KR101271005B1 - Method for producing lactic acid using continuous anaerobic reactors - Google Patents

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한국에너지기술연구원
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Abstract

PURPOSE: A method for producing lactic acid using a continuous anaerobic reactor containing granular lactic acid bacteria sludge is provided to reduce the volume of a reaction tank by short HRT(Hydraulic Residence Time), to enhance a production rate, and to continuously produce the lactic acid without additional culture or change of microorganisms. CONSTITUTION: A method for continuously producing lactic acid comprises: a step of culturing anaerobic digester sludge in a reactor and obtaining lactic acid bacteria containing Bacillus sp. and Lactobacillus sp.; a step of adding the lactic acid bacteria to the continuous anaerobic digester sludge and granulating; a step of adding a substrate to the continuous anaerobic digester sludge; and a step of fermenting and obtaining lactic acid. The lactic acid is obtained at 50-60 deg. C and at pH 4.5-5.

Description

연속 혐기성 소화 반응기를 이용한 유산생산방법 {Method for producing lactic acid using continuous anaerobic reactors}Lactic acid production method using continuous anaerobic digestion reactor {Method for producing lactic acid using continuous anaerobic reactors}

본원은 연속 발효에 의한 유산의 제조 방법에 관한 것이다.
The present application relates to a method for producing lactic acid by continuous fermentation.

유산은 오래전부터 바이오 소재, 음식, 제약, 섬유, 가죽, 세제 산업 등에 널리 사용되어져 왔으며, 최근에는 폴리락트산 (Polylactic acid (PLA)) 와 폴리락트-코-클리콜산(Polylactic-co-glycolic acid (PLGA))와 같은 생분해성 플라스틱의 재료로 각광을 받고 있어, 그 재료인 유산(latic acid)에 대한 수요가 증가하고 있다. Lactic acid has long been widely used in the biomaterials, food, pharmaceutical, textile, leather and detergent industries, and recently, polylactic acid (PLA) and polylactic-co-glycolic acid (PLGA), such as biodegradable plastics materials are in the spotlight, and the demand for the material (latic acid) is increasing.

유산 생산 방법에는 화학적 합성과 미생물 발효법에 있으며 화학적 합성에 비해 에너지 소비가 적고 값싼 기질의 사용이 가능한 미생물 발효방법이 선호되고 있으며, 전 세계 생산량의 90%가 미생물 발효에 의해 생산되고 있다. For the production of lactic acid, chemical synthesis and microbial fermentation are preferred. Microbial fermentation is preferred, which uses less energy and cheaper substrate than chemical synthesis. 90% of the world production is produced by microbial fermentation.

미생물 발효법은 크게 회분식 발효법(Batch 발효법), 유가 발효법(Fed-Batch 발효법) 및 연속 발효법으로 분류할 수 있다. 회분식 발효법 및 유가 발효법은 설비가 간단하고, 단시간에 배양이 종료되기 때문에 잡균 오염에 의한 피해가 적은 이점이 있다. 그렇지만, 시간의 경과와 함께 배양액 중의 생산물 농도가 높아지면 생산성 및 수율이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 회분식 생산은 장시간에 걸쳐 고수율 생산이 어려움은 물론 유산생산속도가 낮기 때문에 결과적으로 높은 에너지 소비가 필요한 단점이 있다. Microbial fermentation methods can be broadly classified into batch fermentation (Batch fermentation), fed-batch fermentation (Fed-Batch fermentation) and continuous fermentation. The batch fermentation method and the oil fermentation method have an advantage that the equipment is simple and the damage caused by bacterial contamination is small because the culture is terminated in a short time. However, there is a problem that productivity and yield are lowered as the product concentration in the culture solution increases with time. Therefore, batch production has a disadvantage in that it is difficult to produce high yields for a long time, as well as low lactic acid production rate, resulting in high energy consumption.

연속 발효법은 발효조 안에서 목적 물질이 고농도로 축적되는 것을 방지하여 장기간에 걸쳐 고수율, 고생산성을 유지할 수 있는 이점이 있지만, 연속 발효법에 의한 배양을 장기간 안정하게 계속시키는 것은 매우 곤란하여 연구가 거듭되고 있다. The continuous fermentation method has the advantage of maintaining high yield and high productivity over a long period of time by preventing the accumulation of a high concentration of the target substance in the fermentation tank, but it is very difficult to continue the culture by the continuous fermentation method for a long time and it is repeated. have.

이의 해결을 위해, 연속 발효법에서 미생물이나 배양 세포를 분리막으로 여과하고, 여액으로부터 생산물을 회수함과 동시에 여과한 미생물이나 배양 세포를 배양액에 유지 또는 환류시킴으로써 배양액 중의 미생물이나 세포농도를 높게 유지하는 방법이 있다. 일본 특허공개 평5-95778호에는 세라믹스 막을 사용한 연속 발효 장치를 이용한 연속 발효하는 기술에 있어, 세라믹 막의 사용을 개시하나, 막히는 현상으로 인해 여과 유량이나 여과 효율의 저하에 문제가 있다. 일본 특허공개 2007-252367호에는 연속 발효를 장기간 유지하기 위해 분리막이나 여과압 등의 기술이 개시되어 있지만, 연속 발효 시간은 300시간 정도로 제한되고 있다. To solve this problem, a method of maintaining a high concentration of microorganisms or cells in a culture medium by filtration of the microorganisms or cultured cells with a separator in a continuous fermentation method, and recovering the product from the filtrate and maintaining or refluxing the filtered microorganisms or cultured cells in the culture solution. There is this. Japanese Patent Laid-Open No. 5-95778 discloses the technique of continuous fermentation using a continuous fermentation apparatus using a ceramic membrane, but the use of the ceramic membrane is disclosed, but there is a problem in reducing the filtration flow rate and the filtration efficiency due to the clogging phenomenon. In Japanese Patent Laid-Open No. 2007-252367, a technique such as a membrane and a filtration pressure is disclosed to maintain continuous fermentation for a long time, but the continuous fermentation time is limited to about 300 hours.

한국 공개특허 제2010-0110345호는 고차 배수체 효모를 사용한 연속발효에 의한 유산의 제조방법을 개시하나, 여과 막의 사용이 필요로 하며, 막의 사용에 의한 문제점을 여전히 내포하고 있다.
Korean Patent Laid-Open Publication No. 2010-0110345 discloses a process for producing lactic acid by continuous fermentation using higher order drainage yeast, but requires the use of a filtration membrane and still suffers from the problem of using the membrane.

이와 같이, 미생물을 이용한 연속 발효법의 경우 배양시간의 경과에 따라 여과 압이 높아져 장기간 계속하는 것이 불가능해지거나 유산의 생산성이 저하하는 등 문제점이 있었다. 따라서, 이러한 문제점을 해결한 장기간 안정하게 고속으로 유산생산이 가능한 방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.
As described above, in the case of the continuous fermentation method using microorganisms, the filtration pressure increases as the incubation time increases, making it impossible to continue for a long time, or there is a problem in that the productivity of lactic acid decreases. Therefore, there is a need for the development of a method capable of producing lactic acid at high speed in a stable and long term.

본원은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 신속하게 고농도로 유산을 생산하는 방법을 제공하고자 한다.
The present application is to solve the above problems, and to provide a method for producing lactic acid at a high concentration quickly.

한 양태에서 본원은 입상의 유산 발효균 슬러지를 포함하는 연속 혐기성 소화 반응기를 이용하는 것을 특징으로 하는 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다.In one embodiment the present application provides a continuous fermentation lactic acid production method characterized by using a continuous anaerobic digestion reactor comprising granular lactic fermentation bacteria sludge.

한 구현 예에서 본원의 방법에 사용되는 연속 혐기성 소화 반응기는 기계적 교반이 없는 반응기로, Expanded granular sludge bed digestion (EGSB), Hybrid reactor (UASB reactor with an anaerobic filter), 또는 Upflow anaerobic sludge blanket digestion (UASB, Upflow and down-flow anaerobic attached growth)인, 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In one embodiment, the continuous anaerobic digestion reactor used in the methods herein is a reactor without mechanical agitation, such as Expanded granular sludge bed digestion (EGSB), Hybrid reactor (UASB reactor with an anaerobic filter), or Upflow anaerobic sludge blanket digestion (UASB It provides a method of producing a continuous fermentation lactic acid, upflow and down-flow anaerobic attached growth.

다른 구현 예에서 본원에 사용되는 입상의 유산 발효균 슬러지는, 혐기성 소화조 슬러지를 기질, 온도, HRT, 교반속도, 또는 pH 조건 중 둘 이상을 조절하여 연속혼합반응기에서 배양한 후, 상술한 혐기성 소화 반응기 중 하나 이상을 사용하여 수득한 것인, 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment, the granular lactic-fermented bacteria sludge used herein is cultured in an anaerobic digester sludge in a continuous mixing reactor by controlling two or more of substrate, temperature, HRT, stirring speed, or pH conditions, followed by the above-described anaerobic digestion reactor. It provides a method of producing a continuous fermentation lactic acid, which is obtained using one or more of.

다른 구현 예에서 본원의 방법에 사용되는 입상의 유산균 발효 슬러지는 온도는 50 내지 60℃이고, 상기 pH는 4.5 내지 5.0의 조건으로 배양되는 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment, the granular lactic acid fermentation sludge used in the method of the present invention provides a continuous fermentation lactic acid production method in which the temperature is 50 to 60 ° C., and the pH is incubated under the conditions of 4.5 to 5.0.

다른 구현 예에서 본원의 방법에 사용되는 입상의 유산균 발효 슬러지는 기질, 온도, HRT, 교반속도, 또는 pH로 조건을 조절하여 배양되며, 상기 기질은 글루코오스 5 내지 15 g COD/L, 상기 온도는 50 내지 60℃, 상기 HRT는 24시간 내지 6시간, 상기 교반속도는 50 내지 150rpm, 상기 pH는 4.5 내지 5.5 인, 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment, the granular lactic acid fermentation sludge used in the method of the present invention is cultured by adjusting conditions to a substrate, temperature, HRT, stirring speed, or pH, wherein the substrate is glucose 5-15 g COD / L, and the temperature is 50 to 60 ℃, the HRT is 24 hours to 6 hours, the stirring speed is 50 to 150rpm, the pH is 4.5 to 5.5 provides a continuous fermentation lactic acid production method.

다른 구현 예에서 본원의 방법에 사용되는 입상의 유산균 발효 슬러지는 글루코오스 10 g COD/L, 온도는 50 내지 60℃, HRT는 12시간, 교반속도는 100rpm, pH는 5.0의 조건에서 배양되는, 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment, the granular lactic acid fermentation sludge used in the method of the present invention is incubated at a condition of glucose 10 g COD / L, temperature of 50 to 60 ° C., HRT of 12 hours, stirring speed of 100 rpm, and pH of 5.0. Provides a method of producing fermented lactic acid.

다른 구현 예에서 본원의 유산 발효균은 박실러스 속 및 락토박실러스 속 균주의 혼합 균주인, 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment the lactic fermentation strain of the present application provides a continuous fermentation lactic acid production method, which is a mixed strain of the genus Bacillus and Lactobacillus sp.

다른 구현 예에서 본원의 혼합 균주는 박실러스 속 균주가 80% 이상으로, 상기 박실러스 속 균주는 박실러스 코아굴란스(Bacillus coagulans) 또는 그 변이주인, 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment, the mixed strain of the present invention provides a method of producing a continuous fermentation lactic acid, wherein the strain of the genus Bacteria is at least 80%, wherein the strain of the genus Bacteria is Bacillus coagulans or a variant thereof.

다른 구현 예에서 본원에 사용되는 혐기성 소화조 슬러지는 하수처리장 소화조 슬러지, 또는 혐기성 입상 슬러지인 유래인, 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment the anaerobic digester sludge used herein provides a method of producing continuous fermentation lactic acid, which is derived from sewage plant digester sludge, or anaerobic granular sludge.

다른 구현예에서 본원의 방법에 따른 연속 발효의 유산 생성 속도는 22g lactate /L/hr 내지 30.0 g lactate/L/hr인 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment the lactic acid production rate of continuous fermentation according to the method herein provides a continuous fermentation lactic acid production method of 22g lactate / L / hr to 30.0 g lactate / L / hr.

다른 구현 예에서 본원의 방법에 따른 연속 발효의 상기 기질의 유산 전환율은 80% 이상인, 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment provides a continuous fermentation lactic acid production method, wherein the lactic acid conversion rate of the substrate of the continuous fermentation according to the method herein is 80% or more.

다른 양태에서 본원은 혐기성 소화조 슬러지를 연속 혼합 반응기에서 배양하여 주 균주로 박실러스 속 및 락토박실러스 속 균주가 혼합된 유산 발효균을 수득하는 단계; 상기 유산 발효균을 연속 혐기성 소화 반응기에 첨가하여 입상화 하는 단계; 상기 입상화된 균을 포함하는 상기 연속 혐기성 소화 반응기에 기질을 첨가하는 단계; 및 상기 반응기를 이용하여 발효반응을 수행하여 유산을 수득하는 단계를 포함하는, 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment, the present invention comprises the steps of culturing the anaerobic digester sludge in a continuous mixing reactor to obtain a lactic fermentation bacteria mixed Bacterial genus and Lactobacillus genus strains as the main strain; Granulating by adding the lactic fermentation bacteria to a continuous anaerobic digestion reactor; Adding a substrate to said continuous anaerobic digestion reactor comprising said granulated bacteria; And performing a fermentation reaction using the reactor to obtain a lactic acid, which provides a continuous fermentation lactic acid production method.

한 구현에서 본원의 방법에 사용되는 상기 연속 혐기성 소화 반응기는 Expanded granular sludge bed digestion (EGSB), Hybrid reactor (UASB reactor with an anaerobic filter), Upflow Anaerobic Sludge Blanket digestion (UASB)로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인, 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In one embodiment the continuous anaerobic digestion reactor used in the methods herein is selected from the group consisting of Expanded granular sludge bed digestion (EGSB), Hybrid reactor (UASB reactor with an anaerobic filter), Upflow Anaerobic Sludge Blanket digestion (UASB) It provides a continuous fermentation lactic acid production method.

다른 구현 예에서 본원의 방법에 사용되는 기질은 글루코오스 또는 당을 포함하는 유기성 액상 폐기물인, 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment there is provided a process for producing a continuous fermented lactic acid, wherein the substrate used in the methods herein is an organic liquid waste comprising glucose or sugar.

다른 구현 예에서, 본원 방법의 상기 유산을 수득하는 단계의 HRT는 0.17 내지 12 시간 글루코오스 10 g COD/L, NaHCO3 5 g/L, 온도는 50 내지 55℃인, 인 연속발효 유산 생산 방법을 제공한다. In another embodiment, the HRT of the step of obtaining the lactic acid of the present method is 0.17 to 12 hours glucose 10 g COD / L, NaHCO 3 5 g / L, the temperature is 50 to 55 ℃ provides a process for producing a phosphorus continuous fermentation lactic acid. do.

다른 양태에서 본원은 또한 상술한 본원의 방법에 따라 제조된 유산을 제공한다.
In another aspect the present disclosure also provides a lactic acid prepared according to the methods herein described above.

본원은 입상의 유산발효균 슬러지를 포함하는 연속 혐기성 소화기를 이용한 유산의 생산 방법은 짧은 수력학적체류시간(HRT)으로 인한 반응조 부피 감소, 유산 생산 속도의 증가, 미생물의 추가적 배양이나 교체 없이 연속적인 유산의 효율적인 생산이 가능하여, 저렴한 비용으로 유산의 생산을 가능하게 한다.
The present invention provides a method for producing lactic acid using a continuous anaerobic digester including granular lactic acid fermentation sludge. The production of lactic acid is possible at low cost.

도 1은 온도의 변화에 따른 혐기성 소화 슬러지의 글루코오스를 기질에 대한 유산 발효 특성을 나타낸 그래프이다(CSTR 반응기).
도 2는 글루코오스를 기질로 사용한 CSTR을 이용한 발효반응에서 온도에 따른 미생물 분포를 나타낸 그래프이다.
도 3a은 본원의 일실시예에 따른 반응에 사용된 UASB 장치의 모식도 (왼편) 및 실제 사용된 장치의 부분 및 그 부분에 형성된 입상 슬러지의 사진이다.
도 3b는 도 3a에서 형성된 입상 슬러지의 입상의 크기 분포를 나타내는 그래프이다. Y축의 class는 전체를 100%로 한, 분석한 미생물의 각 크기별 분포이다.
도 3c는 도 3a에서 형성된 입상 슬러지의 확대 사진이다.
도 4는 본원의 일실시예에 따른 UASB를 반응기를 사용한 발효반응에서 유산 생산에 미치는 HRT의 영향을 나타내는 그래프이다. 가로축의 시간(day)은 누적시간이다. Figure 1 is a graph showing the lactic fermentation characteristics of the glucose of anaerobic digested sludge with substrate with varying temperature (CSTR reactor).
2 is a graph showing the distribution of microorganisms according to temperature in a fermentation reaction using CSTR using glucose as a substrate.
3A is a schematic diagram (left) of a UASB device used in a reaction according to an embodiment of the present application and a picture of a part of the device actually used and granular sludge formed thereon.
FIG. 3B is a graph showing the size distribution of the granules of the granular sludge formed in FIG. 3A. The class of the Y-axis is the distribution of each size of the analyzed microorganisms with the whole being 100%.
3C is an enlarged photograph of the granular sludge formed in FIG. 3A.
Figure 4 is a graph showing the effect of HRT on the lactic acid production in the fermentation reaction using UASB reactor according to an embodiment of the present application. Day on the horizontal axis is cumulative time.

본원에서는 유산 발효에 최초로 입상화된 유산 발효균 슬러지를 이용하는 연속 혐기성 소화 반응기를 적용함으로써 짧은 HRT로 인한 반응조 부피 감소, 유산 생산 속도의 증가, 미생물의 추가적 배양이나 교체 없이 연속적인 유산 생산을 가능하게 하였다. By applying a continuous anaerobic digestion reactor using lactic fermentation bacteria sludge granulated for the first time in lactic fermentation, it is possible to reduce the reactor volume due to short HRT, increase the rate of lactic acid production, and to continuously produce lactic acid without additional culture or replacement of microorganisms. .

기존 상용화된 유산 발효 생산 공정에서는 회분식을 사용하기 때문에 유산발효균의 배양시간이 오래 걸리고 유산 생산속도에 있어 반응조의 용량으로 인한 한계가 있었으며, 연속발효 생산 공정을 이용하는 경우에도. 유산생성속도를 증가시키기 위하여 추가적으로 미생물 담체화를 위한 매트릭스를 넣거나 막을 이용한 반면, 본원 발명은 미생물의 자가 플락형성 (self-flocculation)을 이용한 것으로서 공정이 간편하며 높은 경제성을 갖는다.In the existing commercialized lactic acid fermentation production process, batch culture takes a long time and the lactic acid fermentation culture takes a long time, and the lactic acid production rate has a limitation due to the capacity of the reactor, even when using a continuous fermentation production process. In order to increase the lactic acid production rate, additionally, a matrix for microbial carriers or a membrane is used, while the present invention uses self-flocculation of microorganisms, and thus the process is simple and has high economic efficiency.

따라서 한 양태에서 본원은 입상의 유산 발효균 슬러지를 이용한 연속발효 유산 생산 방법에 관한 것이다. Therefore, in one aspect, the present application relates to a continuous fermentation lactic acid production method using granular lactic fermentation bacteria sludge.

본원에 따른 입상의 유산균 슬러지가 생성/사용될 수 있는 다양한 연속 혐기성 소화 반응기는 기계적 교반이 없는 반응기가 사용될 수 있다. 이러한 당업계에 알려져 있으며, 예를 들면 Expanded granular sludge bed digestion (EGSB), Hybrid reactor (UASB reactor with an anaerobic filter), Upflow anaerobic sludge blanket digestion (UASB, Upflow and down-flow anaerobic attached growth)을 포함하나 이로 제한하지 않는다. Various continuous anaerobic digestion reactors in which granular lactic acid bacteria sludge according to the present invention can be produced / used can be used without a mechanical agitation. Known in the art and include, for example, Expanded granular sludge bed digestion (EGSB), Hybrid reactor (UASB reactor with an anaerobic filter), Upflow anaerobic sludge blanket digestion (UASB, Upflow and down-flow anaerobic attached growth) It is not limited to this.

한 구현 예에서는 UASB, EGSB 또는 그 개선된 형태의 장치가 사용되나 이로 제한하는 것은 아니다. 다른 구현 예에서는 UASB 반응기가 사용된다. 혐기성소화공정 중의 하나인 UASB 반응기를 위한 공법은 종전에는 주로 대한민국 특허 제0750502호 '혐기성 소화를 통한 고농도 유기성 가축분뇨의 처리 장치 및 상기 처리 장치를 통한 고농도 유기성 가축분뇨의 처리방법'; 대한민국 특허 제0569704호 '바이오가스 리프팅을 이용한 외부 순환형 혐기성 소화장치', 대한민국 특허 제0853287호 '축산폐수처리소화시스템 및 이를 이용한 처리소화방법', 대한민국 공개특허 제2010-0028413호 '고농도 유기성 폐수의 처리방법‘에 나타난 바와 같이 폐수 등의 처리에 기술에 적용되었으며, 본원에서 최초로 UASB 공법을 유산의 생산에 적용하였다. In one implementation, a UASB, EGSB or an improved form of the device is used, but not limited thereto. In another embodiment, a UASB reactor is used. The method for the UASB reactor, which is one of the anaerobic digestion processes, has previously been mainly performed in Korean Patent No. 0750502, 'High concentration organic livestock manure treatment through anaerobic digestion and high concentration organic livestock manure treatment through the treatment device'; Republic of Korea Patent No. 0569704 'External Circulation Anaerobic Digestion System Using Biogas Lifting', Republic of Korea Patent No. 0853287 'Livestock Wastewater Treatment Digestion System and Treatment Extinguishing Method Using It', Republic of Korea Patent Publication No. 2010-0028413 'High Concentration Organic Wastewater It was applied to the technology for the treatment of waste water, as shown in the 'treatment method of the', the first UASB method was applied to the production of lactic acid.

한 구현 예에서 본원에 사용되는 UASB 반응기는 도 3a에 도시되어 있으며, 재질은 유리 및 스테인레스강으로 제작되었고, 예를 들면 반응기 용량은 본체[직경(7cm), 높이(6.6cm)]와 기체-액체-고체 분리기[직경(11cm), 높이(15cm)]로 구성되고 실 용적은 2.7dm3 이다. 반응기의 온도는 히팅 자켓(Heating jacket)을 사용하여 반응에 맞게 적절하게, 예를 들면 50℃로 조절할 수 있으며, 반응기 유입물은 정량 펌프를 이용하여 조절할 수 있는데, 예를 들면 최대 350L/일 (HRT 0.17 시간)까지 가능하며, 유입수의 pH는 5.0 g NaHCO3/L 로 조절될 수 있다. 또한, 유출수 라인은 U자로 제작될 수 있으며, 반응기의 각 부분은 밀폐시켜 외부 공기의 유입을 차단하며, 일일 발생 가스량 측정을 위해 적절한 용량, 예를 들면 약 20L 용량의 가스 포집기/배출기(water-displace gas collector)가 설치될 수 있다.In one embodiment, the UASB reactor used herein is shown in FIG. 3A, the material being made of glass and stainless steel, for example, the reactor capacity is the body [diameter (7 cm), height (6.6 cm)] and gas- It consists of a liquid-solid separator [diameter (11 cm), height (15 cm)] and its actual volume is 2.7 dm 3 . The temperature of the reactor can be adjusted to suit the reaction, for example 50 ° C., using a heating jacket, and the reactor inlet can be controlled using a metering pump, for example up to 350 L / day ( HRT 0.17 hours), and the pH of the influent can be adjusted to 5.0 g NaHCO 3 / L. In addition, the effluent line can be made of U, and each part of the reactor is sealed to block the inflow of external air, and a gas collector / water discharger of a suitable capacity for measuring the amount of generated gas, for example, about 20L, displace gas collector) can be installed.

본원에 사용되는 입상화된 유산 발효균은 혐기성소화조 슬러지를 연속혼합반응기에서 특정 조건으로 배양하여 수득될 수 있다. Granulated lactic fermentation bacteria as used herein can be obtained by culturing anaerobic digester sludge under specific conditions in a continuous mixing reactor.

본원의 입상화된 유산 발효균의 생산에 사용될 수 있는 식종균으로는 예를 들면 지역 하수처리장 소화조 슬러지, 혐기성 소화조 슬러지가 사용될 수 있다. 혐기성 소화는 유기물을 여러 미생물의 분해 작용에 의하여 메탄으로 전환하는 일련의 공정으로, 이런 과정에서 생성된 혐기성 소화조 슬러지가 사용될 수 있다. 혐기성 소화조 슬러지는 예를 들면 혐기성 입상 슬러지를 포함한다. Seedlings that can be used in the production of granulated lactic fermentation bacteria of the present application can be used, for example, local sewage treatment plant digester sludge, anaerobic digester sludge. Anaerobic digestion is a series of processes in which organic matter is converted into methane by the decomposition of various microorganisms, and anaerobic digester sludge produced in this process can be used. Anaerobic digester sludges include, for example, anaerobic granular sludge.

초기 슬러지에는 산발효균, 메탄발효균, 수소생성균 등 다양한 종류의 균이 포함되어 있다. 본원에서는 반응조의 운전조건을 조절하여 유산 발효균의 배양에 적합한 조건을 확립하였다. 적합한 조건이란 유산을 생산할 수 있는 균의 선별에 적합한 조건으로, 예를 들면, 배양온도, 사용되는 기질, HRT, 및/또는 교반속도를 의미하나, 이로 제한하는 것은 아니다. 본원의 한 구현 예에서는 기질로서 글루코오스를 사용하고 HRT(Hydraulic retention time) 및 교반속도, 배양온도를 조절하여 유산 발효균을 선별한다. 한 구현 예에서, 기질로서 글루코오스 10g COD/L, HRT(Hydraulic retention time) 12시간, 교반속도 100 rpm, 고온 조건으로 배양된다. Early sludge contains various kinds of bacteria such as acid fermentation bacteria, methane fermentation bacteria and hydrogen producing bacteria. Herein, the conditions suitable for the culture of lactic fermentation bacteria were established by adjusting the operating conditions of the reactor. Suitable conditions are conditions suitable for the selection of bacteria that can produce lactic acid, for example, but not limited to, the incubation temperature, the substrate used, HRT, and / or the stirring speed. In one embodiment of the present application using lactic acid glucose as a substrate, by adjusting the HRT (Hydraulic retention time), stirring speed, culture temperature is selected for lactic fermentation bacteria. In one embodiment, the substrate is incubated with glucose 10 g COD / L, HRT (Hydraulic retention time) 12 hours, agitation rate 100 rpm, high temperature conditions.

본원에서 유산 발효균의 배양에 사용된 용어 고온이란, 유산을 생산할 수 있는 특정 발효균의 배양에 적합한 온도이다. 본원에서는 약 45 내지 약 60℃ 조건 특히, 약 50　내지 55 ℃, 더욱 특히 약 50℃의 온도에서 배양된다. 유산 발효균의 배양에 사용될 수 있는 연속혼합 반응기는 예를 들면 Schmidt, Lanny D. (1998). The Engineering of Chemical Reactions. New York: Oxford University Press에 기재된 것을 참조할 수 있다.The term high temperature, as used herein for the cultivation of lactic fermentation bacteria, is a temperature suitable for the cultivation of certain fermentation bacteria capable of producing lactic acid. It is incubated herein at a temperature of about 45 to about 60 ° C, in particular about 50 ° C to 55 ° C, more particularly about 50 ° C. Continuous mixing reactors that can be used for the cultivation of lactic fermentation bacteria are described, for example, in Schmidt, Lanny D. (1998). The Engineering of Chemical Reactions. See New York: Oxford University Press.

본원의 한 구현 예에서, 유산 발효균은 하수 슬러지 케이크를 식종균으로 하여 50℃에서 배양된다. 본원의 다른 구현 예에서, 유산 발효균은 복합 유산 발효균으로, 예를 들면 박실러스 속 및 락토박실러스 속 균의 혼합균주이다. 본원의 또 다른 구현 예에서는 상기 혼합균주에서 박실러스 속 균이 약 80% 이상이며, 상기 박실러스 속 균주는 특히 박실러스 코아굴란스(Bacillus coagulans) 이다. In one embodiment of the present application, the lactic fermentation bacteria are incubated at 50 ° C. using sewage sludge cake as a seed germ. In another embodiment of the present application, the lactic fermentation bacteria are complex lactic fermentation bacteria, for example, a mixed strain of the genus Bacillus and Lactobacillus. In another embodiment of the present invention, the bacillus strain in the mixed strain is about 80% or more, and the strain of the genus Bacillus is in particular Bacillus coagulans (Bacillus coagulans).

상술한 바와 같이 고온에서 연속혼합 반응기를 이용하여 배양된 유산 복합 발효균은 다음 단계에서 연속 혐기성 소화 반응기를 이용하여 입상화가 진행된다. 입상화는 Upflow Anaerobic sludge blanket(UASB) 반응기 또는 재순환량이 적은 Expanded granular sludge bed(EGSB) 반응기를 사용하여, 반응기 및 발효균의 특징에 적합한 통상의 방법을 따라 진행될 수 있다. As described above, the lactic acid composite fermentation bacteria cultured using a continuous mixing reactor at a high temperature is granulated using a continuous anaerobic digestion reactor in the next step. Granulation can be carried out using conventional Upflow Anaerobic sludge blanket (UASB) reactors or low recycled Expanded granular sludge bed (EGSB) reactors, according to conventional methods suitable for the characteristics of the reactor and fermentation bacteria.

본원의 한 구현 예에서는 입상화에 예를 들면 UASB 반응기가 사용되며, 이를 사용할 경우, 짧은 HRT로 인한 반응조 부피 감소, 유산 생산 속도의 증가, 미생물의 추가적 배양이나 교체 없이 연속적인 유산 생산이 가능하다. In one embodiment of the present application, for example, a UASB reactor is used for granulation, which can reduce the reactor volume due to a short HRT, increase the rate of lactic acid production, and enable continuous lactic acid production without additional culture or replacement of microorganisms. .

본원의 방법에 따른 유산 생성 속도는 최대 약 30.0 g lactate/L/hr (HRT 0.17 hr) 이었으며 기질의 분해율 80% 이상인 조건(HRT 0.33 hr)에서는 약 22.4 g lactate /L/hr 이었으며, 기질의 유산 전환율은 80% 로 종전의 기술과 비교하여 매우 효율적이다. 예를 들면 P. Dey, P. Pal "Direct production of L(+) lactic acid in a continuous and fully membrane-integrated hybrid reactor system under non-neutralizing conditions, Journal of Membrane science, pp. 355-362, 2012에 기재된 유산 생성은 13.4 g lactate/L/hr이며, Lu, Z., Wei, M., Yu, L., "Enhancement of pilot scale production of L(+) lactic acid by fermentation coupled with separation using membrane bioreactor, Process Biochemistry, Vol. 47(3), pp. 410-415, 2012에 기재된 유산 생성 속도는 8.8 g lactate/L/hr로 본원의 생성 속도와 비교하여 매우 낮다. The rate of lactic acid production according to the present method was up to about 30.0 g lactate / L / hr (HRT 0.17 hr), and under conditions of 80% or more decomposition rate of the substrate (HRT 0.33 hr), about 22.4 g lactate / L / hr, The conversion rate is 80%, which is very efficient compared to the previous technology. See, for example, P. Dey, P. Pal "Direct production of L (+) lactic acid in a continuous and fully membrane-integrated hybrid reactor system under non-neutralizing conditions, Journal of Membrane science, pp. 355-362, 2012. The lactic acid production described is 13.4 g lactate / L / hr, Lu, Z., Wei, M., Yu, L., "Enhancement of pilot scale production of L (+) lactic acid by fermentation coupled with separation using membrane bioreactor, Process Biochemistry, Vol. 47 (3), pp. The lactic acid production rate described in 410-415, 2012 is 8.8 g lactate / L / hr, which is very low compared to the production rate herein.

다른 양태에서 본원은 혐기성소화조 슬러지를 연속 혼합 반응기에서 45 내지 60℃로 배양하여 주 균주로 박실러스 속 및 락토박실러스 속 균주가 혼합된 유산 발효균을 수득하는 단계; 상기 유산발효균을 연속 혐기성 소화 반응기에 첨가하여 입상화하는 단계; 및 기질을 상기 입상화된 균을 포함하는 상기 반응기에 첨가하는 단계; 및 상기 반응기를 이용하여 발효반응을 수행하여 유산을 수득하는 단계를 포함하는, 연속발효 유산 생산 방법에 관한 것이다. In another embodiment, the present invention comprises the steps of culturing the anaerobic digester sludge at 45 to 60 ℃ in a continuous mixing reactor to obtain a lactic fermentation bacteria mixed Bacterial genus and Lactobacillus genus strains as the main strain; Granulating by adding the lactic acid-fermenting bacteria to a continuous anaerobic digestion reactor; And adding a substrate to the reactor comprising the granulated bacteria; And it relates to a continuous fermentation lactic acid production method comprising the step of obtaining a lactic acid by performing a fermentation reaction using the reactor.

상기 각 단계에서 사용되는 혐기성 소화 슬러지, 유산 발효균, 입상화단계, 연속 혐기성 소화 반응기에 관하여는 상술한 바와 같다. The anaerobic digested sludge, lactic fermentation bacteria, granulation stage, and continuous anaerobic digestion reactor used in each of the above steps are as described above.

상기 단계에서 기질은 글루코오스 또는 당을 포함하는 유기성 액상 폐기물을 포함하는 것으로, 한 구현 예에서는 글루코오스가 사용된다.
In this step the substrate comprises an organic liquid waste comprising glucose or sugar, in one embodiment glucose is used.

다른 양태에서 본원은, 본원의 방법을 사용하여 생산된 유산에 관한 것이다. In another aspect, the present disclosure relates to lactic acid produced using the methods herein.

2-히드록시프로피온산, 즉 유산은 상술한 바와 같이 미생물을 이용하여 글루코오스로 대표되는 탄수화물을 함유하는 기질을 유산으로 변환하여 생산된다. 유산은 카르보닐 α위치의 탄소와 결합되어 있는 수산기의 입체에 의해 (L)-체 및 (D)-체의 광학 이성체로 분류된다. 적절한 미생물의 선택에 의해 (L)-체 또는 (D)-체의 유산을 선택적으로 또는 (L)-체 및 (D)-체의 혼합체(라세미체)의 유산을 생산할 수 있으며, 이러한 것이 모두 본원의 범위에 포함된다.
2-hydroxypropionic acid, or lactic acid, is produced by converting a substrate containing carbohydrates represented by glucose into lactic acid using microorganisms as described above. Lactic acid is classified into optical isomers of the (L) -form and the (D) -form by the steric group of the hydroxyl group bonded to the carbon at the carbonyl α position. By selection of the appropriate microorganisms, the lactic acid of the (L)-or (D) -form can be selectively produced or the lactic acid of the mixture (racemate) of the (L)-and (D) -forms can be produced. All are included within the scope of this application.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

실시예Example

실시예Example 1  One 혐기성소화조Anaerobic digester 슬러지로부터From sludge 온도제어를 통해 고성능 복합 유산발효균 배양  High-performance complex lactic acid fermentation culture through temperature control

혐기성소화조 슬러지로부터 복합 유산발효균을 선별하기 위하여 다음과 같이 연속배양을 수행하였다. In order to select the complex lactic fermentation bacteria from anaerobic digester sludge, continuous culture was performed as follows.

혐기성 소화조 슬러지 (대전 하수처리장 소화조) 500 mL을 식종균으로 하여 기질로 글루코오스 10g COD/L, HRT(Hydraulic retention time) 12시간 및 교반속도 100 rpm을 조건으로 하여 유효용량 2L 총 용량 4L의 연속혼합반응조 (Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR)(대전, YM 테크사)에서 연속배양을 하였다. 혐기조건에서의 반응을 위해 반응 시작 시 초기에 공기를 질소로 치환하여 혐기 조건으로 만든 후 발효 진행하였으며, 초기 및 운전 중 pH는 pH 센서를 통해 측정하여, 2N KOH 용액을 이용하여 5.0으로 맞추었다. 500 mL of anaerobic digester sludge (Daejeon sewage treatment plant digester) as a seedling, continuous mixing of effective capacity 2L total capacity 4L with glucose 10g COD / L, HRT (Hydraulic retention time) 12 hours and stirring speed 100 rpm Continuous culture was carried out in a reactive stirred tank reactor (CSTR) (Daejeon, YM Tech). For the reaction in anaerobic conditions, the air was replaced with nitrogen at the beginning of the reaction to make it anaerobic and then fermented. The pH of the initial and operation was measured using a pH sensor and adjusted to 5.0 using 2N KOH solution. .

이어 반응조의 온도를 35℃에서 60℃까지 변화 시키면서 CSTR내 유기산과 미생물의 변화를 관찰하였다. 미생물의 변화는 16S rRNA 유전자 부위를 pyrosequencing 으로 분석하였다. 염기서열분석은 Titanium Sequencing Kit (Roche,USA), 사용 장비는 the 454 GS-FLX sequencer (Roche Diagnositics Co. IN)을 제조사의 사용법대로 이용하였다. 염기서열 분석에 사용한 증폭부위 및 프라이머는 다음과 같다: 16S rRNA 유전자 부위: V1-V3 영역 (E. coli의 9-536 영역해당), 증폭 primers: Bac9f (5’- GAGTTTGATCMTGGCTCAG-3’) (참고문헌: Weisburg, W.G., Barns, S.M., Pelletier, D.A., Lane, D.J., 1991. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. J. Bacteriol. 173, 697-703) 와 Bac536r (5’- WTTACCGCGGCTGCTGG -3’) (참고문헌: Muyzer, G., de Waal, E.C., Uitterlinden, A.G., 1993. Profiling of complex microbial populations by denaturing gradient gel electrophoresis analysis of polymerase chain reactionamplified genes coding for 16S rRNA. Appl. Environ. Microbiol. 59, 695-700). 분석된 서열은 Ribosomal Database Project II pyrosequencing pipeline, (http://wildpigeon.cme.msu.edu/pryo/index.jsp)의 서열과 비교하여, 분석하였다. 유기산의 변화는 HPLC (shimadzu 10A 모델)을 사용하여 분석하였다.Subsequently, the temperature of the reactor was changed from 35 ° C. to 60 ° C., and the change of organic acids and microorganisms in the CSTR was observed. The microbial change was analyzed by pyrosequencing 16S rRNA gene region. For sequencing, the Titanium Sequencing Kit (Roche, USA) and the 454 GS-FLX sequencer (Roche Diagnositics Co. IN) were used according to the manufacturer's instructions. Amplification sites and primers used for sequencing were as follows: 16S rRNA gene site: V1-V3 region (corresponding to 9-536 region of E. coli), amplification primers: Bac9f (5'-GAGTTTGATCMTGGCTCAG-3 ') (see Weisburg, WG, Barns, SM, Pelletier, DA, Lane, DJ, 1991. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study.J. Bacteriol. 173, 697-703) and Bac536r (5'-WTTACCGCGGCTGCTGG-3 ') ( References: Muyzer, G., de Waal, EC, Uitterlinden, AG, 1993. Profiling of complex microbial populations by denaturing gradient gel electrophoresis analysis of polymerase chain reaction amplified genes coding for 16S rRNA.Appl.Environ.Microbiol. 59, 695- 700). The analyzed sequence was compared with the sequence of Ribosomal Database Project II pyrosequencing pipeline (http://wildpigeon.cme.msu.edu/pryo/index.jsp). Changes in organic acids were analyzed using HPLC (shimadzu 10A model).

결과는 도 1 및 도 2에 있다. 도 1에 나타난 바와 같이 35 - 45℃까지는 다양한 유기산들이 발생하였지만, 50 ℃이상에서는 유산이 전체 유기산의 92% 이상을 차지하였다 (도 1). The results are in FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, various organic acids were generated up to 35-45 ° C., but above 50 ° C., lactic acid occupied 92% or more of the total organic acid (FIG. 1).

도 2에 나타난 바와 같이, 하수슬러지 케이크를 이용한 식종균은 초기 35 ℃에서는 다양한 미생물균종이 확인되었으나 50 ℃ 반응 조건에서는 유산을 생산하는 고온성 균주인 박실러스 (Bacillus) 속의 균주가 80% 가까운 비율로 존재하였으며, 뒤를 이어 락토박실러스 (Lactobacillus) 속의 균주가 우점종을 이루었다. 박실러스 속에 속하는 미생물의 16rRNA 염기서열 정보를 분석한 결과 박실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans) 대표균과 99.6~97.5% 상동성을 가지는 균주들이 대다수를 차지하였다. As shown in Fig. 2, the bacterium using sewage sludge cake was confirmed various microbial species at the initial 35 ℃, but the strain of the genus Bacillus (Bacillus), which is a high-temperature strain producing lactic acid under the reaction conditions of 50 ℃ close to 80% Then, followed by strains of the genus Lactobacillus (Lactobacillus) was dominant species. As a result of analyzing the 16rRNA sequence information of the microorganism belonging to the genus Bacillus, the majority of the strains having 99.6 ~ 97.5% homology with representative Bacillus coagulans.

따라서 50 ℃ 이상에서 위와 같은 조건 (기질농도 10 g glucose COD/L, HRT 2.0 일, 교반속도 100 rpm)으로 배양할 경우, 유입된 기질의 92%를 유산으로 전환할 수 있는 고성능 복합 유산 발효균을 수득하였다.
Therefore, when cultured under the above conditions (substrate concentration 10 g glucose COD / L, HRT 2.0 days, stirring speed 100 rpm) at 50 ° C. or higher, a high-performance complex lactic fermentation bacterium capable of converting 92% of the introduced substrate into lactic acid is obtained. Obtained.

실시예Example 2  2 UASBUASB 공정을 이용한 복합 유산 발효균의  Of Complex Lactic Fermentation Bacteria Using Process 입상(granule)화Granule 및 유산 생산 And heritage production

실시예 1의 CSTR 반응조에서 얻어진 복합 유산 발효 균주를 입상(granule)화 시키기 위해 도 3a에 나타낸 바와 같은 UASB 반응조 (KIER, 청정연료연구단)를 사용하였다. 실시예 1에서 배양한 복합 유산 발효균 1L를 UASB 반응조로 옮기고 기질로서 글루코오스를 사용하여 그 농도를 10g COD (Chemical oxygen demand)/L, 50℃, HRT는 12 시간에서 0.17 시간까지 감소시키면서 입상화를 진행하였다. In order to granulate the complex lactic fermentation strain obtained in the CSTR reactor of Example 1, a UASB reactor (KIER, Clean Fuel Research Group) as shown in FIG. 3A was used. Transfer 1 L of complex lactic fermentation bacteria cultured in Example 1 to a UASB reactor and use glucose as a substrate to reduce the concentration of 10 g COD (chemical oxygen demand) / L, 50 ° C, HRT from 12 hours to 0.17 hours. Proceeded.

결과는 표 1, 도 3 및 4에 기재되어 있다. HRT 8시간부터 미생물의 입상화가 시작되어 HRT 6 시간에서는 도 4에 나타난 바와 같이 미생물의 형태가 입상을 이루는 입상화(granulation)가 진행되었으며 HRT가 감소할수록 입상의 크기와 양은 증가하였다. 이때 미생물 플록(floc)의 크기는 UTHSCSA Image Tool program (University of Texas Health Science Center, free ware) 으로 분석한 결과 평균 3.1 mm로 나타났다 (도 3b 참조).The results are shown in Table 1, FIGS. 3 and 4. Granulation of microorganisms started at 8 hours of HRT and granulation of microorganisms as shown in FIG. 4 at HRT 6 hours. The size and amount of granules increased with decreasing HRT. At this time, the size of the microbial floc was found to be 3.1 mm on average as analyzed by the UTHSCSA Image Tool program (University of Texas Health Science Center, free ware) (see FIG. 3b).

상기 입상화 복합 유산 발효 균주를 이용한 유산농도는 유출수의 일부 시료를 취하여, 이를 20배(V/V)로 희석하여 0.2 ㎛ polyvinylidene fluoride(PVDF) syring filter(MS)로 거른 후 high performance liquid chromatography(HPLC, SHIMADZU)로 측정하였다. 유산의 생산 속도를 높이기 위해 HRT를 0.17 시간 까지 감소시켰으며, 기질의 분해율 80% 이상을 고려한 결과, HRT 0.33 시간이 가장 적합하다고 할 수 있으며 이때의 유산 농도는 7.8 g COD/L 로 주입 기질의 82 %가 전환되었고 유산 생성 속도는 22.4 g 유산/L/hr을 나타냈다 (도 4 참조). The lactic acid concentration using the granulated complex lactic fermentation strain was obtained by taking some samples of the effluent, diluting them by 20 times (V / V), filtering them with 0.2 μm polyvinylidene fluoride (PVDF) syring filter (MS), and then performing high performance liquid chromatography ( HPLC, SHIMADZU). In order to increase the production rate of lactic acid, HRT was reduced to 0.17 hours, and considering the decomposition rate of substrate over 80%, HRT 0.33 hours was the most suitable, and the lactic acid concentration was 7.8 g COD / L. 82% was converted and the lactic acid production rate was 22.4 g lactic acid / L / hr (see FIG. 4).

[표 1] HRT에 따른 UASB 반응조의 운전성능 [Table 1] Operational performance of UASB reactor according to HRT

Figure 112012044341610-pat00001

Figure 112012044341610-pat00001

Claims (16)

연속 발효 유산 생산방법에 있어서,
혐기성 소화조 슬러지를 연속 혼합 반응기에서 배양하여 주 균주로 박실러스 속 및 락토박실러스 속 균주가 혼합된 유산 발효균을 수득하는 단계;
상기 유산 발효균을 연속 혐기성 소화 반응기에 첨가하여 입상화하는 단계;
상기 입상화된 균을 포함하는 상기 연속 혐기성 소화 반응기에 기질을 첨가하는 단계; 및
상기 반응기를 이용하여 발효반응을 수행하여 유산을 수득하는 단계를 포함하는, 연속발효 유산 생산 방법.
In the continuous fermentation lactic acid production method,
Culturing the anaerobic digester sludge in a continuous mixing reactor to obtain lactic fermentation bacteria in which Bacillus spp. And Lactobacillus spp. Strains are mixed as main strains;
Granulating by adding the lactic fermentation bacteria to a continuous anaerobic digestion reactor;
Adding a substrate to said continuous anaerobic digestion reactor comprising said granulated bacteria; And
Process for fermentation using the reactor to obtain a lactic acid, continuous fermentation lactic acid production method.
제 1 항에 있어서, 상기 유산 발효균을 수득하는 단계는 상기 혐기성 소화조 슬러지를 기질, 온도, HRT, 교반속도, 또는 pH 중 둘 이상의 조건을 조절하여 수행되는 것인, 연속발효 유산 생산 방법.
The method of claim 1, wherein obtaining the lactic fermentation bacteria is carried out by adjusting the anaerobic digester sludge to at least two conditions of substrate, temperature, HRT, stirring speed, or pH.
제 2 항에 있어서, 상기 조건은 온도 및 pH로, 상기 온도는 50 내지 60℃이고, 상기 pH는 4.5 내지 5.0인, 연속발효 유산 생산 방법.
The method of claim 2, wherein the conditions are temperature and pH, the temperature is 50 to 60 ° C., and the pH is 4.5 to 5.0.
제 2 항에 있어서, 상기 조건은 기질, 온도, HRT, 교반속도, 또는 pH로, 상기 기질은 글루코오스 5 내지 15 g COD/L, 상기 온도는 50 내지 60℃, 상기 HRT는 24시간 내지 6시간, 상기 교반속도는 50 내지 150rpm, 상기 pH는 4.5 내지 5.5 인, 연속발효 유산 생산 방법.
According to claim 2, wherein the conditions are substrate, temperature, HRT, stirring speed, or pH, the substrate is glucose 5 to 15 g COD / L, the temperature is 50 to 60 ℃, the HRT is 24 to 6 hours , The stirring speed is 50 to 150rpm, the pH is 4.5 to 5.5, continuous fermentation lactic acid production method.
제 2 항에 있어서, 상기 조건은 기질, 온도, HRT, 교반속도, 또는 pH로, 상기 기질은 글루코오스 10 g COD/L, 상기 온도는 50 내지 60℃, 상기 HRT는 12시간, 상기 교반속도는 100rpm, 이고, 상기 pH는 5.0인, 연속발효 유산 생산 방법.
According to claim 2, wherein the conditions are substrate, temperature, HRT, stirring speed, or pH, the substrate is glucose 10 g COD / L, the temperature is 50 to 60 ℃, the HRT is 12 hours, the stirring speed is 100 rpm, wherein the pH is 5.0, continuous fermentation lactic acid production method.
제 1 항에 있어서, 혼합된 유산 발효균은 박실러스 속 균주가 80% 이상으로, 상기 박실러스 속 균주는 박실러스 코아굴란스(Bacillus coagulans) 또는 그 변이주인, 연속발효 유산 생산 방법.
The method of claim 1, wherein the mixed lactic fermentation bacteria has a strain of genus Bacillus, wherein the strain of genus Bacillus is Bacillus coagulans or a variant thereof.
제 1 항에 있어서, 상기 혐기성 소화조 슬러지는 하수처리장 소화조 슬러지, 또는 혐기성 입상 슬러지인 유래인, 연속발효 유산 생산 방법.
The method of claim 1, wherein the anaerobic digester sludge is derived from sewage treatment plant digester sludge or anaerobic granular sludge.
제 1 항에 있어서, 상기 연속 혐기성 소화 반응기는 Expanded granular sludge bed digestion (EGSB), Hybrid reactor (UASB reactor with an anaerobic filter), Upflow Anaerobic Sludge Blanket digestion (UASB)로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인, 연속발효 유산 생산 방법.
The method of claim 1, wherein the continuous anaerobic digestion reactor is selected from the group consisting of Expanded granular sludge bed digestion (EGSB), Hybrid reactor (UASB reactor with an anaerobic filter), Upflow Anaerobic Sludge Blanket digestion (UASB), Continuous fermentation lactic acid production method.
제 1 항에 있어서, 상기 기질은 글루코오스 또는 당을 포함하는 유기성 액상 폐기물인, 연속발효 유산 생산 방법.
The method of claim 1, wherein the substrate is an organic liquid waste comprising glucose or sugar.
제 1 항에 있어서, 상기 유산을 수득하는 단계의 HRT는 0.17 내지 12 시간, 글루코오스 10 g COD/L, NaHCO3 5 g/L, 온도는 50 내지 55℃인, 연속발효 유산 생산 방법.
The method of claim 1, wherein the HRT of obtaining the lactic acid is 0.17 to 12 hours, glucose 10 g COD / L, NaHCO 3 5 g / L, temperature 50 to 55 ° C.
제 1 항에 있어서, 상기 유산을 수득하는 단계의 유산 생성 속도는 22g lactate /L/hr 내지 30.0 g lactate/L/hr인 연속발효 유산 생산 방법.
The method of claim 1, wherein the lactic acid production rate of the step of obtaining the lactic acid is 22 g lactate / L / hr to 30.0 g lactate / L / hr.
제 1 항에 있어서, 상기 기질의 유산 전환율은 80% 이상인, 연속발효 유산 생산 방법.
The method of claim 1 wherein the lactic acid conversion of the substrate is at least 80%.
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KR101617741B1 (en) * 2014-06-03 2016-05-03 한국에너지기술연구원 Method for continuous cultivating photosynthetic microorganism using upflow reactor and method for producing fatty acid using the same

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