KR102167085B1 - 가스 전환 미생물의 배양 시스템 및 이의 운전 방법 - Google Patents

가스 전환 미생물의 배양 시스템 및 이의 운전 방법 Download PDF

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문명훈
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이수연
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Abstract

본 발명은 가스 발효를 하는 미생물을 통해, 안정적인 미생물 배양과 원하는 생산물을 얻을 수 있는 가스 전환 미생물 배양 시스템을 제공하기 위한 것으로, 반응 가스를 공급하는 반응 가스 도입 모듈; 미생물의 영양분이 되는 배지를 공급하는 배지 공급 모듈; 공급된 배지를 통해 가스전환 미생물을 배양하여, 공급된 반응 가스의 전환 반응이 수행되는 반응기 모듈; 및 상기 반응기 모듈과 분석 장치 사이에 위치하여, 분석장치로 공급되는 가스에 포함된 폼(foam)을 제거하는 폼 제어 모듈;을 포함하며, 반응기 내에 손쉬운 탈부착이 가능한 생물반응기용 스파저 어셈블리를 제공하여, 스파저의 조립 및 교체의 용이성, 스파저 세척 작업의 간편함을 제공하고, 다양한 스파저의 형태와 스파저의 기공 크기를 변경할 수 있게 하여 미생물을 이용한 생물반응기 공정의 효율성을 향상시킬 수 있고, 기존의 소포제를 사용하여 폼을 제거하는 방법보다 적은 양의 소포제 사용으로도 효과적인 폼 제거가 가능하며, 구조적으로 추가동력이 필요로 하지 않으며 자동화가 가능하여 생물 반응기 운영 시 효율적으로 미생물을 이용한 바이오 에너지 및 바이오 기반 화학물질 생산을 위한 배양 과정을 수행할 수 있는 장점이 존재한다.

Description

가스 전환 미생물의 배양 시스템 및 이의 운전 방법{A CULTIVATION SYSTEM OF GAS CONVERSION MICROBIAL AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 가스 전환 반응을 수행하는 미생물을 배양하여, 가스 전환 반응을 수행할 수 있는 가스 전환 미생물 배양 시스템 및 이의 운전 방법에 관한 것으로, 미생물의 배양에 필요한 기질 공급 모듈, 반응 가스 공급 모듈, 미생물의 배양과 가스 전환 반응이 수행되는 반응기 본체. 및 상기 반응기 본체와 분석 모듈의 분석 장치에 공급되는 기체 내에 포함된 폼(foam)을 제거할 수 있는 폼 제거 모듈을 포함하는 장치 시스템 및 이의 운전 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 가스 전환 미생물의 배양 시스템은, 미생물 배양 공정의 안정성과 생산성 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 생물반응기 공정의 효율을 높일 수 있다.
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]
과제고유번호 : 20173010092460
부처명: 산업통상자원부
연구사업명: 신재생에너지기술개발사업
연구과제명: 일산화탄소 기반 합성가스를 이용한 바이오알콜 생산기술 개발
주관기관명: 광주과학기술원
과제책임자명: 박 권 우
연구기간: 2017.12.01. ~ 2020.11.30.
기여율 : 1/2
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]
과제고유번호 : NRF-2017M3D3A1A01036923
부처명: 과학기술정보통신부
연구관리 전문기관 : 한국연구재단
연구사업명: C1 가스 리파이너리 사업
연구과제명: 메탄자화균을 이용한 고효율 메탄전환 숙신산 생산 균주 개발
주관기관명: 한국에너지기술연구원
과제책임자명: 김 민 식
연구기간: 2017.04.01. ~ 2020.12.31.
기여율 : 1/2
석유 유래 에너지 및 화학물질은 인간의 삶의 편리를 가져다 주었지만, 석유의 매장량은 유한하며 연소 시에 발생하는 이산화탄소와 같은 온실 가스로 인해 범 지구적 기후변화가 발생하므로, 최근 석유 유래 에너지 및 화학물질들을 대체할 미생물을 이용한 바이오 에너지 및 바이오 기반 화학물질 연구가 전 세계적으로 진행되고 있다.
특히, 미생물을 이용한 바이오 에너지 및 바이오 기반 화학물질 생산을 위해서는 미생물을 증폭하는 단계인 배양 공정이 반드시 필요하며 미생물을 이용한 바이오 에너지 및 바이오 기반 화학물질 생산 공정이 경제적으로 완성되기 위해서는 초반 단계인 배양 공정이 높은 생산성을 유지하면서도 안정적인 공정으로 확립될 필요가 있다.
좀 더 구체적으로 살펴보면, 일반적으로 일산화탄소(CO)와 같은 C1 가스를 기질로 하여 바이오 수소(H2)를 생산하는 생물 공정의 경우에는, 물에 잘 녹는 당(Sugar)을 사용하는 전통적인 발효 공정과 다르게 기질(가스)의 물에 대한 용해도가 낮아, 수소 생산성을 향상시키기 위해서는 가스의 물질전달 속도를 높이기 위한 별도의 노력이 필요하다.
따라서 가스 발효 생산성의 한계를 가져오는 기질의 물질전달 속도를 개선하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 기-액 생물반응기의 생산성에 영향을 주는 물질전달 속도 반응식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020007988390-pat00001
C*: Saturation concentration of the dissolved gas
Ct: Concentration of dissolved gas
가스전달계수인 KLa는 생물반응기 내 배지의 양, 배지의 점성, 압력, 온도, 표면장력, 에어레이션(Aeration) 등의 영향을 받아 변할 수 있으며 크게는 생물 반응기 내 교반(Agitation)에 따라 영향을 받는다.
보통 임펠러(Impeller)를 사용하는 생물반응기의 경우 KLa를 증가시키는 방법으로 교반을 증가 시키는데, 구체적으로 임펠러의 모양 및 회전수, 반응기 내에서의 임펠러 위치를 조절하여 KLa 값을 증가시킨다. 그러나 이와 같은 방법은 임펠러를 가동하기 위한 동력 사용 비용 증가 및 임펠러 사용시 발생하는 전단(Shear)에 의해 미생물에 안 좋은 영향을 주는 문제가 있다.
또한, 미생물 배양 공정을 불안정하게 만드는 여러 요인 중 하나로 폼(Foam)을 들 수 있는데, 이는 미생물을 배양하면서 필연적으로 발생되는 현상으로 주로 미생물이 증폭하는 대수기나 배양이 끝나가는 후반부에 주로 발생한다.
폼은 포도당과 같은 당을 기질로 사용하는 미생물의 배양보다 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4)등의 가스를 기질로 이용하는 배양과정에서 가스 전달 속도를 높이기 위해 가스 유량을 올릴 시 더욱더 심하게 발생하여 경우에 따라 배양기 외부로 거품이 넘쳐 생성된 가스를 포집 또는 분석하는 기기에 악영향을 미친다. 이를 해결하지 못하는 경우 거품이 차지하는 부피로 인해 반응기의 용액 부피를 거품 부피까지 포함하여 적은 부피로 미생물을 배양을 해야 하기 때문에 공정의 생산성과 안정성에 영향을 받는다.
이러한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위해 여러 노력들이 수행되어 왔는데, 에어리프트(Airlift) 타입의 생물반응기는 교반을 위해 임펠러를 대신하여 스파저(Sparger)를 사용한다. 그러나 종래의 에어리프트 타입의 생물반응기의 경우 일체형으로 이루어져 스파저 교환이 어렵고, 분리 또한 어려워 스파저 기공 사이에 낀 잔여물들을 세척하는데 문제가 있다.
또한, 생물공정 시 각각의 미생물에 따라 미생물에 따라 요구되는 생장환경과 최적의 조건이 다름에도 불구하고, 이러한 조건들을 맞추기 위한 스파저의 기공 사이즈 및 평판형 또는 환형 등의 스파저의 형태 변경이 불가능한 문제점이 있다. 되어야 한다.
아울러, 미생물 배양 과정 중에서 발생하는 폼을 제거하기 위해 소포제를 사용하는 화학적인 방법이 폼 제거에 효과적이어서 널리 사용되고 있다. 하지만 이러한 화학적인 방법은 반응기 내부에 직접 도포 시 소포제의 성분이 배지 용액의 물성이나 미생물 생장에 영향을 미쳐 전체적인 배양 성적에 영향을 줄 수 있으며 반응기 내 배양액의 부피가 클수록 희석되는 비율이 높기 때문에 상대적으로 많은 양의 소포제가 요구된다.
따라서 적절한 소포제 사용과 소포제와 폼의 효과적인 혼합이 필요하며, 이러한 문제를 일부 보완하고자 임펠라와 같이 폼-브레이커와 같은 물리적인 방법으로 배양 시에 발생되는 폼을 제거하기는 하지만 폼 제거에 소포제와 같은 화학물질을 사용하는 것보다는 효율이 떨어지고 폼-브레이커 가동을 위한 추가 동력이 요구되어 공정 생산 단가에 영향을 미친다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 효과적으로 해결할 수 있는, 가스 전환 반응을 수행하는 미생물을 배양하여, 가스 전환 반응을 수행할 수 있는 가스 전환 미생물 배양 시스템 및 이의 운전 방법을 제공하고자 한다.
대한민국 등록특허 제10-1880129호 대한민국 등록특허 제10-1927809호
본 발명의 목적은 가스를 기질로 하는 즉 가스발효를 하는 미생물을 통해, 안정적인 미생물 배양과 원하는 생산물을 얻을 수 있도록 배양시스템 패키지를 제공하기 위한 것으로, 생물반응기 내에 손쉬운 탈부착이 가능한 생물반응기용 스파저 어셈블리를 제공하여, 스파저의 조립 및 교체의 용이성, 스파저 세척 작업의 간편함을 제공하고, 다양한 스파저의 형태와 스파저의 기공 크기를 변경할 수 있게 하여 미생물을 이용한 생물반응기 공정의 효율성을 향상시키고자 한다.
또한, 미생물 배양시 발생되는 폼을 제거하기 위해 과도한 소포제 사용을 방지하고 수위조절 센서를 통해 공정을 자동화 하여 거품 제거를 위한 추가 인력, 비용 및 시간을 절약시킬 수 있는 폼 제거용 모듈을 사용함으로써, 혼합을 위한 추가 동력 사용을 최소화 하면서 미생물을 이용한 바이오 에너지 및 바이오 기반 화학물질 생산 공정의 생산성과 안정성을 전체적으로 향상시키고자 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 가스 전환 미생물의 배양 시스템(1)은, 반응 가스를 공급하는 반응 가스 도입 모듈(10); 미생물의 영양분이 되는 배지를 공급하는 배지 공급 모듈(20); 공급된 배지를 통해 가스전환 미생물을 배양하여, 공급된 반응 가스의 전환 반응이 수행되는 반응기 모듈(30); 및 상기 반응기 모듈과 분석 장치(50) 사이에 위치하여, 분석장치로 공급되는 가스에 포함된 폼(foam)을 제거하는 폼 제어 모듈(40);을 포함한다.
상기 반응기 모듈(30)은, 내부에 생물체가 배양되는 공간(110)이 형성된 상단부(100); 및 상기 상단부(100)의 하부에 탈부착이 가능하도록 결합된 하단부(200);를 포함한다.
또한, 상기 하단부(200)는, 상기 하단부(200)의 상부에 형성되어 상기 상단부(100)에 가스를 공급하는 가스공급부(210); 상기 가스공급부(210)의 하부에 형성되며, 배지를 공급받아 상기 상단부(100)로 배지를 공급하는 배지순환부(220); 상기 배지순환부(220)의 하부에 형성되며 상기 상단부(100)로부터 폐액을 공급받아 폐액통으로 폐액을 배출하는 폐액순환부(230); 및 상기 폐액순환부(230)의 하부에 형성되는 가스배출라인(240);를 포함할 수 있다.
상기 가스공급부(210)는, 내부에 공간이 형성된 가스챔버(211); 상기 가스챔버(211)의 측면에 형성된 가스주입구(213); 상기 가스챔버(211) 상부에 형성된 가스공급홀(215); 및 상기 가스공급홀(215)에 설치되는 스파저(217);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 배지순환부(220)는, 상기 배지순환부(220) 일측면에 형성되는 배지투입구(221); 및 상기 배지순환부(220) 측면에 형성되는 배지토출구(223);를 포함하며, 상기 폐액순환부(230)는, 상기 폐액순환부(230) 일측면에 형성되는 폐액공급구(231); 및 상기 폐액순환부(230) 측면에 형성되는 폐액배출구(233);를 포함할 수 있다.
아울러 상기 상단부(100)는, 상단부(100)의 측면 하부에 형성되는 배지공급구(120); 및 상단부(100)의 측면에 형성되는 폐액토출구(130);를 포함하고, 상기 배지공급구(120)는 배지순환관(320)을 통해 상기 배지토출구(223)와 연결되며, 상기 폐액토출구(130)는 폐액순환관(310)을 통해 상기 폐액공급구(231)와 연결되는 것이 바람직하다.
상기 상단부(100)의 하부 외측에는 플랜지부(140)가 형성되고, 상기 가스챔버(211)의 상부 외측에는 상기 플랜지부(140)에 대응되는 플랜지(219)가 형성되어, 상기 상단부(100)와 하단부(200)는 서로 플랜지 결합되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 스파저(217)는 복수의 공극들이 형성된 소결 합금(Sintered metal) 재질인 것이 더욱 바람직한데, 상기 스파저(217)에는 0.1 ~ 10㎛ 직경의 미세공극들이 형성될 수 있다.
상기 스파저(217)는 평판형 또는 스파저 홀(217a)이 포함된 환형으로 형성되는 것도 가능하며, 상기 가스공급부(210)는, 상기 가스공급홀(215)과 스파저(217) 사이에 위치하는 개스킷을 더 포함할 수 있다.
상기 폼 제어 모듈(40)은, 본체부(400); 상기 본체부(400) 내부에 구비된 수위 조절 센서부(410); 폼이 포함된 가스를 상기 본체부(400) 내부로 공급하는 가스 주입구(500); 소포제를 상기 본체부(400) 내부로 공급하는 소포제 주입구(600); 폼이 제거된 가스를 배출할 수 있도록 상기 본체부(400) 상부에 형성된 가스 배출구(700); 및 폼을 포함하는 가스와 소포제의 혼합물을 배출할 수 있도록 상기 본체부(400)의 하부에 형성되는 혼합물 배출구(800);를 포함한다.
상기 소포제 주입구(600)의 본체부(400)측 일단에는 상기 본체부(400) 내부로 소포제를 분사하는 소포제 분사노즐(610)이 형성되고, 상기 가스 주입구(500)의 본체부(400)측 일단에는 드래프트 튜브(510)가 형성되는 것이 바람직하며, 상기 수위 조절 센서부(410)는 플로트 스위치(Float switch) 센서인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 다른 실시 형태로, 앞서 설명된 가스 전환 미생물 배양 시스템의 운전 방법을 들 수 있으며, 반응 가스 도입 모듈(10)을 통해 반응 가스를 공급하는 제1 단계; 배지 공급 모듈(20)을 통해 미생물의 영양분이 되는 배지를 공급하는 제2 단계; 반응기 모듈(30)의 내부에서, 공급된 배지를 통해 가스전환 미생물을 배양하고, 공급된 반응 가스의 전환 반응을 수행하는 제3 단계; 및 상기 반응기 모듈(30)과 분석 장치(50)의 사이에 위치하는 폼 제어 모듈(40)을 사용하여, 분석 장치(50)로 공급되는 가스에 포함된 폼(foam)을 제거하는 제4 단계;을 포함한다.
상기 제3 단계와 제4 단계가 순차적으로 수행되거나, 동시에 수행될 수 있다.
또한, 상기 제4 단계는, 본체부(400)의 일측 상부에 형성된 소포제 주입구(700)를 통해 소포제를 본체부(400)의 내부로 공급하는 제1 공급단계; 본체부(400)의 일측 하부에 형성된 가스 주입구(500)를 통해 생물반응기에서 생성된 폼이 포함된 가스를 상기 본체부(400)의 내부로 공급하는 제2 공급단계; 상기 본체부(400)의 내부에 구비된 수위 조절 센서부(410)를 통해, 일정 수위 이상으로 폼을 포함하는 가스와 소포제가 공급된 이후, 혼합물 배출구(800)를 열어 폼을 포함하는 가스와 소포제의 혼합물을 배출시키는 혼합물 배출 단계; 및 가스 배출구(700)를 통해 폼이 제거된 가스를 배출하는 가스 배출 단계;를 포함한다.
상기 제1 공급단계는, 소포제 주입구(600)의 일단에 형성된 소포제 분사노즐(610)를 통해 소포제가 본체부(400) 내부로 분사되며 공급되는 것이 바람직하며, 상기 제2 공급단계는, 가스 주입구(500)를 통해 생물반응기에서 생성된 폼이 포함된 가스가 공급되면서 가스 주입구(500)의 일단에 형성된 드래프트 튜브(510)를 통해 소포제와 폼이 포함된 가스가 혼합되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 혼합물 배출구(800)를 열어 폼을 포함하는 가스와 소포제의 혼합물을 배출시키는 혼합물 배출 단계;와 가스 배출구(700)를 통해 폼이 제거된 가스를 배출하는 가스 배출 단계;가 동시에 수행되는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 가스 전환 미생물 배양 시스템은, 가스를 원료로 사용하는 미생물의 효과적인 배양 공정에 적용이 가능하며, 구체적인 운전 로직에 의해 통신연결이 되어 있어 자동화로 반응기의 작동과 운전이 가능하며, 장시간 동안 배양을 안정적으로 수행할 수 있는 장점이 존재한다.
또한, 본 발명에 따른 가스 전환 미생물 배양 시스템에 포함되는 반응기 모듈의 스파저 어셈블리는 종래의 스파저 형식의 생물반응기와 달리 스파저 교환이 용이하며 세척과 분리가 효율적이어서, 생물반응기 운영 시 미생물의 생장조건에 맞는 스파저를 이용할 수 있으며, 이에 따라 바이오 에너지 및 바이오 기반 화학물질 생산을 효율적으로 수행할 수 있으며, 폼 제어 모듈은 기존의 소포제를 사용하여 폼을 제거하는 방법보다 적은 양의 소포제 사용으로도 효과적인 폼 제거가 가능하고, 구조적으로 추가동력이 필요로 하지 않으며 자동화가 가능하여 생물 반응기 운영 시 효율적으로 미생물을 이용한 바이오 에너지 및 바이오 기반 화학물질 생산을 위한 배양 과정을 수행할 수 있는 장점이 존재한다.
도 1은 이건 출원발명의 일 실시 형태에 따른 가스 전환 미생물 배양 시스 템(1)의 구성을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2와 3은 각각 본 발명에 따른 가스 전환 미생물 배양 시스템(1)의 3D 도면과 실제 제작된 시스템의 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응기 모듈(30)을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응기 모듈(30) 하단부의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응기 모듈(30) 하단부의 정면도이다.
도 7(a)와 도 7(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응기 모듈(30)에 사용되는 스파저의 예를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 8(a)와 도 8(b)는, 도 7(a)와 도 7(b)의 스파저가 적용된 반응기 모듈(30)의 하단부를 각각 도식적으로 나타낸 평면도이다.
도 9는 은 본 발명의 일 실시예에 따른 폼 제어 모듈(40)을 도식적으로 나타낸 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 폼 제어 모듈(40)의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 폼 제어 모듈(40)에 포함되는 드래프트 튜브(Draft tube)를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 폼 제어 모듈(40) 내부의 수위를 조절하는 과정을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 13(a) 내지 (e)는 본 발명의 일 실시예에 따른 폼 제어 모듈(40)의 실제 폼을 제거하는 과정을 순서대로 보여주는 사진이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 된다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
앞서 살펴본 종래 기술의 문제점을 해결하고, 본 발명의 목적 및 효과를 달성하기 위한 본 발명에 따른 가스 전환 미생물 배양 시스템(1)은, 가스전환을 위한 다양한 가스를 제공할 수 있는 가스 도입모듈(10), 미생물의 영양분이 되는 배지를 꾸준히 공급을 해 줄 수 있는 배지 공급 모듈(20), 공급된 배지를 통해 가스전환 미생물을 배양하여, 공급된 반응 가스의 전환 반응이 수행되는 반응기 모듈(30), 및 상기 반응기 모듈과 분석 장치(50) 사이에 위치하여, 분석장치로 공급되는 가스에 포함된 폼(foam)을 제거하는 폼 제어 모듈(40)을 포함한다.
상기 반응기 모듈(30)에는 카메라와 액주계 센서가 더 포함되어 반응기 본체 내에 존재하는 배지 등의 반응물의 부피를 일정하게 유지시킴으로써 연속적인 배양이 가능하도록 할 수 있으며, 반응기 모듈(30)의 하부에 위치하는 스파저를 통해 가스 분산을 효과적으로 수행할 수 있다.
또한 상기 폼 제어 모듈(40)은, 반응기 모듈(30)에서 포집되는 시료 등을 분석할 때, 분석기를 보호하기 위해 지속적으로 폼을 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태로, 이러한 가스 전환 미생물 배양 시스템의 운전 방법을 들 수 있는데, 반응 가스 도입 모듈(10)을 통해 반응 가스를 공급하는 제1 단계; 배지 공급 모듈(20)을 통해 미생물의 영양분이 되는 배지를 공급하는 제2 단계; 반응기 모듈(30)의 내부에서, 공급된 배지를 통해 가스전환 미생물을 배양하고, 공급된 반응 가스의 전환 반응을 수행하는 제3 단계; 및 상기 반응기 모듈(30)과 분석 장치(50)의 사이에 위치하는 폼 제어 모듈(40)을 사용하여, 분석 장치(50)로 공급되는 가스에 포함된 폼(foam)을 제거하는 제4 단계;을 포함한다.
좀 더 구체적으로, 가스 도입 모듈(10)을 통해 공급되는 가스와 배지 공급 모듈(20)을 통해 주입되는 배지를 통해 반응기 모듈(30) 내에서 가스 전환 미생물의 배양이 수행되고, 이러한 가스 전환 반응을 통해 생성되는 산물 저장하거나, 폼 제어 모듈(40)을 통해 폼(foam)이 제거된 가스를 분석 장치(50)를 통해 분석을 하여 가스 전환 미생물 배양 시스템의 안정적인 공정의 운전을 수행할 수 있다(도 1 참조).
도 1에 제시된 반응 가스 주입 모듈(10)은, 미생물이 원하는 가스 조성환경을 만들어 주어야 하므로 정밀하게 유량을 조절해줄 수 있는 질량유량제어기(MFC, mass flow controller, Brooks)를 사용하는 것이 바람직하다. 실제 반응기 모듈(30)의 최대 운전 압력은 약 10 bar이므로, MFC는 11 bar로 보정을 하고 양측 단에 BPR(back pressure regulator, 미도시)를 통해 MFC를 지나가는 유체의 압력이 11 bar가 될 수 있도록 하여 체크밸브(미도시)를 통해 역류가 되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
배지 공급 모듈(20)은, 배지를 후속되는 반응기 모듈(30)에 지속적으로 연속하여 공급하는 기능을 수행하며, 적어도 복수의 배지통(바람직하게는 2개의 배지통)을 사용하되, 서로 다른 배지통 2개가 번갈아 공급 밸브가 열리도록, 제어부를 통해 제어함으로써(예를 들어 제어부와 연결된 솔레노이드 밸브를 사용함), 어느 한쪽의 배지통이 비워질 경우 비워진 배지통에 연결된 공급 밸브가 닫히고, 다른 쪽의 배지통과 연결된 공급 밸브가 열려서 배지의 공급이 중단 없이 연속적으로 수행되고, 빈 배지통에 배지를 채워 주게된다.
반응기 모듈(30)에서는, 스파저(217)를 통해 나오는 기포가 배지와 잘 접촉하여 미생물이 잘 자랄 수 있는 환경을 만들어 주어 가스 전환 반응이 수행된다. 이때 배지의 수위를 맞춰주기 위해 액주계에 센서를 부착하여 드레인 밸브를 조정하여 수위를 일정하게 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 반응기 모듈(30) 내에서 수행된 가스 전환 반응의 결과물인 발효액의 샘플링은 반응기 중앙 포트에서 수동으로 하거나 후술되는 오토샘플러를 통해 수행될 수 있다.
폼 제어 모듈(40)은, 반응기 모듈(30)에서 배출되는 폼(foam)이 후속의 분석 장치(50)로 넘어가지 않도록 트랩을 사용하여 폼을 시스템 외부로 배출시켜주는 기능을 수행한다.
이러한 반응기 모듈(30)과 폼 제어 모듈(40)의 유기적인 결합을 통해 GC(Agilent) 등의 분석 장치(50)를 통해 실시간으로 배출 혹은 생성 가스를 분석할 수 있다.
도 2와 3에는 각각 본 발명에 따른 가스 전환 미생물 배양 시스템(1)의 3D 도면과 실제 제작된 시스템의 사진이 제시되어 있으며, 이하에서는 이러한 본 발명에 따른 가스 전환 미생물 배양 시스템을 구성하는 각 모듈들에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하고자 한다.
(1) 배지 주입 모듈
도 1과 같이 배지주입은 연속적으로 주입될 수 있도록 3-way 밸브에 연결되는 밸브를 각 배지통의 수위에 따라 적절히 열고 닫음으로써 일정하게 배지 공급 펌프를 통해 반응기 모듈로 공급할 수 있다.
각 배지통의 내부에는 저수위 및 고수위를 확인할 수 있는 수위 센서를 배치하여 내부의 배지 수위를 모니터링할 수 있으며, 각 배지통의 외부에는 액주계를 달아서 수위를 직접 육안으로도 확인할 수 있다.
각 배지통 내에서 배지의 원활한 혼합을 위해 교반기(over head stirrer)가 설치될 수 있으며, 혐기용 배지를 만들 수 있도록 배지통의 하단부에 N2라인으로 퍼징할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 복수의 배지 펌프를 설치할 수 있는데, 초기에 대용량의 배지를 공급할 수 있도록 monopump를 통해 사용할 수 있으며, 운전이 연속적으로 이루어지는 과정 중에서는 정밀하게 일정한 양의 배지가 들어가야 하므로 HPLC 펌프를 사용하는 것도 가능하며, 내부의 혼합을 위해 별도의 shower 펌프를 통해 배지통의 내부순환을 수행하는 것이 바람직하다.
(2) 반응기 모듈
도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반응기 모듈(30)은 내부에 생물체가 배양되는 공간(110)이 형성된 상단부(100); 및 상기 상단부(100)의 하부에 탈부착이 가능하도록 결합된 하단부(200);를 포함한다.
본 발명에 따른 반응기 모듈(30)은 종래의 스파저 형식의 생물반응기와 달리 상단부(100)에 하단부(200)가 탈부착이 가능하고, 스파저 교환이 용이하다. 스파저의 세척과 분리가 효율적이어서, 가스 전환 반응의 수행 시 미생물의 생장조건에 맞는 스파저를 이용할 수 있으며, 이에 따라 바이오 에너지 및 바이오 기반 화학물질 생산을 효율적으로 수행할 수 있다.
상기 상단부(100)는, 도 4에 제시된 것과 같이, 생물체가 배양될 수 있도록 내부에 공간(110)이 형성되며, 상기 공간(110)으로 액상의 배지가 공급될 수 있도록 상기 상단부(100)의 측면 하부에는 배지공급구(120)가 형성된다.
또한, 생물체가 배양되는 과정에서 형성되는 폐액을 배출할 수 있도록, 상기 상단부(100)의 측면에는 하나 이상의 폐액토출구(130)가 형성되며, 후술할 하단부(200)와 결합할 수 있도록 상기 상단부(100)의 하부 외측에는 플랜지부(140)가 형성될 수 있다.
이러한 상단부(100)는 내염성과 부식에 강한 스테인레스 스틸 재질로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 필요에 따라, 상단부(100) 내부에서 생물체가 배양되는 과정을 용이하게 관찰할 수 있도록 상기 상단부(100)의 측부로 투명창이 형성될 수 있으며, 이러한 투명창은 고압상황을 대비하여 강화유리로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하단부(200)는, 도 5 및 6에 도시된 것과 같이, 하단부(200)의 상부에 형성되어 상기 상단부(100)에 가스를 공급하는 가스공급부(210); 상기 가스공급부(210)의 하부에 형성되며, 배지를 공급받아 상기 상단부(100)로 배지를 공급하는 배지순환부(220); 상기 배지순환부(220)의 하부에 형성되며 상기 상단부(100)로부터 폐액을 공급받아 폐액통으로 폐액을 배출하는 폐액순환부(230); 및 상기 폐액순환부(230)의 하부에 형성되는 가스배출라인(240);를 포함한다.
상기 가스공급부(210)는, 내부에 공간이 형성된 가스챔버(211); 상기 가스챔버(211)의 측면에 형성된 가스주입구(213); 상기 가스챔버(211) 상부에 형성된 가스공급홀(215); 및 상기 가스공급홀(215)에 설치되는 스파저(217);를 포함하여, 생물체가 배양되는 상단부(100)에 일산화탄소(CO) 등과 같은 생물체가 필요로 하는 가스를 공급한다.
상기 가스주입구(213)를 통해 외부로부터 가스챔버(211)로 일산화탄소(CO) 등과 같은 생물체가 필요로 하는 가스를 공급한 후, 가스챔버(211) 상부에 형성된 가스공급홀(215) 및 스파저(217)를 통해 생물체가 배양되는 상단부(100)의 내부 공간(110)으로 가스를 공급한다.
또한, 상기 상단부(100)와 하단부(200)가 탈부착 될 수 있도록, 도 5 및 6에 도시된 것과 같이, 가스챔버(211)의 상부 외측에는 상단부(100)의 플랜지부(140)에 대응하는 플랜지(219)가 형성되어 상단부(100)와 하단부(200)가 플랜지 결합될 수 있다.
이와 같이, 상기 상단부(100)와 하단부(200)가 플랜지 결합할 때, 상단부(100)와 하단부(200) 사이의 기밀을 향상시키기 위해, 상기 플랜지부(140)와 플렌지(219) 사이에 개스킷(Gasket)을 위치시켜 프랜지 결합할 수 있다. 이러한 개스킷(gasket)은 실리콘 또는 테프론으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 배지순환부(220)는, 도 5 및 6에 도시된 것과 같이, 상기 배지순환부(220) 일측면에 형성되는 배지투입구(221) 및 상기 배지순환부(220) 측면에 형성되는 배지토출구(223)를 포함할 수 있다.
상기 배지투입구(221)를 통해 외부의 배지탱크로부터 생물체 배양에 필요한 배지를 배지순환부(220)로 공급할 수 있다. 또한, 상기 배지토출구(223)는, 도 4에 도시된 것과 같이, 상단부(100)의 배지공급구(120)와 관(320)을 통해 연결되어, 배지순환부(220)로 공급된 배지를 상단부(100)로 공급할 수 있다.
상기 폐액순환부(230)는, 도 5 및 6에 도시된 것과 같이, 상기 폐액순환부(230) 일측면에 형성되는 폐액공급구(231) 및 상기 폐액순환부(230) 측면에 형성되는 폐액배출구(233)을 포함할 수 있다.
상기 폐액공급구(231)는, 도 4에 도시된 것과 같이, 상단부(100)의 폐액토출구(130)와 관(310)을 통해 연결되어, 생물체가 배양되는 과정에서 발생하는 폐액을 상단부(100)로부터 폐액순환부(230)로 공급할 수 있다. 또한, 상기 폐액배출구(233)을 통해 폐액순환부(230)로 공급된 폐액을 외부의 폐액탱크로 토출할 수 있다.
상기 폐액순환부(230)의 하부에는 가스배출라인(240)이 형성될 수 있다. 이러한 가스배출라인(240)을 통해 상기 하단부(200)의 하부에 고인 용액이나 생물체가 필요로 하는 가스와 조성이 다른 가스를 배출할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 생물체가 배양되는 상단부(100)의 내부 공간(110)의 pH를 조절하기 위해 상기 가스배출라인(240)을 통해 산, 염기 용액을 주입할 수도 있다.
상기 스파저(217)는 소결 합금(Sintered metal)으로 형성될 수 있으며, 약 0.1 ~ 10㎛ 직경의 미세공극들이 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 스파저(217)는 생물체가 배양되는 상단부(100) 내로 가스가 적정 크기의 미세 기포 형태로 산기되어 공급되도록 하는 역할을 한다.
상기 스파저(217)의 형태는 도 7(a)에 도시된 것과 같이 평판형 이거나, 도 7(b)에 도시된 것과 같이 중심에 스파저 중심홀(217a)이 형성된 환형일 수 있다.
도 8(a)는 평판형의 스파저가 설치된 하단부의 평면도이고, 도 8(b)는 환형의 스파저가 설치된 하단부의 평면도이다.
스파저(217)의 형태가 환형인 경우에는, 도 8(b)에 도시된 것과 같이, 스파저(217)의 중심에 형성된 홀(217a)에 드래프트튜브관(218)이 삽입될 수 있다. 이와 같이, 드래프트튜브관(218)이 삽입되는 경우에는, 배지순환부(220)로 공급된 배지를 배지토출구(223)과 관(320)을 통하지 않고 드래프트튜브관(218)을 통해 직접 상단부(100) 내부로 주입할 수 있다. 또한, 생물체가 배양되는 과정에서 발생한 폐액을 폐액토출구(130)와 관(310)을 통하지 않고 드래프트튜브관(218)을 통해 직접 폐액순환부(230)로 공급하여 폐액을 배출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 반응기 모듈(30)은, 상기 스파저(217)와 하단부(200)의 기밀을 향상시키기 위해, 상기 가스공급홀(215)과 스파저(217) 사이에 위치하는 개스킷(Gasket)을 더 포함할 수 있다. 이러한 개스킷은 실리콘이나 테프론으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반응기 모듈(30)은 상단부(100)와 하단부(200)의 결합과 분리가 용이하므로, 배양되는 생물체에 따라 적합한 기공 사이즈를 갖는 스파저나 적합한 형상(평판형, 환형)을 갖는 스파저로 교체할 수 있어, 바이오 에너지 및 바이오 기반 화학물질 생산을 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.
아울러 반응기 외부에 액주계를 통해 기본적으로 전체의 배지 수위를 파악 할 수 있을 뿐만 아니라, 지속적으로 배지기 공급되는 연속 반응을 수행하기 위해서 액주계 센서를 High, Low를 설정하고, 액주가 센서의 High, Low를 모두 지나갈게 반응기 드레인밸브를 열어서 액을 배출시키되, 이때에 액주계 low보다 수위가 내려가면 밸브를 닫아 수위를 일정하게 유지시키는 것이 바람직하다.
또한 카메라 센서를 달아 현재의 수위 위치를 데이터로 확인할 수 있도록 함으로써, 주기적으로 수위와 그 옆의 숫자 눈금을 찍어 실제 수위 높이를 정기적으로 확인하는 것도 가능하다.
(3) 폼 제어 모듈
통상적으로 분석 장치(예를 들어 가스 크로마토그래피(GC) 등)에 폼(foam)이 주입되면 안되므로, 사전에 폼을 제거를 하는 것이 바람직한데, 본 발명에서는 반응기 모듈(30)의 외부에 관으로 연결된 분석 장치(50)와의 사이에 별도의 폼 제어 모듈(40)을 위치시켜 사용하는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폼 제어 모듈(40)의 정면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 폼 제어 모듈(40)의 사시도 이다.
상기 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폼 제어 모듈(40)은 반응기 모듈(30)의 외부에 별도의 구조물로 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폼 제어 모듈(40)은, 도 9 및 도 10에 제시되어 있듯이, 본체부(400); 상기 본체부(400) 내부에 구비된 수위 조절 센서부(410); 생물반응기에서 생성된 폼이 포함된 가스를 상기 본체부(400) 내부로 공급하는 가스 주입구(500); 화학적 폼 제거에 유용하게 사용되는 소포제를 상기 본체부(400) 내부로 공급하는 소포제 주입구(600); 폼이 제거된 가스를 배출할 수 있도록 상기 본체부(400) 상부에 형성된 가스 배출구(700); 및 폼을 포함하는 가스와 소포제의 혼합물을 배출할 수 있도록 상기 본체부(400)의 하부에 형성되는 혼합물 배출구(800);를 포함한다.
상기 본체부(400)는 내염성과 부식에 강한 스테인레스 스틸 재질로 이루어지는 것이 바림직하다.
또한, 본체부(400) 내부에서 폼이 제거되는 과정을 용이하게 관찰할 수 있도록 상기 본체부(400)의 측부로, 투명창(420)이 형성될 수 있으며, 이러한 투명창(420)은 고압상황을 대비하여 강화유리로 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 미생물 배양조건이 고온인 경우, 많은 증기로 인하여 후속의 분석 장치의 측정값에 오차를 야기할 수 있으므로, 본체부(400)의 주위로 냉각수가 공급되는 워터자켓(미도시)이 추가적으로 설치될 수 있다.
상기 소포제 주입구(600)는 소포제 펌프를 통해 소포제 탱크로부터 소포제를 공급받아 본체부(400) 내부로 공급하는 역할을 하는 것으로, 상기 소포제 주입구(600)의 본체부(400)측 일단에는 본체부(400) 내부로 소포제를 분사하는 소포제 분사 노즐(610)이 형성될 수 있다.
이와 같이 소포제 분사 노즐(610)이 형성된 경우에는, 본체부(400) 내부로 공급되는 소포제를 얇게 퍼지게 할 수 있어, 본체부(400) 내부로 공급되는 폼이 포함된 가스와 소포제를 골고루 섞이게 할 수 있다. 또한, 후술될 폼을 포함하는 가스와 소포제의 혼합물을 혼합물 배출구(800)를 통해 배출한 이후, 다시 소포제 분사노즐(610)를 통해 소포제를 분사함으로써 본체부(400) 내부 벽면에 남아있던 혼합물을 고르게 닦아 줄 수 있다.
상기 가스 주입구(500)는 반응기 모듈(30)에서 생성된 폼이 포함된 가스를 본체부(400) 내부로 공급하는 역할을 하는 것으로, 도 11에 도시된 것과 같이, 상기 가스 주입구(500)의 본체부(400) 측 일단에는 드래프트 튜브(Draft tube, 510)가 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 드래프트 튜브(Draft tube, 510)가 형성된 경우에는, 드래프트 튜브(510)를 통해 본체부(400) 내부로 공급되는 폼이 포함된 가스의 방향을 조절함으로써, 교반기 모터와 같은 별도의 동력 없이도 폼이 포함된 가스와 소포제를 효과적으로 혼합시킬 수 있다.
상기 혼합물 배출구(800)에는 배출 벨브(810)가 형성되어 있어 필요에 따라 배출 벨브(810)를 열어 본체부(400) 내부에 있는 폼을 포함하는 가스와 소포제의 혼합물을 배출할 수 있고 배출 속도를 조절할 수 있다.
상기 수위 조절 센서부(410)는 소포제 공급 및 폼이 포함된 가스와 소포제의 혼합물 배출 시점을 조절하기 위한 것으로, 본체부(400) 내부의 수위를 감지하여 소포제 펌프를 작동시키거나 배출 벨브(810)을 열고 닫음으로써, 본체부(400) 내부의 수위를 조절할 수 있다. 이러한 수위 조절 센서부(410)를 구성하는 센서는 본체부(400) 내부의 수위를 측정할 수 있는 센서이면 특별히 제한되지는 않으나, 플로트 스위치(Float switch) 센서로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 12를 참조하여 플로트 스위치(Float switch) 센서로 이루어진 수위 조절 센서부(410)를 이용해 본체부(400) 내부의 수위를 조절하는 과정을 설명한다. 수위 조절 센서부(410)는, 도 12에 도시된 것과 같이, 본체부(400)의 내부에 형성된 제1기둥(413) 및 제2기둥(414)을 포함하며, 상기 제1기둥(413)에는 제1기둥(413)을 따라 상하로 이동 가능한 제1 플로트 스위치 센서(411)가 설치될 수 있고, 상기 제2기둥(414)에는 제2기둥(414)을 따라 상하로 이동 가능한 제2 플로트 스위치 센서(412)가 설치될 수 있다.
또한, 제1기둥(413)에는 제1 플로트 스위치 센서(411)가 걸릴 수 있도록 제1 상한 막대(415) 및 제1 하한 막대(417)이 형성될 수 있으며, 제2기둥(414)에는 제2 플로트 스위치 센서(412)가 걸릴 수 있도록 제2 상한 막대(416) 및 제2 하한 막대(418)이 형성될 수 있다. 상기 제1 상한 막대(415), 제2 상한 막대(416), 제1 하한 막대(417) 및 제2 하한 막대(418)의 위치는 조절하고자 하는 수위에 따라 조절될 수 있으나, 바람직하게는 제1 상한 막대(415)는 제2 하한 막대(416) 보다 높은 위치에 형성될 수 있으며, 제1 하한 막대(417)와 제2 하한 막대(418)는 같은 높이에서 형성될 수 있다.
도 12(c)와 같이, 제1 플로트 스위치 센서(411)와 제2 플로트 스위치 센서(412)가 각각 제1 하한 막대(417)와 제2 하한 막대(418)에 걸리게 되면 이를 감지하여 배출 벨브(810)을 닫게 되고, 소포제 펌프를 작동시켜(on) 소포제를 본체부(400)의 내부로 공급한다.
공급되는 소포제에 의해 제1 플로트 스위치 센서(411)와 제2 플로트 스위치 센서(412)가 수위에 따라 상승하게 되고, 도 12(a)와 같이, 제2 플로트 스위치 센서(412)가 제2 상한 막대(416)에 걸리게 되면 이를 감지하여 소포제 펌프의 작동을 중지(off)시켜 소포제의 공급을 중단한다. 이에 따라 과도한 소포제 투입을 방지할 수 있다.
이후, 상기 가스 주입구(500)를 통해 반응기 모듈(30)로부터 본체부(400) 내부로 폼이 포함된 가스가 공급되고, 도 12(b)와 같이 제1 플로트 스위치 센서(411)가 상승하여 제1 상한 막대(417)에 걸리게 되면 이를 감지하여 배출 벨브(810)를 열게 되고, 본체부(400) 내부의 폼이 포함된 가스와 소포제 혼합물이 배출되게 된다.
본체부(400) 내부의 혼합물이 배출되면, 도 12(c)와 같이 제1 플로트 스위치 센서(411)와 제2 플로트 스위치 센서(412)가 각각 제1 하한 막대(417)와 제2 하한 막대(418)에 걸리게 되고 이를 감지하여 배출 벨브(810)을 닫고, 소포제 펌프를 작동시켜(on) 다시 소포제를 본체부(400)의 내부로 공급하게 된다. 이와 같이, 수위 조절 센서부(410)를 통해 소포제 공급 및 폼이 포함된 가스와 소포제의 혼합물 배출 시점을 자동으로 조절함으로써 폼 제거에 소요되는 인력, 비용 및 시간을 절약할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태로 본 발명의 폼 제거용 장치를 사용하여 가스 전환 미생물 배양 시스템의 운전 방법이 더 포함될 수 있다.
이러한 가스 전환 미생물의 배양 시스템의 운전 방법은, 도 1에 제시된 시스템을 사용하되, 반응 가스 도입 모듈(10)을 통해 반응 가스를 공급하는 제1 단계; 배지 공급 모듈(20)을 통해 미생물의 영양분이 되는 배지를 공급하는 제2 단계; 반응기 모듈(30)의 내부에서, 공급된 배지를 통해 가스전환 미생물을 배양하고, 공급된 반응 가스의 전환 반응을 수행하는 제3 단계; 및 상기 반응기 모듈(30)과 분석 장치(50)의 사이에 위치하는 폼 제어 모듈(40)을 사용하여, 분석 장치(50)로 공급되는 가스에 포함된 폼(foam)을 제거하는 제4 단계;을 포함한다.
특히 미생물 배양시 발생하는 폼을 제거하기 위해, 폼 제어 모듈(40)에서 본체부(400)의 일측 상부에 형성된 소포제 주입구(600)를 통해 소포제를 본체부(400)의 내부로 공급하는 제1 공급단계; 본체부(400)의 일측 하부에 형성된 가스 주입구(500)를 통해 반응기 모듈(30)에서 생성된 폼이 포함된 가스를 상기 본체부(400)의 내부로 공급하는 제2 공급단계; 상기 본체부(400)의 내부에 구비된 수위 조절 센서부(410)를 통해, 일정 수위 이상으로 폼을 포함하는 가스와 소포제가 공급된 이후, 혼합물 배출구(800)를 열어 폼을 포함하는 가스와 소포제의 혼합물을 배출시키는 배출단계; 및 가스 배출구(700)를 통해 폼이 제거된 가스를 배출하는 단계;를 수행할 수 있다.
상기 제1 공급단계는, 소포제 주입구(600)의 일단에 형성된 소포제 분사노즐(610)를 통해 소포제가 본체부(400) 내부로 분사되며 공급되는 것이 바람직하다. 소포제 분사노즐(610)을 이용하는 경우에는 본체부(400) 내부로 공급되는 소포제를 얇게 퍼지게 할 수 있어, 폼이 포함된 가스와 소포제를 골고루 섞이게 할 수 있다. 또한, 소포제 분사노즐(610)을 통해 소포제를 분사함으로써, 본체부(400) 내부 벽면에 남아있던 폼이 포함된 가스와 소포제 혼합물을 고르게 닦아 내는 효과도 있다.
상기 제2 공급단계는, 가스 주입구(500)를 통해 반응기 모듈(30)에서 생성된 폼이 포함된 가스가 공급되면서 가스 주입구(500)의 일단에 형성된 드래프트 튜브(510)를 통해 소포제와 폼이 포함된 가스가 혼합되도록 수행되는 것이 바람직하다. 드래프트 튜브(510)를 통해 본체부(400) 내부로 공급되는 폼이 포함된 가스의 방향을 조절함으로써, 교반기 모터와 같은 별도의 동력 없이도 폼이 포함된 가스와 소포제를 효과적으로 혼합시킬 수 있다.
상기 제1 공급단계, 제2 공급단계 및 배출단계는 상술된 것과 같이 수위 조절 센서부(410)를 통해 본체부(400) 내부의 수위에 따라 자동으로 수행됨으로써, 폼 제거에 소요되는 인력, 비용 및 시간을 절약할 수 있다.
또한, 혼합물 배출구(800)를 열어 폼을 포함하는 가스와 소포제의 혼합물을 배출시키는 배출단계;와 가스 배출구(400)를 통해 폼이 제거된 가스를 배출하는 단계;가 동시에 수행됨으로써, 상기 가스 배출구(400)를 통해 후속 분석 장비로 공급되는 가스에 폼이 포함되지 않도록 할 수 있다.
[ 실시예 1]
본 발명에 따른 폼 제어 모듈(40)을 포함하는 가스 전환 미생물 배양 시스템은, 기존의 시스템들과는 달리, 소포제에 민감한 미생물을 배양할 수 있으며, 생물 반응기 내에서의 물질전달의 효율의 감소를 최소화하면서 배양을 수행할 수 있다.
소포제와 함께 사용될 경우에 배양하기 어려운 미생물인 Thermococcus onnurineus NA1(2012년 KCTC12157BP로 기탁됨)의 돌연변이 균주인 WTC155T 균주(기탁번호: KCTC12414BP)을 사용하여 수성가스 전환 운전하였으며, 사용된 가스로는 제철전로(LDG, Linze Donawitz Gas) 모사가스로 CO 60 vol.%와 N2 40 vol.%를 사용하였다.
전체 반응기 모듈(30)의 조업 부피(Operation volume)는 20 L이고, 반응기 모듈의 운전 초기 조건으로는 0.1 VVM(Volume of gas added to liquid per minute)의 가스 유입속도로 상기 미생물을 배양하였다.
각 단계별로 폼 제어 모듈(40)의 작동상태를 촬영하여 도 13에 나타내었다(도 13(a)는 가동 전 상태, 도 13(b)는 소포제 분사하여 공급하는 단계, 도 13(c) 및 (d)는 폼이 포함된 가스를 공급하는 단계, 도 13(e)는 혼합물을 배출한 상태를 의미한다). 상기 도 13에서 확인 되듯이, 생물 반응기로부터 가스와 함께 혼합되어 공급된 폼들이, 본 발명에 따른 폼 제거용 장치 내에서 소포제와 섞여 원활하게 제거됨을 확인할 수 있었다.
1: 가스 전환 미셍물 배양 시스템
10: 반응 가스 도입 모듈 20: 배지 공급 모듈
30: 반응기 모듈 40: 폼 제어 모듈
50: 분석 모듈 100: 상단부
110: 공간 120: 배지공급구
130: 폐액토출구 140: 플랜지부
200: 하단부 210: 가스공급부
211: 가스챔버 213: 가스주입구
215: 가스공급홀 217: 스파저
217a: 스파저 중심홀 218: 드래프트튜브관
219: 플랜지 220: 배지순환부
221: 배지투입구 223: 배지토출구
230: 폐액순환부 231: 폐액공급구
233: 폐액배출구 240: 가스배출라인
310: 폐액순환관 320: 배지순환관
400: 본체부 410: 수위 조절 센서부
411: 제1 플로트 스위치 센서 412: 제2 플로트 스위치 센서
413: 제1기둥 414: 제2기둥
415: 제1 상한 막대 416: 제2 상한 막대
417: 제1 하한 막대 418: 제2 하한 막대
420: 투명창 500: 가스 주입구
510: 드래프트 튜브 600: 소포제 주입구
610: 소포제 분사 노즐 700: 가스 배출구
800: 혼합물 배출구 810: 배출 벨브

Claims (16)

  1. 가스 전환 미생물의 배양 시스템(1)에 있어서,
    반응 가스를 공급하는 반응 가스 도입 모듈(10);
    미생물의 영양분이 되는 배지를 공급하는 배지 공급 모듈(20);
    공급된 배지를 통해 가스전환 미생물을 배양하여, 공급된 반응 가스의 전환 반응이 수행되는 반응기 모듈(30); 및
    상기 반응기 모듈과 분석 장치(50) 사이에 위치하여, 분석장치로 공급되는 가스에 포함된 폼(foam)을 제거하는 폼 제어 모듈(40);을 포함하고,
    상기 반응기 모듈(30)은, 내부에 생물체가 배양되는 공간(110)이 형성된 상단부(100); 및 상기 상단부(100)의 하부에 탈부착이 가능하도록 결합된 하단부(200);를 포함하고,
    상기 하단부(200)는, 상기 하단부(200)의 상부에 형성되어 상기 상단부(100)에 가스를 공급하는 가스공급부(210); 상기 가스공급부(210)의 하부에 형성되며, 배지를 공급받아 상기 상단부(100)로 배지를 공급하는 배지순환부(220); 상기 배지순환부(220)의 하부에 형성되며 상기 상단부(100)로부터 폐액을 공급받아 폐액통으로 폐액을 배출하는 폐액순환부(230); 및 상기 폐액순환부(230)의 하부에 형성되는 가스배출라인(240);를 포함하며,
    상기 가스공급부(210)는, 내부에 공간이 형성된 가스챔버(211); 상기 가스챔버(211)의 측면에 형성된 가스주입구(213); 상기 가스챔버(211) 상부에 형성된 가스공급홀(215); 및 상기 가스공급홀(215)에 설치되는 스파저(217);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배지순환부(220)는, 상기 배지순환부(220) 일측면에 형성되는 배지투입구(221); 및 상기 배지순환부(220) 측면에 형성되는 배지토출구(223);를 포함하며,
    상기 폐액순환부(230)는, 상기 폐액순환부(230) 일측면에 형성되는 폐액공급구(231); 및 상기 폐액순환부(230) 측면에 형성되는 폐액배출구(233);를 포함하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상단부(100)는, 상단부(100)의 측면 하부에 형성되는 배지공급구(120); 및 상단부(100)의 측면에 형성되는 폐액토출구(130);를 포함하고,
    상기 배지공급구(120)는 배지순환관(320)을 통해 상기 배지토출구(223)와 연결되며,
    상기 폐액토출구(130)는 폐액순환관(310)을 통해 상기 폐액공급구(231)와 연결되는 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 상단부(100)의 하부 외측에는 플랜지부(140)가 형성되고,
    상기 가스챔버(211)의 상부 외측에는 상기 플랜지부(140)에 대응되는 플랜지(219)가 형성되어,
    상기 상단부(100)와 하단부(200)는 서로 플랜지 결합되는 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 스파저(217)는 복수의 공극들이 형성된 소결 합금(Sintered metal) 재질인 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폼 제어 모듈(40)은,
    본체부(400);
    상기 본체부(400) 내부에 구비된 수위 조절 센서부(410);
    폼이 포함된 가스를 상기 본체부(400) 내부로 공급하는 가스 주입구(500);
    소포제를 상기 본체부(400) 내부로 공급하는 소포제 주입구(600);
    폼이 제거된 가스를 배출할 수 있도록 상기 본체부(400) 상부에 형성된 가스 배출구(700); 및
    폼을 포함하는 가스와 소포제의 혼합물을 배출할 수 있도록 상기 본체부(400)의 하부에 형성되는 혼합물 배출구(800);를 포함하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소포제 주입구(600)의 본체부(400)측 일단에는 상기 본체부(400) 내부로 소포제를 분사하는 소포제 분사노즐(610)이 형성된 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 가스 주입구(500)의 본체부(400)측 일단에는 드래프트 튜브(510)가 형성된 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 수위 조절 센서부(410)는 플로트 스위치(Float switch) 센서인 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템.
  11. 제1항 및 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 가스 전환 미생물 배양 시스템의 운전 방법에 있어서,
    반응 가스 도입 모듈(10)을 통해 반응 가스를 공급하는 제1 단계;
    배지 공급 모듈(20)을 통해 미생물의 영양분이 되는 배지를 공급하는 제2 단계;
    반응기 모듈(30)의 내부에서, 공급된 배지를 통해 가스전환 미생물을 배양하고, 공급된 반응 가스의 전환 반응을 수행하는 제3 단계; 및
    상기 반응기 모듈(30)과 분석 장치(50)의 사이에 위치하는 폼 제어 모듈(40)을 사용하여, 분석 장치(50)로 공급되는 가스에 포함된 폼(foam)을 제거하는 제4 단계;을 포함하고,
    상기 반응기 모듈(30)은, 내부에 생물체가 배양되는 공간(110)이 형성된 상단부(100); 및 상기 상단부(100)의 하부에 탈부착이 가능하도록 결합된 하단부(200);를 포함하고,
    상기 하단부(200)는, 상기 하단부(200)의 상부에 형성되어 상기 상단부(100)에 가스를 공급하는 가스공급부(210); 상기 가스공급부(210)의 하부에 형성되며, 배지를 공급받아 상기 상단부(100)로 배지를 공급하는 배지순환부(220); 상기 배지순환부(220)의 하부에 형성되며 상기 상단부(100)로부터 폐액을 공급받아 폐액통으로 폐액을 배출하는 폐액순환부(230); 및 상기 폐액순환부(230)의 하부에 형성되는 가스배출라인(240);를 포함하며,
    상기 가스공급부(210)는, 내부에 공간이 형성된 가스챔버(211); 상기 가스챔버(211)의 측면에 형성된 가스주입구(213); 상기 가스챔버(211) 상부에 형성된 가스공급홀(215); 및 상기 가스공급홀(215)에 설치되는 스파저(217);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템의 운전 방법.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서, 상기 제3 단계와 제4 단계가 순차적으로 수행되거나, 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템의 운전 방법.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서, 상기 제4 단계는,
    본체부(400)의 일측 상부에 형성된 소포제 주입구(700)를 통해 소포제를 본체부(400)의 내부로 공급하는 제1 공급단계;
    본체부(400)의 일측 하부에 형성된 가스 주입구(500)를 통해 생물반응기에서 생성된 폼이 포함된 가스를 상기 본체부(400)의 내부로 공급하는 제2 공급단계;
    상기 본체부(400)의 내부에 구비된 수위 조절 센서부(410)를 통해, 일정 수위 이상으로 폼을 포함하는 가스와 소포제가 공급된 이후, 혼합물 배출구(800)를 열어 폼을 포함하는 가스와 소포제의 혼합물을 배출시키는 혼합물 배출 단계; 및
    가스 배출구(700)를 통해 폼이 제거된 가스를 배출하는 가스 배출 단계;를 포함하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템의 운전 방법.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서,
    상기 제1 공급단계는, 소포제 주입구(600)의 일단에 형성된 소포제 분사노즐(610)를 통해 소포제가 본체부(400) 내부로 분사되며 공급되는 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템의 운전 방법.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서,
    상기 제2 공급단계는, 가스 주입구(500)를 통해 생물반응기에서 생성된 폼이 포함된 가스가 공급되면서 가스 주입구(500)의 일단에 형성된 드래프트 튜브(510)를 통해 소포제와 폼이 포함된 가스가 혼합되는 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템의 운전 방법.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제13항에 있어서,
    혼합물 배출구(800)를 열어 폼을 포함하는 가스와 소포제의 혼합물을 배출시키는 혼합물 배출 단계;와 가스 배출구(700)를 통해 폼이 제거된 가스를 배출하는 가스 배출 단계;가 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는, 가스 전환 미생물 배양 시스템의 운전 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023044093A1 (en) * 2021-09-20 2023-03-23 Mott Corporation Polymer coating for medical devices and method of manufacture
WO2023215589A1 (en) * 2022-05-06 2023-11-09 Lanzatech, Inc. Integration of renewable chemical production into oil, gas, petroleum, and chemical processing and infrastructure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101690480B1 (ko) * 2015-12-23 2016-12-28 한국지역난방공사 미세조류 배양 및 회수용 다기능 포트
KR101880129B1 (ko) 2017-07-03 2018-07-19 세미플론 주식회사 교체 용이한 단독 자립형 스파저 노즐이 설치된 화학약품 반응탱크
KR101927809B1 (ko) 2018-07-06 2018-12-11 한국수력원자력 주식회사 거품 제거 장치
KR101989348B1 (ko) * 2018-03-02 2019-06-20 한국에너지기술연구원 생물반응기 내부의 폼을 제거하는 트랩 및 이를 사용하여 미생물 배양시 발생하는 폼을 제거하는 방법
KR102050061B1 (ko) * 2019-05-28 2019-11-28 (주)경동엔지니어링 미생물을 이용한 수소 가스 연속 생산 플랜트의 모니터링과 운전 안내 장치 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101690480B1 (ko) * 2015-12-23 2016-12-28 한국지역난방공사 미세조류 배양 및 회수용 다기능 포트
KR101880129B1 (ko) 2017-07-03 2018-07-19 세미플론 주식회사 교체 용이한 단독 자립형 스파저 노즐이 설치된 화학약품 반응탱크
KR101989348B1 (ko) * 2018-03-02 2019-06-20 한국에너지기술연구원 생물반응기 내부의 폼을 제거하는 트랩 및 이를 사용하여 미생물 배양시 발생하는 폼을 제거하는 방법
KR101927809B1 (ko) 2018-07-06 2018-12-11 한국수력원자력 주식회사 거품 제거 장치
KR102050061B1 (ko) * 2019-05-28 2019-11-28 (주)경동엔지니어링 미생물을 이용한 수소 가스 연속 생산 플랜트의 모니터링과 운전 안내 장치 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023044093A1 (en) * 2021-09-20 2023-03-23 Mott Corporation Polymer coating for medical devices and method of manufacture
US11918701B2 (en) 2021-09-20 2024-03-05 Mott Corporation Polymer coating for medical devices and method of manufacture thereof
WO2023215589A1 (en) * 2022-05-06 2023-11-09 Lanzatech, Inc. Integration of renewable chemical production into oil, gas, petroleum, and chemical processing and infrastructure

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