유가식 배양 설계

소개

화학공학과-생명화학공학-페니실린을 생산하기 위해 P. chrysogenum을 유가식 배양으로 설계

목차

1. 서론
2. 본론
3. 설계목표

본문내용

1. 서론
생물공학의 큰 특징 중의 하나는 생물을 직접 이용하는데 있다. 산업적으로는 생물 중에서도 미생물, 동물 또는 식물세포, 효소 등이 직접적인 이용 대상이 되고 있다. 대표적인 대량 생산기술에는 생물반응기를 이용하여 미생물, 동․식물세포로부터 원하는 물질을 대량생산하고, 마지막으로 생산한 물질의 분리 및 정제하는 기술이다. 우리의 이번 설계에서 관심을 가져야 하는 부분은 생물반응기를 이용해서 원하는 물질을 경제성을 고려해 대량 생산하는데 있다.

2. 본론
1) 배양 방식의 종류
미생물 배양은 배지의 형태에 따라 액체 배양과 고체 배양으로 구분되며, 또한 기질(substrate)의 공급방법에 따라 회분식 배양, 연속식 배양 및 유가식 배양으로 구분한다.

① 회분식 배양(Batch culture) : 처음 공급한 원료기질이 모두 소비될 때까지 배양을 계속하는 방법이며, 발효조 내의 기질의 농도, 대사산물의 농도, 균체의 농도 등이 배양시간에 따라 계속적으로 변화한다. 회분식 배양은 생산물 저해 현상에 따른 낮은 균체 농도 때문에 생산성이 낮게 제한 되는 단점이 있다.

②연속식 배양(Continuous culture) : 신선한 배지를 일정한 속도로 발효조에 계속적으로 공급하면서 동시에 같은 부피의 배양액을 배출시켜 발효조 내의 부피를 항상 일정하게 유지하면서 발효하는 방법이다. 연속배양에서 고려해 줘야 할 사항으로는 다음과 같다.
Chemostat방식은 배양기 안의 액량을 일정하게 유지하기 어렵다. 왜냐하면, 배양기 안에서 기포나 증발되는 양이 항상 발생하기 때문에 항상 일정한 공급속도와 유출속도만으로는 장기간 운전에서 배양액량이 감소될 수 있다.
연속배양은 장기간의 연속운전이 전제조건이므로 배양이 진행되는 동안 끊임없이 배지와 공기를 공급해 주어야 한다. 그러나 일반적으로 배지와 공기의 연속적인 공급과정이 가장 오염 가능성이 가장 높으므로 현실적으로 장기적인 무균상태(잡균의 오염이 없는 상태)를 유지하기 어렵다.
장기간의 운전에서 조성되는 새로운 환경에 새롭게 적응된 변이주가 생길 가능성이 있으며, 만약 이러한 변이주의 성장속도가 생산균주보다 크면 변이주가 배양기 안의 환경을 지배하여 원래 목적한 전환반응을 이룰 수 없다.
특히 사상균(mould, actinomycetes etc.) 배양은 유출관이 균사나 균덩어리로 막히는 경우가 있으며, 일반적인 세포도 배양기 내벽, 회전축, 측정기 표면 등에 세포가 부착되어 배양기 안의 세포농도가 불균일해지는 경우가 많아 정확한 측정이 어려운 경우가 많다.

③ 유가배양(fed-batch culture) : 반응 중 어떤 특정 제한기질(1성분 또는 2성분 이상도 좋다)을 바이오리액터에 공급하지만 배양 broth는 수확 시까지 부출하지 않는 방법이다.

참고자료

· 없음