KSBB Journal

The Korean Society for Biotechnology and Bioengineering (한국생물공학회)
권호 표지

Effect of Light on Growth of Chlorella sp. HA-1 in Large-scale Photobioreactors for Biological $CO_2$ Fixation

생물학적 $CO_2$ 고정화를 위한 스케일-업된 광생물반응기에서 Chlorella sp. HA-1의 성장에 미치는 빛의 영향

  • 이재영 (한국과학기술원 생명화학공학과 환경복원연구실) ;
  • 권태순 (한국과학기술원 생명화학공학과 환경복원연구실) ;
  • 김호정 (한국과학기술원 생명화학공학과 환경복원연구실) ;
  • 양지원 (한국과학기술원 생명화학공학과 환경복원연구실)
  • Published : 2003.08.01
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Abstract

Feasibility of large-scale photobioreactors for biological CO$_2$ fixation was investigated using Chlorella sp. HA-1. Generally, as the volume of photobioreactor increased, the CO$_2$ fixation rate decreased because of a lower illumination efficiency in large-scale than in small-scale photobioreactors. Though controlling the arrangement and the number of light source, the maximum CO$_2$ fixation rates that could be achieved were 530 and 357 gCO$_2$/㎡day for 40 L and 188 L photobioreactor, respectively, which was higher than the CO$_2$ fixation rate of lab-scale photobioreactor.

본 연구에서는 대량으로 배출되는 이산화탄소를 고정화하기 위해서 lab 규모의 3 L 광생물 반응기(1)를 bench 규모의 40 L와 pilot 규모의 188 L로 스케일-업 했을 때 이산화탄소의 고정화 특성을 살펴보았다. 균체성장속도 즉, $CO_2$ 고정화 속도는 광생물 반응기가 스케일-업 됨에 따라 감소하였으며, 단위면적당 $CO_2$ 고정화 양은 40 L 광생물 반응기에서 530 g $CO_2$/$m^2$-day으로 가장 높았다. 반면, 총 $CO_2$ 고정화양은 반응기의 용량이 커짐에 따라 증가하였으며, 188 L 광생물 반응기에서 28.05 g $CO_2$/day를 얻었다. 광생물 반응기의 운전에 있어서 $CO_2$ 고정화속도의 향상은 단위면적당 $CO_2$ 고정화 양 및 총 $CO_2$ 고정화양을 증가시킨다. $CO_2$ 고정화속도에 영향을 미치는 운전인자 중에 가장 중요한 것은 광원으로 반응기의 스케일-업시 광원의 개수 및 배열을 조절함으로써 용량이 커짐에 따라 저감되는 $CO_2$ 고정화속도를 증가시킬 수 있었다. 또한 향후 스케일-업된 광생물 반응기에서의 물질전달 현상에 관한 연구를 동반함으로써 보다 높은 $CO_2$ 고정화속도를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

Keywords

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