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- 저자 : 무지타바굴람 ( Ghulam Mujtaba ) (검색결과 3 건)
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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.
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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 CO<sub>2</sub> 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 CO<sub>2</sub> 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 CO<sub>2</sub> 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-CO<sub>2</sub> 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.
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바이오디젤용 지질 생산을 위한 미세조류 배양에서 환경 스트레스 조건의 활용 전략
김가람 ( Ga Ram Kim ),무지타바굴람 ( Ghulam Mujtaba ),리즈완무하마드 ( Muhammad Rizwan ),이기세 ( Ki Say Lee ) 한국공업화학회 2014 공업화학 Vol.25 No.6
미세조류는 통상적인 에너지 작물에 비하여 빠른 성장속도와 높은 오일함량으로 바이오디젤 생산의 원료로 관심을 받고 있다. 미세조류의 지질은 주로 트리글리세라이드인 중성지방으로 에스테르교환반응을 통하여 바이오디젤인 지방산 메틸에스테르로 전환할 수 있다. 본 논문에서는 영양분의 제한, 염도 및 금속 성분의 변화와 같이 미세조류의 지질 생산을 촉진할 수 있는 배양환경 스트레스 조건의 영향들을 비교 고찰하였다. 사용하는 미세조류 종에 따라 스트레스에 대응하여 지질의 양이 변하거나 구성하는 지방산의 조성이 변화될 수 있다. 비록 질소원 제한 조건이 가장 많이 사용되는 지질생산 촉진조건이긴 하지만, 미세조류로부터 바이오디젤 생산성의 향상을 위해서는 그 외에도 영양분 과잉 조건, 염도의 변화, pH, 온도, 금속 성분 농도 변화 등의 다른 조건들도 고려되어야 한다. Microalgae are a promising alternative feedstock for biodiesel production because their growth rates and oil contents are higher than those of conventional energy crops. Microalgal lipid is mainly triacylglyceride that can be converted to biodiesel as fatty acid methyl esters through trans-esterification. In this paper, the influence of several important lipid inducing factors such as nutrient limitation and changes in salinity and metallic components in microalgae and their potential strategies to be used for biodiesel production are reviewed. Depending upon strains/species that we use, microalgae react to stresses by producing different amount of triacylglyceride and/or by altering their fatty acids composition. Although the most widely applied method is the nitrogen starvation, other potential factors, including nutrient surplus conditions and changes in salinity, pH, temperature and metal concentrations, should be considered to increase biodiesel productivity.
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