Volatile organic compounds (VOCs) emitted from industrial gas cause equipment failure and fire accidents due to the rapid flow and concentration changes of VOCs. Therefore, it is crucial to attenuate the concentration of VOCs to ensure a constant emission rate before the control process. This study proposed an encapsulation technique to fabricate calcium- alginate gel beads containing paraffin oil as an effective absorbent. The prepared absorbent was physically characterized, and a column test observed its absorption capacity. When the oil content was 30%, the prepared beads showed the best spherical shape, attaining 96% emulsion stability, 0.014 sphericity factor, 62.7% weight variation ratio, and 4.21 ± 0.06mm diameter. In the column test that was packed with the prepared beads, the toluene absorption capacity was 497.6mg/kg. The net effect of the beads was to attenuate the peaks of toluene concentration, and to make the VOC-laden air stream more receptive for the subsequent treatment unit.

본 연구는 응집제로 calcium alginate를 이용한 질산성 질소 처리에 관한 연구이다. 질산성 질소를 제거하기 위한 방법으로는 역삼투법, 이온교환수지법, 전기투석법, 생물학적 방법 등이 있지만 본 연구에서는 응집 침전시키는 방법으로서 질산성 질소를 처리하고자 하였다. 응집제로 이용한 calcium alginate가 킬레이트 결합을 형성하여 질산성 질소를 응집 침전시킬 것으로 예상하고, 응집제의 성분, 응집 반응시간, 응집제의 몰비, 응집제의 주입율에 따라 질산성 질소가 제거되는 경향을 보았다. 또한 FE-SEM과 EDS(Energy Dispersive X-Ray Spectrometer)를 통하여 응집반응 후 침전물의 구조 및 구성성분비를 분석함으로써 질산성 질소가 Calcium-nitro-alginate 형태로 제거되는지를 확인하였다. 그 결과 반응시간은 60분, 응집제의 몰비는 1:1일 때, 응집제의 주입율은 합성폐수의 2 %일 때 질산성 질소의 제거율이 최대 56.7 %로 나타났다.

유산균을 고농도로 배양하기 위하여 CaCO3를 각각 15%와 20%씩 첨가하여 직경이 서로 다른 CaCO3-alginate beads를 제조한 후, lactic acid에 대한 CaCO3-alginate beads의 반응 특성과 완충효과를 관찰하였으며, lactic acid에 대하여 완충작용이 있는 CaCO3-alginate beads를 이용하여 S. thermophilus ST-Body 1과 L. amylovorus DU-21을 고농도 배양하여 직접투입식 starter를 제조하였다. 본 연구에서 제조된 CaCO3-alginate beads는 CaCO3, alginate 함량 및 수분 함유율이 beads에 일정하게 고루 분포되어 있으며, 일정한 밀도를 갖는 입자임을 알 수 있었다. 또한 lactic acid에 대한 beads의 반응은 표면으로부터 일어나기 시작하여 내부로 진행됨을 확인하였으며, CaCO3-alginate beads 양의 증가는 결국 lactic acid와 반응할 수 있는 CaCO3 표면적의 증가를 가져오게 되며, 단위시간당 lactic acid와 반응하는 CaCO3의 상대적 증가를 가져오기 때문에 CaCO3-alginate beads 양의 증가는 lactic acid 용액 내부의 중화작용의 증가를 가져온다는 것을 확인하였다. 즉, CaCO3-alginate beads의 직경이 작을수록, 내부의 CaCO3 함량이 높을수록, 단위 부피당 넓은 표면적과 높은 중화작용을 가지므로 CaCO3-alginate beads를 pH neutralizer로 이용하여 유산균을 배양할 경우에는 CaCO3 함량이 높고 직경이 작은 CaCO3-alginate beads의 이용이 유산균 배양에 효과적임을 알 수 있었다. CaCO3-alginate beads를 이용한 유산균의 고농도 배양 시, pH와 생균수와의 상관성과 선형관계를 단순회귀분석법(simple regression)을 이용하여 최소자승추정량(least square estimator; LSE)을 구하여 검증한 결과, 각 X의 회귀계수의 값은 통계적으로 유의한 결과(p<0.05, p<0.01)를 보였다. 또한 R2 값은 S. thermophilus ST-Body 1와 L. amylovorus DU-21의 경우, CaCO3-alginate beads 무첨가구와 첨가구에서 각각 0.6310, 0.7505, 0.7452, 0.7609이였다. 이는 pH가 균 증식에 다소나마 영향을 주는 것을 나타낸다. 고농도로 배양된 S. thermophilus ST-Body 1과 L. amylovorus DU-21 균주를 이용하여 직접투입식 starter를 제조한 결과, 동결건조 보호제로 15% glycerol을 이용하였을 때 각각 91.96±1.35%와 89.09±4.49%의 생존율을 보였다. 본 연구에서 확립된 기법은 probiotics 조제나 정장제 조제방법에 있어서도 공히 적용 가능하므로 미생물 세포의 이용기법으로 그 생존율과 발효에 연관되는 기능보존과 수반되는 여러 분야에 적용한다는 면에서 산업적으로 중요하다고 사료된다.

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%.