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질문
(전문-정재윤-10/15) 미세조류 재배

(요약/배경) 바이오매스자원으로 각광을 받고 있는 미세조류를 이용하여 계면활성제를 만들려고 한다. 이렇게 생산한 계면활성제를 친환경제품으로 판매할 예정이다. 원료인 미세조류를 대량으로 생산하기 위해서 어떤 재배방법이 필요한지 궁금한데, 대량으로 재배하는 장치가 따로 있는가?

 

 

 

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답변

(미세조류 재배장치) 미세조류의 대량 재배를 위해 일반적으로 광생물반응기(photobioreactor)를 이용한다. 광생물반응기는 ①개방형 수로형 연못(Raceway pond type), ②수직원통형 (Vertical-column type)광생물반응기, ③닫힌계의 관형(tubular type)광생물반응기 ④평판형(flat plate type)광생물반응기(photobioreactor)로 구분된다. 현재 산업화를 위한 공장형 재배에는 관형광생물반응기를 많이 이용하며, 그 길이가 10km 이상의 장대형으로 만들기도 한다.


 


반응기를 제작하는 소재는 광투과성이 보장되는 유리, 아크릴, 폴리염화비닐(PVC), 테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 골밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리아마이드(PA) 또는 이들 중 2가지 이상을 혼용한 적층구조로 사용한다.


 


(재배방법) 재배대상 미세조류로는 클로렐라, 해마토코커스, 보트리오코커스, 세네데스무스, 난노클롭시스, 난노클로리스, 스피룰리나, 클라미도모나스, 패오닥랄리엄, 두날리엘라, 키조카이트리움, 니쯔키아, 테트라셀미스, 포피리디움, 시아노박테리아 등이다.


 


재배할 미세조류를 배양기에 넣고 에너지원으로 태양광, CO2, 무기영양질인 N-화합물(NO3-,NH4+), 인산염(phosphate)을 배양액으로 공급한다. 이때 배양액이 순환되도록 하며 지속적으로 CO2를 공급해 광합성효율을 유지하도록 하는 장치가 부착된다. 태양광이 부족한 경우 보조광원으로 LED등을 사용하기도 하는 데 일반적으로 광합성에 사용되는 300 내지 700nm 사이의 과시광선 영역을 조사한다.


 


미세조류가 장시간 자외선에 노출되는 성장성이 저해된다고 알려져 있어 제작단가가 높은 고효율 재배장치에는 태양광의 광패턴을 파악해 불필요한 영역의 파장에 속하는 광을 차단하는 시스템도 운용한다. 그래서 고가의 카로테노이드 같은 물질을 생산할 때는 생산효율을 증가시킬 목적으로 인공광원을 사용해서 특정 파장영역의 광만 선택적으로 조사하는 방식을 주로 이용하기도 한다.


 


Tip


- 미세조류는 오랫동안 산업화를 위한 시도가 있었음에도 불구하고 실용화하는 데 많은 어려움이 있어 각 종 연구결과와 기존 제품에 대한 선행학습을 충분히 할 것을 권장함


- 농촌진흥청 또는 각 지역 농업기술센터를 통하면 더 많은 정보를 얻을 수 있음


 


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(전문-정재윤-09/15) 생물계폐기물의 퇴비품질 기준과 평가


https://www.creativekorea.or.kr/intellect/view/20170424000033