효소 고정화 막 생물반응기(EMBRs)는 폐수 내의 염료를 처리하는 새로운 방법입니다. 이 분야는 효소의 효능과 환경에 대한 높은 저항성 때문에 많은 양의 연구가 진행되었습니다. 효소 자체와 해당 효소의 구조를 모두 포함하는 다양한 방법이 EMBR에 접근할 수 있습니다. 생물반응기 자체는 염료 제거의 필요에 맞게 변형될 수 있습니다. 효소적 생물반응기 부터 산화 그래핀 또는 탄소 나노튜브와 같은 나노구조를 사용하는 것까지 다양합니다. 또한 TiO2와 같은 나노입자는 EMBR 을 더욱 향상시키기 위해 사용될 수 있습니다. 폴리머 기반의 막 지지 구조는 또한 효능 증가의 문제에 접근하는 다양한 방 법을 포함합니다. 본 바와 같이, 지난 수십 년 동안 EMBR을 사용하는 이 문제에 대한 다양한 접근법이 수행되었습니다. 이 검토는 방법론을 요약하고 EMBR에 대한 다양한 개선 사항을 설명하는 것을 목표로 합니다.

음용수 속 암모니아의 존재는 인간의 건강에 매우 해롭다. 농작물에서의 비료 사용, 산업 폐수, 화석 연료의 연소 와 같은 활동으로 인해 가용성 암모니아는 지하수를 오염시킨다. 물에 존재하는 암모니아 농도가 낮더라도 해양생물 등의 수 생환경을 훼손한다. 막 기술은 암모니아를 물로부터 효과적으로 제거하기 위한 매우 중요한 과정이다. 평평한 시트 막, 막 접 촉기, 그리고 막 증류법은 암모니아를 제거하여 물을 정화하는 데 사용되는 방법들 중 하나이다. 막 접촉기는 막 증류법과는 달리 상변화 없이 액체와 가스 간의 또는 액체와 액체간의 질량 전달을 통해 암모니아를 제거하는 효율적인 공정이다. 다만 이 방법은 pH가 매우 높아 암모니아 제거에 비용이 많이 든다. 제올라이트는 우수한 이온 교환 능력을 가지고 있는데, 이는 암모니아와의 상호작용을 향상시켜 폐수로부터 흡착하는 능력을 향상시킨다. 제올라이트를 함유한 혼합 매트릭스 막은 암모 니아 흡착 및 폐수로부터의 분리 효율을 향상시킨다. 이 리뷰에서는 위에서 소개된 내용이 자세히 논의될 것이다.

생체 내 변화에서 효소는 중요한 촉매이다. 효소의 안정성과 재사용성은 촉매 과정에서 중요한 요소이다. 적합한 기질에 효소 고정화는 특정 미세환경의 조성을 통해 효소 활동성을 높인다. 다양한 종류의 분리막이 각각의 생체적합성과 막 표면의 친수성/소수성 조절 용이도에 따라 기질로 사용되었다. 본 논문에서는 셀룰로스, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리디메 틸실록산(PDMS), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리에테르설폰(PES) 고분자 분리막이 소개되고 토의되었다. 고정화 효소를 이용한 유기오염물의 생물적 분해는 제약 회사 및 섬유 회사 등에서 발생하는 오염물질을 친환경적으로 감소할 수 있는 방법이다. 효소 고정화 생물반응기(EMBR)로 기름의 가수분해를 제어할 수 있고 이를 통해 탄소 배출량 감소 및 환경오염을 줄일 수 있다. EMBR로 만들 수 있는 바이오에탄올과 바이오디젤은 화석 연료의 대체제이다.

A strain of Saccharomyces cerevisiae BY-366 was isolated to produce a strong sucrose hydrolyzing enzyme. After entrapment of yeast cell invertase with alginate, enzymatic properties of immobilized cells were investigated. The results are as follows. 1. The optimum pH of invertase in immobilized cells and non immobilized cells was 6.0 and 5.0, and pH stability of invertase in immobilized cells and non immobilized cells was 6.0 and 5.0, respectively. 2. Activation energy of immobilized cells was 4.7㎉/㏖. 3. The immobilized preparation exhibited high resistance to heat and urea induced denaturation. 4. The bead size less than 2㎜ in diameter was desirable. 5. In spite of repeated use, the enzyme activity of immobilized cells was inhibited slightly in batch reaction, and a small column of the immobilized preparation could hydrolyze relatively high concentration of sucrose almost quantitatively to more than 6 days.

A strain of Saccharomyces cerevisiae BY-366was found to produce a strong sucrose-hydrolyzing enzyme Using this strain, the optimal culture conditions for the production of invertase were investigated. The results are as follows : 1. For enzyme production, optimal temperature, initial pH and critical concentrations of sucrose and raffinose were 30℃, 5.0 and 3.0%, respectively. 2. Enzyme production was reached maxium by organic nitrogen source, 0.3% yeast extract plus 0.5% bactopeptone. 3. It was appeared the presence of 0.1M Mn^2+ and Fe^2+ ion was essential factors, on the other hand, 0.1M Ag^+ and Hg^2+ ion almost block in yeast growth and enzyme production. 4. Invertase productivity was reached maxium within 3days on stationary culture with medium-composed of sucrose 3%, bactopeptone 0.5%, yeast extract 0.3%, K_2HPO_4 0.1%, MgSO4·7H_2O 0.05%.

활성화시킨 Succinylaminopropyl glass beads에 glutaraldehyde을 사용하여 고정화시킨 Mucor spp L42 응유효소를 치즈 커드 형성과정에 이용하고져 고정화 효소의 안정성, 재이용성, 반응의 조건, 반응조의 형태등에 대하여 탈지유(pH 5.6, )를 사용하여 반응시킨후 항온수조내에서 커드의 형성 상태를 조사하였던바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 고정화 Mucor spp L42 응유효소를 0.2M phosphate buffer(pH 4.6)에 0.06% sodium azide을 첨가한 액에 침지한 상태로 이하에서 보존할 경우 3개월 후에도 활력의 80%가 유지되었다. 2) 고정화 Mucor spp L42 응유효소를 탈지유(pH 5.6, )로 반응시켰을때 반응 초기에는 고정화 효소의 활력이 급격히 감소하였고, 이것은 bead에 결합되는 질소화합물과 효소의 활력간에 관계가 있는 것으로 나타났다. 3) 고정화 Mucor spp L42 응유효소에 bead와 탈지유의 접촉시간을 60 sec/ml로 하여 탈지유(pH 5.6, )로 연속적으로 반응시켰을때 6시간 이후에도 bead의 활력의 70%가 유지할 수 있었다. 4) Fluidized bed와 shaking fluidized bed을 사용하는 것이 충진반응조 보다 탈지유의 반응속도가 높았다.

Since biodiesel as bioenergy is defined as ester compounds formed by esterification of animal/vegetable oils, in this study three vegetable cooking oils (market, waste and refined waste ones) were esterified by reactions of alkali catalyst and immobilized enzyme. The fatty acid composition of the formed ester compounds was analyzed to investigate the feasibility of biodiesel production. By lipolysis (i.e, hydrolysis of Triglyceride (TG)), all three vegetable oils used in this study were found to produce Diglyceride (DG), Monoglyceride (MD) and Fatty acid ethylester (FAEE). However, the amount of produced FAEE (which can be used as an energy source) was in the increasing order of market cooking oil, waste one and refined waste one. With NaOH catalyst, FAEE was produced about 24.92, 17.63 and 11.31 % for the respective oils while adding Lipozyme TL produced FAEE about 43.54, 38.16 and 24.47 %, respectively. This indicates that enzyme catalyst is more effective than alkali one for transesterification. In addition, it was found that the composition of fatty acids produced by hydrolysis of TG was unchanged with alkali and immobilized enzyme reactions. Thus it can be expected that stable conditions remain in the course of mixing with gasoline whose composition is similar to that of the fatty acids.