• 대한환경공학회지
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• 제27권4호
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• pp.409-413
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• 2005

본 논문에는 자가영양균의 최대비성장율 추정법이 제시되었다. 먼저 질산화균의 농도가 질산화 된 암모니아, 슬러지 일령 및 사멸계수를 이용하여 시뮬레이션 되었고, 다음단계로 과잉암모니아를 공급하여 질산화균의 호흡율을 측정하였다. 자가영양균의 최대비성장율은 ${\mu}_{max,A}\;=\;OUR_{max,A}/Y_A$의 관계를 통해 계산되어질 수 있으며 추정된 최대비성장율은 운전기간에 걸쳐 일정한 값을 가지지 앉고 시간에 따라 변화한다는 결과를 얻었다. 본 연구를 통해 최대호흡율을 이용한 최대비성장율의 동적 추정법이 수행되었고, 일정한 최대비성장율를 이용한 처리장 운전결과 예측은 처리장 거동을 예측할 수 없으며 활성슬러지공정의 성능예측을 위한 시뮬레이션을 위해서는 동적 추정된 매개변수의 사용이 필요함을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제13권6호
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• pp.730-734
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• 1998

An이ew식과 Aiba삭을 조합하여 에탄올 생산단주인 Saccharomyces cerevisiae ATCC 24858의 비성장속도를 당농도와 에탄올 농도의 함수로 표현하였다. 기침의 저해영향을 받지 않는 최대 당농도 $S_m$은 150 g/L이며 기질의 저해영향은 기질농도 S와 $S-S_{max}$항의 함수로 표현되었다. 최대 비성장 속도 ${\mu}max 는 0.49 hr^{-1}, Monod상수 K_s$는 19 g/L, Andrew식의 기질저해상수 $K_1$는 139 g/L이였다. 또한 비성장속도에 영향을 마치지 앓는 최대알콜농도 Pm이 존재하였으며 그 값은 2 g/L 이였다. 따라서 Aiba식에서 비성장속도에 영향을 미치는 에탄올 농도항은 P-Pm으보 표현되었다. 본 연구의 알코올생산균주에 대한 비성장속도의 완성된 수식은 디음과 같으며 이 수식에 위한 계산값은 평균오차 6% 내외의 범위에서 실험값과 일치하였다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권3호
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• pp.254-261
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• 2005

The over-expression of Bcl-2 has greatly improved the culture period, specific growth rate, and maximum viable cell density of NS0 cells culture under low serum condition. Further analysis of these data suggests that a saturation model of the Monod type can be used to represent the relationships of specific growth rate and initial serum concentration. The ${\mu}_{max}$ and $K_s$ for the Bcl-2 cell line is $0.927day^{-1}\;and\;0.947\%(v/v)$ respectively, which are $21\%$ greate and $7\%$ lower respectively than its control counterpart. Study on the amino acid supplementation revealed that Bcl-2 cell lines possess greater improvement in the specific growth rate and maximum viable cell density compared to the control cell lines. A further increase in the amino acid supplementation has resulted a $17\%$ decrease in specific growth rate and no improvement in maximum viable cell density in the control culture. However, the Bcl-2 cell line exhibited a better growth characteristic in this culture condition compared to that of control cell lines. The higher specific growth rate and maximum viable cell density of the Bcl-2 cell line in medium fortified with serum and MEM EM suggested a more efficient nutrient metabolism compared to that in the control cell line. The low serum and amino acid utilisation rate and the higher cell yield may prove to be important in the development of serum/protein free culture.

• Environmental Engineering Research
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• 제20권4호
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• pp.347-355
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• 2015

The growth kinetics of phototrophic microorganisms can be controlled by the light irradiance, the concentration of an inorganic nutrient, or both. A multi-component kinetic model is proposed and tested in novel batch experiments that allow the kinetic parameters for each factor to be estimated independently. For the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC6803, the estimated parameters are maximum specific growth rate $({\mu}_{max})=2.8/d$, half-maximum-rate light irradiance $(K_L)=11W/m^2$, half-inhibition-rate light irradiance $(K_{L,I})=39W/m^2$, and half-maximum-rate concentration for inorganic carbon $(K_{S,Ci})=0.5mgC/L$, half-maximum-rate concentration for inorganic nitrogen $(K_{S,Ni})=1.4mgN/L$, and half-maximum-rate concentration for inorganic phosphorus $(K_{S,Pi})=0.06mgP/L$. Compared to other phototrophs having ${\mu}max$ estimates, PCC6803 is a fast-growing r-strategist relying on reaction rate. Its half-maximum-rate and half-inhibition rate values identify the ranges of light irradiance and nutrient concentrations that PCC6803 needs to achieve a high specific growth rate to be a sustainable bioenergy source. To gain the advantages of its high maximum specific growth rate, PCC6803 needs to have moderate light illumination ($7-62W/m^2$ for ${\mu}_{syn}{\geq}1/d$) and relatively high nutrient concentrations: $N_i{\geq}2.3 mgN/L$, $P_i{\geq}0.1mgP/L$, and $C_i{\geq}1.0mgC/L$.

• 대한환경공학회지
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• 제39권6호
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• pp.332-338
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• 2017

본 연구는 혼합영양생물인 Scenedesmus acuminatus의 최적배양조건을 찾기 위한 연구로서 최적 공기주입량, 아세테이트 주입량, $CO_2$ 주입에 대해 실험을 진행하였다. 공기주입량은 0.72 vvm에서 최대 비성장속도와 최대바이오매스 생산량을 얻을 수 있었으며, 0.3 M의 아세테이트를 주입하였을 때 최대 비성장속도와 최대바이오매스 생산량을 얻었다. 반연속배양에서는 추가로 $CO_2$ 주입이 배양에 미치는 영향을 파악하였다. $CO_2$ 주입 실험에서는 아세테이트로 50% 치환한 후에 최대비성장속도($0.460d^{-1}$)와 최대바이오매스 생산성($0.936gL^{-1}d^{-1}$)을 얻을 수 있었으며 이후 치환이 계속될수록 최대비성장속도와 최대바이오매스 생산성은 지속적으로 감소하였다. 공기주입 실험에서는 JM 배지로 배양할 때 가장 높은 비성장속도($0.381d^{-1}$)와 최대바이오매스 생산성($0.253gL^{-1}d^{-1}$)을 보여주었지만 이후 아세테이트를 함유한 배지로 50% 치환하였을 때 오히려 초기값보다 감소하는 것을 관찰하였다.

• KSBB Journal
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• 제9권5호
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• pp.443-449
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• 1994

여러 가지 조성의 PEG 20000jDx로 구성한 수성 이상계를 사용한 에탄올 추출발효실험을 통하여 K. fragilis에 의한 돼지감자 주스의 발효 특성을 초기 당농도 및 생성 알코올 농도의 함수로 규명하여 다음의 결과를 얻었다. 균체의 비증식속도 빛 에탄올 비생성속도는 PEG 및 Dx 농도가 낮을수록 증가하였다. 비증식속도는 조성에 무관하게 초기 당농도 $80g/\ell$에서 최대치를 보였고, 에탄올 비생성속도는 $120g/\ell$최대치를 보였다. 생성 알코올 농도에 의한 저해 영향은 비증식속도에 대하여 지수함수형 을, 에탄올 비생성속도에 대하여 쌍곡선함수형을 나타냈다. Dx 농도가 2.5~5% 범위에셔 PEG 농도 가 낮을수록 에탄올 저해 영향은 감소하였다. 총괄 에탄올 생산성은 초기 당농도가 증가할수록 높았으 며 생산성이 최대치에 도랄하는 소요시간도 당농도가 증가함에 따라 증가하였다. 시간별 에탄올 생산 속도는 초기 당농도 $160g/\ell$ 에서 가장 높은 값을 보 였다. 총괄 에탄올 생산성은 대조실험에 비하여 수 성이상계 추출발효를 통하여 1.2배 이상 증가하였고 초기 당농도가 높을수록 이상계 추출발효가 더욱 유리한 것으로 나타났다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제5권1호
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• pp.27-31
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• 2000

Characteristics of ethanol production by a xylose-fermenting yeast, Pichia stipitis Y-7124, were studied. The sugar consumption rate and specific growth rate were higher in the glucose-containing medium than in the xylose-containing medium. Specific activities of xylose reductase and xylitol dehydrogenase were higher in the medium with xylose than glucose, suggesting their induction by xylose. Maximum specific growth rate and ethanol yield were achieved at 30 g xylose/L concentration without formation of by-products such as xylitol and acetic acid whereas a maximum ethanol concentration was obtained at 130 g/L xylose. Adding a respiratory inhibitor, rotenone, increased a maximum ethanol concentration by $10\%$ compared with the control experiment. In order to evaluate the pattern of ethanol inhibition on specific growth rate, a kinetic model based on Luong's equations was applied. The relationship between ethanol concentration and specific growth rate was hyperbolic for glucose and parabolic for xylose. A maximum ethanol concentration at which cells did not grow was 33.6 g/L for glucose and 44.7 g/L for xylose.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제25권3호
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• pp.235-239
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• 1997

Chlorococcum littorale has been grown in high $CO_2$ concentrations to utilize $CO_2$ gas in the polluted air. The effect of incident light intensity on the specific growth rate is expressed by a photoinhibition model, showing half- saturation constant, $K_0\;as\;8\;(W/m^2)$ and inhibition constant, Ki as 35 $(W/m^2)$. The maximum specific growth rate was also estimated as 0.095 (1/day) under this condition. This strain maintained the optimum growth rate in 20% of $CO_2$ gas but 50% of input $CO_2$ gas is the maximum concentration considering the economical efficiency. The maximum Specific $CO_2$ consumption rate, $qCO_2$ was measured as 17.48 (mg $CO_2/g$ dry wt./day) in batch cultivation, 11.2 (mg $CO_2/g$ dry wt./day) in fed-batch cultivation and 10.87 (mg $CO_2/g$ dry wt./day) at 0.065 (1/day) of dilution rate in continuous cultivation. The chemical composition of the biomass obtained from this process showed 32.5% of protein, 27.5% of lipid, 16.5% of carbohydrate and ash 11.7%.

• 한국환경과학회지
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• 제9권1호
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• pp.75-80
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• 2000

Kinetic data for the acid phase anaerobic digestion were presented in this study and the constants were determined with acid production rate and gas production rate. Process models based on continuous culture theory were used to describe the characteristics of the acid forming microorganisms and to enable further development toward utilization of the process in a more rational manner. Acid phase digestion can be separated with appropriate manipulation of hydraulic retention time in anaerobic digestion. Kinetic analysis of data from the various hydraulic retention times using a phase specific model obtained form the acid phase indicated maximum specific growth rate of 0.40/h, saturation constant of 2,000mgCOD.$\ell$, yield coefficient of 0.35 mgVSS/msCOD utilized and decay constant of 0.04/h for the acid production rate. Similar analysis of data for the gas production rate indicated maximum specific growth rate of 0.003/h, saturation constant of 2,200mgCOD/$\ell$, yield coefficient of 0.035 mgVSS/mgCOD utilized and decay constant of 0.06/h.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권2호
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• pp.91-95
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• 2009

저서성 미세조류의 성장에 미치는 부착기질의 영향을 알기 위해 서로 다른 크기의 glass bead를 첨가하여 저서성 미세조류 Nitzschia sp.(진해만 클론)의 성장을 조사하였다. 연구에 사용된 glass bead의 크기는 0.09-0.15 mm(G1), 0.25-0.50 mm(G2), 0.75-1.00 mm(G3) 그리고 1.25-1.65 mm(G4)이며, glass bead를 첨가하지 않는 대조구도 설정하였다. Nitzschia sp.의 가장 높은 성장속도(0.37/day)와 최대세포밀도($9,232{\pm}840$ cells/mL)는 가장 작은 크기의 glass bead를 첨가한 G1에서 나타났다. 그리고 성징속도와 최대세포밀도는 glass bead 크기의 증가와 함께 감소하였다(G4의 성장속도와 최대세포밀도는 각각 0.24/day와 $6,397{\pm}524$ cells/mL였다). 더욱이 대조구의 성장속도는 실험구 G1에서 G3의 성장속도보다 상당히 낮았다. 이 결과에서 Nitzschia sp.와 같은 저서성 미세조류를 위한 부착기질은 성장속도 뿐만 아니라 세포밀도에도 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 따라서 부착미세조류의 생리실험을 위해서는 예비실험으로 부착기질의 유무 및 대상 종에 적합한 부착입자의 크기의 고려가 필요할 것으로 보인다.