• 한국미생물·생명공학회지
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• 제10권3호
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• pp.223-226
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• 1982

통기발효에서 중요한 통기 및 진탕효과를 측정함에 있어 공기로부터 물속으로 용존해 가는 산소의 전달속도와, 용존된 산소가 미생물에 의해 흡수되는 속도를 산출하였다. 항생물질발효에서 통기효과는 현저하였으며, 배양시간에 따른 산소흡수 속도와 비산소흡수 속도가 변화하는 것을 알았다. 이러한 변화는 대사이차 산물인 항생물질생합성의 생화학적인 전환에 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권3호
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• pp.226-230
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• 2007

산소를 많이 소비하는 발효공정일수록 배양액중의 용존산소의 농도가 목적생산물의 생산성에 많은 영향을 주는 경우가 많다. 때문에 고농도 발효에 앞서, 발효조의 sparging hole로부터 임펠러 높이에 따른 산소전달 능력을 알아본 결과 공기공급이 1 vvm, 교반속도가 600 rpm에서 산소전달계수($K_La$)는 2.67($min^{-1}$)으로 가장 높았다. 배양 시 용존산소 농도를 20% 이상 유지시켰을 때 온도에 따른 k6ub/IFN-${\alpha}1$ 생성은 $30^{\circ}C$에서 세포증식을 하고 $25^{\circ}C$에서 IPTG로 Induction 하였을 때 발현율이 6.43mg/ml로 total protein의 37%로 가장 많은 양이 발현되는 것을 알 수 있었다. 용존산소 농도에 따른 k6ub/IFN-${\alpha}1$의 발현양은 용존산소 농도가 35%일 때 가장 높은 수율을 나타냈다. 용존산소량은 산소소비 속도를 측정함으로써 정확한 임계점을 찾을 수 있었는데 용존산소량이 35% 유지될 때 산소 전달 속도와 비교하여 가장 적당한 산소공급량임을 확인할 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권6호
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• pp.652-658
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• 2011

The growth kinetics of Streptomyces noursei NRRL 5126 was investigated under different aeration and agitation combinations in a 5.0 l stirred tank fermenter. Poly-${\varepsilon}$-lysine biosynthesis, cell mass formation, and glycerol utilization rates were affected markedly by both aeration and agitation. An agitation speed of 300 rpm and aeration rate at 2.0 vvm supported better yields of 1,622.81 mg/l with highest specific productivity of 15 mg/l.h. Fermentation kinetics performed under different aeration and agitation conditions showed poly- ${\varepsilon}$-lysine fermentation to be a growth-associated production. A constant DO at 40% in the growth phase and 20% in the production phase increased the poly-${\varepsilon}$-lysine yield as well as cell mass to their maximum values of 1,992.35 mg/l and 20.73 g/l, respectively. The oxygen transfer rate (OTR), oxygen utilization rate (OUR), and specific oxygen uptake rates ($qO_2$) in the fermentation broth increased in the growth phase and remained unchanged in the stationary phase.

• 한국환경과학회지
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• 제19권5호
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• pp.647-653
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• 2010

The objectives of this research are to evaluate and compare the oxygen transfer coefficients($K_{La}$) in both a general bubbles reactor and a micro-nano bubbles reactor for effective operation in sewage treatment plants, and to understand the effect on microbial kinetic parameters of biomass growth for optimal biological treatment in sewage treatment plants when the micro-nano bubbles reactor is applied. Oxygen transfer coefficients($K_{La}$) of tap water and effluent of primary clarifier were determined. The oxygen transfer coefficients of the tap water for the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor were found to be 0.28 $hr^{-1}$ and 2.50 $hr^{-1}$, respectively. The oxygen transfer coefficients of the effluent of the primary clarifier for the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor were found be to 0.15 $hr^{-1}$ and 0.91 $hr^{-1}$, respectively. In order to figure out kinetic parameters of biomass growth for the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor, oxygen uptake rates(OURs) in the saturated effluent of the primary clarifier were measured with the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor. The OURs of in the saturated effluent of the primary clarifier with the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor were 0.0294 mg $O_2/L{\cdot}hr$ and 0.0465 mg $O_2/L{\cdot}hr$, respectively. The higher micro-nano bubbles reactor's oxygen transfer coefficient increases the OURs. In addition, the maximum readily biodegradable substrate utilization rates($K_{ms}$) for the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor were 3.41 mg COD utilized/mg active VSS day and 7.07 mg COD utilized/mg active VSS day, respectively. The maximum specific biomass growth rates for heterotrophic biomass(${\mu}_{max}$) were calculated by both values of yield for heterotrophic biomass($Y_H$) and the maximum readily biodegradable substrate utilization rates($K_{ms}$). The values of ${\mu}_{max}$ for the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor were 1.62 $day^{-1}$ and 3.36 $day^{-1}$, respectively. The reported results show that the micro-nano bubbles reactor increased air-liquid contact area. This method could remove dissolved organic matters and nutrients efficiently and effectively.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권4호
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• pp.263-276
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• 2015

This paper deals with the influence of chemical oxygen demand to nitrogen ratio ((COD/N) ratio) on the performance of an membrane bioreactor. We aim at establishing relations between COD/N ratio, organisms' distribution and sludge properties (specific resistance to filtration (SRF) and membrane fouling). It is also essential to define new criteria to characterize the autotrophic microorganisms, as the measurements of apparent removal rates of ammonium seem irrelevant to characterize their specific activity. Two experiments (A and B) have been carried on a 30 L lab scale membrane bioreactor with low COD/N ratio (2.3 and 1.5). The obtained results clearly indicate the role of the COD/N ratio on the biomass distribution and performance of the membrane bioreactor. New specific criteria for characterising the autotrophic microorganisms activity, is also defined as the ratio of maximum ammonium rate to the specific oxygen uptake rate in the endogenous state for autotrophic bacteria which seem to be constant whatever the operating conditions are. They are about 24.5 to 23.8 $gN-NH_4{^+}/gO_2$, for run A and B, respectively. Moreover, the filterability of the biological suspension appear significantly lower, specific resistance to filtration and membrane fouling rate are less than $10^{14}m^{-2}$ and $0.07\;10^{12}m^{-1}.d^{-1}$ respectively, than in conventional MBR confirming the adv < antage of the membrane bioreactor functioning under low COD/N ratio.

• KSBB Journal
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• 제5권3호
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• pp.235-240
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• 1990

Pseudomonas elodea 에 의한 Gellan gum생산시 이에 관련된 기초자료를 얻기 위하여 회분식 및 연속식 발효를 하였다. 회분식 배양의 결과로부터 비성장 속도는 $0.16hr^-^1$이었으며 72시간 배양후의 점도는 4500cp, 생성물 농도 0.7g dry weught/100g broth, 및 생산성은 0.08g dry weight/1/hr이었다. 연속식 배양을 통하여 최적 탄소원과 질소원의 농도비(3.0mg-carbon/mg-nitrogen)를 결정하였으며 Gellan gum의 최대 생성속도는 희석율 $0.14hr^-^1$에서 0.6g dry weight/l/hr이었다. 이러한 조건에서 각종 metabolic paeameter값을 계산하였다. 또한 배양액의 유변학적 특성은 Casson equation에 잘 부합됨을 확인하였고, 배양액의 점도와 산소전달계수를 측정하여 고점도 배양시 산소전달의 장애현상을 조사하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제16권4호
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• pp.282-286
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• 1988

Chinese Hamster Ovary 세포의 대량배양을 위한 동력학적 변수들을 산소 소비속도의 on-line 측정으로 구하였다. 세포성장과 산소 소비속도의 상관관계 계수가 0.83으로 밀접한 상호 직선관계가 있음을 입증하며, 이에 근거를 둔 model에 의해 간접 계산된 세포수가 실제 측정된 세포수와 상당히 일치하였다. 따라서 세포끼리 서로 뭉쳐 직접 세포수 측정이 부정확한 경우 산소 소비속도의 측정에 의해 간접적으로 세포수를 예측할 수 있음을 입증하였다. 산소 세포수율, Yx/o와 mass transfer coefficient, $K_{\ell}$a가 각각 1.26$\times$$10^4$cells/mmole $O_2$ consumed와 1.011/h로 측정되었으며, 평균 세포 성장속도는 2.891/day로 계산되었다. 이는 매일 2 gram의 tPA를 연속 생산할 수 있는 조건이었다.

• 한국물환경학회지
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• 제20권3호
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• pp.197-205
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• 2004

Batch test methods have developed for a long time to measure kinetic and stoichiometric parameters which are required to perform steady state design and mathematical modelling of activated sludge processes. However, at various So/Xo ratios, abnormal behaviors of ordinary heterotrophic organism in batch tests have been reported in many researches. Thus, in this research, abnormal behaviors of heterotrophs in batch tests were investigated at various So/Xo conditions by measuring and interpreting oxygen utilization rate. As So/Xo ratio increased, the calculated values of maximum specific growth rates, ${\mu}_{H,max}$ and $K_{MP,max}$, increased. However, at a certain point of So/Xo (around 10mgCOD/mgMLAVSS), ${\mu}_{H,max}$ and $K_{MP,max}$ values started to decrease. According to this observation, three prominent behaviours of heterotrophs were identified at various So/Xo conditions. (1) At low So/Xo region (below 5 mgCOD/mgMLAVSS), the oxygen utilization rate of heterotrophs in batch tests were almost stable and consequently yielded lower maximum specific growth rate. (2) At high So/Xo region (up to 5~10 mgCOD/mgMLAVSS), oxygen utilization rate incresed sharply with time and indicated more upward curvature than the predicted OUR with conventional activated sludge model, which consists of single hetetrotrophs group. Thus, in this region, competition model of two organisms, fast-grower and slow-grower, seemed to be appropriate. (3) At extremely high So/Xo region (over 10mgCOD/mgMLAVSS), significant oxygen utilization rate was still observed even after depletion of readily biodegradable COD. This might be caused by retarded utilization of intermediates which were generated by self inhibition mechanism in the process of RBCOD uptake.

• 한국응용곤충학회지
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• 제38권2호
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• pp.123-128
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• 1999

최근 곤충병원성 선충은 생물학적 살충제로서 크게 주목을 받고 있다. 이러한 곤충병원성 선충의 in vitro배양, 저장, 수송 과정에서는 낮은 용해도와 물질전달 문제 때문에 적절한 산소 공급이 매우 중요하다. 4종의 서로 다른 Steinernema 곤충병원선충에 대하여 5L 생물반응기를 이용하여 온도를 변화시키면서 산소요구도(OUR)들을 측정하였다. 13~17$^{\circ}C$범위에서는 모든 Steinernema종의 산소 요구도는 0.5$\times$${10}^{-3}$ mmolO$_2$/L.min 이하였다. S. glaseri Dongrae와 S. carpocapsae Pocheon의 경우 산소요구도(mmolO$_2$/L.min)는 21$^{\circ}C$에서는 각각 0.4$\times$${10}^{-2}$와 0.75$\times$${10}^{-2}$, $25^{\circ}C$에서는 $1.5\times$${10}^{-2}$와 3.2$\times$${10}^{-2}$, 29$^{\circ}C$에서는 2.8$\times$${10}^{-2}$와 5.8$\times$${10}^{-2}$였다. 그러나 50~150rpm의 교반속도에서는 산소 요구도의 변화가 그다지 크지 않았다. S. glaseri NC, S. glaseri Dongrae, S. glaseri Mungyeong 그리고 S. carpocapsae Pocheon종의 비산소 요구도(${qo}_{2}$)는 $25^{\circ}C$에서 각각 0.3$\times$${10}^{-8}$, 0.5$\times$${10}^{-9}$, 0.3$\times$${10}^{-9}$, 그리고 0.2$\times$${10}^{-9}$mmolO$_2$/cell.min였다. 곤충병원성 선충의 크기와 온도가 증가됨에 따라 ${qo}_{2}$ 또한 증가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.33-44
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• 1987

본(本) 연구(硏究)에서는 생물학적(生物學的) 유동층(流動層)에서의 산소전달(酸素傳達) 능력(能力)을 향상(向上)시키기 위하여 에어리프트를 이용(利用)한 간접폭기방식(間接曝氣方式)을 채택(採擇)하고, 이에 따른 생물학적(生物學的) 유동층(流動層)에서의 산소전달(酸素傳達), BVS변화(變化)와 메디아 유동특성(流動特性), 기질제거(基質除去)와 산소이용(酸素利用)과의 관계 등을 검토(檢討)하였다. 실험(實驗)은, 생물학적(生物學的) 유동층(流動層)의 메디아로서 합성섬유(合成纖維) 부섬포(不纖布)를 사용(使用)하였고 합성하수(合成下水)에 대하여 $20^{\circ}C$를 유지(維持)한 연속식(連續式) 반응조(反應槽)로 수행(修行)되었다. 실험(實驗) 결과(結果), 에어리프트를 이용(利用)한 간접폭기(間接曝氣)는 산소전달면(酸素傳達面)에서 유동층(流動層)의 직접(直接) 폭기(曝氣)에 의한 산소공급(酸素供給) 방식(方式)보다 효과적(効果的)임을 알 수 있었고 메디아의 한계부착(限界附着) 미생물농도(微生物濃度)는 20~23g/l의 범위로 나타냈으며 생물학적(生物學的) 유동층(流動層) 반응조(反應槽)에 케이지를 적용(適用)하면, 유동층(流動層)의 균등(均等)한 미생물(微生物) 농도(濃度) 유지(維持)는 물론 메디아의 유동특성(流動特性)도 향상(向上)시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한, F/M비(比) 0.36~0.73까지의 부하변동(負荷變動)에도 91% 이상(以上)의 BOD 제거율(除去率)이 유지(維持)됨으로써 부하변동(負荷變動)에 따른 적응력(適應力)이 양호(良好)함을 확인(確認)할 수 있었고 BVS농도(濃度) 15~20g/l에서의 산소비섭취율(酸素比攝取率)($K_r$)은 $0.23{\sim}0.26gO_2/g\;VSS{\cdot}day$로 나타났다.