일반기술

광생물반응기

광생물반응기는 미생물 배양액을 담을 수 있는 챔버를 형성하는 외부재킷; 외부재킷 내에 설치되어 배양액의 순환로를 형성하는 상하단이 개방된 수직원통형상의 투명한 내부도관; 내부도관의 하단부와 소통하여 공기나 다른 기체를 상향 공급함으로써 상기 내부도관 내부에서 배양액의 상향유동을 야기하는 폭기장치; 및 내부도관의 내면 또는 외면에 상기 배양액의 순환을 방해하지 않도록 설치되어 배양액의 전면에 빛에너지를 조사하는 하나 이상의 발광체로 이루어져 있다. 기존의 공기부양식 생물반응기에서 내부도관의 내부로 상향 주입되는 공기나 다른 기체가 배양액을 상향유동시킨 후 내부도관의 외벽을 따라 하향유동하게 함으로써 별도의 교반기 없이도 배양액의 순환이 가능할 뿐만 아니라 발광체를 투명한 내부 도관의 내면 또는 외면에 도입하여 순환하는 배양액 내부로의 빛투과 거리를 최소화하기 때문에 빛에너지가 배양액의 최대 표면적에 전달될 수 있어서 고농도로 광합성 미생물을 배양할 수 있다광합성 미생물(시아노박테리아나 조류)을 배양하는 방법은 옥외배양법과 광생물반응기를 이용하는 방법이 있는데, 옥외배양법의 경우의 예는 연못이나 외륜(paddle wheel) 형태로 배지를 순환시키는 수로(raceway) 형태인데 설치비나 운영비는 적게 들지만 고농도의 배양은 어려우며 다른 미생물에 의해 오염되기 쉬워 광합성 산물의 회수 비용이 커진다는 단점이 있다. 또한, 기존의 광생물반응기 중 판형 광생물반응기는 소용량 고농도 배양에는 유리하지만 대용량의 경우는 반응기 구조가 복잡해 대규모화가 어려운 단점이 있고, 광섬유를 이용한 광생물반응기는 재료가 비싸고 빛전달의 한계성으로 인해 실용화되지 못하고 있으며 교반형 광생물반응기는 대량 배양시 공기부양식에 비해 기계적 교반을 위한 에너지 요구량이 급격히 커지는 단점이 있다.기계적 교반이 필요없이 광합성에 필요한 빛에너지를 보다 효율적으로 배양액 내부에 공급하여 고농도로 광합성 미생물을 대량생산할 수 있게 한다