• 대한환경공학회지
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• 제34권8호
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• pp.523-527
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• 2012

본 연구는 담수미세조류의 일종인 클로렐라를 적색 발광다이오드를 이용하여 효율적으로 반연속 배양하기 위한 조건을 찾기 위해 수행되었다. 클로렐라 배양에 가장 효율적인 적색 LED를 사용하여 반연속배양을 실시하였으며, 배양 중 인과 질소가 급격히 감소하였으며 이는 클로렐라의 성장과 반비례의 관계를 보여 주었다. 효율적인 반연속 배양을 위해 인과 질소의 농도를 증가시킨 배지를 사용하여 배지교체 주기를 연장시켜 배양 효율성을 높였다. 배지교체 시 클로렐라의 셀 농도는 지속적으로 증가하였으나, 셀 크기는 감소하였다. 셀 농도와 셀 크기를 고려할 때 배양 전과정을 통해 생산되는 바이오매스의 양은 일정하게 유지되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권1호
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• pp.73-78
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• 2018

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.

• 유기물자원화
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• 제9권1호
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• pp.73-78
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• 2001

미세조류와 광반응기를 이용한 생물학적 이산화탄소 고정화 방법은 이산화탄소를 경제적으로 제거할 수 있는 방법으로 널리 알려져 있다. 그러나, 미세조류의 종류에 따라서 원활한 성장을 위한 환경 조건 및 성장특성이 상이하기 때문에, 배양하고자하는 미세조류의 성장에 영향을주는 운전 조건을 평가하는 것이 중요하다. 본 실험에 사용된 Euglena gracilis Z는 산성 조건에서도 잘 성장하여 오염의 가능성이 적고, 고농도 이산화탄소(10-20%)에 대한 내성이 강한 것으로 알려져 있다. 또한, 단백질 함량이 풍부하고 세포벽이 얇아 대량 배양시 사료로서의 이용 가치가 높다. 연속식 광반응 배양기를 이용하여 운전을 실시한 결과 $CO_2$ 농도 10%, HRT 4일에서 최종 세포수 $3.57{\times}10^6/m{\ell}$의 높은 성장률을 얻었다 또한 광도에 따라 성장이 증가하는 것을 알 수 있었으며, 이러한 결과를 통해 연속식 및 반연속식 배양에서의 성장 특성을 비교 평가하였다.

• ALGAE
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• 제39권2호
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• pp.109-127
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• 2024

High production and efficient harvesting of microalgae containing high omega-3 levels are critical concerns for industrial use. Aeration can elevate production of some microalgae by providing CO₂ and O₂. However, it may lower the production of others by generating shear stress, causing severe cell damage. The mixotrophic dinoflagellate Gymnodinium smaydae is a new, promising microalga for omega-3 fatty acid production owing to its high docosahexaenoic acid content, and determining optimal conditions and methods for high omega-3 fatty acid production and efficient harvest using G. smaydae is crucial for its commercial utilization. Therefore, to determine whether continuous aeration is required, we measured densities of G. smaydae and the dinoflagellate prey Heterocapsa rotundata in a 100-L semi-continuous cultivation system under no aeration and continuous aeration conditions daily for 9 days. Furthermore, to determine the optimal conditions for harvesting through centrifugation, different rotational speeds of the continuous centrifuge and different flow rates of the pump injecting G. smaydae + H. rotundata cells into the centrifuge were tested. Under continuous aeration, G. smaydae production gradually decreased; however, without aeration, the production remained stable. Harvesting efficiency and the dry weights of omega-3 fatty acids of G. smaydae + H. rotundata cells at a rotational speed of 16,000 rpm were significantly higher than those at 2,000-8,000 rpm. However, these parameters did not significantly differ at injection pump flow rates of 1.0-4.0 L min^-1. The results of the present study provide a basis for optimized production and harvest conditions for G. smaydae and other microalgae.

• ALGAE
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• 제35권3호
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• pp.277-292
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• 2020

Omega-3 fatty acids, including eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), are polyunsaturated fatty acids beneficial to human health. A limited number of microalgae have been used for commercial omega-3 production, which necessitates the identification of new microalgae with high omega-3 contents. We explored the fatty acid composition and EPA and DHA contents of the mixotrophic dinoflagellate Gymnodinium smaydae fed with the optimal algal prey species Heterocapsa rotundata. Cells of G. smaydae were found to be rich in omega-3 fatty acids. In particular, the DHA content of G. smaydae was 21 mg g^-1 dry weight, accounting for 43% of the total fatty acid content. The percentage of DHA in the total fatty acid content of G. smaydae was the highest among the reported microalgae except for Crypthecodinium cohnii. Moreover, to determine if the prey supply interval affected the growth rate of G. smaydae and its fatty acid content, three different prey supply intervals (daily, once every 2 d, and once for 4 d) were tested. Daily prey supply yielded the highest total fatty acid and DHA contents in G. smaydae. Furthermore, we successfully produced high-density G. smaydae cultures semi-continuously for 43 d with daily prey supply. During the semi-continuous cultivation period, the highest density of G. smaydae was 57,000 cells mL^-1, with an average growth rate of 0.7 d^-1. Taken together, the percentage of EPA and DHA in the total fatty acid content was maintained in the range of 54.2-56.9%. The results of this study support G. smaydae as a promising microalgal candidate for commercial DHA production and demonstrate that daily supply of prey can efficiently produce high-density G. smaydae cultures for more than a month.

• 농업과학연구
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• 제11권2호
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• pp.322-327
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• 1984

전보(前報)에서 분리(分離)한 Rhizobium meliloti M14를 공시(供試)하여 그 종균생산(種菌生産)을 위한 기초적(基礎的) 연구(硏究)로서, 탄소원(炭素源) 및 질소원(窒素源), chemostat의 반련속식(半連續式) 운용(運用)에 의한 액체배양(液體培養)을 시도(試圖)하여 아래와 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 탄소원(炭素源) 비교(比較)한 단당류(單糖類), 이당류(二糖類) 및 당(糖)알콜류(類) 가운데 당(糖)알콜류(類)에서 가장 생육(生育)이 높았고 단당류중(單糖類中) 오탄당(五炭糖)에서의 생육(生育)은 육탄당(六炭糖)보다 저조(低調)하였다. 2. 천연(天然) 탄소원중(炭素源中) malt extract 및 molasses에서의 생육(生育)은 mannitol에서의 생육수준(生育水準) 이상(以上)이었다. 3. 질소원(窒素源)으로서 yeast water에 대(對)한 편향성(偏向性)이 인정(認定)되었으며 그 10%에서의 생육수준(生育水準)은 yeast extract 0.24%와 상응(相應)하였다. 4. Chemostat (MicroFerm 28L, New Brunswick model CMF-128S) 의 단식배양(單式培養)에 의(依)하여 36시간(時間) 배양(培養)으로 생균수(生菌數) $5{\sim}7{\times}10^9cells/ml$ 수준(水推)의 stationary phase에 도달(到達)하였고, 반련속식(半連續式) 운용(運用)으로 매(每) 24시간(時間)마다 동일수준(同一水準)의 생균(生菌)을 가진 배양액(培養液)을 그 운용량(運用量)에 대(對)하여 5분(分)의 4를 회수(回收)할 수 있었다.

• 한국잡초학회지
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• 제13권2호
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• pp.159-163
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• 1993

건답직파(乾畓直播)를 연속(繼續)함에 따라서 야기되는 잡초군락(雜草群落)의 변이양상(變異樣相)을 밝혀 효과적(效果的)인 제초체계(除草體系)를 확립(確立)하고자 수행(遂行)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 벼 건답직파재배(乾畓直播栽培)를 4년간(年間) 연속재배(連續栽培)한 경우 화본과잡초(禾本科雜草)는 감소(減少)한 반면 광엽잡초(廣葉雜草)는 증가(增加)하였으며 생활형(生活型)으로 보면 1년생잡초(年生雜章)는 증가(增加)하였으나 다년생잡조(多年生雜草)는 감소(滅少)하였다. 2. 기계이앙시(機械移秧時) 우점잡초(優占雜草)는 올방개-피-올챙이고랭이-물달개비 등의 수생잡초(水生雜草)가 우점(優占)하였으나 건답직파재배(乾畓直播栽培)를 연속(繼續)할 경우 피-바랭이-가막사리-조개풀-자귀풀 등의 습생잡초(濕生雜草)가 우점(優占)하였다. 3. 건답직파(乾畓直播)에 따른 초종(草種)의 다양화(多樣化) 정도(程度)(Simpson Index) 및 군락우점도(群落優占度)(Community dominance)를 보면 기계이앙(機械移秧)의 경우 1-2 초종(草種)이 우점화(優占化)되는 경향(傾向)이었으나 건답직파(乾畓直播)의 경우 여러 초종(草種)이 다양(多樣)하게 분포(分布)되어 있었다. 4. 직파재배(直播栽培)에 따른 연도별(年度別) 유이성(類似性) 계수(係數)(Similarity coefficient)를 보면 직파재배(直播栽培)의 첫해는 41%의 유이성(類似性) 계수(係數)를 나타내 기계이앙(機械移秧)과 상당히 달랐으나 4년간(年間) 연속직파재배(連續直播栽培)를 할 경우 67%로 높아졌다. 5. 건답직파(乾畓直播) 첫해인 1979년도(年度) 잡초방임구(雜草放任區)의 잡초(雜草) 건물중(乾物重)은 $m^2$당 61.3g에 벼 수량(收量)은 290kg/10a이었으나 3년후(年後)인 1992년(年)에는 잡초건물중(雜草乾物重)이 293g/$m^2$으로 1979년에 비해 4.7배가 증가(增加)하였으며 벼 수량(收量)은 전무(全無)였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권3호
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• pp.609-614
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• 2010

The effluent from anaerobic digestion contains organic nitrogen and phosphorus, which are both required for growth of Spirulina platensis. Effluent (20%) from the upflow anaerobic sludge blanket (UASB) from a pig farm, supplemented with 4.5 g/l sodium bicarbonate ($NaHCO_3$) and 0.2 g/l urea fertilizer (46:0:0, N:P:K), was found to be not only a suitable medium for the growth of Spirulina platensis but also a low-cost alternative. Cost calculation showed that this medium is 4.4 times cheaper than modifized Zarrouk's medium. The average productivities of a semi-continuous culture grown under outdoor conditions in a 6-1 scale and a 100-1 pilot scale were 19.9 $g/m^2/d$ and 12 $g/m^2/d$, respectively. In addition, the biomass of organisms grown in UASB effluent contained approximately 57.9% protein, 1.12% $\gamma$-linolenic acid, and 19.5% phycocyanin. The average rates of bicarbonate, total nitrogen, and phosphorus removal were 380 mg/l/d, 34 mg/l/d, and 4 mg/l/d, respectively.

• 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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권9호
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• pp.1434-1443
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• 2019

Although chemical oxygen demand (COD) is an important issue for wastewater treatment, COD reduction with microalgae has been less studied compared to nitrogen or phosphorus removal. COD removal is not efficient in conventional wastewater treatment using microalgae, because the algae release organic compounds, thereby finally increasing the COD level. This study focused on enhancing COD removal and meeting the effluent standard for discharge by optimizing sludge inoculation timing, which was an important factor in forming a desirable algae/bacteria consortium for more efficient COD removal and higher biomass productivity. Activated sludge has been added to reduce COD in many studies, but its inoculation was done at the start of cultivation. However, when the sludge was added after 3 days of cultivation, at which point the COD concentration started to increase again, the algal growth and biomass productivity were higher than those of the initial sludge inoculation and control (without sludge). Algal and bacterial cell numbers measured by qPCR were also higher with sludge inoculation at 3 days later. In a semi-continuous cultivation system, a hydraulic retention time of 5 days with sludge inoculation resulted in the highest biomass productivity and N/P removal. This study achieved a further improved COD removal than the conventional microalgal wastewater treatment, by introducing bacteria in activated sludge at optimized timing.