KR20140042791A - 미생물의 배양을 위한 방법 및 생물반응기 - Google Patents

미생물의 배양을 위한 방법 및 생물반응기 Download PDF

Info

Publication number
KR20140042791A
KR20140042791A KR1020137023981A KR20137023981A KR20140042791A KR 20140042791 A KR20140042791 A KR 20140042791A KR 1020137023981 A KR1020137023981 A KR 1020137023981A KR 20137023981 A KR20137023981 A KR 20137023981A KR 20140042791 A KR20140042791 A KR 20140042791A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
photobioreactor
tubular
bioreactor
culture medium
Prior art date
Application number
KR1020137023981A
Other languages
English (en)
Inventor
슈테판 쉬슬러
외헤네 제이 에이 루브룩크
산더 에이치 이 하제빈켈
오보 제이 에이치 하제빈켈
Original Assignee
르헴 비.브이.
게오르크 피셔 파이핑 시스템스 엘티디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 르헴 비.브이., 게오르크 피셔 파이핑 시스템스 엘티디 filed Critical 르헴 비.브이.
Publication of KR20140042791A publication Critical patent/KR20140042791A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02—Photobioreactors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G33/00—Cultivation of seaweed or algae
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/06—Tubular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/22—Transparent or translucent parts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/18—External loop; Means for reintroduction of fermented biomass or liquid percolate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M3/00—Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/12—Unicellular algae; Culture media therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 생물반응기 또는 광생물반응기에서 미생물, 특히 광영양 미생물의 배양 방법에 관한 것으로, 배양 배지에 바이카보네이트 이온과 카보네이트 이온 또는 양이온 과잉 농도가 첨가된다. 본 발명은 또한 이 방법이 달성될 수 있는 튜브형 생물반응기와 광생물반응기 및 본 발명에 따른 방법에서 생물반응기, 광생물반응기, 튜브 및 파이프의 용도에 관한 것이다.

Description

미생물의 배양을 위한 방법 및 생물반응기 {METHOD AND BIOREACTOR FOR THE CULTIVATION OF MICROORGANISMS}
본 발명은 생물반응기 또는 광생물반응기에서 유기체, 특히 광영양 (phototrophic) 미생물의 배양 방법에 관한 것으로, 배양 배지에 바이카보네이트 이온과 카보네이트 이온 또는 양이온 과잉 농도가 첨가된다. 본 발명은 또한 상기 방법이 달성될 수 있는 튜브형 생물반응기와 광생물반응기, 및 본 발명에 따른 방법에서 생물반응기, 광생물반응기, 튜브 및 파이프의 용도에 관한 것이다.
개방형 연못과 수로지 (raceways) 에서 조류 및 시아노박테리아와 같은 광영양 미생물의 배양은 잘 발달했지만 단지 몇 가지 종들은 전통적 개방 시스템에서 유지될 수 있다. 완전히 폐쇄된 광생물반응기 (PBR) 는, 미생물의 단일 부패성 (monoseptic) 배양을 위한 기회에 특정하게 맞추어진 배양 조건을 제공한다. 평판-PBR, 환형 PBR, 예컨대 기포탑 PBR 및 튜브형 PBR 과 같은 상이한 유형의 광생물반응기들이 있다. 이 광생물반응기들은, 튜브 또는 패널의 배향, 배양물 순환 메커니즘, 광을 제공하는데 사용되는 방법, 가스 교환 시스템의 유형, 개별 성장 유닛의 배열, 및 이용되는 구성 재료에 따라 또한 분류될 수 있다. 광생물반응기에서 미생물은 액체 배지에 현탁된다. 광생물반응기는 자연 일광 또는 인공 광원 중 어느 하나에 의해 미생물에 조사할 수 있도록 한다. 전형적 광생물반응기는, 배양 배지인 액체상, 고체상으로서의 세포 및 가스상으로서 세포로 이루어진 3 상 시스템이다. 광생물반응기의 독특한 특징인 광은 중첩된 방사선장이고, 때때로 "제 4 상" (C. Posten; Eng. Life Sci. 2009 년, 9 월, 제 3 호, 165 ~ 177 쪽) 으로 지칭된다.
폐쇄된 광생물반응기의 많은 설계 중에서, 튜브형 태양열 집열기를 구비한 장치가 가장 유망하고 가장 널리 사용되는 상업적 시스템이다 (E. Molina 외; Journal of Biotechnology 92 (2001); 113 ~ 131 쪽 및 D. Briassoulis 외: Bioresour. Technol. 101 (2010); 6768 ~ 6777 쪽).
산업상 적용을 위한 광생물반응기에서 광영양 미생물의 배양은 배양 조건 제어에 크게 의존한다. 광생물반응기의 설계는 주로 미생물을 위한 광의 양호한 이용가능성과 관련된다. 또한 pH 는 미생물군의 성능에 영향을 미치는 주요 파라미터들 중 하나이다. 미생물에 의한 CO2 의 생성 또는 소비는 배양 배지의 pH 에 큰 영향을 미친다.
조사될 때, 광합성이 광영양 미생물에서 발생하여서, CO2 및 H2O 로부터 탄수화물을 생성할 수 있도록 한다. 이렇게 형성된 탄수화물은 유기체의 성장을 가능하게 한다. 이것은 독립 영양 성장 (autotropic growth) 으로 지칭된다. 광합성 프로세스로 인해, C02 는 현탁된 미생물에 의해 소비되고, O2 가 생성된다. 광영양 미생물에 의한 액체상으로부터 CO2 의 회수 (withdrawal) 는 액체상의 pH 를 증가시키고, 산소의 생성은 액체상에서 용해된 산소의 레벨을 증가시킨다.
어두운 곳에서는 광합성이 발생하지 않을 것이다. 호흡 작용으로 인해 02 가 현탁된 미생물에 의해 소비될 것이고, CO2 가 생성된다. 미생물에 의한 액체상으로부터 O2 의 회수는 액체상에서 용해된 O2 의 레벨을 감소시킬 것이고, CO2 의 생성은 pH 를 감소시킬 것이다.
액체상의 pH 및 용해된 산소 레벨을 제어하기 위해서 액체상에서 가스상으로, 그 반대로 O2 와 C02 의 전이가 요구된다. 따라서, 광생물반응기 내 미생물 배양물에 공기가 통하게 된다. 직립 액체 컨테이너의 경우에 이것은 반응기의 바닥에서 가스를 주입함으로써 수행된다. 튜브형 광생물반응기에서, 통기 (aeration) 및 탈기 (degassing) 가 에어리프트 부분에서 이루어지거나, 경우에 따라, 액체 회로의 부분인 탱크에서, 액체 배지를 순환시키는데 펌프가 사용된다. 이 탱크는 버퍼 탱크, 수집 탱크, 순환 탱크 또는 탈기 탱크라고 한다. CO2 또는 C02 풍부 공기를 직접 반응기의 바닥에서 액체 배지로 또는 통기 가스 유동으로 살포함으로써 C02 가 직립 액체 컨테이너로 공급된다. 튜브형 반응기에서, 에어리프트 부분 바로 뒤 또는 순환 펌프 바로 앞에서, CO2 는 보통 액체 회로로 주입된다. DE 10 2005 062 726 A1 은 시스템에서 가스를 순환시키기 위한 장치를 가지는 광생물반응기를 기술한다. WO 2010/109108 A1 은 수평 튜브에서 2 상 가스/액체 유동을 촉발하는 광생물반응기를 기술한다.
배지의 주 유동 축선을 따라 가스 입구와 가스 출구 사이의 용해된 산소와 pH 의 구배 형성은 특히 튜브형 반응기에서 문제가 된다. 이 문제점은 바이오매스 농도 증가와 광 세기 증가에 따라 증가하여서, 높은 용적 생산성을 유발한다. 그러나, 하루에 리터당 형성되는 바이오매스의 그램에 관하여 높은 용적 생산성은 프로세스의 경제성을 개선하는데 요구된다.
튜브에서 축선 방향이거나 패널 반응기 또는 탑에서 상향 방향인 광생물반응기의 주 축선을 따라 질량 전이를 향상시키는 것이 동일하게 중요하다. 하지만, 버블링 또는 펌핑에 의한 기계 에너지의 입력은, 전단 응력 및 세포 손상을 회피하기 위해서 그리고 에너지 공급이 생산 비용에서 주요 쟁점이기 때문에 제한된다.
본 발명은, 종래 기술에 공지된 방법 및 광생물반응기의 단점을 회피한 방법 및 광생물반응기를 제공하는 목적에 기반을 둔다.
본 발명은, 또한, 바이오매스의 더 높은 수율 및/또는 더 낮은 비용을 유발하는 광영양 미생물을 배양하는 방법 및 광생물반응기를 제공하는 목적에 기반을 둔다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 특히 청구항에 따른 방법, 튜브형 광생물반응기 및 용도에 따라 달성된다.
본 발명에 따르면 이 목적은 특히 생물반응기에서 유기체 배양 방법에 의해 달성되는데, 이 방법은: a) 생물반응기에 유기체를 함유한 액체 배양 배지를 제공하는 단계, 및 b) 상기 생물반응기에서 상기 유기체를 배양하는 단계를 포함하고, 상기 액체 배양 배지는 적어도 2 mM, 더욱 바람직하게 2 mM 초과, 더욱더 바람직하게 적어도 3 mM 의 양 (바이카보네이트 이온과 카보네이트 이온의 총합을 말함) 으로 바이카보네이트 이온 및/또는 카보네이트 이온을 함유한 바이카보네이트 버퍼 시스템을 포함하고, 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안 상기 액체 배양 배지는 이동되고, 상기 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안, 적어도 0.2 vol% 의 CO2 를 함유한 가스상이 상기 배양 배지로 도입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 특히 생물반응기에서 유기체 배양 방법에 의해 또한 달성되는데, 이 방법은: a) 생물반응기에 유기체를 함유한 액체 배양 배지를 제공하는 단계, 및 b) 상기 생물반응기에서 상기 유기체를 배양하는 단계를 포함하고, 상기 액체 배양 배지는 바이카보네이트 버퍼 시스템을 포함하고, 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안 상기 액체 배양 배지는 이동되고, 상기 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안, 적어도 0.2 vol% 의 CO2 를 함유한 가스상이 상기 배양 배지로 도입되고, 상기 단계 b) 전 및/또는 중에 양이온이 적어도 1 mM 의 농도로 상기 액체 배양 배지에 첨가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 유기체는 미생물이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 유기체는 독립 영양 유기체이다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 유기체는 독립 영양 미생물이다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 유기체는 종속 영양 유기체이다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 유기체는 종속 영양 미생물이다.
본 발명의 대안적인 실시형태에 따르면, 유기체는 독립 영양 유기체와 종속 영양 유기체, 특히 독립 영양 미생물과 종속 영양 미생물의 혼합물이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 생물반응기는 광생물반응기이고 유기체는 광영양 유기체이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 광영양 유기체는 미생물이다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 광영양 유기체는 조류 또는 시아노박테리아, 특히 조류, 특별히 미세조류이다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 광영양 유기체는 나노클로롭시스 (Nannochloropsis) 속 (genus) 으로부터의 조류이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 광영양 유기체, 특히 조류 또는 시아노박테리아가 배양되어서 바이오매스를 생성하고, C02 를 고정하고 그리고/또는 특정 물질, 예를 들어 에이코사펜타엔산 (Eicosapentaenoic acid) 또는 도코사헥사엔산 (Docosahexaenoic acid) 을 생성한다.
본 발명에 따른 방법에 사용되는 생물반응기는 임의의 생물반응기, 예를 들어 튜브형 생물반응기일 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 사용되는 광생물반응기는 임의의 광생물반응기, 예를 들어 평판 광생물반응기, 기포탑 광생물반응기 또는 튜브형 광생물반응기일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 방법에 사용되는 광생물반응기는 튜브형 광생물반응기이다. 튜브형 광생물반응기는 임의의 기하학적 구조의 튜브를 가질 수 있다. 튜브형 광생물반응기는, 예를 들어, 수평 튜브 또는 수직 튜브 또는 이 유형의 변형체를 가질 수 있다. 튜브형 광생물반응기는 또한 헬리컬-튜브형 광생물반응기일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 방법에 사용되는 튜브형 생물반응기, 특히 광생물반응기는, 생물반응기, 특히 이하 개시되는 광생물반응기, 바람직하게 튜브형 생물반응기, 특히 본 발명에 따른 광생물반응기이다.
액체 배양 배지는, 예를 들어 스크류, 펌프 또는 에어리프트 시스템에 의해, 종래 기술에 공지된 방법에 의해 이동될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 배양 배지는 튜브형 생물반응기 또는 광생물반응기의 적어도 하나의 튜브를 통하여 펌프 또는 에어리프트 시스템에 의하여 이동된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 배양 배지는 단계 b) 내내 이동된다.
미생물, 특히 조류 또는 시아노박테리아를 배양하기 위한 임의의 적합한 액체 배양 배지가 사용될 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는 특정 미생물을 위한 배양 배지가 요구된다는 것을 알고 있다. 배양 배지는, 적어도 1 mM 양이온의 농도로 양이온을 첨가하기 전, 이미 배양될 미생물의 요구에 맞는 양으로 함유할 수 있다. 예를 들어, 염수 (saltwater) 조류를 위한 배양 배지는 담수 (freshwater) 조류를 위한 배양 배지보다 더 많은 양이온을 함유한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 배양 배지는 적어도 pH 6 ~ 최대 pH 10, 바람직하게 적어도 pH 7 ~ 최대 pH 9 의 pH 를 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 배양 배지는 대략 pH 8.4 의 pH 를 갖는다. 바람직하게, 배지는 단계 b) 동안 이런 pH 를 갖는다.
배양 배지는 종래 기술에 공지된 바이카보네이트 버퍼 시스템을 포함한다. 바이카보네이트 버퍼 시스템은 배양 배지에 존재하는 바이카보네이트와 카보네이트 및 가스상에 존재하는 C02 에 의해 조절된다.
가스상은 그것이 적어도 0.2 vol% 의 C02 를 함유하기만 하면 임의의 적합한 가스상, 예를 들어 공기일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 가스상은 적어도 0.5 vol% 의 C02 를 함유한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 가스상은 적어도 1 vol% 의 C02 를 함유한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 가스상은 적어도 0.2 vol% 의 C02 및 최대 50 vol% 의 C02, 더욱 바람직하게 적어도 0.5 vol% 의 C02 및 최대 10 vol% 의 C02 를 함유한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 가스상은 적어도 1 vol% 의 CO2 및 최대 5 vol% 의 C02 를 함유한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 가스상은 대략 2 vol% 의 C02 를 함유한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 가스상은 단계 b) 내내 배양 배지로 도입된다.
본 발명의 대안예에 따르면, 배양 배지는 적어도 3 mM 의 양으로 카보네이트 (CO3 2-) 및 바이카보네이트 (HCO3 -) 를 함유한다. 이 양은 배양 배지에 함유된 카보네이트와 바이카보네이트의 총합을 말한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 카보네이트와 바이카보네이트는 적어도 10 mM 의 농도로 액체 배양 배지에 존재한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 카보네이트와 바이카보네이트는 최대 1,000 mM 의 농도로 액체 배양 배지에 존재한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 카보네이트와 바이카보네이트는 최대 100 mM 의 농도로 액체 배양 배지에 존재한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 카보네이트와 바이카보네이트는 적어도 1 mM ~ 최대 1,000 mM, 더욱 바람직하게 적어도 10 mM ~ 최대 100 mM 의 농도로 액체 배양 배지에 존재한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 카보네이트와 바이카보네이트는 대략 40 mM 의 농도로 액체 배양 배지에 존재한다. 농도는 배양 배지에 포함된 카보네이트와 바이카보네이트의 총합을 말한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 카보네이트와 바이카보네이트는 단계 b) 전에 첨가된다. 심지어 카보네이트와 바이카보네이트는, 미생물이 배양 배지에 주입되기 (inoculated) 전, 첨가될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 카보네이트와 바이카보네이트는 단계 b) 동안 첨가된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 카보네이트와 바이카보네이트는 바이카보네이트 염 및/또는 카보네이트 염의 형태로 첨가된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 카보네이트와 바이카보네이트는 Na+, K+, Mg2 + 및/또는 Ca2 + 와 함께 첨가된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 카보네이트와 바이카보네이트는 NaOH, Na2C03 및/또는 NaHC03 의 첨가에 의해 첨가된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 양이온은 NaHC03 의 첨가에 의해 첨가된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 적어도 10 mM ~ 최대 100 mM 의 Na2C03 및/또는 NaHC03, 더욱 바람직하게 단지 NaHC03 만 카보네이트 및 바이카보네이트 과잉 농도를 갖기 위해서 첨가된다.
카보네이트 및/또는 바이카보네이트의 첨가는 양이온 과잉 농도를 유발한다.
본 발명의 대안예에 따르면, 액체 배양 배지에 양이온 과잉 농도를 가지도록 양이온이 첨가된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 양이온은 적어도 10 mM 의 농도로 액체 배양 배지에 첨가된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 양이온은 최대 1,000 mM 의 농도로 액체 배양 배지에 첨가된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면 양이온은 최대 100 mM 의 농도로 액체 배양 배지에 첨가된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 양이온은 적어도 1 mM ~ 최대 1,000 mM, 더욱 바람직하게 적어도 10 mM ~ 최대 100 mM 의 농도로 액체 배양 배지에 첨가된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 양이온은 대략 40 mM 의 농도로 액체 배양 배지에 첨가된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 양이온은 단계 b) 전에 첨가된다. 양이온은 심지어, 미생물이 배양 배지에 주입되기 전에, 첨가될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 양이온은 단계 b) 동안 첨가된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 양이온은 Na+, K+, Mg2 + 및/또는 Ca2 + 로서 첨가된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 양이온은 바이카보네이트 염 및/또는 카보네이트 염의 형태로 첨가된다. 양이온은 또한 NaOH 또는 KOH 와 같은 염기의 형태로 첨가될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 양이온은 NaOH, Na2CO3 및/또는 NaHC03 의 첨가에 의해 첨가된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 양이온은 NaHC03 의 첨가에 의해 첨가된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 적어도 10 mM ~ 최대 100 mM 의 Na2CO3 및/또는 NaHCO3, 더욱 바람직하게 단지 NaHCO3 만 양이온 과잉 농도를 갖기 위해서 첨가된다.
놀랍게도, 광생물반응기에서 광영양 미생물을 배양할 때 액체상에서 양이온 과잉 농도 또는 카보네이트와 바이카보네이트 농도 및 가스상에서 CO2 농도 양자를 증가시킴으로써 pH 및 질량 전이의 제어가 극적으로 개선될 수 있음을 발견하였다.
예를 들어, Na+ 가 선택될 때, 액체상의 양이온 과잉 농도는 배지로 NaOH, Na2CO3 또는 NaHCO3 의 첨가에 의해 증가될 수 있다. 적어도 0.2 vol% 의 설정된/선택된 CO2 농도를 갖는 가스로 통기될 때 평형 상태에서 액체 배양 배지의 pH 는 액체상에서 Na+ 농도와 가스상에서 CO2 농도에 의해 결정될 것이다. 그래서, 액체상에서 양이온 과잉 농도 및 가스상에서 C02 농도 양자를 증가시킴으로써, 선택된 pH 설정점이 유지될 수 있고, 바이카보네이트 버퍼링 시스템의 버퍼링 능력은 증가한다. 양이온 과잉 농도가 높아질수록 바이카보네이트 버퍼링 시스템의 버퍼링 능력이 높아지고, 또한 선택된 pH 레벨을 유지하는데 필요한 가스상에서 C02 농도가 더 높아진다.
배양 배지에서 양이온 과잉 농도 및 가스상에서 C02 농도 양자를 상승시킴으로써 배양 배지에서 pH 의 버퍼링은 모든 종류의 생물반응기와 광생물반응기, 예를 들어 튜브형, 평판 및 기포탑 유형의 광생물반응기에 용이하게 적용될 수 있다. 평형 상태에서 pH 는 2 개의 로터미터 (rotameters) 를 사용하여 통기 가스의 C02 농도를 설정함으로써 설정될 수 있다. 하나의 로터미터는 압축 공기의 유량을 제어할 수 있고 하나의 로터미터는 공기 유량의 임의의 퍼센트로 순수 C02 의 유량을 제어할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 방법은 튜브형 생물반응기, 특히 광생물반응기에서 사용되고 가스상은 슬러그 유동, 플러그 유동 또는 기포 유동으로서 단계 b) 동안 액체 배양 배지로 도입된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 방법은 튜브형 광생물반응기에 사용되고 가스상은 슬러그 유동으로서 단계 b) 동안 액체 배양 배지로 도입된다.
튜브형 생물반응기, 특히 광생물반응기의 적어도 하나의 튜브에서, 본 발명에 따른 가스상에서 높은 CO2 농도 및 양이온 과잉 농도와 특정한 가스-액체 유동 체계 (regime), 바람직하게 슬러그 유동, 플러그 유동 또는 기포 유동, 가장 바람직하게 슬러그 유동의 조합은 놀라운 상승작용의 장점을 유발한다:
- 액체상으로부터 가스상으로, 그 반대로 산소 (02) 및 이산화탄소 (C02) 양자의 전이가 개선되고,
- 동시에 시스템의 pH 버퍼링 능력이 개선된다.
또한 2 상 슬러그 유동으로 인해, 배양 배지의 표면 대 용적 비는 단지 유체만 함유한 튜브에 비해 증가되고 유체의 난류는 특히 액체-가스-상간에서 높아진다. 액체상의 표면 대 용적 비의 증가는 더 작은 평균 광 경로를 의미하고, 따라서 더 높은 용적 생산성을 허용한다.
이산화탄소와 산소는 광영양 유기체의 중요한 효소 리불로오스-1,5-비스포스페이트 카르복실라아제 옥시게나아제 (RuBisCO) 의 활성 자리에서 경쟁하므로, RuBisCO 에 의한 탄소 고정은 배양 배지에서 용해된 무기 탄소 종과 용해된 산소 사이의 비를 증가시킴으로써 높아질 수 있다. 따라서, 탄소 고정과 그에 따른 성장시 배지에서 용해된 산소의 높은 농도의 억제 효과에 대항한다.
이런 효과 때문에 튜브에서 이동된 배양 배지의 유체 속력은 대략 초당 0.2 ~ 0.3 미터로 제한될 수 있어서, 광생물반응기의 순환 펌프 또는 에어리프트 시스템을 위한 에너지 소비를 제한한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 이동된 배양 배지의 유체 속력은 초당 최대 0.5 미터이고, 더욱 바람직하게 초당 최대 0.3 미터이고, 또는 심지어 초당 최대 0.2 미터이다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 이동된 배양 배지의 유체 속력은 대략 초당 0.2 미터 ~ 초당 0.3 미터이다. 바람직하게, 이동된 배양 배지의 최고 유체 속력은 튜브형 광생물반응기의 튜브에서의 속력에 관련된다.
튜브에서 낮은 유체 속력을 적용할 수 있는 능력은 또한 전체 회로에 걸쳐 압력 강하의 감소를 이끈다. 순환 펌프 및 공기 펌프/송풍기의 압력측에서 튜브의 시작부에서 발생하는 시스템 내 최고 압력은 0.2 bar 미만으로 유지될 수 있다. 이것은 더 작은 벽 두께와 단순한 저압 접합 기술로 투명한 튜브를 적용할 수 있도록 하여서, 투자 비용을 감소시킨다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 단계 b) 동안 적어도 하나의 튜브에서 압력은 최대 0.5 bar 이고, 더욱 바람직하게 최대 0.3 bar, 가장 바람직하게 최대 0.2 bar 이다.
게다가, 2 상 슬러그 유동은 투명한 튜브의 내벽에서 파울링 (fouling) 을 방지한다. 그러므로, 튜브의 내벽에 부착된 미생물 세포의 생물막의 형성이 방지된다. 이러한 생물막은 입사광이 액체 배양 배지로 침투하는 것을 막아서 광영양 미생물의 성장을 억제하므로 이런 생물막의 형성은 유해하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 액체 배양 배지는 종래 기술에서 파울링을 방지하는데 사용되는 플라스틱 입자를 함유하지 않는다.
바람직한 대안적인 실시형태에서, 본 발명에 따른 방법 및 수단은 2 상 슬러그 유동을 사용하여 파울링을 방지하는데 사용된다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 방법은 그것이 광의 존재하에 미생물의 독립 영양 성장에 사용된다면 유리할 뿐만 아니라 그것이 어두운 곳에서, 예컨대 야간에, 성장하는 광영양 미생물의 종속 영양 성장 또는 그 자체가 종속 영양 성장하는 미생물에 사용된다면 유리하다는 것을 발견하였다.
어두운 곳에서, 광합성은 발생하지 않을 것이다. 호흡 작용으로 인해 02 는 미생물에 의해 소비될 것이고, C02 가 생성된다. 미생물에 의한 액체상으로부터 02 의 회수는 액체상에서 용해된 O2 의 레벨 감소를 유발할 것이고, C02 의 생성은 pH 의 감소를 유발할 것이다. 미생물의 종속 영양 성장의 경우, 탄소 공급원은 가용성 유기 분자, 예컨대 당류, 유기산, 알코올 등의 형태로 액체상에 공급된다. 또한 이 경우에 호흡 작용이 발생하고 02 는 현탁된 미생물에 의해 소비될 것이고, C02 가 생성된다.
본 발명에 따른 방법은 어두운 곳에서 성장하는 동안 그리고 종속 영양 성장하는 동안 더 양호한 C02/02 비를 유발하는 것을 발견하였다. 또한 이 경우에 액체상으로부터 가스상으로, 그리고 그 반대로 산소 (02) 및 이산화탄소 (C02) 양자의 전이가 개선되고 동시에 시스템의 pH 버퍼링 능력이 또한 개선된다. 미생물은 액체상으로부터 충분한 02 를 얻고 액체상에서 높은 C02 양에 의해 억제되지 않는다.
그러므로, 본 발명은 또한 어두운 곳에서 독립 영양 유기체 및 종속 영양 유기체에 사용되는 방법에 관한 것이다. 종속 영양 유기체가 배양된다면, 사용되는 생물반응기는 광생물반응기일 필요는 없다. 특히, 튜브형 생물반응기의 튜브는 그러면 반투명일 필요는 없다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명은 또한 어두운 곳에서 독립 영양 및 종속 영양 유기체의 배양에 사용되는 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시형태에서, 본 발명은 또한 광의 존재하에 독립 영양 및 종속 영양 유기체의 배양에 사용되는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법을 사용함으로써, 특정한 특징면에서 튜브형 생물반응기 및 특히 광생물반응기를 개선할 수 있다.
이런 효과를 고려해서, 튜브형 광생물반응기에서 적어도 하나의 튜브의 길이는, 액체상에서 용해된 산소의 축적이 억제 레벨까지, 예를 들어 25 ㎎/ℓ 초과하여 발생하지 않고 또는 pH 의 증가를 발생시키지 않으면서 10 배까지 증가될 수 있다. 전체 회로에 걸쳐 pH 구배는 지정된 pH 범위에서, 예를 들어 8.0 ~ 8.4 사이에서 유지될 수 있다. 적어도 하나의 튜브의 증가된 길이는 유체의 평균 속력을 증가시키지 않으면서 적용될 수 있다.
그러므로, 본 발명은 또한 적어도 하나의 튜브, 순환 탱크 및 가스 공급부를 포함하는 튜브형 생물반응기에 관한 것으로, 적어도 하나의 튜브는 루프로서 순환 탱크에 연결되고, 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결되고, 적어도 하나의 튜브의 루프는 적어도 100 미터의 길이를 가지는 것을 특징으로 한다.
그러므로, 본 발명은 또한 적어도 하나의 튜브, 순환 탱크 및 가스 공급부를 포함하는 튜브형 광생물반응기에 관한 것으로, 적어도 하나의 튜브는 루프로서 순환 탱크에 연결되고, 적어도 하나의 튜브의 적어도 일부는 반투명하고 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결되고, 적어도 하나의 튜브의 루프는 적어도 100 미터의 길이를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 튜브형 생물반응기 및 광생물반응기는 상대적으로 더 낮은 비용으로 더 큰 시스템의 구성을 가능하게 하여서, 시스템 용적의 ㎥ 당 그리고 필요한 지면의 ㎡ 당 더 낮은 투자 비용을 의미한다.
튜브에 낮은 유체 속력을 적용할 수 있는 능력과 튜브에서 압력을 감소시킬 수 있는 능력은 더 작은 벽 두께와 단순한 저압 접합 기술로 튜브, 바람직하게 투명한 튜브의 적용을 허용하여서, 투자 비용을 감소시킨다.
그러므로, 본 발명은 또한 적어도 하나의 튜브, 순환 탱크 및 가스 공급부를 포함하는 튜브형 생물반응기에 관한 것으로, 적어도 하나의 튜브는 루프로서 순환 탱크에 연결되고, 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결되고, 적어도 하나의 튜브는 최대 1 ㎜ 의 벽 두께를 가지는 플라스틱 튜브인 것을 특징으로 한다.
그러므로, 본 발명은 또한 적어도 하나의 튜브, 순환 탱크 및 가스 공급부를 포함하는 튜브형 광생물반응기에 관한 것으로, 적어도 하나의 튜브는 루프로서 순환 탱크에 연결되고, 적어도 하나의 튜브의 적어도 일부는 반투명하고 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결되고, 적어도 하나의 튜브는 최대 1 ㎜ 의 벽 두께를 가지는 플라스틱 튜브인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시형태는 적어도 하나의 튜브, 순환 탱크 및 가스 공급부를 포함하는 튜브형 광생물반응기에 관한 것으로, 적어도 하나의 튜브는 루프로서 순환 탱크에 연결되고, 적어도 하나의 튜브의 적어도 일부는 반투명하고 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결되고, 적어도 하나의 튜브의 루프는 적어도 100 미터의 길이를 가지고, 적어도 하나의 튜브는 최대 1 ㎜ 의 벽 두께를 가지는 플라스틱 튜브인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 튜브, 순환 탱크 및 가스 공급부를 포함하는 튜브형 생물반응기에 관한 것으로, 적어도 하나의 튜브는 루프로서 순환 탱크에 연결되고, 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결되고, 적어도 하나의 튜브는 적어도 2 개의 파이프를 포함하고, 파이프는 압입 끼워맞춤 (push-fit fitting) 에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시형태는 적어도 하나의 튜브, 순환 탱크 및 가스 공급부를 포함하는 튜브형 광생물반응기에 관한 것으로, 적어도 하나의 튜브는 루프로서 순환 탱크에 연결되고, 적어도 하나의 튜브의 적어도 일부는 반투명하고 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결되고, 적어도 하나의 튜브의 루프는 적어도 100 미터의 길이를 가지고, 적어도 하나의 튜브는 최대 1 ㎜ 의 벽 두께를 가지는 플라스틱 튜브이고 적어도 하나의 튜브는 적어도 2 개의 파이프를 포함하고, 파이프는 압입 끼워맞춤에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법을 사용함으로써, 튜브에서 압력 감소 및 더 긴 튜브의 사용을 허용한다. 놀랍게도, 이 장점은 주어진 길이의 파이프로 만들어진 튜브의 사용을 허용한다. 튜브 내 낮은 압력으로 인해 파이프는 접착제 (glue) 를 사용하지 않고 또는 메커니즘을 복잡하게 하지 않으면서 그러나 취급하기에 용이한 압입 끼워맞춤으로 함께 연결될 수 있다. 예를 들어, 압입 끼워맞춤은, 하나 위에 정확히 끼울 머플 (muffle) 또는 슬리브 및 파이프를 열성형하여 만들어질 수 있고 열성형된 머플 또는 슬리브를 가지지 않는 다른 파이프의 단부가 삽입될 수 있다. 파이프는 바람직하게 플라스틱, 예를 들어 폴리염화비닐, 특히 PVC-U 로 만들어진다. 2 개의 파이프 사이의 연결부는 2 개의 파이프 사이의 마찰력으로 인해 기밀 (airtight) 하다. 또한, 파이프 사이의 연결부는 무균 상태로 유지된다. 압입 끼워맞춤에 의해 연결되는 파이프로 만들어진 튜브의 장점은, 예를 들어, 튜브가 원하는 길이로 공구를 사용하지 않고 저렴하게 제작될 수 있고, 예컨대 튜브를 세척하기 위해서 피팅이 탈착가능하고, 피팅은 또한 반투명할 수 있고, 다른 구성요소 및/또는 재료가 연결될 수 있고, 튜브는 피팅에 의해 강화되고 파이프 내측의 간극 (clearance) 용적이 최소화된다는 것이다.
바람직하게는 접착제가 사용되지 않지만, 그러나 원한다면 접착제 또는 밀봉 질량체가 압입 끼워맞춤 이외에 사용될 수 있다.
바람직하게 생물반응기는 광생물반응기이고 적어도 하나의 튜브는 반투명하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 튜브형 생물반응기 또는 광생물반응기는 여러 개의 튜브를 가지고, 각각은 루프로서 순환 탱크에 연결된다. 그러므로, 튜브형 광생물반응기는 바람직하게 여러 개의 평행한 루프의 튜브를 갖는다.
바람직하게, 적어도 하나의 튜브의 루프는 적어도 500 미터의 길이를 가진다. 바람직하게, 적어도 하나의 튜브의 루프는 대략 1,000 미터의 길이를 갖는다. 바람직하게, 적어도 하나의 튜브의 루프는 적어도 500 미터 및 최대 5,000 미터, 더욱 바람직하게 적어도 700 미터 및 최대 2,000 미터의 길이를 갖는다.
바람직하게, 튜브형 생물반응기 또는 광생물반응기의 모든 튜브들의 루프는 적어도 100 미터, 바람직하게 적어도 500 미터, 더욱더 바람직하게 대략 1,000 미터의 길이를 갖는다. 바람직하게, 튜브형 생물반응기 또는 광생물반응기의 모든 튜브의 루프는 적어도 500 미터 및 최대 5,000 미터, 더욱 바람직하게 적어도 700 미터 및 최대 2,000 미터의 길이를 갖는다.
바람직하게, 적어도 하나의 튜브는 최대 600 ㎛, 더욱 바람직하게 최대 500 ㎛ 의 벽 두께를 가지는 플라스틱 튜브이다. 적어도 하나의 튜브는 또한 대략 150 ㎛ 의 벽 두께를 가지는 플라스틱 튜브일 수 있다. 적어도 하나의 튜브는 또한 적어도 100 ㎛, 더욱 바람직하게 적어도 125 ㎛ 및 최대 550 ㎛ 의 벽 두께를 가지는 플라스틱 튜브일 수 있다.
바람직하게, 적어도 하나의 튜브는 적어도 25 ㎜, 더욱 바람직하게 적어도 40 ㎜ 의 내경을 갖는다. 바람직하게, 적어도 하나의 튜브는 대략 6 ㎝ 의 내경을 갖는다. 바람직하게, 적어도 하나의 튜브는 최대 150 ㎜, 더욱 바람직하게 최대 100 ㎜ 의 내경을 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 튜브형 광생물반응기의 적어도 하나의 튜브, 더욱 바람직하게 모든 튜브가 반투명하다.
생물반응기가 광생물반응기로서 사용되지 않는다면, 튜브는 반투명일 필요는 없다. 이 경우에, 튜브는 예를 들어 반투명하지 않은 플라스틱 재료 또는 금속으로 만들어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 튜브형 광생물반응기의 적어도 하나의 튜브, 더욱 바람직하게 모든 튜브는 플라스틱 튜브, 예로, 예를 들어 대략 150 ㎛ 의 벽 두께를 가지는 폴리에틸렌 튜브, 예를 들어 적어도 125 ㎛ 및 최대 550 ㎛, 바람직하게 대략 500 ㎛ 의 벽 두께를 가지는 폴리염화비닐 튜브이다. 튜브에 사용되는 바람직한 폴리염화비닐은 경질 폴리염화비닐 (PVC-U) 이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 튜브형 광생물반응기의 적어도 하나의 튜브, 더욱 바람직하게 모든 튜브는 적어도 100 ㎛ ~ 최대 200 ㎛, 예를 들어 대략 150 ㎛ 의 벽 두께를 가지는 폴리에틸렌 튜브이다.
본 발명의 대안적인 실시형태에 따르면, 튜브형 광생물반응기의 적어도 하나의 튜브, 더욱 바람직하게 모든 튜브는 적어도 150 ㎛ ~ 최대 600 ㎛, 예를 들어 대략 500 ㎛ 의 벽 두께를 가지는 경질 폴리염화비닐 튜브이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 튜브형 광생물반응기의 적어도 하나의 튜브, 더욱 바람직하게 모든 튜브는 임의의 프로파일, 특히 원형, 타원형, 삼각형, 사각형 (rectangular), 예를 들어 정사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 또는 다른 대칭형 또는 비대칭형 프로파일을 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 튜브형 광생물반응기가 본 발명에 따른 방법에 사용된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 튜브형 생물반응기는 생물반응기에서 미생물의 배양을 위한 방법에 사용되고, 적어도 0.2 vol% 의 C02 를 함유한 가스상은 미생물을 함유한 액체 배양 배지로 도입되고, 가스상 및 액체 배양 배지는 생물반응기의 적어도 하나의 튜브, 바람직하게 모든 튜브에서 슬러그 유동을 형성하고, 배양 배지는 적어도 3 mM, 더욱 바람직하게 적어도 10 mM 의 양 (바이카보네이트 이온 및 카보네이트 이온의 총합이라고 함) 으로 바이카보네이트 이온 및/또는 카보네이트 이온을 함유한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 튜브형 광생물반응기는 광생물반응기에서 광영양 미생물, 바람직하게 조류 또는 시아노박테리아의 배양을 위한 방법에 사용되고, 적어도 0.2 vol% 의 C02 를 함유한 가스상이 광영양 유기체를 함유한 액체 배양 배지로 도입되고, 가스상 및 액체 배양 배지는 광생물반응기의 적어도 하나의 튜브, 바람직하게 모든 튜브에서 슬러그 유동을 형성하고, 배양 배지는 적어도 3 mM, 더욱 바람직하게 적어도 10 mM 의 양 (바이카보네이트 이온 및 카보네이트 이온의 총합이라고 함) 으로 바이카보네이트 이온 및/또는 카보네이트 이온을 함유한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 튜브형 생물반응기는 생물반응기에서 미생물의 배양을 위한 방법에 사용되고, 적어도 0.2 vol% 의 C02 를 함유한 가스상이 미생물을 함유한 액체 배양 배지로 도입되고, 가스상 및 액체 배양 배지는 생물반응기의 적어도 하나의 튜브, 바람직하게 모든 튜브에서 슬러그 유동을 형성하고, 배양 배지는 NaOH, Na2C03, NaHC03, KOH, K2C03, KHCO3 및 그것의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 mM, 더욱 바람직하게 적어도 10 mM 의 물질을 함유한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 튜브형 광생물반응기는 광생물반응기에서 광영양 미생물, 바람직하게 조류 또는 시아노박테리아의 배양을 위한 방법에 사용되고, 적어도 0.2 vol% 의 C02 를 함유한 가스상은 광영양 유기체를 함유한 액체 배양 배지로 도입되고, 가스상 및 액체 배양 배지는 광생물반응기의 적어도 하나의 튜브, 바람직하게 모든 튜브에서 슬러그 유동을 형성하고, 배양 배지는 NaOH, Na2CO3, NaHCO3, KOH, K2CO3, KHCO3 및 그것의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 mM, 더욱 바람직하게 적어도 10 mM 의 물질을 함유한다.
바람직하게, 배양 배지는 적어도 10 mM 의 NaHC03, 더욱 바람직하게 적어도 20 mM 의 NaHC03, 예를 들어 대략 40 mM 의 NaHC03 를 함유한다.
개시된 방법에 사용되는 본 발명에 따른 튜브형 광생물반응기의 장점은, 종래 기술의 광 튜브형 반응기에서 적용된 바와 같은 02 농도의 자동 측정 및 제어가 생략될 수 있다는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 튜브형 광생물반응기는 산소 농도, 특히 배양 배지에서 산소 농도에 대한 제어 요소가 없다.
본 발명은 pH 의 자동 측정 및 제어를 대체할 수 있는데, 2 개의 로터미터를 사용해 원하는 적량 (ration) 으로 가스상, 예를 들어 공기 및 순수한 C02 의 유량을 설정함으로써, 가스 공급부의 C02 레벨의 수동 설정에 의해 pH 값이 주어진 설정점을 초과해 증가할 때 추가 C02 가 가스 공급부로 주입된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 튜브형 광생물반응기는 가스상 및 가스상에 첨가되는 C02 의 유량을 설정하기 위해서 2 개의 로터미터를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 튜브형 광생물반응기는 적어도 하나의 튜브로 가스상을 도입하기 위해서 공기 펌프, 공기 송풍기 또는 팬을 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 튜브형 광생물반응기는 적어도 하나의 튜브를 통하여 액체, 특히 배양 배지를 순환시키는 장치를 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 튜브형 광생물반응기는 적어도 하나의 튜브를 통하여 액체, 특히 배양 배지를 순환시키도록 펌프 또는 에어리프트 시스템을 갖는다. 바람직하게, 튜브형 광생물반응기는 적어도 하나의 튜브를 통하여 액체를 순환시키도록 펌프를 갖는다.
분리 탱크에 종래의 가스 배출부를 사용하는 광생물반응기에서, 분리 탱크의 상단으로부터 대기로 배기되는 가스는 적용되는 C02 의 큰 손실을 이끌 것이다. 이것은 바람직하지 않고 공기 펌프에 의하여 가스상을 순환시킴으로써 방지될 수 있다. 시스템 내 탄소 레벨을 충분히 높게 유지하도록 가스가 배양 배지로 주입되는 바로 앞의 가스회로 지점에서 순환되는 통기 유동은 CO2 풍부 공기 또는 순수한 C02 를 공급받는다. 탈기는 광생물반응기의 상단에서 가스 회로 내 지점에서 안전 밸브를 통하여 일어날 수 있다. CO2 공급 유량은 순환되는 가스상의 유량보다 훨씬 적을 수 있고 전형적으로 1 ~ 5% 의 범위에 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 튜브형 광생물반응기는 폐쇄된 시스템이고, 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결될 뿐만 아니라 순환 탱크의 상단에 연결되고 C02 공급부를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 튜브형 광생물반응기는 폐쇄된 시스템이고, 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결될 뿐만 아니라 순환 탱크의 상단에 연결되고 C02 공급부를 가지고 순환 탱크는 가스 배출부를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 가스상은 적어도 하나의 튜브의 시작부에서 슬러그 유동으로서 액체 배양물에 도입되고 적어도 하나의 튜브를 통하여 순환 탱크로 재순환된다. 바람직하게, 순환 탱크에서 가스상의 일부는 가스 공급부로 도입되고, 여기에서 그것은 바람직하게 CO2 가 풍부해질 수 있고 다시 적어도 하나의 튜브의 시작부에서 슬러그 유동으로서 액체 배양물로 도입될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 가스 공급부는 슬러그 유동을 생성하는 적어도 하나의 튜브에서 액체상으로 가스상을 도입할 수 있도록 설계된다. 슬러그 유동의 형성은 주로 튜브의 직경과 속력 및 결과적으로 초래된 가스상과 액체상의 양에 의존한다. 본 기술분야의 당업자는, 주어진 직경에 대해 알맞은 속력을 선택함으로써 슬러그 유동을 형성하는 방법을 알고 있다. 본 기술분야의 당업자는 또한 슬러그 유동이 튜브에서 형성될 수 있도록 가스 공급부를 적어도 하나의 튜브에 맞추어 연결하는 방법을 알고 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법 또는 본원에 기술한 방법에서 광생물반응기, 바람직하게 튜브형 광생물반응기의 용도에 관련된다. 바람직하게, 튜브형 광생물반응기는 본 발명에 따른 튜브형 광생물반응기이다.
특히 액체-가스-계면에서 난류의 증가는 광 구배를 따라 광영양 미생물을 함유한 배양 배지의 철저한 혼합을 허용하여서 밝음/어두움 사이클이 초당 1 회 미만, 즉 l ㎐ 미만일 수 있다. 난류/혼합/밝음-어두움 사이클의 이 레벨은 더 낮은 유체 속력과 더 큰 내경을 갖는 튜브에서 따라서 종래의 단상 튜브형 반응기에서보다 훨씬 낮은 보조 에너지 공급으로 달성될 수 있다. 종래의 튜브형 광생물반응기는 ㎥ 배양 배지당 2,000 와트 초과의 보조 에너지 공급을 요구하고, 증가된 카보네이트 버퍼링 시스템과 조합하여 슬러그 유동의 적용은 더 긴 루프를 허용하고, 낮은 유체 속력을 유지하는 것은 ㎥ 배양 배지당 대략 200 와트로 보조 에너지 입력을 감소시킨다.
본 발명에 따른 방법에 또는 본원에 기술한 방법에 본 발명에 따른 튜브형 광생물반응기, 바람직하게 튜브형 광생물반응기의 사용이 바람직한데, 광생물반응기는 광생물반응기에서 액체 배양 배지의 용적에 관련된 최대 500 W/㎥, 더욱 바람직하게 최대 300 W/㎥ 의 보조 에너지 입력을 갖는다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 튜브형 생물반응기에서 최대 1 ㎜ 의 벽 두께를 가지는 튜브 또는 파이프의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법에서 최대 1 ㎜ 의 벽 두께를 가지는 튜브 또는 파이프의 용도에 관한 것이다. 바람직하게, 튜브 또는 파이프는 본원에 기술된 튜브 및 파이프의 바람직한 특징을 가지는 튜브 또는 파이프, 예를 들어 적어도 150 ㎛ ~ 최대 600 ㎛, 예를 들어 대략 500 ㎛ 의 벽 두께를 가지는 반투명 경질 폴리염화비닐 튜브이다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 튜브, 순환 탱크 및 가스 공급부를 포함하는 튜브형 생물반응기에 관한 것으로, 적어도 하나의 튜브는 루프로서 순환 탱크에 연결되고, 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결되고, 적어도 하나의 튜브는 최대 1 ㎜ 의 벽 두께를 가지는 플라스틱 튜브이고 적어도 하나의 튜브는 실질적으로 수평이거나 적어도 0.1 도 ~ 최대 3.0 도의 경사도를 가지는 적어도 하나의 반응 섹션을 만드는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 튜브, 순환 탱크 및 가스 공급부를 포함하는 튜브형 생물반응기에 관한 것으로, 적어도 하나의 튜브는 루프로서 순환 탱크에 연결되고, 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결되고, 적어도 하나의 튜브의 루프는 적어도 100 미터의 길이를 가지고 적어도 하나의 튜브는 실질적으로 수평이거나 적어도 0.1 도 ~ 최대 3.0 도의 경사도를 가지는 적어도 하나의 반응 섹션을 만드는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 튜브, 순환 탱크 및 가스 공급부를 포함하는 튜브형 생물반응기에 관한 것으로, 적어도 하나의 튜브는 루프로서 순환 탱크에 연결되고, 가스 공급부는 적어도 하나의 튜브에 연결되고, 적어도 하나의 튜브는 적어도 2 개의 파이프를 포함하고, 파이프는 압입 끼워맞춤에 의해 연결되고 적어도 하나의 튜브는 실질적으로 수평이거나 적어도 0.1 도 ~ 최대 3.0 도의 경사도를 가지는 적어도 하나의 반응 섹션을 만드는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 반응 섹션은 실질적으로 수평이다.
바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 반응 섹션은 작은 경사도를 갖는다. 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 반응 섹션은 적어도 0.1 도 ~ 최대 3.0 도의 경사도를 갖는다. 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 반응 섹션은 적어도 0.1 도 ~ 최대 2.5 도의 경사도를 갖는다. 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 반응 섹션은 적어도 0.1 도, 더욱 바람직하게 적어도 0.2 도, 더욱더 바람직하게 적어도 0.5 도의 경사도를 갖는다. 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 반응 섹션은 최대 3.0 도, 더욱 바람직하게 최대 2.5 도, 더욱더 바람직하게 최대 2.0 도, 더욱더 바람직하게 1.5 도의 경사도를 갖는다. 각도는 수평선에 대해 측정된 각도를 말한다.
바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 튜브의 대부분 또는 전부는 적어도 하나의 반응 섹션을 만든다.
놀랍게도, 발명자들은 반응 섹션의 작은 경사도가 더욱 규칙적인 슬러그 유동을 이끈다는 것을 발견하였다. 이것은 가스와 액체간 CO2 와 02 및 그 반대의 개선된 전이를 이끈다. 또한, CO2 와 02 의 개선된 전이로 인해, 액체를 이동시키는데 단지 가스 주입만 이용할 수 있다. 그래서, 액체 펌프가 생략될 수 있고, 이것은 부서지기 쉬운 유기체, 예컨대 부서지기 쉬운 조류의 배양을 허용할 것이다.
그러므로, 적어도 하나의 튜브를 만드는 적어도 하나의 튜브를 가지는 튜브형 광생물반응기는 적어도 0.1 도 ~ 최대 3.0 도의 경사도를 가지는 적어도 하나의 반응 섹션을 만들고, 액체를 적어도 하나의 튜브로 순환시키기 위해 펌프를 가지지 않으며 더욱 바람직하게 또한 에어리프트 시스템도 가지지 않는다.
경사도는 액체의 이동에 필요한 에너지를 증가시키므로 경사도는 너무 높아서는 안 된다.
바람직한 실시형태로서, 실질적으로 수평이거나 적어도 0.1 도 ~ 최대 2.5 도의 경사도를 가지는 적어도 하나의 반응 섹션을 만드는 적어도 하나의 튜브를 가지는 튜브형 광생물반응기는, 생물반응기 및 특히 광생물반응기에 대해 본 명세서에서 기술한 바람직한 특징들 중 일부 또는 전부를 가질 수 있다.
본 발명은 또한, 하기 단계를 포함하는, 본 명세서에서 기술한 방법에서, 바람직하게 생물반응기에서 유기체의 배양을 위한 방법에서 이 광생물반응기의 용도에 관한 것으로, 이 방법은: a) 생물반응기에 유기체를 함유한 액체 배양 배지를 제공하는 단계, 및 b) 상기 생물반응기에서 상기 유기체를 배양하는 단계를 포함하고, 상기 액체 배양 배지는 적어도 3 mM 의 양 (바이카보네이트 이온과 카보네이트 이온의 총합을 말함) 으로 바이카보네이트 이온 및/또는 카보네이트 이온을 함유한 바이카보네이트 버퍼 시스템을 포함하고, 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안 상기 액체 배양 배지는 이동되고, 상기 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안, 적어도 0.2 vol% 의 CO2 를 함유한 가스상이 상기 배양 배지로 도입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 대안적인 실시형태와 바람직한 실시형태는 다음과 같다:
1. 대안적인 실시형태: 생물반응기에서 유기체 배양 방법으로서,
a) 생물반응기에 유기체를 함유한 액체 배양 배지를 제공하는 단계, 및
b) 생물반응기에서 상기 유기체를 배양하는 단계를 포함하고,
상기 액체 배양 배지는 적어도 3 mM 의 양 (바이카보네이트 이온과 카보네이트 이온의 총합을 말함) 으로 바이카보네이트 이온 및/또는 카보네이트 이온을 함유한 바이카보네이트 버퍼 시스템을 포함하고, 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안 상기 액체 배양 배지는 이동되고, 상기 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안, 적어도 0.2 vol% 의 CO2 를 함유한 가스상이 상기 배양 배지로 도입되는 것을 특징으로 하는, 방법.
2. 바람직한 실시형태: 실시형태 1 에 있어서, 상기 생물반응기는 광생물반응기이고, 상기 유기체는 광영양 유기체, 바람직하게 조류인, 방법.
3. 바람직한 실시형태: 실시형태 1 또는 실시형태 2 에 있어서, 상기 생물반응기는 튜브형 생물반응기, 바람직하게 튜브형 광생물반응기인, 방법.
4. 바람직한 실시형태: 실시형태 3 에 있어서, 상기 가스상은 슬러그 유동으로서 단계 b) 동안 상기 액체 배양 배지로 도입되는, 방법.
5. 바람직한 실시형태: 상기 실시형태들 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기는 실시형태 6 내지 실시형태 13 에 따른 튜브형 생물반응기인, 방법.
6. 대안적인 실시형태: 튜브형 생물반응기 (1) 로서, 적어도 하나의 튜브 (2), 순환 탱크 (3) 및 가스 공급부 (5, 6) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 루프로서 상기 순환 탱크 (3) 에 연결되고, 상기 가스 공급부 (5) 는 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 에 연결되고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 최대 1 mm 의 벽 두께를 가지는 플라스틱 튜브인 것을 특징으로 하는, 튜브형 생물반응기 (1).
7. 대안적인 실시형태: 튜브형 생물반응기 (1), 바람직하게 실시형태 6 에 따른 생물반응기로서, 적어도 하나의 튜브 (2), 순환 탱크 (3) 및 가스 공급부 (5, 6) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 루프로서 상기 순환 탱크 (3) 에 연결되고, 상기 가스 공급부 (5) 는 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 에 연결되고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 의 상기 루프는 적어도 100 미터의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는, 튜브형 생물반응기 (1).
8. 대안적인 실시형태: 튜브형 생물반응기 (1), 바람직하게 실시형태 6 또는 실시형태 7 에 따른 생물반응기로서, 적어도 하나의 튜브 (2), 순환 탱크 (3) 및 가스 공급부 (5, 6) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 루프로서 상기 순환 탱크 (3) 에 연결되고, 상기 가스 공급부 (5) 는 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 에 연결되고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 적어도 2 개의 파이프들을 포함하고, 상기 파이프들은 압입 끼워맞춤에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는, 튜브형 생물반응기 (1).
9. 바람직한 실시형태: 실시형태 6 내지 실시형태 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기 (1) 는 광생물반응기이고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 반투명한, 튜브형 생물반응기.
10. 바람직한 실시형태: 실시형태 6 내지 실시형태 9 중 어느 하나에 있어서, 가스상 (10) 을 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 로 도입하는 공기 펌프 (7), 공기 송풍기 또는 팬을 가지고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 를 통하여 액체 (8) 를 순환시키는 펌프 (4) 또는 에어리프트 시스템을 가지는, 튜브형 생물반응기.
11. 바람직한 실시형태: 실시형태 6 내지 실시형태 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기 (1) 는 폐쇄된 시스템이고 상기 가스 공급부 (5) 는 상기 순환 탱크 (3) 의 상단 및 C02 공급부 (6) 에 연결되는, 튜브형 생물반응기.
12. 바람직한 실시형태: 실시형태 6 내지 실시형태 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기는 산소 농도 제어 요소를 가지지 않는, 튜브형 생물반응기.
13. 바람직한 실시형태: 실시형태 6 내지 실시형태 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 가스 공급부 (5) 는, 슬러그 유동 (9) 을 생성하는 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 에서 가스상 (10) 을 액체상 (8) 으로 도입할 수 있도록 설계되는, 튜브형 생물반응기.
14. 대안적인 실시형태: 실시형태 1 내지 실시형태 4 중 어느 하나에 따른 방법에서, 실시형태 6 내지 실시형태 13 중 어느 하나에 따른 생물반응기, 바람직하게 튜브형 생물반응기의 용도.
15. 바람직한 실시형태: 실시형태 14 에 있어서, 상기 생물반응기는 광생물반응기인, 용도.
16. 대안적인 실시형태: 실시형태 6 내지 실시형태 13 중 어느 하나에 따른 튜브형 생물반응기에서 또는 실시형태 1 내지 실시형태 5 중 어느 하나에 따른 방법에서 최대 1 ㎜ 의 벽 두께를 가지는, 튜브 또는 파이프의 용도.
본 발명은, 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서, 도면과 하기 실시예로 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 튜브형 광생물반응기를 개략적으로 도시한다.
도 2 는 비교예 3 에 사용된 종래 기술에 따른 튜브형 광생물반응기를 개략적으로 도시한다.
도 1 은 본원에 기술된 방법에서 사용되는 본 발명에 따른 튜브형 광생물반응기 (1) 를 개략적으로 도시한다. 광생물반응기 (1) 는 튜브 (2) 및 순환 탱크 (3) 를 포함한다.
튜브는 예를 들어 적어도 100 ㎛ 및 최대 600 ㎛ 의 얇은 벽 두께와 대략 6 ㎝ 의 내경을 가지는 플라스틱 재료로 만들어질 수 있다. 튜브는 공지된 광생물반응기의 튜브보다 더 길 수 있고, 예컨대 적어도 180 미터일 수 있다. 물론, 광생물반응기 (1) 는 여러 개의 튜브 (2) 를 가질 수 있다. 튜브 (2) 는 루프로서 배열되고, 액체 배양 배지 (8) 는 순환 탱크 (3) 의 바닥으로부터 튜브 (2) 를 통하여 다시 순환 탱크 (3) 로 순환할 수 있다.
수집 탱크 또는 탈기 탱크로도 알려진 순환 탱크 (3) 는 미생물 및 가스상 (10), 바람직하게 압축 대기와 배양 배지 (8) 를 포함한다. 순환 탱크 (3) 는, 주어진 가스 및 액체 유동 속도로 가스 액체 분리를 허용하기에 충분히 큰 가스 액체 면을 갖는다.
각각의 루프는 적어도 하나의 턴 (turn) 을 가질 수 있지만, 가스-액체 분리 탱크에서 튜브가 끝나기 전 사형 (serpentine) 구조체를 형성하도록 3 개, 5 개 또는 더 많은 수의 턴을 또한 가질 수 있다. 튜브는 수평으로 또는 (약간) 비스듬히 장착될 수 있다. 턴은 수평 평면 또는 틸팅된 평면에 장착될 수 있다. 턴이 틸팅된 평면에 장착될 때 턴 뒤, 또는 각각의 루프가 1 개를 초과하는 턴을 포함하는 경우에 각 턴 뒤의 튜브는, 턴 앞의 튜브가 장착되는 평면까지 상승된 평면에 장착될 수 있다.
물론, 생물반응기는 본 기술분야의 당업자에게 공지된 부가적인 특성부, 예를 들어 순환 탱크 (3) 에서 액체 배출부 및 액체 공급부를 가질 수 있다.
배양 배지는 액체 펌프 (4) 에 의하여 순환 탱크 (3) 로부터 튜브 (2) 를 통하여 순환된다.
가스상 (10) 은 가스 배출부 (11) 를 통하여 순환 탱크 (3) 에서 떠날 수 있다. 하지만, 가스상 (10) 의 적어도 일부는 공기 펌프 (7) 에 의하여 가스 공급부 (5) 를 통하여 배양 배지 (4) 로 펌핑된다. 가스상 (10) 은, 예컨대 순수한 CO2 또는 CO2 풍부 공기를 위한 공급부 (6) 를 통하여 적어도 0.2 vol% 의 CO2 농도까지 CO2 가 풍부해질 수 있다. 순환 탱크 (3) 에서 가스상 (10) 은 미생물에 의해 사용되지 않은 C02 를 이미 함유하고 순환 탱크 (3) 에서 배양 배지 (8) 로부터 증발하기 때문에, 공급부 (6) 에 의해 제공되어야 하는 CO2 양은 적어도 0.2 vol% 의 CO2 를 함유한 가스상을 얻도록 감소될 수 있다.
가스상 (10) 은, 배양 배지 (8) 및 증가된 CO2 양을 함유한 가스 기포 (9) 로 이루어진 슬러그 유동을 얻는 양과 속력으로 배양 배지 (8) 의 순환 방향을 고려해, 튜브 (2) 의 제 1 섹션으로 도입된다. 배양 배지는 예컨대 적어도 1 mM 또는 바람직하게 적어도 10 mM 의 NaHC03 를 첨가함으로써 양이온 과잉 농도를 함유한다. 이것은 가스 기포 내 CO2 농도와 함께 본원에 개시된 장점으로 슬러그 유동을 형성하는데, 이것은 종래 기술의 튜브보다 긴 튜브 (2) 및 종래 기술에 사용되는 튜브 중 하나보다 얇은 벽 두께를 가지는 튜브 (2) 의 사용을 허용한다.
가스 기포 (9) 는 튜브 (2) 의 단부에서 배양 배지 (8) 를 떠나고 순환 탱크 (3) 의 가스상 (10) 으로 확산된다.
도 2 는 비교예 3 에 사용되었는 것과 같은 종래 기술에 따른 튜브형 광생물반응기 (21) 를 개략적으로 도시한다.
광생물반응기 (21) 는 다시 튜브 (22) 및 순환 탱크 (23) 를 포함한다. 배양 배지 (28) 는 액체 펌프 (24) 에 의하여 튜브 (22) 를 통하여 순환된다.
하지만, 가스상 (30) 은 반응기의 튜브 (22) 를 통하여 순환되지 않는다. 액체상과 가스상 사이에 질량 전이를 형성하는 통기는 공급부 (26), 공기 펌프 (25) 및 기포 (33) 로서 공기를 제공하는 살포기 (27) 를 통하여 순환 탱크 (23) 에서 일어난다. 또한, 가스상 (30) 은 가스 배출부 (32) 를 통하여 순환 탱크 (23) 를 떠날 수 있다. pH 미터 (31) 에 의해 측정된 pH 가 주어진 설정점을 초과할 때 C02 는 반응기 (21) 의 튜브 (22) 의 시작부에서 공급부 (29) 를 통하여 배양 배지 (28) 에 직접 주입된다. 슬러그 유동은 형성되지 않지만 튜브 (22) 는 완전히 배양 배지 (28) 로 채워진다. 이러한 종래의 작동 모드에서 용해된 02 는 순환 탱크 (23) 의 통기에 의해 배양 배지 (28) 로부터 제거된다. 이것은, 예를 들어 50 ㎎/L 를 초과하는, 튜브 (22) 의 배양 배지 (28) 내 용해된 02 의 레벨을 유발한다. 이런 높은 레벨의 용해된 02 는 광합성 프로세스 및 따라서 광영양 유기체의 성장을 억제한다.
실시예 1 :
40 mM 의 NaHC03 가 온도 제어된 인큐베이터 (incubators) 에 수직으로 위치결정된 3 리터 기포탑의 배양 배지에 첨가되었다. 이 원통형 탑의 직경은 6 ㎝ 이고; 각 탑에서 액체 레벨의 높이는 약 0.7 m 이다. 액체의 용적은 2 리터이다. 배지는 각 탑의 바닥으로부터 2% 의 C02 풍부 공기로 통기된다. 통기율은 0.5 ℓ/min 이다. 가스상과 액체상의 평형 후 pH 8.4 가 액체상에서 달성된다. 기포탑은 미세조류 나노클로롭시스의 세포로 주입된다. 기포탑은 대략 100 umol/㎡/s 의 각 측으로부터 광 세기를 가지는 형광 튜브를 사용해 2 개의 측으로부터 연속적으로 조사된다. 약 2 주 후에 배양물은 독립 영양적으로 성장하고, 조류 바이오매스는 0.1 에서 3 g/ℓ 로 증가한다. 배양물에 조사될 때, 배양 중 pH 만 느리게 약 pH 8.6 으로 증가한다. 어두운 곳에서, pH 는 pH 8.4 미만으로 떨어지지 않는다. 따라서, 이 구성 (setup) 에서 (pH 가 주어진 설정점을 초과하여 증가할 때 프로브로 pH 를 측정하고 시스템에 C02 를 살포함으로써) 능동적으로 조정되는 pH 제어는 필요하지 않다. 이 방법은 기포탑 또는 평판 반응기의 어레이를 갖는 대형 생성 플랜트에 또한 적용될 수 있다.
실시예 2:
도 2 에 나타난 것과 같은 종래의 튜브형 PBR 은 나노클로롭시스를 배양하는데 사용되었다. 이것은 액체상에서 상승된 바이카보네이트/카보네이트 버퍼와 가스상에서 상승된 CO2 농도 및 도 1 에 나타낸 것과 같은 PBR 의 튜브형 부분에서 슬러그 유동의 적용을 사용하는 대안적인 작동 모드에서 나노클로롭시스의 배양과 비교되었다. 종래의 작동과 비교되었을 때, 바이카보네이트/카보네이트 버퍼는 액체상에서 40 mM 의 NaHC03 를 첨가함으로써 증가되었다. 종래의 작동에 적용된 가스상은 대기이었고 대안적인 모드에서는 2% C02 를 함유하였다. 종래의 작동에서는, PBR 의 튜브형 부분에서 슬러그 유동이 형성되지 않았다.
자연 일광에 의한 조도 레벨은 두 경우에 유사하였다.
종래의 작동 모드에서 용해된 02 레벨이 낮 동안 45 ㎎/L 의 최대 레벨로 증가하는 동안, 대안적인 모드가 적용되었을 때 용해된 산소 02 레벨은 22 ㎎/L 을 초과하지 않았다.
또한, 종래의 작동 모드에서, 용해된 02 를 제거하기 위해서 순환 탱크에서 액체상의 통기는 C02 의 원치 않는 제거를 수반한다. PBR 로부터 총 일간 C02 손실량은 종래의 모드로 작동하였을 때 10 ~ 30 ㎏ 이었고, 대안적인 모드로 작동했을 때 단지 1 ~ 3 ㎏ 에 불과하였다.
실시예 3:
튜브형 광생물반응기에서, 가스상이 또한 반응기의 튜브형 부분을 통하여 순환될 때 본 발명에 따른 pH 제어 방법이 적용될 수 있다. 이 실시예에 사용되는 튜브형 광생물반응기의 개략적 구성이 도 1 에 나타나 있다.
40 mM 의 NaHC03 는 600 리터 튜브형 광생물반응기의 배양 배지에 첨가되었다. 이 시스템의 튜브형 루프는 6 ㎝ 의 직경과 대략 180 m 의 길이를 가지는 하나의 튜브로 이루어진다. 그러므로, 튜브형 루프의 용적은 대략 500 리터이다. 순환 탱크의 용적은 100 리터이다. 액체상의 용적은 대략 400 리터이고 가스상의 용적은 200 리터이다.
공기 펌프의 유량은 시간당 4 ㎥ 이다. 액체 펌프의 유량은 시간당 2.5 ㎥ 이다.
가스 공급부의 C02 농도는 2 개의 로터미터에 의해 제어되고 2% 로 설정된다. 가스 공급부의 유량은 시간당 0.2 ㎥ 이다. 40 mM 의 양이온 과잉과 함께 이것은 평형 상태에서 pH 8.4 의 pH 값을 유발한다.
또한 이 구성에서, 전체 반응기를 통하여 액체 배지의 pH 는, 액체상의 양이온 과잉 농도 및 가스상에서 C02 농도를 모두 증가시켜서 바이카보네이트 시스템의 버퍼 능력을 증가시킴으로써 매우 잘 유지된다.
이 경우에 튜브형 루프에서 가스상 및 액체상의 거동은 전형적인 "슬러그 유동" 으로 설명될 수 있다. 보조 에너지 공급이 단지 배양물의 200 W/㎥ 인 동안, 이런 2 상 "슬러그 유동" 은 (튜브형 축선에 수직이고, 직각을 이루는) 광 구배를 따라 액체상의 철저한 혼합 및 그에 따라서 1 ㎐ 미만의 밝음/어두움 사이클을 가능하게 한다. 2,000 W/㎥ 초과의 종래 기술에 따른 튜브형 PBR 의 보조 에너지 공급과 비교할 때, 이것은 에너지 비용 면에서 프로세스의 경제성을 크게 개선시킨다. 슬러그 유동으로 인해, 광 경로는 평균적으로 6 ㎝ 의 튜브 직경보다 훨씬 작아서, 더 높은 용적 생산성을 허용한다.
게다가, 더 많은 "슬러그 유동" 은 또한 정상적으로 작동되는 튜브형 반응기에 존재하는 튜브 면에 가까운 라미나 층 (laminar layer) 의 부재에 의하여 튜브 내부에 파울링 및 생물막의 형성을 방지할 수 있다.
액체상의 양이온 과잉 농도 및 가스상의 C02 농도 양자를 증가시킴으로써 액체 배지의 pH 안정화는 또한 액체 배지에서 용해된 산소 농도의 안정화를 이끈다.

Claims (19)

  1. 튜브형 광생물반응기에서 유기체 배양 방법으로서,
    a. 상기 광생물반응기에 상기 유기체를 함유한 액체 배양 배지를 제공하는 단계; 및
    b. 상기 광생물반응기에서 상기 유기체를 배양하는 단계를 포함하고,
    상기 액체 배양 배지는 적어도 3 mM 의 양 (바이카보네이트 이온과 카보네이트 이온의 총합을 말함) 으로 바이카보네이트 이온 및/또는 카보네이트 이온을 함유한 바이카보네이트 버퍼 시스템을 포함하고, 상기 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안 상기 액체 배양 배지는 이동되고,
    상기 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안, 적어도 0.2 vol% 의 CO2 를 함유한 가스상이 슬러그 유동, 플러그 유동 또는 기포 유동으로서 상기 배양 배지에 도입되는 것을 특징으로 하는, 유기체 배양 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기체는 광영양 유기체, 바람직하게 조류인, 유기체 배양 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광생물반응기는 제 4 항 내지 제 9 항에 따른 튜브형 광생물반응기인, 유기체 배양 방법.
  4. 튜브형 광생물반응기 (1) 로서,
    적어도 하나의 튜브 (2), 순환 탱크 (3) 및 가스 공급부 (5, 6) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 루프로서 상기 순환 탱크 (3) 에 연결되고, 상기 가스 공급부 (5) 는 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 에 연결되고,
    상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 최대 1 mm 의 벽 두께를 가지는 플라스틱 튜브이고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 의 상기 루프는 적어도 100 미터의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는, 튜브형 광생물반응기 (1).
  5. 튜브형 광생물반응기 (1), 바람직하게 제 5 항에 따른 광생물반응기로서,
    적어도 하나의 튜브 (2), 순환 탱크 (3) 및 가스 공급부 (5, 6) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 루프로서 상기 순환 탱크 (3) 에 연결되고, 상기 가스 공급부 (5) 는 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 에 연결되고,
    상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 적어도 2 개의 파이프들을 포함하고, 상기 파이프들은 압입 끼워맞춤 (push-fit fitting) 에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는, 튜브형 광생물반응기 (1).
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    가스상 (10) 을 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 에 도입하도록 공기 펌프 (7), 공기 송풍기 또는 팬을 가지고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 를 통하여 액체 (8) 를 순환시키도록 펌프 (4) 또는 에어리프트 시스템 (air-lift system) 을 가지는, 튜브형 광생물반응기.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광생물반응기 (1) 는 폐쇄된 시스템이고 상기 가스 공급부 (5) 는 상기 순환 탱크 (3) 의 상단 및 C02 공급부 (6) 에 연결되는, 튜브형 광생물반응기.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광생물반응기는 산소 농도 제어 요소를 가지지 않는, 튜브형 광생물반응기.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급부 (5) 는, 슬러그 유동 (9) 을 생성하는 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 에서 가스상 (10) 을 액체상 (8) 으로 도입할 수 있도록 설계되는, 튜브형 광생물반응기.
  10. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 반투명한, 튜브형 광생물반응기.
  11. 생물반응기에서 유기체를 배양하는 방법에서, 광생물반응기, 바람직하게 튜브형 광생물반응기의 용도로서,
    상기 방법은,
    a. 상기 생물반응기에 상기 유기체를 함유한 액체 배양 배지를 제공하는 단계; 및
    b. 상기 생물반응기에서 상기 유기체를 배양하는 단계를 포함하고,
    상기 액체 배양 배지는 적어도 3 mM 의 양 (바이카보네이트 이온과 카보네이트 이온의 총합을 말함) 으로 바이카보네이트 이온 및/또는 카보네이트 이온을 함유한 바이카보네이트 버퍼 시스템을 포함하고, 상기 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안 상기 액체 배양 배지는 이동되고,
    상기 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안, 적어도 0.2 vol% 의 CO2 를 함유한 가스상이 상기 배양 배지에 도입되는 것을 특징으로 하는, 광생물반응기의 용도.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광생물반응기는 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 튜브형 생물반응기인, 광생물반응기의 용도.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 방법은 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 방법인, 광생물반응기의 용도.
  14. 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 튜브형 생물반응기에서 또는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 방법에서 최대 1 ㎜ 의 벽 두께를 가지는, 튜브 또는 파이프의 용도.
  15. 튜브형 생물반응기 (1) 로서,
    적어도 하나의 튜브 (2), 순환 탱크 (3) 및 가스 공급부 (5, 6) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 루프로서 상기 순환 탱크 (3) 에 연결되고, 상기 가스 공급부 (5) 는 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 에 연결되고,
    상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 최대 1 mm 의 벽 두께를 가지는 플라스틱 튜브이고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는, 실질적으로 수평이거나 최소 0.1 도 ~ 최대 3.0 도의 경사도를 가지는 적어도 하나의 반응 섹션을 만드는 것을 특징으로 하는, 튜브형 생물반응기 (1).
  16. 튜브형 생물반응기 (1), 바람직하게 제 15 항에 따른 생물반응기로서,
    적어도 하나의 튜브 (2), 순환 탱크 (3) 및 가스 공급부 (5, 6) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 루프로서 상기 순환 탱크 (3) 에 연결되고, 상기 가스 공급부 (5) 는 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 에 연결되고,
    상기 적어도 하나의 튜브 (2) 의 상기 루프는 적어도 100 미터의 길이를 가지고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는, 실질적으로 수평이거나 최소 0.1 도 ~ 최대 3.0 도의 경사도를 가지는 적어도 하나의 반응 섹션을 만드는 것을 특징으로 하는, 튜브형 생물반응기 (1).
  17. 튜브형 생물반응기 (1), 바람직하게 제 15 항 또는 제 16 항에 따른 생물반응기로서,
    적어도 하나의 튜브 (2), 순환 탱크 (3) 및 가스 공급부 (5, 6) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 루프로서 상기 순환 탱크 (3) 에 연결되고, 상기 가스 공급부 (5) 는 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 에 연결되고,
    상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는 적어도 2 개의 파이프들을 포함하고, 상기 파이프들은 압입 끼워맞춤에 의해 연결되고, 상기 적어도 하나의 튜브 (2) 는, 실질적으로 수평이거나 최소 0.1 도 ~ 최대 3.0 도의 경사도를 가지는 적어도 하나의 반응 섹션을 만드는 것을 특징으로 하는, 튜브형 생물반응기 (1).
  18. 생물반응기에서 유기체를 배양하는 방법에서, 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 광생물반응기의 용도로서,
    상기 방법은,
    a. 상기 생물반응기에 상기 유기체를 함유한 액체 배양 배지를 제공하는 단계; 및
    b. 상기 생물반응기에서 상기 유기체를 배양하는 단계를 포함하고,
    상기 액체 배양 배지는 적어도 3 mM 의 양 (바이카보네이트 이온과 카보네이트 이온의 총합을 말함) 으로 바이카보네이트 이온 및/또는 카보네이트 이온을 함유한 바이카보네이트 버퍼 시스템을 포함하고, 상기 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안 상기 액체 배양 배지는 이동되고,
    상기 단계 b) 의 적어도 시간 세그먼트 동안, 적어도 0.2 vol% 의 CO2 를 함유한 가스상이 상기 배양 배지에 도입되는 것을 특징으로 하는, 광생물반응기의 용도.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 방법은 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 방법인, 광생물반응기의 용도.
KR1020137023981A 2011-02-11 2012-02-10 미생물의 배양을 위한 방법 및 생물반응기 KR20140042791A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11001124A EP2486790A1 (en) 2011-02-11 2011-02-11 Method and bioreactor for the cultivation of microorganisms
EP11001124.4 2011-02-11
PCT/EP2012/052272 WO2012107544A1 (en) 2011-02-11 2012-02-10 Method and bioreactor for the cultivation of microorganisms

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140042791A true KR20140042791A (ko) 2014-04-07

Family

ID=45607738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137023981A KR20140042791A (ko) 2011-02-11 2012-02-10 미생물의 배양을 위한 방법 및 생물반응기

Country Status (15)

Country Link
US (1) US9382508B2 (ko)
EP (2) EP2486790A1 (ko)
JP (1) JP5992451B2 (ko)
KR (1) KR20140042791A (ko)
CN (1) CN103476245B (ko)
AU (1) AU2012215362B2 (ko)
BR (1) BR112013020217B1 (ko)
DK (1) DK2672807T3 (ko)
ES (1) ES2802003T3 (ko)
HU (1) HUE050143T2 (ko)
IL (1) IL227284A0 (ko)
MY (1) MY161151A (ko)
PL (1) PL2672807T3 (ko)
PT (1) PT2672807T (ko)
WO (1) WO2012107544A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8323958B2 (en) 2006-11-02 2012-12-04 Algenol Biofuels Switzerland GmbH Closed photobioreactor system for continued daily in situ production of ethanol from genetically enhanced photosynthetic organisms with means for separation and removal of ethanol
DE102011055448A1 (de) * 2011-11-17 2013-05-23 Humboldt-Universität Zu Berlin Verfahren, Photobioreaktor und Photosyntheseschichten zur Kultur photoautotropher Mikroorganismen
DE102013112269A1 (de) 2013-11-07 2015-05-07 Niels Holm Vorrichtung zur Gewinnung von Mikroalgen-Biomasse aus einem Abwasser
KR101574062B1 (ko) 2014-01-22 2015-12-03 한국생명공학연구원 ｐＨ 조절과 생산성 향상을 위한 에너지 절감형 이산화탄소 공급시스템을 이용한 미세조류 배양 시스템
DE102014225476B4 (de) 2014-12-10 2019-07-04 Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V. Verfahren zur Kultivierung von nicht-axenischen phototrophen Mikroorganismen in semi-geschlossenen Reaktorsystemen unter Verwendung von Kohlenstoffdioxid (CO2)-Begasung
JP2016202033A (ja) * 2015-04-17 2016-12-08 寿和 池田 藻類栽培施設及び藻類栽培方法
WO2017051334A1 (en) 2015-09-22 2017-03-30 Aljadix Ag Apparatus and process for sea surface microalgae cultivation
DE102016109483A1 (de) 2016-05-24 2017-11-30 Niels Christian Holm Vorrichtung und Verfahren zur Abwasserreinigung
US11795428B2 (en) * 2017-01-10 2023-10-24 Calysta, Inc. Gas-fed fermentation reactors, systems and processes utilizing a vertical flow zone
US11240977B2 (en) 2017-07-24 2022-02-08 Elliott A. Gruskin Compact photobioreactor with built-in lights
EP3668625A1 (en) 2017-08-14 2020-06-24 Calysta, Inc. Gas-fed fermentation reactors, systems and processes utilizing gas/liquid separation vessels
CN109486660A (zh) * 2018-11-08 2019-03-19 浙江大学 一种二氧化碳吸收塔式光生物反应器及微藻养殖方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060025545A1 (en) * 2002-09-20 2006-02-02 Patrick Brant Polymer production at supercritical conditions
DE102005062726A1 (de) 2005-12-22 2007-07-05 Mikrobiologisch-Analytisches Labor Gmbh Bioreaktor mit Gaskreislauf
WO2009051480A2 (en) * 2007-10-15 2009-04-23 Algaelink N.V. Method for the transportation of the reactor components of a photobioreactor, method for the production of tubes and reactor complonents, as well as the application of these methods for the construction of a photobioreactor, and base material and reactor components for a photobioreactor, together with a photobioreactor
ES2325758B1 (es) 2008-03-14 2010-06-24 Endesa Generacion, S.A Captacion de gases en fase liquida.
US20100076380A1 (en) * 2008-06-16 2010-03-25 Amprotein Corporation Bioreactors
US9051539B2 (en) * 2008-09-12 2015-06-09 Kenneth Matthew Snyder Algaculture system for biofuel production and methods of production thereof
US20100144023A1 (en) * 2009-02-13 2010-06-10 Harvel Plastics, Inc. Photobioreactor
FR2943685B1 (fr) 2009-03-25 2011-04-29 Microphyt Reacteur photosynthetique pour la culture de microorganiques et procede de culture de microorganismes
CN101921701B (zh) * 2009-06-12 2013-08-14 财团法人食品工业发展研究所 生产微生物纤维素体的生物反应器及方法
US20110281339A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Photon8, Inc. System And Method To Create A Traveling Wave Within A Photobiotic Reactor To Enhance Algae Growth
CN201737931U (zh) * 2010-08-04 2011-02-09 南京工业大学 一种多组鼓泡式光生物反应器

Also Published As

Publication number Publication date
US9382508B2 (en) 2016-07-05
JP5992451B2 (ja) 2016-09-14
EP2672807B1 (en) 2020-04-08
EP2486790A1 (en) 2012-08-15
WO2012107544A1 (en) 2012-08-16
ES2802003T3 (es) 2021-01-15
PL2672807T3 (pl) 2020-09-07
IL227284A0 (en) 2013-09-30
PT2672807T (pt) 2020-05-20
AU2012215362A1 (en) 2013-07-25
HUE050143T2 (hu) 2020-11-30
JP2014504884A (ja) 2014-02-27
MY161151A (en) 2017-04-14
US20140017769A1 (en) 2014-01-16
CN103476245B (zh) 2018-06-12
BR112013020217B1 (pt) 2020-04-28
EP2672807A1 (en) 2013-12-18
BR112013020217A2 (pt) 2016-08-09
CN103476245A (zh) 2013-12-25
DK2672807T3 (da) 2020-07-06
AU2012215362B2 (en) 2015-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140042791A (ko) 미생물의 배양을 위한 방법 및 생물반응기
US10041028B2 (en) Photobioreactor made of a transparent film
EP2067850A1 (en) Vertical submersible photobioreactor for obtaining biofuels
JP2014516550A (ja) Ｖ形トラフ光バイオリアクターシステムおよび使用方法
US20210079325A1 (en) Large scale mixotrophic production systems
Monkonsit et al. Comparison between airlift photobioreactor and bubble column for Skeletonema costatum cultivation
EP3190170A1 (en) Bioreactor with separate co2 supply
JP2007061086A (ja) 植物性藻類・微生物光合成反応器
KR20130123043A (ko) 밀폐형 미세조류 광생물 반응 장치
US20210002595A1 (en) Culture tank
US20160145552A1 (en) Floating photobioreactor system comprising a floating photobioreactor and an integrated paddle wheel and an airlift and methods of use
DK180369B1 (en) Column photobioreactor
CN105647826A (zh) 一种光合微生物的培养方法以及装置
BR102016013102A2 (pt) Aquatic body cultivation device for biomass production and effluent treatment
GB2542817A (en) Bioreactor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment