To achieve higher productivity in the ethanol fermentation system, a continuous ethanol fermentation has been investigated with the air-supplement in a packed-bed immobilized cell reactor system. Yeast cells were immobilized in the sodium alginate gel and the photocrosslinkable polymer gel. The immobilized cells were packed in a continuous column reactor and the feed medium was saturated by aeration. The study was focused on the effect of the aeration on the reactor productivity.
The result showed that, when the feed medium was fully saturated with oxygen through aeration into the medium reservoir, the maximum ethanol productivity in the reactor system was enhanced from 38 gEtOH/1-gel-hr to 55 g-EtOH/1-gel-hr at the residence time of 10-20 min. and the residence time for the 90% substrate conversion was decreased from 42 min. to 22 min. with sodium alginate gels. The similar results were also obtained with the photocrosslinkable resins. This behavior of air-supplied reactor system was considered due to the enhanced yeast growth and prolonged viability during the reactor operation by utilizable oxygen in the feed medium.
알코올 발효계에서 좀 더 높은 생산성을 얻고자 고정화 균체 충전탑 반응기에 산소를 연속 공급하면서 에탄올의 연속 발효를 연구하였다. sodium alginate과 photocrosslinkable polymer 에 포괄시킨 고정화 효모를 연속 반응기에 충전시키고, 배지내에 공기를 포화시켜 반응기의 생산성에 미치는 산소의 영향을 중점적으로 연구하였다.
연구 결과, 배지에 산소를 연속적으로 공급함에따라 배지에 산소를 첨가할 때, 반응기내에 생산되는 에탄올의 최대 생산성은 산소를 첨가하지 않을 때에 비해 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 즉, 10-20 분의 기질 잔류 시간에서, 38 g-EtOH/l-gel-hr 에서 55 g-EtOH/l-gel-hr 로 증가하였고, 기질이 90% 전환되는 잔류 시간도 40 분에서 20 분으로 줄어드는 것을 알았다. 또, photocrosslinkable polymer 에 포괄된 고정화 균체에 의한것도 이와 유사하였다. 이러한 산소에 의한 첨가 효과는, 배지내의 이용 가능한 산소에 의해 효모의 성장과 활성도가 향상되기 때문으로 생각되었다.
