Abstract

Uncooked starch can be effectively saccharified in an enzyme reaction system containing attrition-milling media. To develope the high efficiency bioattritor, an agitated bead type bioreactor was constructed, and its effectiveness was evaluated. The optimal operation condition of bioattritor was found to be 300 g glass bead/L, 200 rpm, standard type impeller for 220 g/L of uncooked corn starch. The torque under the various operational conditions were also measured. The interrelation-ship between energy consumption for agitation of attrition-milling media and enhanced extent of saccharification of uncooked starch was evaluated, Power consumption was measured to be around 1.53 watt/L under the optimal operation condition. The attrition coupled enzyme reaction system is identified to tie a very excellent energy saying process for saccharification of uncooked starch, and seems to have a bright prospect of industrial application.

전분질을 당화시킬 때 유리구와 같은 분쇄마찰매체 (attrition-milling media)를 첨가하여 교반함으로써 생전분질 -효소 현탄액에 분쇄마찰효과를 주어 전분입자를 구조적으로 변화시켜 당화를 현저히 촉진시키는 적절한 무증자 당화법을 연구해오고 있다. 본 연구는 전분질의 무증자 당화에 적합한 고효율 및 저에너지 소모형 분쇄마찰매체 함유 효소반응기의 개발을 목포로, impeller를 갖춘 agitated bead type bloattritor를 설계 제작하여 그 효용성을 검토하였다. 무증자 옥수수전분을 기질로 당화에 적합한 bioattritor의 최적 조작조건을 검토하였고, 일정한 탄성계수를 지닌 spiral spring coil을 내장한 torque 측정장치를 개발하여 부하되는 torque 및 분쇄마찰 매체의 교반에 소요되는 energy를 측정하였고 중요 변수의 영향을 검토하였다. 또한 energy 소모와 생 전분의 효소당화 촉진효과와의 상관관계를 규명하였으며, bioattritor의 경제성을 전망하였다. 전분질의 최적 당화조건에서 분쇄마찰매체의 교반에 소요되는 동력은 1.53watt/ι로서 매우 적었다. 분쇄마찰매체 함유 효소반응계는 에너지 절약형 공정으로 사료되며, 이를 이용한 무증자 전분 효소당화공정의 산업적 활용 전망이 예상된다.

Keywords

• Bioattritor;
• torque;
• energy consumption;
• Uncooked corn starch;
• Enzymatic hydrolysis