
매일경제
1997년 4월 12일
공기상승작용 응용
산소주입량 높여
본 연구자들은 산소전달이 우수한 기포탑 발효기를 개발, 우리나라와 미국에서 특허를 획득했다.
이번에 개발된 기포탑 발효기는 공기의 상승작용을 이용해 산소를 공급해주는 간단한 원리를 이용한 것이다.
이 발효기는 발효하부에서 주입되는 공기의 상승작용을 이용, 반응기 내에서 배양되는 미생물이나 동식물 세포에 산소를 공급해주고 배양액을 혼합한다.
생명공학기술이 발달함에 따라 미생물이나 동식물 세포를 배양해 항생제 호르몬 등의 의약품, 각종 단백질, 썩는 플랏흐틱, 발효식품 등이 생산되고 있다.
이들 생합성 제품들을 보다 저렴하게 대량으로 공금하려면 작은 발효기에서 많은 수의 세포를 키워 농축된 생합성 제품을 생산하는 기술이 필수적이다.
생합성 물질생산에서 가장 중요한 것은 적은 양의 배양액에 많은 세포를 키우기 위해 많은 산소를 효율적으로 공급해야 한다는 점이다.
배양세포에 충분한 양의 산소를 공급하기 위해 기존에는 배양세포의 성장에 필요한 영양분ㅇ이 함유된 배양액에 공기를 불어넣어주면서 강하게 젓거나 고순도 산소를 불어넣는다.
고순도 산소를 사용할 경우 많은 비용이 소요되어 생산단가가 상승한다. 배양액을 강하게 저으면 동식물세포와 미생물세포에 치명적인 손상을 입힌다.
이번에 개발된 발효기는 이런 문제점들을 효과적으로 극복했다. 수 마이크로미터(m)의 미세한 구멍이 수없이 뚫린 실린더형 공기분산기가 장착되어 있기 때문이다.
이 분산기는 공기를 수평으로 분산시키는 장치로 미세한 기포를 발생시켜 기포와 배양액간의 접촉 면적과 접촉 시간을 크게 늘려 준다.
그 결과 기존 발효기에 비해 주입 공기량에 따라 2~6배 산소전달속도가 우수하다.
이 공기분산기의 원리는 기체와 액체의 접촉에 의해서 발생하는 각종 화학반응이나 물질전달을 위한 반응기에도 폭넓게 적용이 가능하다