세포재순환 에탄올 발효에서 세포농도와 희석률의 최적화

Optimization of Cell Concentration and Dilution Rate in Cell Recycled Ethanol Fermentation

효모를 이용한 에탄올 발효에서 세포 농도가 130g/L일 때 배양액은 약간의 가소성 유체의 성질을 보이며 세포 농도가 증가할수록 cell floc의 형성으로 인하여 세포 분리를 위한 막의 투과 성능은 향상되었다. 세포재순환 에탄올 발효에서 최적 세포농도를 발효액의 유변학적 성질, 막의 투과 성능, 그리고 에탄올 생산성을 고려하여 결정하였다. 또한 최적의 세포 농도에서 최대 에탄올 생산성과 최대 포도당 전환율을 위한 희석 속도를 최적화하였다. 최적의 세포 농도는 130g/L이었고 이 농도에서 최적의 희석 속도는 $1.3h^{-1}$이었다.

The rheological characteristics of the ethanol fermentation broth were pseudoplastic when the yeast concentration was above 150g/L. From the viewpoint of rheological properties, the cell concentration below 150g/L was recommended for ethanol fermentation. Since the cell floc was formed at the cell concentration of 100 g/L, yeast cells were not much plugged in the pores of the membrane. The cell concentration above 100g/L was desirable when considering the permeability of the membrane. Since ethanol productivity was the highest when the cell concentration was 130 g/L in cell recycled ethanol fermentation. The optimal dilution rate was determined at 1.3 h-1 at constant cell mass of 130g/L. At this dilution rate, the ethanol productivity and glucose conversion ratio ware 80 g/L$\cdot$h and 0.94, respectively.