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격막추출법에 의한 Butanol 발효제품의 동시회수에 대한 수치모사 연구
이윤영,전영중 한국화학공학회 1989 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.27 No.4
Butanol 발효에서 product inhibition으로 인한 문제점들을 해결하기 위한 방법의 하나로 개발된 격막 추출법에 의한 발효제품 동시회수 공정에 대하여 수학적 모델을 설정하고 모사연구를 수행하였다. 그 결과 가능한 한 고농도의 feed당을 사용하는 것이 생산성 향상에 가장 크게 기여할 수 있는 방법인 것으로 나타났다. 이외에 격막면적이나 추출용매 공급속도를 증가시키는 방법은 생산성 향상효과가 미약하므로 기준용량 이상의 증가는 불필요한 것으로 보인다. 한편 용매의 분배계수는 oleyl alcohol 정도이면 충분한 것으로 나타났다. A mathematical model of the membrane-extractive butanol fermentation process, which has been developed as a method of in situ product recovery to solve the problems of butanol fermentation caused by the severe product inhibition, was proposed and the model was solved by a computer-assisted numerical method. The results indicate that the best way of improving the butanol productivity is to use a feed with high glucose concentration. On the other hand, only marginal advantages are obtained by increasing the membrane area and/or the extractant flow rate beyond certain limits. It is also shown that a solvent with distribution coefficients as high as those of oleyl alcohol is acceptable for this process.
오광근,이철우,전영중,이재홍 한국미생물생명공학회 ( 구 한국산업미생물학회 ) 1996 한국미생물·생명공학회지 Vol.24 No.6
홍색비유황 광합성세균인 Rhodopseudomonas capsulata를 선택하여 porous ceramic bead를 충진시킨 충진형 반응기(Packed-bed reactor, PBR)와 분말활성탄을 현탁시킨 유동산 반응기(Fluidized-bed reactor, FBR)에서 미생물막을 형성하여 폐수처리를 비교한 결과 PBR이 FBR보다 BOD 부하량 변화에 더 안정적인 처리성을 보였다. 체류시간 (hydraulic retention time, HRT)에 따른 처리성은 유입폐수 농도를 각각 BOD 10,000, 20,000 mg/ℓ로 하였을 때, HRT 1일 이상에서 90% 이상의 처리효율을 가지며, 유출수의 BOD 농도는 각각 350, 800 mg/ℓ이었다. PBR에서 유입수의 BOD 농도변화에 다른 유출수의 농도를 측정하여 단위부피당 기질부하량 상수 (maximum specific BOD loading rate, P) 및 부착미생물 포화기질 제한농도 상수(half saturation constant, K_6)를 구한 결과, 각각 22.2 gBOD/ℓ·day, 1,750 mgBOD/ℓ이었고, 처리효율 90% 이상을 나타내는 BOD 용적부하(volumetric BOD loading rate)는 20 gBOD/ℓ·day 이상으로 표준활성오니법의 0.6 gBOD/ℓ·day에 비하여 30배가 넘는 값을 나타내었다. An efficient packed-bed type biofilm reactor charged with immobilized phototrophs was developed to treat organic wastewater at an extremely high volumetric loading rate. The packed bed reactor (PBR) charged with porous ceramic beads was superior to a fluidized-bed reactor suspended with activated carbon powders in terms of many aspects such as BOD removal efficiency, operational stability, and overall economics. For wastewater with BOD concentration as high as 20,000 mg/l, the BOD removal efficiency was maintained above 90% when the hydraulic retention time (HRT) was longer than 1 day. The allowable volumetric BOD loading rate of this reactor (20gBOD/l·day) is more than ten-folds higher than that of an ordinary activated sludge method. The behaviour of the reactor was represented well by a Monod type kinetic equation with a maximum specific BOD loading rate(P) of 22.2gBOD/l·day and a half saturation constant(K_s) of 1,750 mgBOD/l.