미생물 생물 반응기, 설계 조건

 

 

 

 

 

발효조(fermentor)라고 하는것은 발효시킬 유기화합물과 미생물을 담는 용기를 뜻한다.

일반농가에서는 파란통을 가지고 불가사리를 썩히고으로 생산되는 퇴비를 가지고 농가에 사용되는 작물에게 주기도 하고 하면 된장, 간장부터 시작해서 끝도 없기 때문에 광범위한 발효세계에서 명확한 미생물을 가지고 이야기하는편이 낫다고 생각됩니다. 

일단 미생물부터 설명하자면 미생물의 가장 기초적인 반응은 생물 반응기라고 할 수 있습니다. 

 

생물반응기는 특정 물질이나 세포,미생물을 생산하기 위해서 생물체를 사용자가 원하는 수치와 환경 안에서 키울수 있는 용기의 총칭입니다.

발효와 부패의 차이는 무엇일까요?? 발효는 미생물에 의해 우리에게 이로우면 발효, 우리에게 해로우면 부패라고 합니다. 

생물반응기는 특정 물질이나 세포, 미생물을 생산하기 위해서 생물체를 사용자가 원하는 수치와 환경 안에서 키울수 있는 용기의 총칭입니다.

생물반응기는 발효기라도 라도 하고 발효의 의미에서 혐기적 배양을 말하고 있으므로, 대부분의 배양이 호기성임을 감안하면 생물 반응기라는 용어가 보편적입니다. (50L,500L,5000L,10000L) 가대부분

따라서 적당한 생물반응기의 선택을 위해서는 키우려는 생물 및 미생물의 생산물의 생물학적, 생화학적인 특성, 물리 화학적 성질뿐을 맞춰주어야 합니다. 

 

 

생물반응기 설계 조건

생물반응기 설계에 중요한 요소들은 각 경우에 따라 다르지만, 먼저 최적 세포 농도, 비생산속도 및 생산율, 비증식속도, 비산소 소비속도와 비발열율 등에 대한 정보가 필수적이다

이들 정보를 기초로 필요한 물질전달속도 와 열전달속도 를 구할 수 있고, 이들과 앞에 언급한 생물 생화학적 특성 등에서 적당한 생물반응기의 형태를 찾아 규모확대등을 통하여 최적 생물반응기의 종류와 크기를 설정할 수 있습니다. 

 

또한 50L 배양기나 500L 배양기로 가게되면 위쪽은 death zone라고 하여 70%정도만 유지하는 것이 오염되지않고 배양할 수 있기 때문에 30L 또는 300L로 배양 하는 것이 좋습니다. 또한 배지의 디자인을 통해 공정의 설계와 최종적으로 단가즉 경쟁력을 좌우하는 최적의 배지조건등을 개발하여 사용하여야 합니다. 

 

미생물의 y축은 생장곡선은 log 값으로 형성되며 이또한 생명이기때문에 무한대로 갈수 없음을 나타내는 지표입니다. 

I 유도기 : 접종(접종이란 종묘균을 말하며 내가 키우고 자하는 균을 말합니다) 후 일정기간동안 미생물의 수가 증가하지 않는 기간, 새로운 배양조건에 적응하는 시기이다(산업용으로 단가에맞게 연구개발팀에서 배지를 디자인합니다. 이것은 기업의 자산이기때문에 공유가 되지 않습니다) . 영양분 이용을 위한 효소의 합성과 RNA 증식하기전 크기의 증가가 이루어진다. 시간은 접종하는 미생물의 상태, 수, 배지 및 배양조건에 따라 결정된다. 

미생물의 상태는 보관하고 있던 미생물을 평판배지에 분주하여 클로니를 만드는데 단일클로니중 분명 더크고 좋은개체가 있습니다. 그것을 가져와 분주하여 배양하는것이 더좋은 제품을 만들 수 있습니다. 

 

II. 대수기 : 미생물의 수가 기하급수적으로 증가하는 시기로 성장속도는 배양온도, 수분활성도, pH 등의 물리 화학 생물학적 인자에 따라 결정된다. 세포의 크기는 일정하고 생리적으로 예민하다. 또한 대수기를 통해 세대기간을 구할 수 있다. 

III 정지기 : 미생물의 수가 증가하지 않는 기간으로 미생물의 증식이 멈춘것이 아니라 세균의 증식과 사멸속도가 동일한 것이다. 

 

IIII 사멸기 : 미생물의 사멸로 미생물의 수가 감소 하는기간이다.