The Growth Characteristics of Spirulina platensis in Cylindrical Photobioreactor

The study of growth characteristics for Spirulina platensis were carried out in 400 mL cylindrical photobioreactor and the effects of carbon dioxide concentration and flow rate during the growth of Spirulina platensis were investigated. The results showed that relatively low carbon dioxide concentration and high flow rate forced the growth of Spirulina platensis in experiment conditions. The pH analysis showed that different carbon dioxide concentration might form particular aqueous carbonate system in culture medium and affect the growth of Spirulina platensis. In addition, the possibility of limiting light radiation by cell density was investigated by the analysis of specific growth rate. The result intimated that the cause of decrease of specific growth rate at exponential phase was due to the limitation of light radiation by Spirulina platensis cell density in cylindrical photobioreactor.

관형 광생물 반응기에서의 Spirulina platensis 성장 특성 연구

관형 광생물 반응기를 이용하여 반응기내로 들어가는 $CO_2$ 혼합기체의 농도와 유속에 따른 S. platenis 성장 특성을 분석하였다. S. platensis 성장 곡선을 분석한 결과 3% $CO_2$ 혼합기체를 150 ml/min의 유속으로 흘려 줄 때 가장 빠른 성장 특성을 보여 주었다. 반면 6% $CO_2$ 혼합기체 50 ml/min 경우는 본 실험 조건 중 S. platenis 성장에 유리하지 않음을 알 수 있었다. 시간에 따른 접종 배지의 pH 변화를 분석한 결과 관형 광생물 반응기내로 흘려주는 유속에 상관없이 $CO_2$ 혼합기체 농도에 따라 일정한 pH를 형성함을 알 수 있었다. 이는 접종 배지내에 일정하게 흘려주는 $CO_2$ 기체로 인해 배지내에 탄산염 시스템이 형성됨을 예측할 수 있었다. 또한 시간에 따른 비성장 속도를 분석한 결과 모든 실험 조건에서 지수성장기 동안 비성장 속도가 감소하는 경향을 보였으며 이는 광합성 미세조류인 S. platenis의 농도 증가가 오히려 관형 광생물 반응기로 복사되는 빛 에너지의 투과도를 약화시켜 S. platenis의 성장을 저해 한다고 볼 수 있다.