KR20130006174A

KR20130006174A - 발효 장치 및 이를 이용한 발효 방법

Info

Publication number: KR20130006174A
Application number: KR1020110068060A
Authority: KR
Inventors: 송광호; 엄기원; 서태영; 김승욱; 한성옥
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2013-01-16

Abstract

본 발명은 미생물을 고정하고 발효반응시 발생하는 가스의 배출을 용이하게 하여 산물의 수율을 높일 수 있는 발효 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 미생물고정 발효 장치를 통해 연속적인 발효공정 중 발생하는 과량의 기체, 특히 이산화탄소를 발효가 일어나는 채널로부터 신속하게 제거할 수 있어 발효 공정에서 보다 높은 효율을 가질 수 있게 되고, 또한 채널 내부에서 불필요한 부반응이 저감되어 얻고자 하는 산물의 순도를 높일 수 있다.

Description

발효 장치 및 이를 이용한 발효 방법{Fermenting Apparatus and Method for using the same}

본 발명은 발효시 발생하는 가스의 배출을 용이하게 하여 수율을 높일 수 있는 발효 장치 및 이를 이용한 발효방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 발효산물의 생산에 있어서 미생물을 고정시키고, 발효시 발생하는 기체가 원활하게 배출되도록 함으로써, 발효산물의 수율을 높일 수 있는 발효 장치 및 이를 이용한 발효 방법에 관한 것이다.

일반적으로 미생물의 대사, 특히 발효를 이용하여 발효산물을 생산하는 기술에 있어서, 미생물 내 대사작용의 결과로 생성되는 이산화탄소와 같은 가스는 반응기 내부의 산소분압을 저감시키고, 미생물에 대한 스트레스를 증가시켜 수율을 감소시키는 요인으로 지적되어 왔다.

대한민국 공개특허 제2003-0065136호에는 통기와 기계적 동력을 사용하여 미생물 또는 생물막이 고정된 담체를 유동하도록 하는 폐수처리 과정을 통하여 폐수중 유기물의 균일하고 신속한 소화를 달성하고 생물막의 적정한 탈리를 유도하여 담체의 막힘 현상을 방지할 수 있도록 함과 동시에 호기적 발효 상태의 적정화 및 생물상의 균형을 이루어 악취 발생의 감소, 처리 시간의 단축, 관리의 용이성, 운전효율을 증대하는 폐수 처리 장치가 공개되어 있다.

또한, 대한민국 특허 제1984-0000126호에는 황산화 다당류 겔에 부동화시킨 에탄올 제조 미생물을 100mg/ml이하의 발효성 당을 함유하는 영양배양즙과 접촉시키며, 이때 에탄올 제조 미생물을 사카로 미세스 및 지이모모나스 속으로 구성되는 군으로부터 선정하며, 또 이 미생물을 겔 표면 부위에 밀집층의 황산화 다당류 겔로 부동화시키고 ; 배양액내의 당농도가 초기 당농도의 20%이하로 떨어질때까지 미생물을 사용해서 당을 에탄올로 전환시키며 ; 이 단계에서의 배양액과 부동화 미생물을 배양액내의 에탄올 농도가 75mg/ml이상으로 될 때까지 100mg/ml 이상의 당을 함유하는 새로운 부가배양액과 접촉시키고 ; 또 이어, 제조된 에탄올 함유 배양액을 분리시키는 단계로 구성되는 발효성 당의 에탄올 전환반응에 따라 에탄올을 제조하는 방법이 공개되어 있다.

이러한 선행기술에 있어서, 미생물의 발효를 통해 과량으로 생성되는 기체는 피드의 유동을 촉진시키거나 미생물이 피드와 접촉할 수 있는 유효 표면적을 줄임으로써 최종산물의 생산량을 감소시키는 결과를 초래하는 문제점을 안고 있다.

이러한 기술적 배경 하에서 본 발명자들은 예의 노력한 결과, 발효 공정 중에 발생하는 기체가 신속하게 제거될 수 있는 발효 장치 및 이를 이용한 발효 방법을 개발하기에 이르렀다.

결국, 본 발명의 목적은 공정 중에 발생하는 기체를 신속하게 제거할 수 있는 고효율의 발효 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공정 중에 발생하는 기체를 신속하게 제거할 수 있는 고효율의 바이오에탄올 생성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 발효 장치를 이용하여 발효산물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 바이오에탄올 생성 장치를 이용하여 바이오에탄올을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 표면에 제1채널이 형성되며, 상기 제1채널에 미생물이 부착되는 제1판과; 표면에 상기 제1채널에 상응하여 제2채널이 형성되며, 상기 제1채널과 상기 제2채널이 상응하여 유로가 형성되도록 상기 제1판에 겹쳐지는 제2판으로 구성되는 발효 장치가 제공될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1채널의 내면은 소수성(hydrophobic) 기질이고, 제2채널의 내면은 친수성(hydrophilic) 기질일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1판은 소수성 기질이고, 제2판은 친수성 기질일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 소수성 기질은 폴리프로필렌(polypropylene) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate)일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 친수성 기질은 유리, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(Acrylonitrile butadiene styrene, ABS), 폴리 카보네이트(Poly carbonate, PC) 및 폴리아미드(Poly amide)로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 미생물은 알콜 발효능을 갖는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 미생물은 생체적합성 물질로 부착될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 생체적합성 물질은 폴리에틸렌이민, 폴리리신, 폴리오르니틴, 카라기난, 소듐 알지네이트 비드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1판이 위로, 제2판이 아래로 가도록 밀착될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 발효 장치에 미생물을 고정화하고 원료 수성기질을 통과시켜 에탄올을 수득하는 것일 수 있다.

본 발명에 따르면, 연속적인 발효공정 중 발생하는 과량의 기체, 특히 이산화탄소 등이 발효가 일어나는 채널로부터 신속하게 제거될 수 있어 발효 공정이 보다 높은 효율을 가질 수 있게 되고, 또한 채널 내부에서 불필요한 부반응이 저감되어 얻고자 하는 산물의 순도를 높일 수 있다. 또한, 에탄올과 같은 발효산물의 생산 시간이 단축되며, 최초 투입된 고농도 기질의 전량 소모가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물고정 바이오에탄올 생성 장치의 채널 및 각각의 판구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물고정 바이오에탄올 생성 장치의 유로를 나타내는 단면이다.
도 3은 도 2의 유로에 미생물을 고정시킨 모습을 확대하여 모식도로 나타낸 그림이다.
도 4는 유리기판 표면에 고정된 미생물의 이미지이다.
(a) PEI를 처리한 광학현미경 사진; (b) PEI가 코팅된 효모의 SEM 사진.
도 5는 에탄올의 생성율 및 글루코스의 소진 시간에 관한 그래프이다.
도 6은 에탄올 수율을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 표면에 제1채널이 형성되며, 상기 제1채널에 미생물이 부착되는 제1판과; 표면에 상기 제1채널에 상응하여 제2채널이 형성되며, 상기 제1채널과 상기 제2채널이 상응하여 유로가 형성되도록 상기 제1판에 겹쳐지는 제2판으로 구성되는 반응기를 제공할 수 있다.

도 1에는 상기 반응기를 구성하는 각각의 채널과 제1판, 제2판의 모식도가 나타나 있다. 도 1을 참조하면, 제1판(11)에는 제1채널(12)이 형성되며, 제1채널은 주입구(15)를 가질 수 있다. 또한 제2판(13)에는 제2채널(14)이 형성되며, 제2채널은 배출구(16)를 가질 수 있다.

이 때, 상기 채널은 도 1의 12 또는 14와 같이 판형 구조의 일면에 새겨진 음각의 패턴을 의미한다. 도 1은 이러한 채널의 모식도를 나타내기 위해 단선의 패턴으로 표현되어 간단하게 표현되어 있으나, 코일형, 지그재그형, 파동형 등 투입되는 매질과 채널과의 접촉 표면적을 증가시킬 수 있는 구조이면 어떤 형태이든 가능하다. 단, 제1채널과 제2채널은 서로 연해있는 공간을 공유하도록 서로 상응하는 패턴이며, 제1판과 제2판을 겹치는 경우 유로가 생성되도록 하는 것이 중요하다.

이 때, 상기 유로는 기체 또는 액체의 매질이 이동할 수 있는 통로를 의미한다.

보다 구체적으로는, 상기 제1채널을 포함하는 기질 전체가 소수성일 수도 있으며, 적어도 제1채널을 이루는 음각의 표면(즉, 내면)은 소수성기질이다.

마찬가지로, 상기 제2채널을 포함하는 기질 전체가 친수성일 수도 있으며, 적어도 제2채널을 이루는 음각의 표면(즉, 내면)은 소수성기질이다.

이 때, 친수성은 물과 친화성이 있는 성질을 의미한다. 통상적으로 친수성 표면을 갖는 고형의 기질에는 물이 유인되는 경향이 있다. 또한, 소수성은 물을 배척하는 성질을 의미한다. 상기 친수성 매질과 소수성 매질이 연접하여 있는 경우에는 물은 소수성 매질로부터 배척당하여 친수성 매질로 유인될 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 제1판의 채널1과 제2판의 채널2가 서로 상응하여 겹쳤을 경우의 단면을 통해 나타나는 유로의 형상을 알 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1판은 소수성 기질이고, 제2판은 친수성 기질일 수 있다. 상기 채널 내부의 표면이 친수성 또는 소수성인 경우를 포함하여, 본 발명에 사용되는 제1판 전체가 소수성이고, 제2판 전체가 친수성일 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 제1판이 소수성이고, 제2판이 친수성이므로, 수성 기질이 채널2로만 흐르는 모습을 볼 수 있다. 여기서, 31은 수성 기질이고, 32는 알콜발효시 생성되는 이산화탄소를 나타낸다.

미생물고정 바이오에탄올 생성 장치를 통한 연속적인 에탄올 생산을 위해서 발효 도중 발생하는 과량의 이산화탄소는 제거되어야 한다. 미생물 내 대사작용으로 채널 내부에 발생한 이산화탄소 가스는 효모와 글루코스 간의 접촉 면적을 줄여 결과적으로 에탄올 생산량을 감소시킨다. 이에 미생물고정 바이오에탄올 생성 장치 채널 내부에 발생하는 이산화탄소 가스를 제거하기 위해 소수성 기질로 제작된 미생물고정 바이오에탄올 생성 장치의 제1채널은 두 가지 역할을 동시해 행하게 되는데 친수성인 수성 기질이 채널 내부로 유입되는 것을 저해하며, 이산화탄소가 이 빈 공간을 통해 배출될 수 있는 통로로서의 역할을 한다. 이산화탄소 가스는 상부 채널을 통해 출구 쪽으로 이동하며 제1판에 제작된 출구를 통해 배출된다. 연속적으로 배출되는 이산화탄소는 외부로부터 산소 유입을 저해하여 채널 내부를 혐기성 조건(anaerobic condition)으로 유지시켜 준다. 미생물고정 바이오에탄올 생성 장치의 하부 채널은 미생물을 부착하여 에탄올 생산의 역할을 수행한다. 생산된 에탄올은 제2판에 제작된 배출구(16)를 통해 수집된다.

일 실시예에 따르면, 상기 미생물은 사카로미세스 세리비시에(Saccharomyces cerevisiae), 스키조사카로미세스 폼비(Schizosaccharomyces pombe ), 자이모모나스 모빌리스(Zymomonas mobilis), 류코노톡스 오에노스( Leuconostoc oenos)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 미생물은 사카로미세스 세리비시에(Saccharomyces cerevisiae ), 자이모모나스 모빌리스(Zymomonas mobilis ) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 이 때, 본 발명에서는 에탄올 발효능을 갖는 미생물들을 예시하고 있으나, 원하는 산물을 얻기 위해서 상기 반응기에 적용될 수 있는 것이라면 어떤 종류이든 가능하다.

일 실시예에 따르면, 상기 생체적합성 물질은 폴리에틸렌이민, 폴리리신, 폴리오르니틴, 카라기난, 소듐 알지네이트 비드로 부착될 수 있다. 이때, 폴리에틸렌이민은 안정한 배양접시에 피막형성이 가능하기 때문에 사용될 수 있는 것이며, 이와 유사한 성질의 물질이라면 어느 것이든 가능하다. 보다 바람직하게는, 상기 생체적합성 물질은 폴리에틸렌이민일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 폴리에틸렌이민은 0.01~30wt% 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.2~10wt%일 수 있다. 이 때, 상기 폴리에틸렌이민이 0.2wt% 미만인 경우에는 미생물의 부착이 잘 일어나지 않아 에탄올의 생성이 저조하고, 10wt%이상인 경우에는 독성이 증가하여 부착된 미생물의 활성에 좋지 않아 역시 에탄올의 수율이 낮아지므로 바람직하지 않다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1판이 위로, 제2판이 아래로 가도록 접착할 수 있다. 이때, 제1판, 제2판이라는 명칭대신, 위쪽에 위치한 판을 상판(Top plate), 윗판, 윗쪽의 판으로 지칭할 수 있으며, 아랫쪽에 위치한 판을 하판(bottom plate), 아랫쪽의 판 등으로 지칭할 수 있다.

상기 제2판이 아래로 가는 경우에는 주입된 수성 기질이 하부로 위치하고, 발효과정에서 생성된 이산화탄소가 위쪽으로 배출되게 되므로, 보다 신선한 배지가 미생물에 공급될 수 있다. 이를 통해 원하지 않는 부산물의 생산없이 보다 순도높은 알코올을 제조할 수 있다.

이 때, 일 실시예에 따르면, 수성기질을 상기 반응기에 통과시켜 에탄올을 수득할 수 있으며, 상기 수성기질은 YPD일 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니며, 원하는 산물 및 반응기에 적용시킬 미생물의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 5탄당과 6탄당을 포함하는 당류, 보다 상세하게는 글루코스를 더 포함할 수 있다.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.

실시예 1. 발효 장치의 제조

도 1의 모식도에 나타난 바와 같이, 밀링 장비(CAT3D-M6, Datron GmbH, Germany)를 이용하여 폴리프로필렌 및 유리 기질 상에 채널을 제조하였다. 폴리프로필렌으로 제조된 상판에 제조된 채널은 소수성이며, 아랫쪽의 유리 판에 제조된 채널은 친수성이므로 발효반응 중에 생성되는 이산화탄소는 소수성의 상판을 따라 흘러나갈 수 있으며, 액상의 매질은 아래쪽 유리 판 상의 채널을 통해 흘러나갈 수 있도록 하였다.

실시예 2. 미생물의 고정

미생물은 자이모모나스(Zymomonas mobilis)를 이용하였다. 우선 폴리에틸렌이민(PEI)에 침지하여 코팅한 다음, 샐린(Saline)으로 세척하고, 다시 멸균된 9wt% PEI 용액 10ml에 침지하였다. 상기 혼합물은 상온에서 2시간 동안 부드럽게 혼합하였다. 상기 PEI로 코팅된 미생물는 이후 원심분리하고 물로 수회 세척한 후 다시 2ml의 물에 현탁하였다.

또한, 하기와 같은 방법으로 PEI가 코팅된 유리 채널을 준비하였다.

상기의 유리 채널 판을 크로뮴산에 침지하고 건조시켰다. PEI 용액을 상기 채널에 시린지 펌프(syringe pump)로 주입하여 PEI로 코팅시킨 후 30에서 4시간 동안 공기 중에서 건조시켰다. 상기 증류수 2ml에 현탁된 PEI가 처리된 미생물을 상기 PEI가 코팅된 유리 채널에 시린지 펌프로 주입하고 1시간 동안 30에서 배양한 다음 공기 중에서 2시간 동안 건조시켰다. 그런 다음 흐르는 물로 강하게 세척하여 미생물의 부착 정도를 광학현미경으로 관찰하였으며, 그 결과는 도 4에 나타나 있다.

실시예 3. 발효 장치 내부에서의 가스 제거 효과 확인

실시예 1에 따라 제조된 발효 장치에 피드를 주입한 뒤 유체의 이동 양상을 관찰한 결과를 관찰하였다. 특히, 제1판과 제2판 모두가 유리인 경우, 및 소수성의 폴리카보네이트 제1판 및 친수성의 유리 제2판으로 제조된 경우를 관찰하였다. 상기 제1판과 제2판 모두가 유리인 경우에서는 피드의 흐름이 가스의 기포로 인해 유로의 중간에서 불연속적으로 끊어지는 현상을 볼 수 있었으나, 소수성의 폴리카보네이트 제1판 및 친수성의 유리 제2판으로 제조된 경우에서는 이러한 장애가 없이 투입된 피드가 연속적으로 잘 흐르는 것으로 관찰되었다. 이때, 피드(feed)가 미생물이 고정되어있는 아래쪽 유리 채널로 이동하고, 이산화탄소 기체는 윗쪽 폴리프로필렌 채널로 흐르게 되므로, 이산화탄소는 지속적으로 배출구를 통해 피드의 흐름을 방해함이 없이 배출될 수 있었으며, 외부로부터 산소 유입을 차단하여 채널 내부를 혐기성 조건(anaerobic condition)으로 유지시켜 줄 수도 있는 것으로 관찰되었다.

실시예 4. 바이오에탄올 생성 효율 측정

본 발명의 발효 장치를 바이오에탄올의 제조에 적용하였다.

본 발명에 따른 발효 장치를 이용하면, 다양한 농도의 글루코스가 공급되더라도 고정된 미생물에 효율적으로 피드가 공급되어 효율적으로 발효를 일으킬 수 있어 글루코스의 농도가 빠르게 소진되는 것을 알 수 있다. 도 5를 참조하면, 150g/l의 고농도 글루코스로 공정을 개시한 경우, 글루코스는 6시간 내에 소진되었으며, 이를 통해 67.5g/l의 에탄올이 생성됨을 알 수 있으며, 이는 매우 높은 에탄올 생성 효율에 해당한다. 이어서, 도 6을 참조하면, 특정 글루코스 소비율 대비 특정 에탄올 생성율로부터 에탄올의 수율 0.48(이상적인 98% 수율에 해당)이 얻어짐을 알 수 있다.

실시예 7. 최적 pH 측정

실시예 6과 같은 방법을 통해 바이오에탄올의 생성에 있어서의 최적의 pH를 측정하였다. 기존의 배치 공정은 상대적으로 좁은 최적 pH 영역을 갖는 반면, 본 발명의 바이오에탄올 생성장치는 표 1에 나타난 바와 같이 4 내지 8의 넓은 최적 pH 영역을 나타내었다.

최초 배지의 pH	에탄올 농도(g/l)
최초 배지의 pH	사카로미세스 세레비지에 (S. cerevisiae)	자이모모나스 모빌리스 (Z. mobilis)
3.0	6.2	7.90
4.0	9.5	10.0
4.5	9.8	10.3
5.0	9.6	10.5
6.0	9.5	10.0
7.0	9.2	9.7
8.0	8.0	8.8
9.0	5.2	6.6

실시예 7. 장기간의 연속발효공정에 따른 미생물의 활성 측정

효모가 부착된 미생물고정 바이오에탄올 생성 장치의 시간에 따른 미생물의 활성을 측정하기 위하여, 장시간 동안 연속 발효 공정을 수행하였다.

글루코스를 포함하는 YPD 배지를 체류시간 2 h가 되도록 주입하였으며 시간 경과에 따른 에탄올 생산량은 하기 표 2에 도시하였다.

시간 (day)	에탄올 생산량 (g/l)
0.17	8.53
0.33	11.66
0.50	11.25
1	11.79
2	12.06
3	11.62
4	12.00
5	11.68
6	11.95
7	11.96
8	12.37
9	12.10
10	12.06
11	12.03
12	11.95
13	11.55
14	12.22
15	11.93
16	12.51
17	11.76
18	11.65
19	11.95
20	11.72
21	11.93
22	12.27
23	11.24
24	10.25
25	8.61
26	6.81
27	5.53

발효개시 후 안정기(steady state)에 이르기까지는 약 8시간이 소요되는 것으로 나타났다. 이 기간 동안, 에탄올의 생성은 8.5g/l로 나타났으며, 안정상태에 도달한 후에는 에탄올 생성량은 평균 11.5g/l로 나타났다. 이산화탄소는 이 기간 동안 연속적으로 원활하게 제거되었으며, 상기 에탄올은 보존용기에 수집되어 정기적으로 분석되었다. 상기 반응기는 24일 동안 정상적으로 작동하였으나, 이후부터는 에탄올의 생성이 감소하여 27일 이후에는 정상치의 절반 정도의 생성을 나타내는 것으로 관찰되었으며, 이는 통상의 미생물을 이용한 바이오에탄올 생성 반응기에 비해 현저하게 장기간 동안 미생물이 활성을 유지함을 나타내는 결과이다.

결론적으로, 본 발명에 따른 발효 장치를 통해 기존 배치 공정에서는 발효시 에탄올 및 기질 저해로 인해 가능하지 않았던 기술적 측면이 가능하게 되었다. 즉, 연속적인 발효공정 중 발생하는 과량의 기체, 특히 이산화탄소 등이 발효가 일어나는 채널로부터 신속하게 제거될 수 있어 발효 공정이 보다 높은 효율을 가질 수 있게 되고, 또한 채널 내부에서 불필요한 부반응이 저감되어 얻고자 하는 산물의 순도를 높일 수 있다. 또한, 에탄올과 같은 발효산물의 생산 시간이 단축되며, 최초 투입된 고농도 기질의 전량 소모가 가능하다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항 들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

표면에 제1채널이 형성되며, 상기 제1채널에 미생물이 부착되는 제1판과;
표면에 상기 제1채널에 상응하여 제2채널이 형성되며, 상기 제1채널과 상기 제2채널이 상응하여 유로가 형성되도록 상기 제1판에 겹쳐지는 제2판으로 구성되는 발효 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1채널의 내면은 소수성(hydrophobic) 기질이고, 제2채널의 내면은 친수성(hydrophilic) 기질인 것을 특징으로 하는 발효 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1판은 소수성 기질이고, 제2판은 친수성 기질인 것을 특징으로 하는 발효 장치.
제3항에 있어서, 상기 소수성 기질은 폴리프로필렌(polypropylene) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate)인을 특징으로 하는 발효 장치.
제3항에 있어서, 상기 친수성 기질은 유리, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(Acrylonitrile butadiene styrene, ABS), 폴리 카보네이트(Poly carbonate, PC) 및 폴리아미드(Poly amide)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 발효 장치.
제1항에 있어서, 상기 미생물은 알콜 발효능을 갖는 것인 발효 장치.
제1항에 있어서, 상기 미생물은 생체적합성 물질로 부착되는 것을 특징으로 하는 발효 장치.
제1항에 있어서, 상기 생체적합성 물질은 폴리에틸렌이민, 폴리리신, 폴리오르니틴, 카라기난, 소듐 알지네이트 비드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 발효 장치.
제1항에 있어서, 제1판이 위로, 제2판이 아래로 가도록 밀착된 발효 장치.
제1항의 발효 장치에 미생물을 고정화하고 원료 수성기질을 통과시켜 에탄올을 수득하는 것을 특징으로 하는 발효 방법.