[사회과학] [발효공학] 발효조의 종류와 특징

1차 대전시(1914~1981) 아세톤의 심층배양에 의한 발효 생산과 1930년대 유럽에서의 압착효모의 생산이었다. 그 외의 1940년대까지의 주된 발효산물 생산은 주로 에탄올, 글리세롤, 아세트산, 시트르산 등의 유기산과 효소류를 들 수 있다. 1940년대 이후 페니실린의 발효 생산에서 본격적인 발효조가 건설되었는데(1943년), 이때의 규모는54,000dm(12,000갤런)였고 교반방법과 통기방법에 대한 기술적인 검토가 시작되었다고 할 수 있다.
발효조 설계시 고려되어야 할 기능적 측면에서의 기본은 미생물을 증식시키기 위해 충족되어야 할 환경을 조절하는 것이다. 그리고 미생물 증식에 따른 목적산물을 효율있게 생산시키기 위해서는 다음에 열거하는 몇가지 조건을 갖추어야 한다. 즉
첫째, 발효조는 무균조작에 의해 필요한 기간 동안 가동되어야 한다.
둘째, 미생물의 증식과 대사산물의 생성을 충족시킬 수 있게 통기 및 교반을 할 수 있어야하며 이때의 동력 소비는 최소화시킬 필요가 있다.
셋째, 발효조건에 맞는 온도와 pH조절이 가능해야한다.
넷째, 발효조 설계시 잡균, 시료채취, 청소관리 및 운전을 용이하게 할 수 있도록 고려해야한다.

다섯째, 발효조의 크기를 발효 생산량, 공간 및 공정 전체와 조화되도록 설계해야 하며 경제 적인 재료를 사용해야 한다.
산업적인 발효조는 호기성 발효가 주축을 이루고 있으며 가장 많이 채택되고 있는 형태는 원통형으로서 밑바닥에 공기분산 유입구(sparger)가 장치되면서 위쪽에 교반장치가 부착된 것이다. 발효조의 크기는 1L에서 300톤 이상에 달하는 것까지 다양하다.
무균 조작이 필수적인 발효조는 증기멸균을 하기 때문에 이 조건에 충족할 수 있게 재료를 택해야 한다. 소형 발효조(1~30L 규모)의 경우 원통에는 유리나 스테인리스를 사용하면 표면처리 방부에 편리하다. pilot규모와 공장 규모의 발효조는 가압살군이나 부식, 독성성분을 고려하여 재료를 택하게 되는데 요즈음은 스테인리스를 사용하거나

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