초록 ▼

고정화 lipase를 이용하여 폐유로부터 바이오디젤을 생산하는 공정개발에 관한 연구를 수행하였으며 이를 통해 얻은 주요 결과는 다음과 같다.
- Lipase의 고정화시 활성저하 문제를 해결할 수 있는 신규한 lipase 전처리 기술을 개발하였으며 이를 이용하여 높은 활성의 고정화 lipase를 제조하였음. 이 기술은 특허를 출원하였음.
- 280 U/g의 높은 활성과, 300시간 이상 재사용이 가능한 안정성을 갖는 고정화 lipase를 성공적으로 제조하였음.
- 효소공정에 이용되는 폐유는 전처리 과정이 필요하지 않음

고정화 lipase를 이용하여 폐유로부터 바이오디젤을 생산하는 공정개발에 관한 연구를 수행하였으며 이를 통해 얻은 주요 결과는 다음과 같다.
- Lipase의 고정화시 활성저하 문제를 해결할 수 있는 신규한 lipase 전처리 기술을 개발하였으며 이를 이용하여 높은 활성의 고정화 lipase를 제조하였음. 이 기술은 특허를 출원하였음.
- 280 U/g의 높은 활성과, 300시간 이상 재사용이 가능한 안정성을 갖는 고정화 lipase를 성공적으로 제조하였음.
- 효소공정에 이용되는 폐유는 전처리 과정이 필요하지 않음을 입증함.
- 바이오디젤을 생산하는 신규한 효소공정의 개발에 성공하여 Soybean oil로 부터 $99\%$, 폐유로부터 $95\%$의 전환율로 바이오디젤을 생산하는데 성공하였음. 이 기술은 국내외 처음 시도된 공정으로 특허를 출원할 계획임.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 에너지$\cdot$자원기술개발사업 최종보고서 초록...3
• 요약문...4
• 목차...10
• 제 1 장 서론...14
• 제 1 절 연구의 필요성...14
• 제 2 절 연구의 목적...17
• 제 2 장 재료 및 실험 방법...18
• 제 1 절 재료...18
• 제 2 절 실험 방법...18
• 1. Lipase 생산균주의 선별방법...18
• 2. Lipase activity 측정법...19
• 3. Silanization yield의 측정법...20
• 4. Gtutaraldehyde binding yield의 측정법...21
• 5. 단백질 농도의 측정법...22
• 6. 바이오디젤 전환율의 측정법...23
• 제 3 장 결과...26
• 제 1 절 바이오디젤 생산에 적합한 lipase 생산균주의 선별...26
• 1. Lipase 생산균주의 선별...26
• 2. 선별된 균주의 배양...27
• 가. Burkholderia multivorans의 배양...28
• 나. Candida antarctica의 배양...29
• 다. Rhizopus oryzae의 배양...30
• 라. Pseudomonas fluorescens의 배양...31
• 마. Candida rugosa의 배양...32
• 3. 배양액으로부터 생산된 lipase의 부분 정제...34
• 가. 단백질 침전을 위한 ammonium sulfate 처리 농도의 결정...35
• 나. Ammonium sulfate를 이용한 lipase 농축 용액의 제조...35
• 다. Ultra-filtration을 이용한 lipase 농축용액의 제조...37
• 4. Lipase를 이용한 바이오디젤 전환반응을 통한 최종 균주의 선발...38
• 가. Lipase 용액 (5 U/ml)을 이용한 바이오디젤 전환반응...38
• 나. Lipase 용액 (15 U/ml)을 이용한 바이오디젤 전환반응...40
• 제 2 절 Rhizopus oryzae lipase의 대량생산 기술 확립...41
• 1. Rhizopus oryzae lipase 생산을 위한 배양조건 확립...41
• 가. 최적 배양 온도의 확립...42
• 나. 최적 초기 pH의 확립...43
• 다. 최적 교반 속의의 확립...43
• 2. Rhizopus oryzae lipase 생산을 위한 배지 조성의 확립...44
• 가. 탄소원의 확립...45
• 나. 질소원의 확립...47
• 다. 인산원의 확립...50
• 제 3 절 Lipase의 고정화...52
• 1. 흡착법을 이용한 lipase의 고정화...53
• 2. Cross-linking 방법을 이용한 lipase의 고정화...55
• 가. 담체의 전처리...55
• 나. Silanization...58
• 다. Glutaraldehyde modification...60
• 라. Glutaraldehyde를 이용한 lipase의 고정화...64
• 마. 후처리...65
• 3. 고정화 lipase의 재사용시 안정성...66
• 4. 고정화 lipase를 이용한 바이오디젤의 생산...67
• 5. 고정화시 lipase 첨가랑이 고정화 lipase의 activity에 미치는 영향...68
• 6. Lipase 전처리 기술을 이용한 고정화 lipase의 제조...69
• 가. Soybean oil을 이용한 lipase의 전처리...70
• 나. Fatty acid를 이용한 lipase의 전처리...73
• (1) Linoleic acid를 이용한 전처리...73
• (2) Stearic acid를 이용한 전처리...74
• 다. Glycerol을 이용한 전처리...75
• 라. 전처리후 제조한 고정화 lipase의 재사용시 안정성...76
• 7. 전처리후 제조한 고정화 lipase를 이용한 바이오디젤의 생산...77
• 제 4 절 고정화 lipase를 이용한 바이오디젤의 생산...78
• 1. Methanol과 oil의 몰비 및 methanol 첨가 회수의 최적화...78
• 2. 교반속도 및 반응온도의 최적화...83
• 3. 고정화 lipase의 activity가 바이오디젤 생산에 미치는 영향...84
• 4. 고정화 lipase를 재사용하여 바이오디젤을 생산할 때 고정화 lipase의 안정성...86
• 5. 폐유를 이용한 바이오디젤의 생산...87
• 가. 기질내 물의 양이 바이오디젤 생산에 미치는 영향...88
• 나. 기질내 fatty acid의 양이 바이오디젤 생산에 미치는 영향...89
• 다. 실제 폐유를 이용한 바이오디젤의 생산...90
• 6. 바이오디젤 생산 공정의 scale-up...91
• 7. 바이오디젤 생산을 위한 신규한 공정의 개발...92
• 제 4 장 결론...99
• 제 5 장 참고문헌...101
• 부록...104