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초록

영어

An efficient pilot scale (10 ton) three-stage methane fermentation system to digest food waste has been developed in this laboratory. This system consisted of three stages: semianaerobic hydrolysis, anaerobic acidogenesis and strictly anaerobic methanogenesis. From the secondary acidogenesis reactor, a novel strain KA4 responsible for alcohol fermentation was isolated and characterized. The cell was oval and its dimension was 5.5-6.5 × 3.5-4.5 ㎛. This strain was identified as Saccharomyces cerevisiae KA4 by 26S rDNA D1/D2 rDNA sequence. Optimal culture temperature was 30-35℃. Cells were tolerant to 5% (v/v) ethanol concentration, however, were inhibited significantly by higher ethanol concentration up to 7%. The strain could grow well up to 50% (w/v) initial glucose concentration in the YM liquid medium, however, optimal concentration for ethanol fermentation was 10%. It could produce ethanol in a broad initial pH range from 4 to 10, and optimal pH was 6. In this condition, the strain converted 10% glucose to 7.4% ethanol during 24 hr, and ethanol yield was estimated to be 2.87 mol EtOH/mol glucose.

한국어

본 실험실에서는 음식폐기물을 효율적으로 소화처리하기위해 Pilot 규모 (10톤)의 3단계 메탄 발효 공정을 개발하여 운전하고 있다. 3단계 메탄발효시스템은 반혐기성 가수분해조, 혐기성 산발효조, 혐기성 메탄발효조로 구성되어 있으며, 이 가운데 두 번째 공정인 혐기성 산발효조로 부터 알코올발효능이 우수한 균주 KA4를 분리하였다. 세포의 형태는 타원형 모양이며, 크기는 5.5-6.5 × 3.5-4.5 ㎛이었고, 26S rDNA D1/D2 rDNA sequence를 분석한 결과를 바탕으로 Saccharomyces cerevisiae KA4로 명명하였다. 이 균주를 YM 배지에서 배양하였을 경우 30-35 ℃에서 최대 생장을 보였으며, 배지내의 초기 에탄올 농도가 5% (v/v)까지는 생장에 영향을 받지 않았으나 그 이상에서는 생장에 저해를 받았고 7% 이상에서는 생장하지 못하였다. 한편 초기 50% (w/v)까지의 당 농도에서는 생장이 가능하였으나 잔류 당 농도를 고려할 때 에탄올 발효를 위한 최적당 농도는 10%이었다. 이 농도의 당을 이용하여 초기 pH4에서 10까지의 넓은 범위에서 에탄올 발효가 가능하였으며 최적 pH는 6이었다. 이 때 에탄올 생산량은 7.4%이었으며, 에탄올 생산수율은 2.87 mol EtOH/mol glucose이었다.

목차

Abstract
 서론
 재료 및 방법
  사용균주 및 배지
  분리균주의 기질 Test
  배양 온도에 따른 생장 영향
  내알코올성 측정
  내당성 측정
  초기 pH에 따른 알코올발효 효과
  분석방법
 결과 및 고찰
  균주의 분리 및 동정
  배양 온도에 따른 영향
  내알코올성 측정
  내당성 측정
  초기 pH의 영향
 요약
 REFERENCES

키워드

저자

• 김중곤 [ Jung Kon Kim | 조선대학교 생물신소재학과 ]
• 한귀환 [ Gui Hwan Han | 조선대학교 환경공학부 ]
• 유진철 [ Jin-Cheol Yoo | 조선대학교 약학과 ]
• 성치남 [ Chi-Nam Seong | 순천대학교 생물학과 ]
• 김성준 [ Seong-Jun Kim | 전남대학교 환경공학과 ]
• 김시욱 [ Si Wouk Kim | 조선대학교 환경공학부 ] Corresponding Author

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• 간행물명

  KSBB Journal

• 간기

  격월간

• pISSN

  1225-7117

• 수록기간

  2009~2013

• 십진분류

  KDC 476 DDC 576