• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권9호
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• pp.960-967
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• 2011

Tannin acyl hydrolase, also known as tannase, is an enzyme with important applications in the food, feed, pharmaceutical, and chemical industries. However, despite a growing interest in the catalytic properties of tannase, its practical use is very limited owing to high production costs. Several studies have already demonstrated the advantages of solid-state fermentation (SSF) for the production of fungal tannase, yet the optimal conditions for enzyme production strongly depend on the microbial strain utilized. Therefore, the aim of this study was to improve the tannase production by a locally isolated A. niger strain in an SSF system. The SSF was carried out in packed-bed bioreactors using polyurethane foam as an inert support impregnated with defined culture media. The process parameters influencing the enzyme production were identified using a Plackett-Burman design, where the substrate concentration, initial pH, and incubation temperature were determined as the most significant. These parameters were then further optimized using a Box-Behnken design. The maximum tannase production was obtained with a high tannic acid concentration (50 g/l), relatively low incubation temperature ($30^{\circ}C$), and unique low initial pH (4.0). The statistical strategy aided in increasing the enzyme activity nearly 1.97-fold, from 4,030 to 7,955 U/l. Consequently, these findings can lead to the development of a fermentation system that is able to produce large amounts of tannase in economical, compact, and scalable reactors.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권2호
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• pp.162-167
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• 2017

본 연구에서는 동시당화발효공정으로 바이오에탄올을 생산하기 위하여 바이오캡슐 형성을 시도하였다. 다수의 당화곰팡이 균주들과 발효 효모 균주들이 먼저 탐색되었다. Aspergillus sp. BCNU 6200, Penicillium sp. BCNU 6201 및 P. chrysogenum KACC 44363이 ${\alpha}$-amylase와 glucoamylase와 같은 당화 효소를 우수하게 생산하는 균주이었으며, Saccharomyces cerevisiae IFO-M-07이 조사된 균주 중에서 가장 에탄올 생산능이 높았다. 다음으로 pellet 형성 및 바이오 캡슐 형성을 위한 최적 조건을 평가하였다. 모든 조사된 곰팡이 모두 pellet을 형성하였으며, 바이오캡슐의 최적조건은 $28^{\circ}C$, 120 rpm이었다. 최종적으로 형성된 바이오캡슐을 이용하여 동시당화발효를 수행하여, Aspergillus sp. BCNU 6200의 바이오캡슐(Aspergillus sp. BCNU 6200 + S. cerevisiae IFO-M-07)이 10일간 발효시 $30^{\circ}C$, 120 rpm에서 3.9%의 에탄올을 생산함을 확인하였다. 본 실험 결과는 동시 당화발효 공정으로 바이오에탄올을 생산하는데 있어서 바이오캡슐을 활용함에 관한 유용한 정보를 제공하고 있다.

• 소성∙가공
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• 제7권2호
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• pp.139-149
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• 1998

The technology of Semi-Solid Forging(SSF) has been actively developed to fabricate near net shape products using light and hardly formable materials. Generally the SSF process is composed of slug is compressed during a certain holding time in order to completely fill the die cavity and accelerate the solidification rate. The decision of compression time is important since it can affect microstructural characteristics, mechanical properties and shape of products.. In order to determine it proper overall heat transfer coefficient between the slug and dies should be investigated. This paper presents the procedure to find the overall heat transfer coefficient between the slug and dies by nonlinear optimization of temperature and solid fraction for a cylindrical slug at compression step in closed-die semi-solid forging. In finite ele-ment heat transfer analysis release of latent heat during solidification was considered. The influence of the predicted compression time on miscrostructural characteristics mechanimcal properties and shape of products is finally investigated by experiment.

• KSBB Journal
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• 제23권3호
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• pp.276-280
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• 2008

동시당화발효 공정을 이용한 국내산 원료의 바이오 에탄올 생산성을 비교해 보았다. 먼저 바이오 에탄올 생산비를 절감하기 위해 에탄올 생산의 전처리 공정인 호화, 액화 공정의 최적조건을 탐색하였고 이를 바탕으로 각 원료별 에탄올 생산성을 알아보았다. 그 결과 각 원료별로 모두 다른 최적의 전처리 조건을 나타내었는데, 이는 원료에 따른 전분 입자의 구조 때문인 것으로 판단된다. 또한 에탄올 생산성에 있어서도 원료별로 많은 차이를 보였다. 옥수수의 경우 에탄올 전환 수율이 90.45%로 가장 높았고 발효속도 면에서는 절간고구마 가장 빠른 것으로 나타났다. 이는 대부분의 원료에서 전분함량이 높을수록 에탄올 생산량은 많았지만 발효 속도에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 보아 원료에 포함된 다른 조효소나 보조인자들이 영향을 미치는 것을 의미한다. 그러므로 고효율의 바이오 에탄올을 생성하기 위해서는 각 원료에 따른 특성 파악이 중요하며 발효에 영향을 미치는 요소들에 대하여 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제5권4호
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• pp.329-334
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• 1990

In an attempt to develop a novel process for ethanol production from starch, a simultaneous saccharification and fermentation (SSF) process using Zymomonas mobilis and amyloglucosidase (AMG) was studied in continuous modes. Compared with a conventional cylindrical column type of fermentor, the tapered column type of fermentor was found to be superior in terms of reactor performance for ethanol fermentation. The tapered columm fermentor packed with coimmobilized Z. mobilis and AMG alleviated the problems which were associated with CO2 evolution and provided a significantly better flow pattern for both liquid and gas phases in the fermentor without channelling. However, the fluidized bed type of tapered column fermentor using flocculent strain of Z. mobiles and immobilized AMG showed lower productivity (5.2g/1/h) than that of packed bed type of tapered column fermentor(9.2g/l/h).

• KSBB Journal
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• 제23권6호
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• pp.499-503
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• 2008

화석연료의 사용은 개발 한계성 및 고갈 그리고 지구온난화 등과 같은 심각한 문제를 지니고 있어 이를 극복하기 위해 환경 친화적이고 재생 가능한 바이오에탄올이 대두 대고 있다. 현재, 공정의 최적화와 미생물 개발을 통한 생산 단가를 낮추기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 쌀보리, 현미, 옥수수, 절간의 국내산 원료를 바탕으로 각각의 원료의 최적의 전처리 조건을 탐색하여 원료별 특성을 파악하여 동시당화공정발효를 이용하여 에탄올을 생산하였다. 또한 에탄올 생산성과 수율을 높이기 위하여 당화효소를 UV-mutation을 통해 개발한 SGA와 기존의 당화효소인 GA를 비교하였다. 그 결과 모든 원료에서 SGA가 GA보다 우수한 당화력을 나타내어 에탄올의 생산성과 수율을 향상 시켰다. 특히 가장 큰 차이를 보인 현미의 경우 에탄올 최대 농도가 1.25배 증가하여 18.4 g/L가 향상되었다. 또한 최대 농도의 95%도달시간을 비교해 본 결과 GA는 88시간, SGA는 35.98시간을 기록하였다. 이는 SGA의 당화력이 매우 우수함을 입증해준 결과라 할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.470-474
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• 2011

볏짚은 한국에서 매년 대량 생산되는 주요 작물이다. 침지공정을 이용한 목질계 바이오매스의 전처리는 대기압과 $60^{\circ}C$의 온도에서 온화한 조건에서 수행되었다. 본 연구에서는 전처리된 바이오매스의 효소당화 조건을 찾아보았다. 볏짚의 경우에 이전의 목질계 바이오매스와 비교하여 당화시간이 다른 것들보다 짧은 것으로 나타났다. SAA(Soaking in Aqueous Ammonia) 전처리 볏짚의 당화는 40~48시간 사이에 종료가 되었고 $50^{\circ}C$에서 높은 글루코스 전환율을 나타냈다. 글루코스 전환율은 효소사용량이 각각 65 FPU/ml과 32 CbU/ml일 때 높았다. 기질 농도가 5%(w/v)일 때 전환율은 72시간 동안 당화 후에 83.8%로 나타났다. SAA 전처리 볏짚의 동시당화발효(SSF; Simultaneous Saccharification and Fermentation) 실험에서는 $40^{\circ}C$에서 높은 에탄올 생산수율을 보였다. 그때의 수율은 48시간에서 33.05%로 나타났다.

• 한국연소학회지
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• 제3권2호
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• pp.51-63
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• 1998

Air-assisted atomizer flames are investigated numerically to study spray structures in nonburning and burning conditions based on experimental data. A PDA is used to measure droplet size, velocity, and number density for both nonburning and burning spray. Computations utilize time-averaged gas-phase equations and $k-{\varepsilon}$ turbulence model for simplicity. The major features of the liquid-phase model are that a SSF approach is used to represent the effect of gas-phase turbulence on droplet trajectories and vaporization, an infinite-diffusion model is employed to represent the transient liquid-phase process. Computation and experiment results show that the droplet acceleration and evaporation proceed quickly in near the atomizer, characterizing high number densities and a strong convective effect. The primary combustion zone, however, is dorminated by the gas phase reaction and exhibits a sheath combustion.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권4호
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• pp.7-21
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• 2000

This paper describes an overview of the thixoforming and thixomolding processes. Semi-solid metalworking (SSM), which is called the thixoforming process of aluminium materials, incorporates the elements of both casting and for the manufacture of near net shape parts. The SSM has some advantages such as net shape or near net shape manufacturing, the ability to form thin walls, excellent surface finish, tight tolerance, and excellent dimensional precision. The thixomolding process of Mg alloy (AZ9l) is a combination of two technologies both conventional die casting and plastic injection molding. The feed material used is a machined chip with a geometry of approximately 1 mm square and a length of 2~3 mm. The semi-solid forming (SSF) of high quality aluminium and magnesium parts will be established in the automotive and electronic industry, in the future. The hybrid method of casting/forging has been caused attention. This process uses a preformed material made by casting instead of the wrought material and finishes it by a single forging process. This process is expected to lower costs without sacrificing the mechanical and finishes it by a single forging process. The process is expected to lower costs without sacrificing the mechanical properties. The authors, intending that the casting/forging process contributes to a reduction in production cost of aluminum automotive parts in Korea, describes the feature of the casting/forging process, aluminum alloys suitable for the cast preform, microstructure and mechanical properties of the cast preform, application examples of cast/forging, and further study.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권4호
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• pp.397-405
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• 2009

본 연구에서는 국내 조림 수종인 백합나무를 바이오에탄올 생산용 자원으로 이용하고자 oxalic acid 전처리 방법을 도입하여 가능성을 타진하였다. $160^{\circ}C$에서 0.037 g/g oxalic acid로 20분 전처리하였을 때 $40.22g/{\ell}$의 발효가능한 당을 생산하였으며, 처리된 고형 바이오매스를 이용하여 동시당화발효를 수행한 결과 72시간 후 $8.6g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 같은 조건에서 반응시간을 증가시켜 40분 처리하였을 때 $32.66g/{\ell}$의 발효가능한 당을 생산하였고 동시당화발효로 72시간 후 $9.5g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 가수분해산물을 분석한 결과, 같은 조건에서 반응시간이 증가함에 따라 acetic acid, 5-HMF, furfural, total phenols와 같은 발효저해물질이 증가하였다. 이와 같은 발효저해물질은 반응시간보다는 초기 oxalic acid 첨가량에 영향을 받았다. Acetic acid 생산량은 저농도(0.013 g/g)의 oxalic acid를 사용하였을 때 $3.39{\sim}5.78g/{\ell}$로 나타났으며 xylose 분해산물인 furfural은 glucose의 분해산물인 5-HMF보다 2~3배 많게 가수분해산물에 존재하였다. 리그닌 분해산물로 예측되는 total phenols는 모든 조건에서 $5g/{\ell}$ 이상이 검출되었다. 가수분해산물과 동시당화발효로부터 에탄올 생산량을 분석한 결과 0.037 g/g oxalic acid로 20분 전처리한 가수분해산물과 고형 바이오매스로부터 가장 높은 에탄올 생산을 예측할 수 있다.