본 연구는 통기방법과 배양수의 환수에 따른 담수산 rotifer B. calyciflorus의 내구란 형성을 조사하였고 0.5 톤 수조에서 내구란 대량 생산을 수행하였다. 산소와 공기를 공급한 실험구에 있어서 rotifer의 최고밀도와 유성생식률은 차이는 없으나 수정률과 내구란 형성은 공기를 공급한 실험구가 산소를 공급한 실험구보다 높게 나타났다. 배양수의 환수간격에 따른 실험에서 환수를 하지 않은 실험구가 rotifer 최고밀도와 내구란 형성은 환수를 한 실험구(매일 환수한 실험구)보다 높게 나타났지만 내구란 생산의 효율적인 측면에서 Chlorella 건조중량당 내구란 형성은 환수를 한 실험구(매일 환수한 실험구)에서 가장 높게 나타났다. 또한 0.5톤 수조에서 내구란의 총 생산량은 $51.8{\sim}57.9{\times}10^6$개로 나타났다. 본 연구의 결과를 종합하여 볼 때, 공기를 공급한 batch 배양이 담수산 rotifer, B. calyciforus의 내구란을 대량생산하는데 효과적인 방법인 것으로 판단된다. 또한 이종의 내구란 대량생산은 해수산 rotifer B. plicatilis와 B. rotundiformis와 비슷한 생산 효율을 보인 것으로 판단된다.
사각파 모형은 회분식 공정-저장조 망구조의 최적설계에 성공적으로 적용되었다. 설계된 망구조는 재순환 흐름을 포함하는 회분식의 모든 생산 재고 및 분배 체계를 내포한다. 본 연구에는 사각파 모형의 적용범위를 연속 또는 회분식 공정 뿐 만 아니라 반연속 공정에 까지 확대하려 한다. 이전의 연구에서는 원료조성이나 제품수율은 알려진 상수로 취급되었다. 본 연구에서는 이러한 제약이 완화되어 원료조성이나 제품 수율이 최적화 되어져야 하는 독립변수로 취급된다. 이러한 수정은 정유공장에서 흔히 접하는 최적제품 배합문제를 취급할 수 있게 한다. 원료조성과 제품수율이 독립변수일 때 발생하는 많은 문제의 복잡성에도 불구하고 사각파 모형은 여전히 해석적인 최적용량 공식을 제공한다. 최적공장설계에 적용되는 본 연구의 유용성은 고밀도 폴리에틸렌 공장설계의 예를 통해 나타내었다. 연구결과를 토대로 모든 공정의 최적성을 비교할 수 있는 척도를 제시하였다. 이 척도는 다수의 공정의 성능을 직접 비교할 수 있게 하므로 공정의 상태를 진단하는 유용한 도구가 될 것이다. 공정의 비용이 유속의 제곱근에 비례한다는 결과는 공장설계에서 늘리 알려진 6/10 경험법칙과 유사하다.
본 연구는 재자원화 기술개발의 일환으로 폐기물 생선내장으로부터 아미노산을 회수하기 위하여 아임계 및 초임계 가수분해반응을 수행하였다. 반 회분식 및 회분식 반응기를 이용하여 아미노산의 최적수율에 영향을 미치는 온도, 시간 등의 반응인자에 대한 영향에 관하여 연구하였다. 회분식 반응결과, 폐기물 생선내장으로부터 얻어진 전체적인 아미노산의 최적수율(137 mg/g-dry entrails)은 온도 $250^{\circ}C$ (p=4 MPa), 반응시간 60 min에서 얻을 수 있었다. 초임계조건(e.g., T=$400^{\circ}C$, P=45 MPa)에서는, 아미노산의 생성속도보다 분해속도가 빠른 관계로 수율이 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구결과 고수율의 아미노산을 생성하기 위해서는 저온 및 짧은 반응시간에서의 조작이 필요한 것을 알았다.
본 연구에서는 촉매로 zinc acetate를 사용하였고 dimethyl terephthalate(DMT)와 ethylene glycol(EG)의 에스테르 교환을 통하여 polyethylene terephthalate(PET)의 단량체인 bishydroxyethyl terephthalate(BHET)를 생성하는 반응에 대하여 알아보았다. 기존의 kinetics 연구는 에스테르 교환 반응에서 생성되는 메탄올이 반응계에서 제거되는 반회분식공정을 바탕으로 하여 이때 제거된 메탄올 양을 측정하여 역반응이 무시된 반응 kinetics 모델을 구성하였다. 본 연구에서는 회분식 반응기를 통하여 DMT와 메탄올의 양을 정량하여, 역반응을 고려한 보다 정확한 kinetics 모델을 제안하였고, 제안된 모델의 예측값들이 실험값들과 잘 일치하는 것을 보였다. 또한 모델과 실험값을 분석하여 여러 공정 변수들이 에스테르 교환 반응에 미치는 영향을 조사하였다.
DMT(dimethylterephthalate)와 DEG(diethylene glycol)의 에스테르 교환반응을 통하여 BHEET(bis-hydroxyethoxyethyl-terephthalate)을 생성하는 반응에 대하여 조사하였다. BHEET는 polyurethanr foam의 원료인 폴리에스터 폴리올의 단량체이다. DMT를 이용한 기존의 에스테르 교환 반응은 반응 중 생성 MeOH이 제거되는 반회분식 반응기를 사용하였다. 따라서 이러한 kinetics 연구에서는 역반응이 고려되지 않는다. 본 실험에서는 촉매로는 zinc acetate를 사용하였고, 소형 회분식 반응기를 통하여 DMT와 MeOH의 양을 정량하여 생성되는 MHEET와 BHEET를 추정하였다. 이 반응들에서 역반응을 고려한 보다 정확한 반응 kinetics를 조사하였다. 제안된 모델의 예측 값들이 실험값들과 잘 일치함을 보였다.
Waste activated sludge (WAS) was thermally pretreated to enhance hydrolysis and ultimately methane yield. Batch and semi-continuous anaerobic digestion were conducted to evaluate the performance of methane fermentation of the hydrolyzed sludge and to investigate the kinetics of sludge fermentation. Thermal pretreatment remarkably enhanced digestion performances particularly the methane fermentation with three times more methane production than before the pretreatment. Gas production and kinetic parameters in the semi-continuous anaerobic digestion were estimated using Chen Hashimoto model. The model simulation fitted well the experimental results and the model was shown to be suitable for evaluating the effects of disintegration of WAS in anaerobic digestion. Three parameters ($B_o$, K, and ${\mu}_m$) determined by model simulation were $0.0807L-CH_4/g-VS$, 0.453 and $0.154d^{-1}$ for control sludge, and $0.253L-CH_4/g-VS$, 0.835 and $0.218d^{-1}$ for thermally pretreated sludge, respectively.
The purpose of this study was to optimize the conditions of continuous mixed culture of C.butyricum and R. spaeroides K-7, which were able to produce hydrogen using biomass-dreived substrate. To investigate the possibility of continuous culture, semi-continuous culture was carried out for 20 days. In semi-continuous culture using the reactor system, the replacement rate of fresh medium was 30% of total medium volume for the highest hydrogen evolution. In continuous culture, the optimum dilution rate was determined to be 0.05$h^{-1}$. The continuous culture produced 3.1 times as compared with the hydrogen on batch culture. On the other hand, the continuous mixed culture produced 1.3~2.1 times as much as hydrogen of the continuous monoculture of C. butyricum. When 10g of glucose in the media (1l) was supplied as a carbon source on continuous culture, mixed culture of C. butyricum and R. sphaeroides K-7 increased hydrogen evolution rate. Because considerable amount of glutamate was contained in waste water of glutamate fermentation, utilization of glutamate was examined in mixed culture. As a result of examination, production of hydorgen was slightly inhibited by high concentration of glutamate, more than 20mM, on continuous monoculture of R. sphaeroides K-7. On the other hand, both on continuous monoculture of C. butyricum and on mixed culture of C. butyricum and R. sphaeroides K-7, production of hydrogen was not inhibited by high concentration of glutamate such as 100mM. Hence this suggests that high concentration of waste water can be used as good substrate for hydrogen production on monoculture of C. butyricum and mixed culture of C. butyricum and R. sphaeroides K-7.
본 연구는 혼합영양 배양 조건에서 acetate의 주입이 Anabena azollae의 성장에 미치는 영향을 파악하기 위해 수행되었다. 4가지 종류의 acetate 중 ethyle acetate가 Anabena azollae의 성장에 가장 효과적이라고 밝혀졌으며, 주입한 ethyle acetate의 농도가 증가할수록 성장속도는 증가하는 것을 확인하였다. 40 mM의 ethyl acetate의 경우 비성장속도는 $0.979day^{-1}$, 최대바이오매스 생산성은 $0.293g\;L^{-1}\;d^{-1}$로 본 연구에서 배양속도가 가장 빠른 것으로 판명되었다. Acetic acid와 butyl acetate의 경우 Anabena azollae 성장을 방해하는 것으로 나타났다. Aetration의 경우 0.54 vvm에서 성장속도가 가장 빨랐다. 반연속배양에서는 aeration 실험이 끝난 후 연속하여 ethyle acetate 주입을 하여 배양을 하였다. 회분식실험에 비해 반연속배양에서의 비성장속도와 최대바이오매스 생산성은 모두 감소하였지만 최대 농도는 5.91 g/L로 가장 큰 값을 나타내었다.
Structure H formation experiments were conducted in a semi-batch stirred vessel using methane as the small guest substance and neohexane(NH), tert-butylmethylether(TBME) and methylcyclohexane(MCH) as the large molecule guest substance (LMGS). The results indicate that the rates of gas uptake and induction times are generally dependent on the magnitude of the driving force. When tert-butyl methyl ether is used as the LMGS rapid hydrate formation, much smaller induct ion time and rapid decomposition can be achieved. Liquid-liquid equilibrium (LLE) data for the above LMGS with water have been measured under atmospheric pressure at 275.5, 283.15K, and 298.15K. It was found that TBME is the most water soluble followed by NM and MCH. The solubility of water in the non-aqueous liquid was found to increase in the following order: MCH
To study the tolerant capacity of anaerobic granular sludge (AGS) to oxygen using semi -dynamic batch experiment, the aerating time, pH of the basal media, reductive inorganic materials, microorganism, and microorganism metabolite were investigated. When the aerating time was higher or lower than 0.5 h, the producing gas activity of sludge was lower than that of the control. The oxygen tolerance of the experimental sludge was the highest at the initial pH 7.2. The producing gas activity of sludge I was higher than that of sludge II. And storage at $4^{\circ}C$ can low the lose of the oxygen tolerance capacity of granular sludge. The producing gas activity of sludge was the highest when KI was added. The growth of aerobic microorganisms and some metabolite could increase the producing gas activity of granular sludge.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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