Development and Evaluation of the Attrition Coupled Bioreactors for Enzymatic Hydrolysis of Biomass ; Tumbling-Drum Type Bioreactor for Enzymatic Hydrolysis of Cellulose

Biomass의 고효율 효소당화에 적합한 Attrition Coupled Bioreactor 개발에 관한 연구 ; Tumbling Drum Type Bioreactor를 활용한 섬유소 당화

To develop high dfficiency-low energy consumption attrition coupled bioreactor for enhanced enzymatic hyerolysis of insoluble biomass, a tumbling drum type bioreactor was installed, and its efficiency was evaluated. The effects of drum structure and poerational conditions were investigated. The optimal saccharification at 3L drum was obtained at 8 baffled drum, drum diameter to baffle height ratio of 1:0.05, 100rpm, and addition of 600g of 3mm glass bead per liter. The consumed power for rolling of drum and energy consumption for half digestion of cellulose were measured, and compared with enhanced rate and yield to predict the economic prospect of the process. The tumbling drum type bioreactor seems to have appropriated structure for industrial scale operation, and further investigation for scale-up need to be conducted.

불용성 기질인 섬유소의 고효율 효소당화에 적합한 분쇄마찰매체함유 반응장치의 개발을 목표로 섬유소-효소-분쇄마찰매체함유 반응장치의 개발을 목표로 섬유소-효소-분쇄마찰매체의 혼합액을 통자체를 회전시켜 교반마찰시키는 tumnling drum type bioreactor를 제작하여 그 효용성을 검토하였다. 반응조 내부의 구조 및 제반 운전조건하에서의 당생성 효울을 분쇄마찰매체의 교반에 소요되는 에너지와 비교분석 검토함으로써 공업적 규모의 활용을 위한 기술적, 경제적 타당성을 평가하였다. 3L규모의 장치의 경우 반응조내경과 baffle의 크기의 비가 1:0.05이고 8개의 baffle을 설치한 반응조에서 3mm glass bead를 600g/l로 첨가하여 100rpm으로 교반할 때 가장 우수한 결과를 얻었다. Tumbling drum type bioreactor는 매우 효율적인 attrition coupled된 당화장치로 판단되며, 특히 산업적 규모로 scale-up하기 용이한 구조를 갖고 있어 이에 대한 구체적 연구가 요망된다.