Microcomputer-aided Fermentation System for High Density Fed-Batch Cultivation

마이크로컴퓨터를 이용한 고농도 유가배양시스템

A microcomputer-aided fermentation system was constructed for high density fed-batch culture using dissolved oxygen(DO) as a substrate feeding indicator. DO signal was processed prior to aquisition to computer. Agitation speed and oxygen flow rate was changed stepwisely to maintain DO value at a constant level. Agitation speed was controlled by the output signal of D/A converter. Oxygen flow rate was controlled by a flow rate control valve connected to a stepping motor. Substrate was fed with a feeding pump operated by the abrupt increase of DO signal. Methylobacillus sp. SK1 was cultivated to test the system and 16.53g/l of cell density was obtained after 10 hr.

배양기와 16비트 마이크로컴퓨터를 접속하여 호기성 미생물의 고농도 유가배양시스템을 구성하였다. 기질공급을 위한 제어변수로는 용존산소(DO)를 이용하였다. 용존산소측정기의 출력신호를 컴퓨터에 입력시켜 측정한 DO값에 근거하여 교반모터의 교반속도와 산소유량을 제어함으로써 배양액의 DO를 일정하게 유지하였으며, 연동펌프의 제어에 의해 기질공급을 안정하게 수행하였다. 기질공급의 제어와 DO의 제어를 한가지의 하아드웨어 및 소프트 웨어로 수행할 수 있었다. 제어시스템을 이용하여 메탄올이용균인 Methylobacillus sp. SKI을 유가배양한 결과 배양액의 DO제어와 메탄올 공급의 제어가 무리없이 수행되었으며, 배양 10시간만에 16.53g/l의 균체농도에 도달하였다.