본 연구는 다구역 양액재배에 적용할 수 있는 연속식 양액 자동조제공급 시스템 개발을 위한 목적으로 수행되었다. 기존의 정량펌프에 비해 정밀성 및 반복 구동회수에 대한 내구성이 우수하고 구동시간에 따라 토출량을 정밀 제어할 수 있는 원소별 농후액 공급조절장치를 개발하였으며, 개발된 원소별 농후액 공급조절장치의 시간당 토출량 실험 결과 결정계수는$R^2$=0.9999이었고 3초~5초 구동시간동안의 회귀식에 의한 토출량과 실제 토출량 편차를 비교한 결과 최대 -1.23%로 나타나 회귀식에 의한 구동시간에 따른 토출량 제어가 가능함이 확인 되었다. 원소별 농후액 공급조절장치의 원소별 토출량 증감을 통하여 조성이 다른 양액을 조제할 수 있었으며, 생육단계에 따른 원소별 농도의 증감 조절에 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 원수유입량 편차 실험 결과 목표 원수유입량과 실제 원수유입량간의 편차는 2.73% 이내로 나타났다. 세척 과정을 통해 EC가 1.4~l.6mS/cm인 경우에는 0.5~0.6mS/cm, 2.4~2.5mS/cm인 경우에는 0.9~l.0mS/cm 정도로 낮추어 급액 후 잔류 양액의 영향을 줄일 수 있었다. 개발된 다구역 재배용 양액 자동조제공급 시스템의 성능을 평가하기 위하여 오이용 야마자키액 조성의 배양액 180$\ell$를 조제, 공급하였을 때 양액에 포함된 N $O_3$$^{-}$, 와 P $O_4$$^{3-}$ 이온에 대하여 실험실에서 조제한 양액의 이온 농포와의 비교 실험을 3회에 걸쳐 실시한 결과, 개발된 시스템으로 조제한 양액중에 포함된 N $O_3$$^{-}$ 이온과 P $O_4$$^{3-}$ 이온은 실험실에서 조제된 양액에 비하여 각각 2.36%, 5.15% 낮게 나타났다.
수중에 존재할 수 있는 항생제물질 중 cefaclor를 제거하기 위하여 UV/H$_2$O$_2$ 공정을 적용하였다. 기존 회분식반응기의 경우 시료를 채취하면 시료가 감소하여 UV램프와 제거대상물질의 유효접촉면적이 감소하는 것을 보완하기 위해 외부에 혼합조를 설치하여 실험을 실시하였다. UV반응기 내부는 완전혼합을 위해 4개의 baffle을 설치하였으며 광자의 방출을 방지하기 위해 반응조 외부를 알루미늄 호일로 감쌌다. OH radical의 생성은 pCBA(p-Chlorobenzoic acid)를 이용하여 간접적으로 측정하였으며, 의사일차반응식(pseudo-frist order reaction)을 이용하여 반응속도상수를 구하였다. 본 연구의 최적 OH radical 생성조건은 pH 3, 과산화수소 주입량은 5 mmol/L 그리고 펌프순환유량은 400 mL/min로 나타났으며, 반응속도상수는 0.1051 min$^{-1}$이었다. 최적의 OH radical 생성조건에서 cefaclor는 40 min안에 완전히 제거되었으며 반응속도상수는 0.093 min$^{-1}$이었다. 초기 cefaclor의 농도가 낮을 수록 빠르게 제거되었으며, OH radical에 의해 분해되어 중간생성물질(intermediates)인 chloride(Cl$^-$), nitrate(NO$_3{^{2-}}$), sulfite(SO$_4{^{2-}}$) 그리고 acetic acid(CH$_3$COO$^-$) 등의 음이온과 phenylglycine을 생성하였다. 반응시간 6 hr 이후 TOC의 77% 감소, phenylglycine의 소멸 그리고 acetic acid가 감소하는 것으로 보아 cefaclor는 UV/H$_2$O$_2$ 공정에 의해 빠르게 분해될 뿐만 아니라 CO$_2$와 H$_2$O의 형태로 무해화(mineralization)되는 것으로 보인다.
Halberstadt, Craig R.;Palsson, Bernhanrd O.;Midgley, A.Rees;Curl, Rane L.
Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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제7권3호
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pp.163-170
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2002
This report describes the use of a transtubular bioreactor to study the relative effects of diffusion versus perfusion of medium on antibody production by a hybridoma cell line. The study was performed with a high-density cell culture maintained in a serum-free, low-protein medium for 77 days. It was determined that the reactor possessed a macro-mixing pattern residence time distribution similar to a continuous stirred tank reactor (CSTR), However, due to the arrangement of the medium lines in the reactor, the flow patterns for nutrient distribution consist of largely independent medium path lengths ranging from short to long. When operated with cyclic, reversing, transtubular medium flow, some regions of the reactor (with short residence times) are more accessible to medium than others (with long residence times). From this standpoint, the reactor can be divided into three regions: a captive volume, which consists of medium primarily delivered via diffusion; a lapped volume, which provides nutrients through unilateral convection; and a swept volume, which operates through bilateral convection. The relative sizes of these three volumes were modified experimentally by changing the period over which the direction of medium flow was reversed from 15 min (larger captive volume) to 9 h (larger swept volume). The results suggest that antibody concentration increases as the size of the diffusion-limited (captive) volume is increased to a maximum at around 30 min with a sharp decrease thereafter. As reflected by changes in measured consumption of glucose and production of lactate, no significant difference in cellular metabolism occurred as the reactor was moved between these different states. These results indicate that the mode of operation of the transtubular bioreactor may influence antibody productivity under serum-free, low-protein conditions with minimal effects on cellular metabolism.
초음속 유동이 흐르는 후향 계단에서 액체 제트가 수직으로 분사되는 유동의 혼합 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 작동 유체는 질소와 물을 사용하였다. 쉐도우그래프 기법을 사용하여 유동을 가시화하였으며, 초고속 카메라로 촬영된 영상은 시간 평균화 처리를 통해 분석에 사용하였다. 액체 제트의 주입구는 초음속 질소가스 유동에 의해 생성되는 재순환 영역 내부에 위치하며 유동방향에 수직하게 분사된다. 실험 조건은 질소가스 챔버와 액체 가압탱크의 압력에 따라 나누었다. 각 실험 조건에서 분사된 액체 제트의 침투 깊이와 마하 디스크의 생성 위치의 변화를 관찰하였으며, 운동량비에 따른 유동의 구조 변화에 대해 고찰하였다.
정수장슬러지의 탈수효율 증대를 위한 슬러지 개량 실험에서 적절한 유기고분자응집제의 선택과 교반강도 선정에 의한 슬러지의 탈수속도의 증가 및 슬러지의 감량화 결과는 다음과 같다. 정수장 저류조에 농축된 정수장슬러지의 제타전위는 음전하였으며 슬러지의 제타전위가 -5㎷ 부근에서 양이온, 음이온 및 비이온 유기고분자응집제를 주입한 개량슬러지의 비정항계수는 비슷하였다. 제타전위가 -15㎷ 이상에서는 양이온이 음이온 유기고분자 응집제 보다 슬러지 비저항계수의 감소에 더욱 효과적이었다. 중양이온 아크릴산계 고분자응집제가 메타아크릴산계 보다 탈수속도가 빠르며 유기고분자응집제 종류에 따라 적절한 교반강도의 선택이 요구되었다.
현열저장에서 열성층의 이점을 태양열 주택에 적용해보았다. 성층으로 인하여 에너지 입력의 열이용 효율이 증가되는 효과가 논의되었고, 실험과 시뮤레이션을 통하여 설명되었다. 성층을 촉진시키기 위하여 Distributor를 사용하였으며, 본 실험에서 Q=8 liter/min, ${\Delta}T=40^{\circ}C$일 때, 최대 90%의 열이용 효율을 얻을 수 있었다. 한편 성층을 촉진시키기 위하여 Distributor의 적은 구멍에서 나오는 유동(속도와 압력)이 같게 제작할 수만 있다면 그 이상의 열이용효율도 얻을 수 있음이 입증되었다.
This study was initiated to improve the cooling water quality by chemical coagulation and sedimentation in steel mills. Due to the inefficient flocculation in the settling tanks of blast furnace cooling water systems, the solid particles in the cooling water overflow accumulate and clog the cooling system. To protect the cooling water system from such fouling, proper flocculants must be continuously used. Laboratory tests were performed for the indirect cooling water system of a plate mill. The batch test in the gas scrubbing cooling water system of a blast furnace showed that the proposed coagulant was more effective for the improvement of coagulation and sedimentation than the existing one. During the tests, cationic flocculants were more effective than use of only an anionic flocculant. The suggested combination of anionic and cationic flocculants can probably improve the turbidity removal efficiency of the cooling water. Proper control of the overflow rate by the designed residence time would help turbidity removal efficiency in the settling tank. In addition, the settling can be enhanced by adopting rapid and slow mixing alternatively. Scale problems in blast furnace cooling water system were reduced to some extent by efficient settling.
모든 원유 (crude oil)와 제품유 (petroleum product)는 서로 구별되는 탄화수소특성을 가지고 있다. 원유의 경우 산지별로 고유한 특성을 지니고 있으며, 제품유의 경우 같은 유종이라 할지라도 그 원료가 되는 원유의 특성, 생산공정, 생산시기 등에서 차이점이 발생한다. 즉, 생산시기가 동일하다 할지라도 선박의 연료탱크내에 남아있는 잔류유와의 혼합 동에 의해 구별되는 특징을 가지게 되며 이러한 특성을 이용한 기법을 유지문기법(oil fingerprint method) 이라 한다. 본 연구에서는 최근 새로운 유지문기법으로 활용 가능성이 대두되고 있는 2 차원 가스크로마토그래프 (Comprehensive Two Dimensional Gas Chromatography)를 이용하여 기존의 가스크로마토그래프 (GC)와 가스크로마토그래프 질량분석기 (GC/MS) 와의 분석방법 비교 등을 통해 유지문 분석기법의 실효성에 대해서 논하고자 한다.
최근에 음식물쓰레기의 증가에 따라 폐기불의 처리가 현대사회의 큰 문제로 되었다. 본 연구는 음식물 쓰레기와 하수슬러지 혼합물의 2단 혐기성소화조에 의하여 소화의 가능성을 검토할 목적으로 수행되었다. 음식물쓰레기와 하수슬러지를 1:9의 비율로 하여 파이롯트 2단 소화시스템을 사용하여 현장에서 운전하였으며, 체류기간은 20일로 유지했다. $3.03kg\;TCOD/m^3day$의 유기물 부가에서 COD와 VS 제거효율이 57.7%와 47.7%를 보였으며, 가스 생성율과 메탄의 함량은 $0.4m^3/kg$ vs.day와 65.3%로 나타났다. 이러한 결과로부터 하수슬러지와 음식물쓰레기의 혼합처리가 효과적인 것으로 밝혀 졌다.
보리밭의 잡초방제(雜草防除)를 위하여 몇 가지 겨엽처리형제초제(莖葉處理型除草劑)를 공시(供試)하여 시험(試驗)한 결과(結果)를 보면 1. 공시약제중(供試藥劑中) 살초력(殺草力)은 Bromoxynil + MCPA와 Bromoxynil이 Ioxynil 보다는 효과적(效果的)이었다. 2. 이들 약제(藥劑)들의 시용량(제품)(施用量(製品))은 100g/10a 보다는 200g/10a 시용량(試用量)에서 살초효과(殺草效果)가 높았다. 3. 약제(藥劑)의 살포시기(撒布時期)는 이들 3엽제(葉劑) 모두 3월(月)보다는 4월(月) 초순(初旬)에 살포(撒布)되는 하잡초(夏雜草)도 방제(防除)할 수 있었기 때문이었다. 4. 보리 파종직후(播種直後) 토양처리제(土壤處理劑)로서 Butachlor를 처리(處理)하고 4월(月) 초(草)에 경엽처리제(莖葉處理劑)로서 Bromoxynil 이나 Bromonynil + MCPA를 처리(處理)한 구(區)에는 거의 완전방제(完全防除)가 가능(可能)하였다. 5. Bromoxynil+MCPA 약제(藥劑)로 30여(餘) 초종(草種)들의 살초력(殺草力)을 본 결과(結果) 주(主)로 광엽잡초(廣葉雜草)에 효과(效果)가 있어 답이작(畓裏作)보다는 전작맥류포(田作麥類圃)에 발생(發生)되는 잡초(雜草)를 대상(對象)으로 방제(防除)하는 것이 좋을 것으로 본다. 6. 잡초발생량(雜草發生量)(잡초건물중(雜草乾物重))과 보리 수량(收量)과의 회귀식(回歸式)은 y=593.112-0.41x(r=$-0.918^{**}$)로서 고도(高度)의 역상관(逆相關)을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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