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혐기성 소화액에서 일산화탄소 소비특성 분석과 그 활용 방안
Carbon Monoxide Consumption in Digestate and its Potential Applications 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.51 no.2, 2009년, pp.1 - 6  

홍성구 (한경대학교 농업생명과학대학 지역자원시스템공학과)

초록
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Acetogen과 같은 일부 혐기성미생물은 소위 acetyl-CoA 경로에 의해 아세트산, 에탄올, 그리고 몇 가지 생화학 물질을 생산한다. 이 경로에서는 일산화탄소를 기질로 이용할 수 있다. 일산화탄소 이외에 수소가 이용될 수 있다. 즉 이들 미생물은 독립영양생물로서 이산화탄소와 태양광에너지를 이용하는 녹색식물과 비유될 수 있으며, 일산화탄소는 탄소원으로서 동시에 에너지원으로서 이용된다. 본 연구에서는 혐기성 소화액 중 아세트산을 생성하는 미생물이 존재한다고 가정하고, 일산화탄소와 수소가 주 가연성분인 합성가스를 공급하면 추가의 메탄이 생성가능성을 평가하였다. 혐기성 소화과정에서 발생되는 메탄은 주로 아세트산으로부터 만들어지므로 일산화탄소를 공급하는 경우 추가로 메탄이 생성될 것으로 추측할 수 있기 때문이다. 이를 확인하기 위하여 현재 운영중인 바이오가스 생산 설비로부터 얻은 혐기성 소화액을 생물반응조에 넣은 후, 합성가스를 순환-공급하여 가스 생산량의 변화 및 조성을 분석하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 일산화탄소만을 공급했을 때에는 이산화탄소의 생성으로 가스 생산량이 증가하였으나, 수소가 포함된 합성가스를 공급하였을 때에는 이산화탄소가 탄소원이로 소비되어 가스 저장도 내의 가스량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 가스화공정에 으해 얻어지는 합성가스는 온도와 가스 조성을 고러할 때, 바이오가스 생산을 위한 혐기성 소화조와 연계하면 소화조의 가온에 필요한 열을 공급할 수 있고 바이오가스 중 이산화탄소 농도를 낮추어 발열량을 개선할 수 있을 것으로 판단된다.

주제어

#Acetogens   #gasification   #anaerobic digestion   #fermentation   #bioreactor  

AI 본문요약
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문제 정의

  • It seems that there are no studies on incorporating producer gas into anaerobic digester to increase methane production. This paper shows a preliminary result on the CO fermentation experiments to test the hypothesis. Some suggestions for coupling or parallel operation of gasification and anaerobic digestion are presented for practical applications.

가설 설정

  • Additionally, heat obtained from cooling syngas can be used in digester heating when digester and gasification system are coupled. In this study, it is hypothesized that additional methane can be produced by CO supply to anaerobic digestate. It seems that there are no studies on incorporating producer gas into anaerobic digester to increase methane production.
  • In this study, it was hypothesized that additional methane could be produced by CO supply into anaerobic digestate for fermentation. The fermentation is based on Acetyl- CoA pathway, using carbon monoxide (CO) as a main substrate.
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참고문헌 (7)

  1. Brown, R., 2006. Biorefineries based on thermochemical processing. in Biorefineries Industrial Processes and Products. ed. Kamm, B., P. R. Gruber, and M. Kamm. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA 

  2. Cotter, J. L. and M. S. Chinn. 2008. Ethanol and acetate production by Clostridium ljungdahlii and Clostridium autoethanogenum using resting cells. Bioprocess and Biosystems Engineering, 10.1007/s00449-008-0256-y 

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  3. EBIA - European Biomass Industry Association. 2007. Gasification. Http://www.eubia.org/210.0htm. Accessed 10 Aug. 2008 

  4. Inokuma, K., Y. Nakashimada, T. Akahoshi, and N. Nishio, 2007. Characterization of enzymes involved in the ethanol production of Moorella sp. HUC22-1. Archives of Microbiology 188: 37-45 

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  5. Kim, B. H., 2005. Microbial Physiology. Academic Books (in Korean) 

  6. Phillips, J. R., E. C. Clausen, J. L. Gaddy. 1994. Synthesis gas as substrate for the biological production of fuels and chemicals. Applied Biochemistry and Biotechnology 45/46: 145-157 

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  7. Yang, S. H. and J. S. Lee. 2004. Water and Wastewater Treatment - Design and Management. Dong-Hwa Technology Publisher (in Korean) 

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