A Study on Continuous Alcohol Fermentation with Cell Recycle by Means of Membrane Separation

막분리를 이용한 미생물 재순환 연속 알콜발효에 관한 연구

One of the objectives of this work is to obtain information relevant to the industrial production of alcohol from sugar. The fermentation of alcohol by a strain of saccharomycess cerevisiae ATCC 24858 was studied In a continuous single-stage process with recycle of the cells via tangential flow microfiltration membranes. The experimental results reported in this study pertain to continuous cultures with total cell-recycle by varying the dilution rate (D=0.3, 0.5, and 0.7 $hr^{-1}$) and glucose concentration (50, 100, 150, and 200g/l sugar solution). Productivity using a repeated cell recycle system was found extremely high, 1.e., over 10 to 29 times higher than that of a smile batch system. When a sugar concentration of 200g/1 at dilution rate, 0.7 hr-1 was used, 83.9g/l ethanol was formed with an ethanol yield of 0.42(82% of theoretical) based on sugars utilized.

본 연구에서는 균주 S. cerevisiae ATCC 24858을 막분리를 이용한 미생물 재순환 연속에탄올 발효시스템에 적용하여 희석비 (0.3, 0.5, $0.7hr^{-1}$)와 주입기질의 당농도 (50, 100, 150, 200g/l)에 따른 균체농도 및 알콜생산성의 변화관계를 규명하여 보았다. 주입기질 당농도50g/l, 희석비$0.3hr^{-1}$ 내지 당농도200g/l, 희석비 $0.7hr^{-1}$ 사이의 실험범위에서 균체농도는 12g/l내지 107g/l 사이에, 알콜생산성은 7.0g/l 내지 55.6g/l 사이에 분포되었다. 더욱이 알콜생산성은 회분식 발효의 생산성에 비하여 최소 307배 내지 최대 29.3배 까지 증가하였다. 또한 본 연구의 실험범위에 대한 에탄올 평균수율은 0.42로써 이론수율의 82%였으며 회분식 수율보다 약간 상회하였다.