일반기술

미세조류의 대량배양을 위한 발광 터빈 장치가 설치된교반형 광생물 반응기

본 발명은 미세조류의 대량배양을 위한 발광 터빈 장치가 설치된 교반형 광생물 반응기에 관한 것이다.전 세계적으로 미세 조류로부터 유래된 다양한 유용한 물질이 발견되어지고 있으며, 이런 물질들의 대량 생산에는 반드시 고농도 배양이 필요하게 된다. 현재 생산되어지고 있는 배양 시스템은 주로 대형 연못을 이용한 대량 배양으로 여기에는 여러 가지 문제점들이 있다.예를 들면, 오염, 생산성 저하, 넓은 배양 면적의 필요, 인건비, 많은 기질량(특히, 질소원), 높은 수질 및 수량의 요구등의 문제들이다. 특히, 오염의 문제에 있어서, 다양한 종류의 원생 동물들에 의한 포식, 다른 광합성 미생물에 의한 기질의 고갈 등은 매우 심각하여 그 산업 생산성이 거의 없다. 그러므로, 현재 세계 각국에서 연구되고 있는 공정들은 주로 고농도 배양용 광생물 반응기로서 작은 크기의 반응기를 통해 고농도 배양을 함으로써 대형 연못에서의 생산량과 같거나 또는 더 많은 양을 생산하고, 유용 물질의 농도도 더높은 고품질의 제품을 생산하고자 하는 것이다. 현재 개발되어져 있는 광생물 반응기로는 일반 교반형 반응기, 판형 반응기, 관형 반응기, 컬럼형 반응기 등이 있으나, 모든 종류의 반응기는 빛의 효율적인 전 달이 반응기 설계에 있어서 가장 중요한 점이 되고 있다. 세포의 농도가 낮을 때에는 배지, 기체 주입 등이 세포의 증식에 가장 중요한 요인이 되지만, 고농도에 도달하면 광도가 가장 중요한 인자가 된다. 왜냐하면 농도가 높아질수록 빛의 투과 길이가 짧아지기 때문이다. 그러나, 현재까지 고안된 대부분의 미세조류용 광생물 반응기들은 이러한 점을 극복하지 못하였고, 그 때문에 여타의 미생물용 생물 반응기에 비하여 그 생산 효율이 떨어졌다. 그래서 본 발명에서와 같은 내부 광원을 이용한 광생물 반응기가 최근에 연구되어지고 있으며, 각각의 형태에 있어서 장단점을 갖고 있다. 우선, 광섬유를 이용한 반응기는 광효율은 좋으나 세포가 광섬유 표면에 부착하는 문제가 발생하며, 형광등 등의 고정광원을 내부광원으로 이용한 경우는 완전혼합을 이루기가 어려워 세포의 침전이 발생할 수 있다.