Earticle

본 연구에서는 초등학생의 영어 어휘 학습을 향상시키기 위해 AI 챗봇, 특히 ChatGPT를 활용하여 학습하고 그 효과를 분석하였다. 학습 도구는 Excel에 통합된 고유한 학습 프로그램이 포함되어 대화식 학습 방식을 제공 하며 상황에 맞는 실시간 응답을 생성하여 효과적인 학습 환경을 지원한다. 이 프로그램은 학생들의 단어 이해 와 사용을 점진적으로 향상시키기 위해 고안된 세션으로 구성된다. AI 챗봇은 이 프로세스를 안내하여 낱말의 정의, 동의어를 제공하고 의미 있는 대화를 촉진한다. 또한, 개인 맞춤형 및 상호작용형 학습 경험을 제공하여, 본 연구에서는 학생들이 감기, 열, 두통, 콧물, 복통과 같은 증상에 관련된 표현들을 습득할 수 있도록 돕는다. 실용적인 언어 능력을 키우고 학생들의 참여도를 향상시킴으로써, AI 챗봇이 언어 교육에서의 효과가 있음을 입 증하며 디지털 시대에 새로운 교육 방법의 방향성을 제시한다.

In this study, AI chatbots, particularly ChatGPT, were utilized to enhance the English vocabulary learning of elementary school students, and their effects were analyzed. The learning program, integrated into Excel, offered a unique approach, providing an interactive learning environment with contextual, real-time responses. The program comprised sessions aimed at progressively improving students' comprehension and utilization of words. AI chatbots guided students throughout the process, offering word definitions, synonyms, and facilitating meaningful conversations. Moreover, this study enabled students to acquire expressions pertaining to symptoms like cold, fever, headache, runny nose, and stomachache through a personalized and interactive learning experience. By nurturing practical language skills and boosting student engagement, AI chatbots demonstrate efficacy in language education, paving the way for innovative teaching methods in the digital era.

교반배양시 배지에 첨가되는 에탄올의 농도가 증가할수록 Cel- mutant의 발생율이 증가하므로 1.5% 에탄올이 첨가된 배지의 경우 500 rpm보다 높은 교반속도를 유지해야 효과적으로 Cel- mutant의 발생이 억제되고 BC 생산량을 증가시킬 수 있다. 교반 배양과 같은 강한 shear stress의 배양환경 하에서는 진탕배양의 경우와 달리 1.0% 에탄올을 분할공급하더라도 BC 생산의 효율성을 높일 수 없었다. Phosphate ion이 첨가된 배지보다 첨가되지 않은 배지에서 BC 생산량이 더 높았다. 배지조성 중 아세트산의 농도를 1.0%로 증가시키면 균체의 건조중량은 변화가 없었으나 BC 생산량이 감소되었다. 배양액의 pH 제어는 BC의 생산에는 영향을 미치지 않았으나 균체의 성장과 WSPS의 생산을 향상시켰다.

The effects of variation in composition of the medium on the conversion of Gluconacetobacter hanseii PJK cells producing cellulose (Cel+) to non-cellulose producing (Cel-) mutants and the production of bacterial cellulose (BC) in an agitated culture were investigated. The impeller speed greater than 500 rpm was required to decrease the population of Cel- mutants to minimum in a basal medium containing 1.5% ethanol because the optimum impeller speed to minimize the population of Cel- mutants increased with the concentration of ethanol added to a basal medium. Ethanol fed-batch culture could not increase the BC production in an agitated culture unlike that of a shaking culture. The amount of BC produced in a basal medium containing 1% ethanol was 39% more than that of the same medium with 0.27% Na2HPO4. Increase in the concentration of acetic acid in a basal medium decreased the BC production. The pH control of the culture broth increased the cell mass in the batch culture and improved the production yield of water-soluble polysaccharide (WSPS), but did not affect the production of BC.

유가식배양과 세라믹 막을 장착한 생물반응기에서 운전인TCRC 조업을 통해서 Bacillus thuringiensis의 고농도 세포배양을 실시하였다. 유가식 배양에서 B. thuringiensis의 세포 성장은 선형적으로 증가하였고, 이것은 세포성장 모델리의 결과와 잘 맞았다. 낮은 세포 성장속도에도 불구하고 유가식 배양동안에 포자형성은 관찰할 수 없었고, 이것은 연속배양의 결과와는 반대였다. 유가식 조업 후에 회분식 배양으로 바꾸면 300 g/L의 포도당 공급 농도를 사용했을 때 2.7×109 CFU/mL의 포자농도를 얻었다. 생물반응기내에 세라믹 막을 장착한 TCRC 조업에서 포도당 공급 농도의 영향을 결정하였다. 50 g/L의 포도당 농도를 사용했을 때 TCRC 조업에서 82.5 g-cell/L에 해당하는 최대 세포농도 1.8×1010 CFU/mL를 얻었다. TCRC에서 세포성장은 선형적으로 증가하였고 포도당 농도는 제한되었는데 이것은 세포성장은 모델링의 결과와 잘 일치하였다. 1 g/L의 포도당을 공급한 경우 이외에는 TCRC 조업 동안에 포자형성을 관찰할 수 없었다. 50 g/L의 포도당 을 공급한 경우 TCRC조업 후에 회분식 배양으로 전환시키 면 1.2×1010 CFU/mL의 포자농도를 얻었고, 이것은 연구된 여러 배양형태 중에 가장 높은 포자농도이다. 이 때 최적의 포도당 공급속도는 0.55 g glucose/h로 공급하였을 때였다.

High cell density culture of Bacillus thuringiensis was conducted in fed-batch culture and TCRC using a bioreactor incorporating ceramic membrane filter. Cell growth of B. thuringiensis in fed-batch culture increased linearly, which was well matched by the results of cell growth modeling. In spite of the slower growth rate during fed-batch culture, no spore formation was observed, which was contrary to the results of continuous culture. Changing culture mode to batch culture after fed-batch operation induced a 2.7×109 CFU/mL spore concentration using a 300 g/L glucose feed concentration. In TCRC operation incorporating ceramic filter within the bioreactor, the effect of glucose feed concentrations on the cell growth and spore formation of B. thuringiensis was determined. A maximum cell concentration of 1.8×1010 CFU/ml, which corresponds to 82.6 g-cell/L, was obtained in the TCRC using a 50 g/L glucose feed concentration. In the TCRC, cell growth increased linearly and glucose concentration was limited, which agreed well with the results of cell growth modeling. No spore formation was observed except when 1 g/L of glucose was fed. Changing to batch culture induced a 1.2×1010 CFU/mL of spore concentration, which was the highest spore concentration obtained among the various culture modes examined. The optimal glucose feed rate was found to be 0.55 g-glucose/h.

Bacteriorhodopsin in the purple membrane (PM) of halobacteria has recently been attracting much attention to be used as a component of molecular electron device and optical computers. In order to increase the productivity of bacteriorhodopsin in high cell density cultures of Halobacterium halobium R1, an internal membrane cell-retention bioreactor system was employed. As a result, the production of cell mass at OD660 of 12 and of bacteriorhodopsin at 125-130 mg/L were obtained using the internal membrane bioreactor system at a dilution rate of 0.066 hr-1. The productivity achieved by the internal membrane system (0.7 mg/Lhr) was 3.5-fold higher than that obtained by the corresponding batch cultivations (0.2 mg/Lhr).

Anaerobiospirillum succiniciproducens에 의한 유기산 생성에 미치는 pH의 영향을 조사하기 위하여 발효 배양액의 pH를 5.8, 6.0, 6.4, 6.8, 7.2로 유지하여 혐기 발효 실험을 수행하였다. 세포 농도는 여러 pH 조건에서 1.0[?][?][?]1.9g/l로 다른 연구자들의 결과와 비교할 때 2~3 배 정도 더 높았으며 pH 5.8에서 가장 높았다. pH 6.0 ~ 6.8의 범위에서 기질 소모량은 pH가 높을수록 증가였으며 반면에 pH 5.8과 7.2에서의 당 소비 속도는 매우 느렸다. 유기산 생성으로 인한 pH 변화의 조절을 위 하여 첨가된 2M Na2CO3의 총량은 pH 6.8에서 최대였다. 여러 pH조건에서 발효액의 전기전도도의 변화는 첨가된 2M Na2CO3의 변화와 매우 유사한 경향을 보였고 따라서 발효액내의 유기산의 정량은 전기전도도를 측정 함으로 구할 수 있음을 알 수 있었다. pH 7.2의 조건에서 기질에 대한 lactatedml chleo todtks tndbfdms 64%, pH6.8의 경우 32% 였다.

To investigate the effect of pH on organic acid production by Anaerobiospirillum succiniciproducens, an anaerobic fermentation was carried out by maintaining the pH of the fermentation broth at 5.8, 6.0, 6.4, 6.8, and 7.2. At various pHs, the concentrations of cell were 1.0[?][?][?]1.9g/l which were two to three times higher than those of the other worker's results, and the maximum was obtained at pH 5.8. Substrate consumption was increased by increasing the pH in the range of pH 6.0 to 6.8, while the sugar consumption rate at both pH 5.8 and 7.2 was very slow. The total amount of 2M NaCO3 added for adjustment of pH change due to organic acid production was maximum at pH 6.8. Changes of conductivity of the fermentation broth was very simillar to those of 2M Na2CO3 added at various pHs. Therefore, it is suggested that determination of the amount of organic acid in a broth can be possible by measuring the conductivity. The maximum production yield of lactate based on glucose was 64% for pH 7.2 and 32% for pH 6.8, respectively.

현재 국내 주정공장에서 사용되고 있는 타파오카를 액화 및 당화시켜 얻은 당화액과 당화액에서 분 리된 고형분으로 회분실험과 total cell retention c culture 실험을 하였다. 당화액에 의한 회분 실험결과 에탄올 수율은 0.48 g-ethanol/g- (reducing s sugar)으로서 약180g/l 의 환원당이 36시간만에 거의 다 소모되어 약 84g/l의 에탄올이 생성되었다. 이 때 최종 효모농도는8.5x107 cellsjml(약2.30g/l) 이었다. 원료 중 환원당농도가 224g/l이고 희석속도가 0.18h-1 인 total cell retention culture 실험에서는 효모농도가 약40g/l , 잔류 환원당농도 15g/l가 약 로서 포도당은 거의 소모된 것으로 나 타났다. 에탄올농도는 약 81.4g/l로서 이의 부피 생산성이 약 14.7g/l-h이었다. 원료 중 환원당농도가 205g/l 이고 희석속도가 0.2h-1이며 bleed가 있 는 cell retention culture 실험에서는 효모의 농도가 약 22g/l까지 증가하였고 에탄올농도는 685g/l부근에서 진통하였으며 생산성은 약 13.6g/l-h이 다. 약 12g/l의 잔류 환원당 중에 약 4.5g/l의 포도당이 포함되어 있었다. 타피오카 당화액으로부터 분리된 고형분을 사용한 실험을 통하여 고형분도 기 질로서 효용가치가 어느 정도 있는 것으로 판명되었으며 당화액 발효조와 별도로 고형분 발효조의 개발도 필요한 것으로 생각되었다.

Batch and continuous cell retention cultures were carried out using tapioca hydrolysate. In batch culture, reducing sugar of about 180g/l was almost consumed in about 36 hours, and the concentration of ethanol produced was about 84g/l making the ethanol yield 0.48 g-ethanol/g-(reducing sugar). The final yeast concentration was 8.5107 cells/ml(about 2.1g/l). In a total cell retention culture operated with a dilution rate of 0.18h-1, the yeast concentration, the residual reducing sugar concentration, the ethanol concentration, and the volumetric ethanol productivity were about 40g/l, about 15g/l, 81.4g/l, and 14.7g/-h, respectively. In another cell retention culture operated with a dilution rate and a bleed ratio of 0.2h-1 and 0.14, respectively, the yeast concentration increased to 22g/l and the ethanol concentration oscillated around 68g/l. The volumetric ethanol productivity was about 13.6g/l-h and the residual reducing sugar concentration about 12g/l containing glucose of about 4.5g/l. According to the results of batch fermentation using the solid residue from hydrolysate filtration as the substrate, it seemed to have a certain value. Thus, development of an effective reactor system to produce ethanol from this solid residue is in need.

구연산을 생산하고자 캡슐 내부에 A. niger를 고 정화하여 배양하는 경우 곰팡이가 뻗어나와 캡슐 벽 면위에서 성장하게 된다. 배지중의 탄소원이나 산소 가 부족하면 캡슐벽 밖에 나온 균사가 느슨하게 자라게 되며 탄소원과 산소가 충분하면 캡슐벽 밖의 균사는 단단하게 뭉쳐지며 생산성과 생산수율이 매 우 높아진다. 즉 배지의 단위 부피당 적절한 캡슐수 가 존재한다. 배양중에 캡슐막이 팽창하는 현상은 배지중에 CaCI2를 첨가함으로써 방지할 수 있다. 배 지중에 CaCI2를 첨가하는 시기에 따라 생산성은 영향을 받으며, 배양초기에 를 첨가하는 경우보 다 배양 7일째에 CaCI2를 첨가하는 경우가 생산수율 이 약 40% 정도 증가하였다. 고정화 캡슐을 이용하 여 플라스크 배양으로 구연산을 생산하는 경우 생산 수율은 산소공급에 큰 영향을 받는다. Parafilm으로 밀봉된 플라스크 대신 산소공급이 원활한 T -flask를 사용하면 생산량은 11배 생산수율(Δp/Δs)은 3.8배 증가하였다. A. niger를 캡슐에 고정화 배양하여 구 연산을 생산하는 경우는 bead에 고정화 배양하여 생산하는 경우보다 6일째부터 13일째 사이에 평균 30 % 이상의 구연산 생산량 증가가 있었다

The encapsulatpd A. niger grew up inside the capsule and mycelia penetrated through the pore of the capsule membrane. The mycelia on the capsule wall became loose when the carbon source and oxygen were deficient in the medium. On the contrary, the production rate increased and mycelia made a lump tightly when the carbon source and oxygen were sufficient. Namely, number of proper capsule of unit volume in the medium was existed. The phenomenon which was swelled of capsule membrane in cultivation could prevented by adding CaCl2 into the medium. According to the time adding CaCl2 into the medium, the production rate of citric acid was influenced. In case of adding CaCl2 into the medium at 7th day cultivation, the production yield of citric acid was increased about 40 percent higher than that of adding CaCl2 initially. The production yield of citric acid using encapsulated A. niger of flask culture was influenced with oxygen supply. The production yield of citric acid (Δp/Δs) of the flask culture was increased 3.88 time by using T-flask instead of parafilm sealed flask. Therefore, the productivity and consumption rate concerning production which was taken carbon source were increased when oxygen supply was sufficient. The production of citric acid using encapsulated A. niger was increased average 30 percent higher than that of bead in between 6th and 13th day cultivation.

유기용매 THF에서 bis(2, 2, 2-trichloroethyl) glutarate와 diol을 기질로 하여 PPL에 의한 tran sesterification 반응을 통해 polyester를 합성하였다. 1. 서로 다른 source의 lipase로 이 반응을 시켜본 결과 PPL이 가장 반응을 잘 진행시켰으며 Humi cola lanuginos와 Pseudomonas sp.의 Ii pase들도 어느 정도 반응을 진행사켰으며 Rhizopus의 lipase들 은 반응을 전혀 진행시키지 못했다. 2. Diol로 ethyleneglycol, 1, 3~propanediol, 1,4­b butanedi이은 모두 거의 비슷한 정도로 반응이 진행 되었으며 secondary alcohol인 glycerol의 경우 이들에 비해 반응이 매우 느리게 진행되었다. 이는 glycer이 에 의 해 효소가 steric hinderance를 받기 때문인 것으로 추정된다. 3. Diol로 여러 가지 분자량의 PEG(M = 300-1000)를 사용한 결과 PEG-400이 가장 잘 반응되었으며 이를 제외하고는 분자량이 클수록, 즉 chain의 길이가 갈수록 반응속도가 느렸다. 그리고 이렇게 chain의 길이가 비교적 긴(C12-C45) PEG플 diol 로 사용했을 때는 monotransesterication 반응이 끝 난 이후에는 반응이 거의 더 이상 진행되지 않았다. 4. 유기용매로는 비교적 hydrophilic한 THF, ether, acetonitrile 등에 셔 잘 반응되었다. 5. 20℃ 에서 60℃의 온도범위에서 반응온도가 높 을수록 반응속도가 빨랐으며 184시간 반응된 반응 생 생물의 평균분자량은 모두 2200←2300 daltons로 반응온도의 영향을 받지 않는 것으로 관찰되었다. 8. NMR에 의한 end group analysis를 이용하여 반응 생성물을 분석한 결과 수평균분자량은 1500­4 4000 daltons이었다

Enzyme-catalyzed polycondensatlon reaction of aliphatic polyesters with several repeating units was studied using the biocatalytic activities of lipases from different sources. Porcine pancreatic lipase (PPL) was found to be best in utilizing bls(2,2,2-trichloroethyl) glutarate and 1,4-butanediol as substrafes. The reaction was also catalyzed to some extent by the lipases from Humicola lanuginos and Psudomonas sp. In the series of short-chain diols(C2-C4), bis(2,2,2-trichloroethyl) glutarate was iransesterified fastest with 1,4-butanediol and for the long-chain diols (PEG-300-PEG-1000), the reaction was fastest with PEG-400. With PEGs, only monoesterification product was obtained. PPL functioned well in relatively hydrophilic organic solvents such as tetrahydrofuran(THF), ether and acetonitrile. The reaction rate was accelerated as the reaction temperature was raised from 20℃ to 60℃ while Mn values of the reaction products were not affected by the reaction temperature. End group analysis by NMR showed that Mn values of the polymer were in the range of 1500-4000 daltons.

Alcohol oxidase와 alcohol dehydrogenase를 DEAE-Cellulose와 ePG에 고정화시켜 에탄올을 산 화시키는 반응을 기상에서 수행하였다. 이 기상반응 의 반응활성은 반응온도와 효소의 hydration 정도에 큰 영향을 받았다. 온도에 의한 효소활성의 변화는 액상에셔의 경우와 비슷한 경향을 보였다. 즉 기상 반응에서도 35℃에서 40℃사이에서 최고의 활성을 나타내였다. 효소의 hydration 정도는 효소의 활성 에 매우 큰 영향을 끼치는 인자였는데 water activity가 0.8 정도까지는 water activIty가 증가함 에 따라 효소의 활성이 급격히 증가하다가 그 이상 에서는 다소 감소하는 경향을 보였다. 쇼소의 얀정 성도 water activity에 의해서 크게 영향을 받았는데 water actIvity가 0.5 정도까지는 water activity가 증가함에 따라 안정성이 비교적 급격히 감소하였고 그 이상의 water activity에서는 효소의 안정성이 water activity의 영향을 크게 받지 않고 어느 정도 엘정하게 유지되었다. 담체의 흡착성능이 기상반응에 마치는 영향을 알아보가 위하여 셔로 흡 착성능이 다른 DEAE-Cellulose와 CPG에 고정화 된 효소를 사용하여 반응을 비교해 본 결과 담체의 흡착성능은 반응에 별 영향을 주지 못했다. Alcoh이 O oxidase의 기상반응 속도상수(Km=0.24mM)는 액상에서의 값(Km=11.22mM)과 order of magni tude가 약 2 정도의 차이를 보여주었는데 이는 기질 인 에탄올의 기 액 평형상태에셔의 각상간의 농도의 order of magnitude 차와 비슷하였다. 같은 산화효 소류이나 조효소를 펠요로 하고 반응속도식이 많이 다른 alcohol dehydrogenase 효소에도, 기상반응 속도상수와 사용기질의 기 액평형 데이타와의 이와 같은 연관성이 성립하였다. 이같은 연관성이 산화환 원효소류가 아닌 다른 효소류에도 적용될지의 여부는 앞으로의 연구로 밝혀야 할 것이다

The effects of reaction temperature and the level of hydration(water activity) were studied for gas phase reactions of alcohol oxidase and alcohol dehydrogenase immobilized on DEAE-cellulose and controlled pore glass(CPG). Optimum reaction temperature zone of gas phase reaction was similar to that of aqueous phase reaction. The activity of alcohol oxidase increased dramatically and the stability decreased when the water activity was increased from 0.3 to 0.8. The apparent activation energies of the gas phase reaction decreased approaching the values obtained in the aqueous phase reaction as the water activity increased. In the both cases of alcohol oxidase and alcohol dehydrogenase, the rate constants of the gas phase reaction were lower than those of aqueous phase reaction by two orders of magnitude and these results could be correlated to the vapor-liquid equilibrium data of the substrate, ethanol.

240ml의 시료를 정제할 수 있는 30channel의 preparative-scale 자유유동전기이동 분리장치를 제작한 후 렌즈콩으로부터 lentil lectin(LcH)을 전기 집속법으로 분리하였다. 분리된 각 분획을 PAGIEF젤에서 silver staining했을 때 불순물이 전혀 검출되지 않을 정도의 고순도 lectin을 얻을 수 있었다. 이 때 ampholyte로서 HEPES(50mM) -Tris(50mM) -urea(3M) 등을 사용하였으며 50mM Histidine(pI 7.65)인 경우 가장 분리도가 가장 좋았다. LcH는 보통의 조건하에서 LcH-A와 LcH-B의 두가지 순수한 형태로만 나타났으며 따라서 이 장치를 사용하여 다단 분리 정제를 할경우 두 성분의 완전한 분리도 가능함을 보여 주었다.

A Purification device with 30-channel free-flow electrophoresis was assembled to treat samples of 240m1 volume for purification of lentil lectin (LcH) from lentil seeds with no impurities in a silverstained PAGIEF gel. HEPES(50mM)-Ttis(50mM), Cycloserine(50mM)-urea(3M), Histidine(50mM)-urea(3M) were used as ampholytea among which Histidine(50mM)-urea(3M) (pI 7.65) was found best in resolution. LcH is known to be present in the form of LcH-A, LcH-B and the complex of the two. The complex, however, disappeared when urea was added in the ampholytes, which suggested that the complete purification of two isolectins is possible using the present multistep purificaton device.

Methylomonas mucosa를 이용하여 세포외 다당류의 생산을 알아보았다. 본 미생물은 성장을 위해 메탄올을 탄소원으로 이용하여 세포외 다당류를 생산한다. 효과적인 발효 공정 시스템의 개발올 위해 회 분식, 유가식, 연속식 배양을 수행하여 각각의 당류 에 대한 생산성을 알아보았다. 플라스크 배양에서 메탄올이 약 1 % (v/v) 이상에서 다당류의 생산과 세포의 성장은 저해되었다. 1% (v/v)에서 최대 비성장속도를 나타내었고 C/N 비율이 높을수록 다당류의 생산은 많았다. 다당류의 생산에 Mg2+이온 농도가 크게 영향을 줌을 확인할 수있었다. 유가식 배양에서는 다당류의 농도가 회분식에 비 해 4배 이상 높았으나 수율은 오히려 감소하였다. 연속주입을 통한 유가식 배양은 간헐적 주업방법보다 생산성이 높았다. 이는 간헐적 주입에서 나타날 수 있는 메탄올에 의한 제한이나 저해가 없었기 때 문으로 보여진다. 연속조엽은 산소 제한을 피하기 위해 순수산소를 공급하였다. 희석률이 O.21h-1까지 증가하여도 수융 과 생산성은 증가하였다. 생산된 다당류 용액의 점도는 다당류의 증가에 따라 지수적으로 증가하였다

The production of extracellular polysaccharide by Methylomonas mucosa (NRRL B-5696) was investigated. The microorganism uses methanol as the carbon source for their growth and produces exopolysaccharides. The productivity of exopolysaccharides was investigated under various culture modes: batch, fed-batch and continuous culture. In flask culture the growth of cell mass and the production of polysaccharide were inhibited at above 1% (v/v) methanol. At 1%(v/v) methanol maximum specific growth rate was obtained. As C/N ratio (g methanol/g ammonium sulfate) increased, polysaccharide production increased and cells mass decreased. Magnesium ion was also found to be essential for the polysaccharide production. In batch culture the production of polysaccharides was more affected by the specific growth rate than the cell concentration. In fed-batch culture the concentration of polysaccharide was 4 times higher than that of batch culture, but the yield was lower. The productivity of fed-batch with continuous feeding was higher than that of batch or fed-batch with intermittent feeding. This is due to no methanol limitation or inhibition that used to occur in fed-batch culture with intermittent feeding. In continuous culture pure oxygen was supplied to avoid the oxygen limitation. As the dilution rate in- creased up to 0.21 h-1, the yield and productivity increased. The solution viscosity of the produced polysaccharide obtained from above increased exponentially with the concentration of polysaccharide.

호기성 미생물 고정화를 위해 새로 개발한 평판형막 생물 반응기(FMBR)을 개발하여Aspergillus niger (KCTC 1232)로부터의 구연산 생산을 연구하였다. 반응기는 삼단으로 구성되어 있으며 상층부에는 산소 공급을 위한 공기흐름이 있고 주층부에는 미생물이 고정화되어 있으며 하층부에는 배지가 연속적으로 공급된다. 배지의 초기 pH는 구연산 생성에 있어서 중요한 영향을 미치며 pH가 낮을수록 구연산 생산수율이 높았다. 산소원으로 공기와 순수산소를 이용하여 생산성은 각각0.20, 0.40h/Lh에 달하였다. EH한 배지의 공급속도가 높을수록 생산성이 어느 정도 증가함을 알 수 있었다.

A flat-type membrane bioreactor(FMBR ) for aerobic whole cell immobilization was developed and its performance for the citric acid production was investigated using Aspergillus niger (KCTC 1232). The reactor consisted of three layers. The top layer contained flowing air for oxygen supply, the middle layer had stationary cells, and the bottom layer had flowing aqueous nutrients. The initial pH of the culture medium played an important role in citric acid production and the lower initial pH of the culture medium resulted in a higher citric acid yield. Under air and pure oxygen aerations the volumetric productivity reached 0.20 and 0.40g/Lh. Furthermore, the productivity improved with the increase of the culture medium feed rate.

50개의 폴리프로필렌 실관과 3개의 테르폰 실관으로 구성된 실관반응기에서 Saccharomyces cerevisiae효모를 이용하여 알콜의 연속 생산을 연구하였다. 생산된Co2는 테프론 실관으로 내어 보냈고 과잉효모 세포는 shell-side를 통하여 제거하였다. Shell-side 부피를 기준으로 세포농도는 266g/L였고 알콜 생산성은 205g/L를 얻었다. 질소 결핍배지를 사용했을 경우 생산성이 너무 낮아 실제 응용할 가치는 없었다.

We studied a continuous production of ethanol by Saccharomyces cerevisiae in a hollow fiber membrane bioreactor which consisted of 50 polypropylene fibers and 3 teflon fibers. The produced Co2 was removed through the teflon fibers and excess biomass was removed through the shell side. We obtained the cell and ethanol concentrations of 266g/L and 205g/L based on the shell-side volume. A nitrogen deficient medium resulted in too low an ethanol productivity to be applied to a practical process

Emulsan is an extracellular emulsifying agent produced by the hydrocarbon-degrading Acinetobacter species RAG-1. In this study emulsan production of Acinetobacter calcpaceticus RAG-1 was investigated under various culture modes such as batch, fed-batch, membrane cell recycle, and continuous culture. The productions of emulsan under both ethanol-sufficient fed-batch and membrane cell recycle cultures were all 15.0U/ml, which was 53% increase in emulsan activity compared to that of pH controlled batch culture. Emulsan production was found to be strongly dependent on the residual ethanol concentration. In continuous culture the emulsan productivity increased with dilution rate.

Ethanol fermentation by Scccharomyces cervisiae was carried out in the cell recycle filter system with a cheap fabric filter having a pore size of 10m. Maximum biomass concentrations up to 85g/1 were obtained, but in practice operational concentrations were between 50 and 80g/1. Ethanol productivity was 42g/1-hr, with an ethanol concentration of 66g/1 and an ethanol yield of over 86%. Continuous operation was possible by applying periodic backflushing. The ethanol fermentation could be carried out without difficulty at a dilution rate up to 0.8h-1 In order to obtain a high cell concentration and ethanol productivity, development of filter module with the larger filtration area is required.