• 제목/요약/키워드: Filtration-Permeation

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에어로졸 증착법을 이용한 광촉매 TiO2 박막 제조 및 박막의 여과 특성 (Fabrication of Photocatalytic TiO2 thin Film Using Aerosol Deposition Method and its Filtration Characteristics)

  • 최원열;이진우;김시준;김종오
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.5-11
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    • 2010
  • 본 연구에서는 에어로졸 증착법을 사용하여 광촉매 $TiO_2$ 박막을 제조하기 위하여 원심분리기의 회전속도, vibration milling 시간에 의한 입경 변화 등과 같은 운전인자의 영향을 검토하였고, 제조된 고정화 $TiO_2$ 광촉매 박막의 경우와 $TiO_2$ 광촉매 분말을 부유 상태로 존재시킨 경우와의 막투과 특성의 변화를 실험적으로 비교검토 하였다. 원심분리기의 회전속도 1000-3000rpm 에서 얻어진 $TiO_2$ 분말은 저온 분사 성형법(aerosol deposition, AD)으로 $TiO_2$ 박막을 제조하는데 있어서 nozzle powder 막힘 현상과 같은 문제점을 나타내었다. 한편, vibrating milling에 의해 제어된 $TiO_2$ 분말의 평균입경 크기는 vibrating milling 2시간 후 약 420nm로 AD법을 이용한 입자의 증착에 효과적인 것으로 나타났다. XRD 분석 결과, 광촉매에 효과적인 아나타제 상을 잘 유지하고 있는 것으로 나타났으며, 이러한 결과로부터 vibrating milling은 $TiO_2$ 분말을 제어하는데 있어 적절한 전처리 공정임을 확인할 수 있었다. 제조된 $TiO_2$ 박막의 여과 특성으로 $TiO_2$ 분말을 분리막의 표면에 고정화 한 경우가 부유 상태일 경우보다 더 높은 막투과 유속을 나타내었다.

Pleurotus ostreatus에서 분리된 Glyoxalase I의 특성 (Purification and Characterization of Glyoxalase I from Pleurotus ostreatus)

  • 김성태;양갑석;석영재;허원기;강사욱
    • 미생물학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.315-321
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    • 1994
  • Pleurotus ostreatus로부터 glyoxalase I(S-lactoyl-glutathione methylglyoxal lyase, EC 4.4.1.5)이 S-hexylglutathione affinity chromatography, Sephadex G-150 gel permeation chromatography, DEA-sepharose A-50 CL-6B ion exchange chromatography를 통해 순수 분리되었다. 이 결과, 전체 활성도의 21.7% fmf 수확하였으며, 분리 배수는 2,294 배 이었다. Gel filtration chromatography로 측정한 효소의 분자량은 34 kDa이며, SDS-PAGE 결과 본 효소는 분자량 17 kDa인 동일한 소단위체 두 개로 구성된 이합체라고 생각된다. Methylglyoxal과 phenylglyoxal에 대한 $K_m$ 값은 각각 0.39 mM 과 0.22 mM 이며 L-xylosone과 hydroxypyruvaldehyde에 대해서도 강한 친화력을 보여주었고, pH 6.5~7.5, $35~45^{\circ}C$에서 활성도가 가장 높았다. 이 효소의 반응 과정을 핵자기공 명분광법으로 분석한 결과, 분자내의 양성자 전달과정이 뚜렷이 관찰되었다.

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자연대류 불안정 흐름에 의해 투과량을 증가시킨 전량여과 막모듈의 설계 (Design of Dead-end Membrane Module with Increased Permeate Flux by Natural Convection Instability Flow)

  • 김기준;염경호
    • 멤브레인
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    • 제29권3호
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    • pp.147-154
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    • 2019
  • BSA 단백질 용액의 전량 막여과에서 상용(commercial) 막모듈의 경사각 변화에 따라 발생된 자연대류 불안정 흐름(NCIF)의 투과 플럭스 증가 효과를 측정한 결과, 막모듈의 경사각이 $0^{\circ}$에서 $180^{\circ}$로 증가하면 NCIF 발생이 커져 플럭스가 증가하였다. 그러나 상용 막모듈은 모듈 내에 존재하는 공기층을 완전히 제거해야 NCIF를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서 설계 제작된 custom design 막모듈은 crossward 방향($90^{\circ}$)으로 막투과가 이루어져 모듈 상부에 공기층이 존재하더라도 항상 NCIF가 발생된다. Custom design 막모듈에서 BSA와 dextran 용액의 막여과 실험을 수행한 결과, NCIF의 발생으로 2시간 조작 시 BSA 용액의 경우 약 3.8배, dextran 용액의 경우 약 1.8배까지 투과 플럭스가 증가하였다. 또한 BSA 용액을 대상으로 한 20시간의 조작에서도 NCIF의 발생이 지속되어 플럭스가 약 7.5배까지 증가하였다. 본 연구에서 설계된 막모듈은 항상 NCIF가 발생되므로 막오염 형성 억제에 따른 투과 플럭스 증가를 기대할 수 있어 전량여과 막모듈로서의 활용성이 있음을 확인하였다.

효소처리에 의한 Bombyx mori fibroin 가수분해물의 분자량 및 구조 변화 (Molecular Weight and Structural Changes of Enzymatic Hydrolysate from Bombyx mori Fibroin)

  • 여주홍;박경호;이광길;우순옥;권해용;한상미;이희삼;이진아;이인석;조윤희
    • 한국식품과학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.470-473
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    • 2008
  • 본 연구는 누에 실 샘으로부터 얻은 Bambyx mori 피브로인의 효소 가수분해 시 그 분자량 및 구조적 특성을 파악하고자 하였다. Gel filtration chromatography(GFC)에 의해 B. mori 피브로인을 순수 분리한 결과 회수율이 약 70% 이상으로 기존의 방법(막과 튜브 분리법)에 비해 약 40% 이상 높았다. 이는 GFC법이 고 순수 고 수율의 B. mori 피브로인을 얻을 수 있는 방법임이 확인되었다. Gel permeation chromatography에 의한 분자량 측정 결과 누에 체내 피브로인, 염화칼슘 용해 물 및 효소 가수분해물이 각각 평균분자량 108,000 Da 내외, 65,000 Da 내외 및 1,000 Da 내외임을 알 수 있었다 또한 효소 가수분해에 의한 구조적 변화를 $^{13}C-NMR$로 알아본 결과, B. mori 피브로인의 메인 골격에 해당되는 glycine, alanine 및 serine 등의 골격 피크가 관찰되어졌으며, 특히 효소가수분해 시 glycine를 의미하는 40-44 ppm 부근의 피크가 높게 나타난 것으로 보아 -G-A-G-A-반복 구조가 분해되었고, 이로 인해 분자량이 현저히 저하되었을 것으로 생각되어진다.

홍어 연골로부터 추출된 콘드로이틴 황산의 고순도 정제방법 개발 (Development of High Purity Purification Method of Chondroitin Sulfate Extracted from Skate Cartilage)

  • 정갑섭
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.9-17
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    • 2016
  • Alcalase와 protamex의 두 가지 단백질 분해효소를 사용하여 홍어연골로부터 콘드로이틴 황산을 분해추출하고, 몇가지 물리화학적 공정을 적용하여 고순도의 콘드로이틴 황산을 얻기 위한 정제방법을 검토하였다. 2% alcalase로 홍어연골을 가수분해하고 $40^{\circ}Brix$로 농축한 추출물의 수율은 23.3%이었으나, 에탄올로 1회 및 2회 추가 정제한 경우 각각 8.47%, 3.37%로 얻어졌다. 1% alcalase와 1% protamex로 혼합 사용하여 추출분해하고, $40^{\circ}Brix$로 농축한 다음 1회 에탄올 정제한 경우는 추출수율이 16.62%로 측정되어 단백질 분해효소를 혼합한 경우가 더 높은 수율을 보였다. 추출된 콘드로이틴 황산의 함량은 에탄올 용매비에 따라 39.88~45.08%의 범위로 측정되었으며, alcalase만 사용시에는 용매비 1:1에서 42.92%로 가장 높게 측정되었고, alcalase와 protamex를 혼합 사용한 경우에는 용매비 1:2에서 45.08%로 가장 높았으며, 에탄올에 의한 농축물의 정제시 교반 시간은 2시간이 효과적이었다. 콘드로이틴 황산의 GPC (Gel Permeation Chromatography) 측정 결과 alcalase와 protamex를 혼합 사용한 경우 에탄올 정제 횟수에 따라 콘드로이틴 황산의 분자량과 순도는 각각 11만~31만 Da.과 24.87%~49.92%의 범위로 측정되었으며, 한외여과를 통하여 분자량 약 11만 Da., 최고 순도 53.93%의 콘드로이틴 황산을 얻을 수 있었다. 콘드로이틴 황산의 냄새 강도는 에탄올 정제만으로는 33%, 활성탄 처리와 에탄올 정제를 병행한 경우 38%의 감소효과가 얻어졌으며, 활성탄 처리와 2회의 에탄올 정제시 암모니아는 52.1%, TMA (trimethylamine)는 37.89%의 탈취효과가 있었으나, 냄새성분의 충분한 제거를 위해서는 추가적인 물리화학적 처리가 요구되었다.

폐흡충 성충이 분비배설하는 anti-oxidant ensymes의 특성 관찰 및 peroxidase의 정제 (Characterization of a peroxidase in excretory-secretory product of adult Parasonimus westermani)

  • 정영배;공윤;조승열;강신영;최병찬;이희성
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제31권3호
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    • pp.259-268
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    • 1993
  • 폐흡충의 분비배설물은 항원성이 높아 폐흡충증의 진단용 항원으로 가치가 있다고 보고되었다. 이 까닭은. 분비배설물에는 숙주내에서 여러 생물학적 반응을 일으키는 물질뿐 아니라 충체의 일부구성 성분 및 여러 효소 등이 포함되어 있기 때문이라 가정할 수 있다. 이 연구는 폐흡충 성충의 분비배설물에서 숙주의 산소라디칼을 분해시키는 효소인 catalase, superoxide dismutasr (SOD), peroxidase 등이 존재하는지를 확인하고 그 활성도를 측정하였으며 그 중 peroxidase를 정제하여 생화학적 특성의 일부 및 항원성을 관찰하였다. 폐흡충 성충 50마리를 $37^{\circ}C$ 부란기에 12시간 배양한 뒤 배양액을 원심분리하고 이를 분비배설 조효소로 사용하였다. 분비배설물에서 catalase, SOD와 peroxidase의 활성도를 측정할 수 있었고 그 비활성도(specific activity)는 각각 11.1, 3.4 및 48.5 이었다. 분비배설물의 peroxidase 비활성도는 충체추출액의 비활성도보다 1.5배 높았다 이 효소를 Sephacryl 5-300 Superfine gel filtration. DEAE-Tnsacryl M anion exchange chromatography로 정제하였다. 정제한 peroxidase의 분자량은 HPLC에서는 19 kDa이었고 SDS-전기영동에서는 16 kDa이었다. 정제한 효소를 전기영동한 후 diaminobenzidine으로 specific staining한 결과 이 효소는 충체추출액의 효소와 같은 영동이동거리를 나타내었다 즉 이 효소는 충체로부터 분비되는 것임을 알 수 있었다. 한편 폐흡충 감염 환자의 혈청과 반응시킨 immunoblot에서 분비배설물의 구성 단백질중 84, 64, 42, 32, 30, 28, 26, 24, 22, 11 및 8 kDa가 항원성을 보인 반면 정제한 peroxidase는 미약한 반응을 보였다 이상의 결과로 폐흡충 peroxidase는 분비배설되어 SOD, catalase와 함께 산소 독성을 제거하는데 작용하고 있으나 패흡충 감염 환자에서 특이 항체 반응을 일으키는데 에는 미약한 작용을 한다는 것을 알 수 있었다.

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생물학적 막분리 공정에서 수동흡착 상태에서의 유기물 유입 부하에 따른 소수성 막의 오염도 분석 (Analysis of Hydrophobic Membrane Fouling on the COD Loading Rates at the State of Passive Adsorption in Membrane Bioreactor)

  • 박태영;최창규
    • 대한환경공학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.152-158
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    • 2015
  • 본 연구는 소수성 막 재질에 대한 막오염도를 평가하고자 수동흡착의 개념을 도입하여 정상운전을 위한 막 모듈 이외에 수동흡착 시험용 막 모듈을 설치하여 유출을 시키지 않은 상태에서 막 표면에 부착되는 미생물에 의한 막오염 정도를 분석함으로써 소수성 막오염 잠재성을 평가하고자 하였으며, 이때 운전조건으로 유기물 유입부하를 변화시켜 평가하였다. 이와 더불어 오염된 멤브레인을 세 가지 세정방법(두가지 물리적 세정과 화학적 세정)을 통해 막 세정 전후의 막오염 회복률을 평가하였다. 막오염 평가인자로는 반응조 내 MLSS 농도와 EPS 농도를 조사하였으며, 여과저항 값을 산정하여 막오염 전과 후, 세정 3단계 전과 후를 비교 평가하였다. 실험 결과로서, COD 농도가 750 mg/L인 가장 높은 부하량 조건에서 반응조 내 EPS 농도와 수동흡착 시험용 멤브레인의 여과저항 값이 가장 높게 나타났다. 또한 여과저항 값이 초기 운전 시작 후 차이를 보였지만 60일 이후의 최종 여과저항은 거의 일정하게 나타났는데, 이는 막 표면에 부착된 미생물량이 임계점에 이르러 수동흡착만으로는 더 이상의 막오염은 진행되지 않은 것으로 판단된다. PAds 상태에서 유기물 유입부하에 따른 오염된 막의 세정 전후의 여과저항 측정 결과에서는 3단계 세정 후 평균 회복률이 각각 Run 1이 78%, Run 2가 72%, Run 2가 69%로 유기물 부하가 높을수록 회복률이 떨어지는 것으로 나타났으며, 반면에 물리적 세정에 의한 복원률이 40일 경부터 Run 2와 Run 3의 물리적 세정에 의한 회복률이 낮아지는 것으로 보아 높은 유기물 부하로 인한 막표면의 케이크 형성으로 막오염이 심화된 것으로 판단된다.

막결합형 활성슬러지 시스템에서의 막오염 유발 인자 (Factors Affecting Membrane Fouling in Membrane Filtration of Activated Sludge)

  • 장인성;이정학
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.323-329
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    • 2000
  • 막결합형 활성슬러지 공정은 막오염으로 인한 플럭스 감소 때문에 시스템의 경제성과 효율성이 떨어지는 문제점을 지니고 있어 막오염에 대한 체계적인 연구가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 한외여과막과 결합된 활성슬러지 시스템을 운영하면서 막오염 유발 인자를 규명하고자 하였다. 활성슬러지 공정의 운전 초기에 급격한 플록 크기 감소와 동시에 급격한 플럭스 감소가 관찰되었다. 초기 플럭스 감소현상은 활성슬러지 플록의 입자 크기 감소로 인한 케이크 저항의 증가가 주요 원인이었다. 이것은 운전시간에 따른 각 여과 저항값을 측정하여 확인하였다. 또한, 플록 해체로 인하여 EPS 양이 운전 전보다 약 150 % 가량 증가한 것을 볼 때 EPS 양의 증가가 케이크 저항 증가의 또 다른 원인이 될 수 있음을 제시하였다.

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Microfiltration of Chlorella sp.: Influence of material and membrane pore size

  • Ahmad, A.L.;Yasin, N.H. Mat;Derek, C.J.C.;Lim, J.K.
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제4권2호
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    • pp.143-155
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    • 2013
  • Four membranes were used to separate Chlorella sp. from their culture medium in cross-flow microfiltration (MF) experiments: cellulose acetate (CA), cellulose nitrate (CN), polypropylene (PP) and polyvinylidenefluoride (PVDF). It was found that the hydrophilic CA and CN membranes with a pore size of 1.2 ${\mu}m$ exhibited the best performances among all the membranes in terms of permeation flux. The hydrophobicity of each membrane material was determined by measuring the angle between the water (liquid) and membrane (solid). Contact angle measurements showed that deionized (DI) water had almost adsorbed onto the surfaces of the CA and CN membranes, which gave $0.00^{\circ}$ contact angle values. The PP and PVDF membranes were more hydrophobic, giving contact angle values of $95.97^{\circ}$ and $126.63^{\circ}$, respectively. Although the pure water flux increased with increasing pore diameter (0.8 < 1.2 < 3.0 ${\mu}m$) in hydrophilic CA and CN membranes, the best performance in term of filtration rate for filtering a microalgae suspension was attained by membranes with a pore size of 1.2 ${\mu}m$. The fouled membrane pore sizes and pore blocking were inspected using a scanning electron microscope (SEM). MF with large pore diameters was more sensitive to fouling that contributed to intermediate blocking, where the size of the membrane pores is almost equivalent to that of cells.

해양방선균으로부터 Haloperoxidase의 검색과 특성 (Screening and Partial Purification of Haloperoxidase from Marine Actinomycetes)

  • 조기웅
    • 미생물학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.116-121
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    • 2008
  • Haloperoxidase를 생산하는 미생물을 분리하기 위하여 국내 연근해와 남북극 등의 해양시료에서 분리된 방선균 균주를 대상으로 탐색을 수행하여 남해 백도 해조류 추출물로부터 분리된 한 종류의 방선균(#1460)에서 높은 haloperoxidase 활성이 확인되었다. 본 균주의 생리.생화학적 특성은 Streptomyces 속과 유사하며 생산되는 haloperoxidase는 세포 조 추출물로부터 ammonium sulfate precipitation, High-Q column chromatography, gel permeation chromatography, Hydroxyapetite chromatography 그리고 hydrophobic interaction chromatography를 통하여 42%의 수율과 purification fold 70으로 정제하였다. 본 효소의 최적 반응 pH는 7이고 pH 8에서 더 높은 안정성을 보여 $60^{\circ}C$에서 1시간 반응에 효소활성의 50%가 생존한다. 또 cyanide와 azide 이온에 의해 강한 저해현상을 보인다.