<h2>교반형 발효기를 이용한 연속배양 공정</h2><p>교반 발효기를 사용하여 고점도 수용성 글루칸을 생산하기 위해서는 원활한 산소공급이 필요하며 원활한 산소공급을 위해 동력비가 많이 드는 단점이 있다. 본 실험에서는 교반형 발효기의 운전비용을 줄이고 생산된 수용성 글루칸의 분리비용을 줄여 경제적인 공정을 실현하고자 전산모사의 결과를 이용하여 실제공정에서 유출되는 배양액 속에 수용성 글루칸 농도가 \( 4 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \)의 농도로 유지되는지를 실험을 통해서 검중하였다. 먼저 회분식 공정으로 22시간 동안 세포배양을 실시하였으며, 이때 통기량은 \( 0.5 \mathrm{vvm} \)에서 \( 1 \mathrm{vvm} \)까지 운전하였으며, 용존 산소량이 포화용존 산소량의 \( 20 \% \)이하로 떨어지지 않도록 교반속도를 300 에서 700 \(\mathrm{rpm} \) 까지 단계적으로 운전하였다. 배양 22시간 이후에 세포농도가 약 8 \( \mathrm{g} / \mathrm{L} \) 가 되었을때 기질 주입속도를 \( 0.18 \mathrm{~L} / \mathrm{h} \) 로 운전하였으며, 반응이 안정화되는 약 160시간 동안 운전하여 데이터를 분석하였다. 이론적인 모델식의 전산모사를 통하여, 희석속도에 따른 생산물의 농도 변화가 예측가능하였고, 실험을 통하여 분리에 최적농도인 안정된 상태로 생산물을 연속적으로 생산할 수 있었다. 또한 같은 배양 조건에서 유동층반응기에 전산모사했던 데이터를 적용하여 반응기 효율을 비교 실험한 결과 앞서 실험한 회분식반응기에서도 확인했듯이 산소전달효율이 상대적으로 높았던 유동층반응공정이 실제 미생물 배양에서는 배양액의 점도상승으로 산소전달 저해현상이 나타남을 확인 할 수 있었다. 결과적으로 변이주 Agrobacterium sp.를 이용한 수용성 글루칸의 연속 배양공정에서는 \( 0.36 \mathrm{~g} / \mathrm{L} / \mathrm{h} \)의 생산 속도를 얻을 수 있었으며, 회분식에서의 \( 0.2 \mathrm{~g} / \mathrm{L} / \mathrm{h} \)의 생산 속도보다 약 1.8배 높은 생산 속도를 얻을 수 있었다. 또한 생산물의 농도를 최적으로 유지시켜 줌으로써 생산물 분리과정에서 유실되는 영양물의 농도가 거의 없으며, 고속원심분리 \( (5000 \mathrm{rpm}, 15 \mathrm{~min}) \) 만으로도 균체와 수용성 글루칸의 분리가 쉽게 되어 실제 공정상에서 수용성 글루칸 생산 공정과 분리/정제 공정 등의 전체적인 효율성을 고려할 때 생산성향상과 더불어 운전비의 절감 효과도 기대된다.</p>
용존 산소량이 포화용존 산소량의 \( 20 \% \)아래로 감소하지 않게 하기 위해서 어떻게 했어?
교반속도를 300 에서 700 \(\mathrm{rpm} \) 까지 단계적으로 운전