결정화 반응이 결합된 글루탐산의 이온교환

이기세(Kisay Lee) 한국생물공학회 1996 KSBB Journal Vol.11 No.5

오존수 산화를 이용한 활성탄 흡착탑의 현장 재생 시 흡착용량 및 구조특성의 변화

이진주 ( Jinjoo Lee ),이기세 ( Kisay Lee ) 한국공업화학회 2020 공업화학 Vol.31 No.3

하폐수처리 및 정수처리에 사용되는 활성탄 흡착 공정에서 기존의 활성탄 열재생법 비해 활성탄 손실과 불완전 연소로 인한 오염물질 발생도 적으며, 사용 활성탄의 인발-재생-재충진에 소요되는 시간의 절약이 가능한 재생 방법으로 오존수를 이용한 in situ regeneration에 대한 기초연구를 수행하였다. 활성탄 흡착 컬럼 상에서 페놀(phenol) 및 PEG를 흡착 파과 시킨 후 오존수 접촉으로 흡착물질을 분해 제거하는 흡착-재생 싸이클을 반복하였다. 오존수 접촉에 의한 재생 횟수가 증가할수록 페놀 흡착용량은 어느 정도 감소하지만, 일정 수준으로의 감소 후에는 구조 변화가 안정화되어 추가적인 감소가 일어나지 않았다. 흡착 용량이 감소하는 이유는 오존과의 반응에 의해 활성탄의 미세공 크기가 증가하면서 비표면적이 감소하기 때문으로 나타났다. 이러한 세공 크기의 변화와 비표면적의 변화로 인하여 재생 후 in-pore adsorption이 우세한 페놀과 같은 저분자량 물질의 흡착효율은 감소하게 되나 external adsorption 비율이 큰 PEG와 같은 고분자량 물질의 흡착효율은 크게 영향을 받지 않았다. 세공 크기 및 비표면적의 변화는 오존수와의 접촉시간이 길어질수록 심화되므로 제거하려는 물질의 크기를 고려하고 접촉시간을 조절함으로써 흡착 효율의 유지를 제어하는 것이 필요하다. An in situ regeneration of activated carbon bed using an ozonated water was studied in order for avoiding the carbon loss, contaminant emission and time consuming for discharge-regeneration-repacking in a conventional thermal regeneration process. Using phenol and polyethylene glycol (PEG) as adsorbates, the adsorption breakthrough and in situ regeneration with the ozonated water were repeated. These organics were supposed to degrade by the oxidation reaction of ozone, regenerating the bed for reuse. As the number of regeneration increased, the adsorption capacity for phenol was reduced, but the change was stabilized showing no further reduction after reaching a certain degree of decrement. The reduction of adsorption capacity was due to the increase of pore size resulting in the decrease of specific surface area during ozonation. The adsorption capacity of phenol decreased after the ozonated regeneration because the in-pore adsorption was prevalent for small molecules like phenol. However, PEG did not show such decrease and the adsorption capacity was constantly maintained after several cycles of the ozonated regeneration probably because the external surface adsorption was the major mechanism for large molecules like PEG. Since the reduction in the pore size and specific surface area for small molecules were proportional to the duration of contact time with the ozonated water, careful considerations of the solute size to be removed and controlling the contact time were necessary to enhance the performance of the ozonated in situ regeneration of activated carbon bed.

미세조류 탈지세포잔류물의 미생물 배양 및 바이오에너지 생산으로의 재활용

당낫민 ( Nhat Minh Dang ),이기세 ( Kisay Lee ) 한국공업화학회 2021 공업화학 Vol.32 No.5

Microalgae is one of the promising biodiesel feedstock with high growth rates compared to those of terrestrial oil crops. Despite its numerous advantages, biodiesel production from microalgae needs to reduce energy demand and material costs further to go to commercialization. During solvent extraction of microalgal lipids, lipid-extracted algae (LEA) cell residue is generated as an organic solid waste, about 80-85% of original algal biomass, and requires an appropriate recycling or economic disposal. The resulting LEA still contains significant amount of carbohydrates, proteins, N, P, and other micronutrients. This review will focus on recent advancement in the utilization of LEA as: (i) utilization as nutrients or carbon sources for microalgae and other organisms, (ii) anaerobic digestion to produce biogas or co-fermentation to produce CH₄ and H₂, and (iii) conversion to other forms of biofuel through thermochemical degradation processes. Possible mutual benefits in the integration of microalgae cultivation-biodiesel production-resulting LEA with anaerobic digestion and thermochemical conversion are also discussed.

바이오디젤 생산원료로써 미세조류의 배양을 위한 대체 영양원 사용 기술

당낫민 ( Nhat Minh Dang ),이기세 ( Kisay Lee ) 한국공업화학회 2018 공업화학 Vol.29 No.1

미세조류는 바이오연료 생산을 위한 가장 지속가능하고 장래성이 좋은 생산 원료로 여겨지고 있다. 하지만 최근의 몇몇 전과정평가 연구에 의하면 미세조류 바이오디젤 생산, 특히 배양 단계에 많은 에너지가 소요된다는 단점이 있다. 유기탄소, 질소 및 인과 같은 영양분, 그리고 배양에 필요한 용수 비용이 전체 배양 단계의 80%까지 이를 수 있다. 본 총설에서는 최근 미세조류 배양에 필요한 인공배지의 대체용으로 사용 가능성이 높은 하폐수, 유기비료 연소배가스, 유기성 폐기물 등에 대한 최근의 활용 경향과 사용 전략에 대하여 문한 조사를 통해 요약 및 고찰하였다. Microalgae is considered as one of environmentally sustainable and potential feedstocks to produce biodiesels. However, recent studies on life cycle assessments (LCA) of microalgal buidiesels have shown that energy requirement is not small to produce biodiesel from microalgae, especially during cultivation stage. The costs for carbon sources, nutrients like nitrogen or phosphorous, and water for cultivation can contribute up to 80% of the total medium costs. In the present article, recent trends on the utilization of several promising nutrient sources such as municipal wastewaters, organic fertilizers, combustion exhaust emissions and organic solid wastes were reviewed, and the potential strategies to be used as substitutes of artificial culture media, especially for the biodiesel production, were discussed.

미세조류와 박테리아의 공생 배양을 이용한 하폐수 고도처리

무지타바굴람 ( Ghulam Mujtaba ),이기세 ( Kisay Lee ) 한국공업화학회 2016 공업화학 Vol.27 No.1

미세조류와 박테리아의 공배양 시스템은 두 미생물종이 공생적 관계가 있다면 한 배양기에서 BOD와 영양염류의 동시 제거가 가능하다. 이때 영양염류는 미세조류의 바이오매스 성분으로 전환된다. 이 총설은 미세조류와 박테리아의 공생적 혼합배양을 이용한 하폐수처리, 특히 질소와 인의 제거에서의 중요성과 최근의 연구동향을 살펴보았다. 미세조류는 광합성을 통해 산소를 발생시키고 박테리아는 이 산소를 전자수용체로 이용하여 유기물의 산화분해에 활용할수 있다. 호기성 박테리아가 유기물을 산화할 때 발생되는 CO2는 미세조류의 탄소원으로 섭취되어 탄소동화작용에 사용된다. 미세조류와 박테리아의 공배양은 상호 이익이 될 수도 있고 저해가 될 수도 있으므로 지속적인 영양염류제거를 위해서는 상호 이익이 되는 공생적 관계가 필수적으로 요구된다. 이를 위해서는 하폐수처리에 사용되는 상용적인 두 미생물 종의 선택이 중요하다. The co-culture system of microalgae and bacteria enables simultaneous removal of BOD and nutrients in a single reactor if the pair of microorganisms is symbiotic. In this case, nutrients are converted to biomass constituents of microalgae. This review highlights the importance and recent researches using symbiotic co-culture system of microalgae and bacteria in wastewater treatment, focusing on the removal of nitrogen and phosphorus. During wastewater treatment, the microalgae produces molecular oxygen through photosynthesis, which can be used as an electron acceptor by aerobic bacteria to degrade organic pollutants. The released CO2 during the bacterial mineralization can then be consumed by microalgae as a carbon source in photosynthesis. Microalgae and bacteria in the co-culture system could cooperate or compete each other for resources. In the context of wastewater treatment, positive relationships are prerequisite to accomplish the sustainable removal of nutrients. Therefore, the selection of compatible species is very important if the co-culture has to be utilized in wastewater treatment.

단백질 한외여과에서 전기장을 이용한 농도분극의 제어에 대한 연구

김형률(Hyong-Ryul Kim),이기세(Kisay Lee) 한국생물공학회 1997 KSBB Journal Vol.12 No.5

알코홀 증류폐액의 Pilot Scale 정밀여과와 여과액의 발효 재활용에 대한 연구

김영범(Youngbum Kim),이기세(Kisay Lee),남궁견(Kyun Namkoong),김종현(Jong-Hyun Kim) 한국생물공학회 2001 KSBB Journal Vol.16 No.4

Sensitivity of PCR Coupled with Immunomagnetic Separation for the Detection of Giardia lamblia Cysts in Water

Hyang-Hee Jung(정향희),Kisay Lee(이기세) 한국생물공학회 2004 한국생물공학회 학술대회 Vol.2004 No.4

해양 미세조류 Dunaliella tertiolecta에서 철 공급을 포함한 다중스트레스 인자가 세포성장 및 지질생산에 미치는 영향

리즈완무하마드 ( Muhammad Rizwan ),무지타바굴람 ( Ghulam Mujtaba ),이기세 ( Kisay Lee ) 한국공업화학회 2017 공업화학 Vol.28 No.3

해양 미세조류 Dunaliella tertiolecta에서 바이오디젤 원료인 지질생산을 위하여 철 함량 변화 및 빛 공급과 CO₂ 공급에 의한 다중스트레스 인자의 조합이 세포성장 및 지질함량의 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 1차 스트레스 인자로 정상보다 높거나 부족한 철 함량 조건이 지질 합성을 유도할 수 있음을 확인하였다. 2차 스트레스 인자로 빛 또는 CO₂ 공급이 제한될 때 지질함량이 증가하였지만 오랜 시간 배양할 때 세포성장이 감소하는 단점이 있었다. 이와 같이 스트레스 조건에서 세포의 성장과 지질생산이 서로 다른 경향을 보이면 단일 배양기에서 지질생산성을 높이기 어려우므로, 세포성장과 지질생산을 분리한 2단계 배양 전략을 적용하였다. 1단계 배양에서는 성장 위주의 조건으로 고농도배양을 얻은 후, 2단계에서 지질생산을 유도하는 스트레스 조건을 부여하는 것이다. 암소 조건이 다른 조건에 비해 세포농도 감소폭이 작고 지질함량이 높아졌기 때문에, 세포 2 g/L의 고농도로 접종한 2단계에서 5X 철 농도(3.25 mg/L as Fe) 및 암소 조건을 사용하여 12 h의 짧은 배양을 통하여 1.44 g/L/d의 높은 지질생산성을 얻을 수 있었다. Changes in the cell growth and lipid accumulation of marine microalga Dunaliella tertiolecta were investigated in response to the combination of different stress factors including the variation of iron supply as a primary stress factor and different options in light irradiation and CO₂ supply as a secondary stress factor. High or limited Fe conditions could act as a stress for lipid synthesis. As a secondary stress factor, non-CO₂ condition was good for lipid accumulation, but the overall cell growth was sacrificed significantly after a long-time cultivation. Dark condition as a secondary stress factor also favored lipid accumulation and the extent of cell density reduction at the early period in the dark was small compared to other stress conditions. The two-stage cultivation strategy was necessary to maximize lipid production because tendencies of the cell growth and lipid content were not identical under the chosen stress condition. The first stage was for preparing a high cell density under the normal growth-favoring condition and the second stage was the stress condition to induce lipid accumulation in a short time. The short-term (12 h) incubation under the 5X Fe (3.25 mg/L) and dark conditions resulted in the best lipid productivity of 1.44 g/L/d providing 2 g/L inoculum at the second stage.

An Analysis of Multicomponent Separation by Displacement Chromatography

Lee,Kisay 明知大學校 産業技術硏究所 1995 産業技術硏究所論文集 Vol.14 No.-

A general theory for the multicomponent chromatography was extended to the ideal displacement chromatography(DPC) system expressed with constant separation factors and mole fractions. A procedure of numerical calculation to simulate final band profiles were presented and the effects of feed and displacer compositions on the election band profiles were discussed in the case of cation exchange chromatography. When the feed mixture and displacer contain no presaturant component, the eluting bands are pure and the band durations are proportional to the corresponding mole fractions in the initial feed mixture. As the fraction of presaturant increases in the displacer solution, the purity of final products is lowered and the band widths are broadened.