to separate the undesired DEE, respectively. Quantitative analysis based on the equipment and annual energy costs showed that, despite high equipment cost of the reactor, the MTR process had the advantages of high productivity and simple separation trains, whereas the use of additional separation trains in the AR process increased both the total equipment cost and the annual energy cost per unit production rate.