본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering v.20 no.6 = no.95, 2005년, pp.443 - 446  
본 등재정보는 저널의 등재정보를 참고하여 보여주는 베타서비스로 정확한 논문의 등재여부는 등재기관에 확인하시기 바랍니다.

음식물쓰레기 발효 시 수리학적 체류시간에 따른 수소 및 부산물 생성 특성
Effect of Hydraulic Retention Time on Fermentative Hydrogen and Byproducts Production from Food Waste

김상현   (한국과학기술원 건설 및 환경공학과UU0001375  ); 신항식   (한국과학기술원 건설 및 환경공학과UU0001375  );
  • 초록

    음식물 쓰레기로부터의 연속 수소 생성 실험을 다양한 수리학적 체류시간(HRT; 18, 21, 24, 30, 36, 42 h)에서 수행하였다. 음식물쓰레기는 분쇄와 알칼리 처리를 거쳐 27.0 g COD/L(average VS 4.4%)의 농도로 fed-batch 형태로 주입되었으며, 반응조 내의 pH는 $5.3{\pm}0.1$ 이상으로 유지되었다. 126일 간의 운전을 통해 유기성 폐기물로부터의 연속 수소 생성이 안정적으로 진행될 수 있음을 확인하였다. 수소 생성 효율은 HRT에 따라 변하였으며, 30 h에서 가장 높은 수치를(25.8 mL $H_2/g\;VS_{added}$ , 0.36 mol $H_2/mol\;hexose_{added}$ , 0.91 L $H_2/L/d$ ) 보였다. 대부분의 조건에서 가장 양이 많은 부산물은 노말부티르산이었으며, 수소생성이 증가함에 따라 노말부티르산의 생성이 증가하였다. 이소프로판을 역시 수소 생성과 관련이 있는 나타났다. 반면, 아세트산의 생성량은 수소생성과 반대되는 경향을 보여 수소 소모 아세트산 생성 경로로 발생되는 양이 많았다고 사료된다. 한편 산발효 효율은 $53.3{\sim}65.7%$ 인 것으로 나타나 기존 산 발효를 수소발효가 대체할 수 있음을 확인하였다.


    Hydrogen fermentation from food waste was attempted at different hydraulic retention time(HRT, 18-42 h). A continuous reactor fed with ground, alkali-treated and diluted food waste(average VS 4.4%) exhibited stable hydrogen production during 126 days. Hydrogen production depended on HRT, resulting in the maximum values of 25.8 mL $H_2/g\;VS_{added}$ , 0.36 mol $H_2/mol\;hexose_{added}$ and 0.91 L $H_2/L/d$ at HRT 30 h. n-Butyrate and isopropanol production increased with hydrogen production increased, while acetate production decreased. The fermentation efficiency ranged from 53.3 to 65.7%, which implied that hydrogen fermentation would substitute conventional acidogenesis of food waste.


  • 주제어

    Acidogenesis .   n-butyrate .   food waste .   hydraulic retention time .   hydrogen production.  

  • 참고문헌 (15)

    1. Levin, D. B., L. Pitt, and M. Love (2004), Biohydrogen production: prospects and limitations to practical application, Int. J. Hydrogen Energy 29, 173-185 
    2. Hallenbeck, P. C. and J. R. Benemann (2002), Biological hydrogen production; fundamentals and limiting processes, Int. J. Hydrogen Energy 27, 1185-1193 
    3. Lay, J.-J. (2001), Biohydrogen generation by mesophilic anaerobic fermentation of microcrystalline cellulose, Biotechnol. Bioeng. 74, 280-287 
    4. Fan, K.-S., N.-r Kan, and J.-j. Lay (2006), Effect of hydraulic retention time on anaerobic hydrogenesis in CSTR, Bioresource Technol. 97(1), 84-89 
    5. Kim, S.-H., S.-K. Han, and H.-S. Shin (2004), Feasibility of biohydrogen production by anaerobic co-digestion of food waste and sewage sludge, Int. J. Hydrogen Energy 29, 1607-1616 
    6. Satnsung Engineering CO., Ltd. (2004), The study of production and utilization of hydrogen from biomass, Report for the Ministry of Commerce, Industry and Energy, Korea (in Korean) 
    7. Han, S.-K. and H.-S. Shin (2002), Enhanced acidogenic fermentation of food waste in a continuous-flow reactor, Waste Manage. Res. 20, 110-118 
    8. Hawkes, F. R., R. Dinsdale, D. L. Hawkes and I. Hussy (2002), Sustainable fermentative hydrogen production: challenges for process optimization, Int. J. Hydrogen Energy 27, 1339-1347 
    9. Oh, Y.-K., S. H. Kim, M.-S. Kim, and S. Park (2004), Thermophilic biohydrogen production from glucose with trickling biofilter, Biotechnol. Bioeng. 88, 690-698 
    10. Kim, S.-H., S.-K. Han, and H.-S. Shin (2006), Effect of substrate concentration on hydrogen production and 16S rDNA-based analysis of the microbial community in a continuous fermenter, Process Biochem. 41, 199-207 
    11. Ministry of Environment (2004), 2002 State of waste generation and treatment, 11-1480083-000198-01, Gwacheon, Korea (in Korean) 
    12. APHA/AWWA/WEF (1998), Standard methods for the examination of Water and Wastewater, 20th ed., Washington, D.C., USA 
    13. Mitchell, W. J. (1998), Physiology of carbohydrate to solvent conversion by clostridia, Adv. Microb Physiol. 39, 31-130 
    14. Hussy, I., F. R. Hawkes, R. Dinsdale, and D. L. Hawkes (2003), Continuous fermentative hydrogen production from a wheat starch co-product by mixed microflora, Biotechnol. Bioeng. 84, 619-626 
    15. Noike, T., H. Takabatake, O. Mizuno, and M. Ohba (2002), Inhibition of hydrogen fermentation of organic wastes by lactic acid bacteria, Int. J. Hydrogen Energy 27, 1367-1371 

 저자의 다른 논문

  • 김상현 (9)

    1. 1998 "Quartz Crystal Microbalance 시스템을 이용한 저밀도 지질단백질측정용 면역센서의 개발" 한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering 13 (4): 337~342    
    2. 2000 "음식물쓰레기의 산발효 침출액을 처리하는 UASB 반응조의 거동" 폐기물자원화 = Journal of the Korea Organic Waste Recycling Council 8 (4): 78~85    
    3. 2002 "음식물쓰레기의 구성성분에 따른 산발효조의 거동특성" 폐기물자원화 = Journal of the Korea Organic Waste Recycling Council 10 (2): 65~70    
    4. 2003 "음식물쓰레기의 수소발효 타당성 평가" 폐기물자원화 = Journal of the Korea Organic Waste Recycling Council 11 (3): 87~95    
    5. 2003 "혐기성 수소 생산 공정의 연속운전" 폐기물자원화 = Journal of the Korea Organic Waste Recycling Council 11 (1): 70~76    
    6. 2003 "음식물 쓰레기와 하수 슬러지의 생물학적 수소 발효에 미치는 VS 농도와 혼합비의 영향" 폐기물자원화 = Journal of the Korea Organic Waste Recycling Council 11 (4): 97~104    
    7. 2004 "기체 sparging에 의한 수소 발효의 효율 향상" 유기물자원화 = Journal of the Korea Organic Resource Recycling Association 12 (1): 49~57    

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
  • NDSL :
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기