earticle

영어

An extractive fermentation process using pervaporation was studied in a 7 liter fermentor. Pervaporation was performed using a silicone membrane module, and a low-acid-producing strain, Clostridium acetobutylicum B18, was used to produce butanol. In batch culture without pervaporation, pH 5.5 and initial glucose concentration of 60 g/L resulted in the highest butanol productivity (0.216 g/L․h) with butanol yield of 0.261. Butanol flux through the membrane was
best at 2.0 L/min-tubing of air flow rate. In batch and fed-batch fermentation glucose consumption rate increased by 1.3 times with pervaporation.

한국어

본 연구는 에탄올보다 물리적, 화학적 특성이 뛰어난 부탄올을 투과증발을 이용한 추출 발효를 이용해 효율적으로 생산하기 위한 조건을 찾아내었다. Clostridium acetobutylicum B18 균주를 이용한 부탄올 회분식 발효 결과 최적 포도당 농도는 60 g/L이며 배양 시작 30시간 후에 탄소원 이외의 영양소를 추가로 주입했을 때 부탄올 생산성이 0.112 g/L․h으로 가장 높았다. 그리고 pH가 조절된 실험에서는 pH가 5.5에서 부탄올 생산성이 0.216 g/L․h 로 가장 높았다. 투과증발시스템을 적용하기 위한 공기흐름속도는 2.0 L/min-tubing일 때가 가장 부탄올 투과 효율이 높았다. 투과증발시스템을 이용한 회분식 및 유가식발효에서 포도당 소모 속도가 1.3배 증가하였다. 유가식 배양에서는 영양분의 공급으로 장시간 배양이 가능하였고, 결과적으로 포도당소모를 촉진시킬 수 있었다. 생성되는 부탄올은 투과증발시스템에 의해 제거해줌으로써 균주의 활성을 장시간 유지하여 연속적인 부탄올 생산 가능성을 확인 할 수 있었다.