초록 ▼

본 연구에서는 생물학적 $CO_{2}$ 고정화 기술의 단기간내 실용화 방안으로 미셰조류를 이용하여$CO_{2}$를 고부가생물제품인 astaxanthin으로 천환하는 공정 개발을 목표로 하였다 기존 공정에 비해astaxanthin 가격 경쟁성을 갖는 것이 설용화의 천제 조건이므로 1단계에서는 astaxanthin 생산성 향상 및 양산 공정의 운천에 필요한 기반 기술 확보를 목표로 하였다. 연구 대상 요소기술로는 우수한astaxanthin 생산성을 갖는 균주 개발I 저에너지 소모형 광생물 반응기

본 연구에서는 생물학적 $CO_{2}$ 고정화 기술의 단기간내 실용화 방안으로 미셰조류를 이용하여$CO_{2}$를 고부가생물제품인 astaxanthin으로 천환하는 공정 개발을 목표로 하였다 기존 공정에 비해astaxanthin 가격 경쟁성을 갖는 것이 설용화의 천제 조건이므로 1단계에서는 astaxanthin 생산성 향상 및 양산 공정의 운천에 필요한 기반 기술 확보를 목표로 하였다. 연구 대상 요소기술로는 우수한astaxanthin 생산성을 갖는 균주 개발I 저에너지 소모형 광생물 반응기 개발과 양산 시스댐 개발을 위 한 설증 시스댐 운천 기술 둥으로 정하고 이에 대해 연구를 수행하였다 우수 균주 개발 관련 연구결파로는 해외균주은행으로부터 업수한 균주들에 대한 astaxanthin 생산성 비교를 통해 NlliS-114를도출하였고 도출된 균주에 대해 변이 연구를 통해 astaxanthin 생산성 6.25mgjl-day를 얻읍으로써 모균주에 비해 astaxanthin 생산성이 10배 I 해외 문헌에 보고된 균주에 비해 생산성을 2배 높인 것으로나타났다 또한 광 생물반응기의 최적화를 통해 (적절한 개수의 방해판 도입) 균체 생산성을0.8g/1-day를 얻음으로써 control의 O.5g/1-day에 비해 생산성을 약 60% 높였다 이러한 실험 결과의유효성 평가와 태양광을 이용한 생물학적 CO, 고정화 시스댐의 장기 안정 운전 기술개발을 위해 설증 시스템(용량: 1kL)을 구축하였으며 현재 실증 운전을 통해 실용화 공정 개발에 필요한 기본 자료틀을 확보한 바 있다.

Abstract ▼

The objective of this study is developing the core technologies which are needed to commercialize the astaxanthin production by biological $CO_{2}$ fixation. As the costcompetitiveness of astaxanthin is the most important factor for the commercialization of the process, some fundamental w

The objective of this study is developing the core technologies which are needed to commercialize the astaxanthin production by biological $CO_{2}$ fixation. As the costcompetitiveness of astaxanthin is the most important factor for the commercialization of the process, some fundamental works on the enhancement of astaxanthin productivityand the mass production technologies have been carried out. Identification of a microalgae that produces and accumulates astaxanthin, development of the photobioreactor having high performance and mass production technology have been selected as the topics to be studied. With regard to the screening of a suitable microalgae for astaxanthin production, strain NIES-144 was found to be the most desirable in terms of the productivity and content in the biomass. Through the mutation and optimization of culturing techniques, the astaxanthin productivity and the content could be reached to 6.25mg/I--day and 77.'2II1g/ g respectiviely. The values were two times higher than those reported e r in the literature. The productivity of a photobioreactor could be also increased significantly (60% higher) by introducing baffles in the reactor. To evaluate the performance of core technologies, which are developed in the laboratories, in a scale-up system, a demonstration system (capacity: lkL) has been constructed. The biological $CO_{2}$ fixation system could be successfully operated with actual flue gas using sun light. In conc1usioll, fundamental works have been done to commercialize the astaxanthin production by biological $CO_{2}$ fixation. From the work, further works to improve the strain producing astaxanthin are found to be needed.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 9
• 목차 ... 10
• 제1장 연구개발파제의 개요 ... 11
• 제1절 연구 개발의 목적 ... 11
• 제2절 연구의 필요성 ... 12
• 제3절 연구 범위 ... 13
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 15
• 제1절 서론 ... 15
• 제2절 국내 기술개발 현황 ... 16
• 제3절 국외 기술개발 현황 ... 18
• 제4절 본 연구의 국내외 기술개발 현황에서의 위치 ... 19
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결파 ... 21
• 제1절 서론 ... 21
• 제2절 Astaxanthin 생산성 향상을 위한 균주 도출 및 개량 연구 ... 22
• 제3절 고효율 광생물반응기 개발 ... 51
• 제4절 생불학적 C0₂ 고정화 실증 연구 ... 75
• 제5절 본 개발공정에 의한 Astaxanthin 생산공정 경제성 분석 ... 93
• 제4장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 97
• 제1절 연구개발 목표의 달성도 ... 97
• 제2절 관련 분야의 기술 발전에의 기여도 ... 98
• 제5장 연구개발 결파의 활용 계획 ... 99
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 혜외과학기술정보 ... 101
• 제7장 참고문헌 ... 103