Separation of Suspended Particles Using Ultrasonic Wave

초록

본 연구는 미생물을 포함한 현탁 입자들의 회수나 filtration, perfusion system 에서의 retention 등을 수행하는데 있어서 고체의 막을 사용하지 않고, 전기적인 힘인 초음파를 이용하여 분리가 가능하도록 하는 장치의 적용에 대한 내용이다.이 장치는 초음파 발진기(generator), 초음파 진동자(transducer), 반사막(reflector), acoustic chamber 그리고 cooling chamber로 구성되어 있으며, figure 1 에 나타내었다. 이 장치의 분리효율에 가장 큰 영향을 주는 것은 초음파의 진동수(freq- uency), 진동자와 반사막사이의 거리, 분리기 내부로의 입자 유입속도 그리고 진동자와 반사막간의 평행관계유지이다. 본 연구에서는 1.3 MHz와 3 MHz의 초음파를 사용하여 대장균과 빵효모 그리고, 고분자 입자인 polyaniline의 분리효율에 대해 연구하였다. 이 초음파를 이용한 분리기는 매우 적은 전력을 소모하며 간단한 장치만으로 영구적인 filtration 기능이 수행 가능한 기기이다. 이 초음파 분리기를 사용함으로써 기존의 고체막을 사용할 때 야기되었던 많은 문제점을 극복할 수 있다. 예를 들어, 고체막을 장기간 사용할 때 막의 막힘 현상으로 막을 교체 해야하는 번거로움을 줄일 수 있으며, 막의 오염 또한 방지할 수 있다. 그리고 기존의 세포 회수방법의 하나인 원심분리가 발효기의 in-line system에 적용이 어려운 반면에 이 초음파 분리기는 적용이 가능하며, 미생물을 고정화하는 장치로 이용하여 발효기의 in-line clarification과 perfusion system에 적용이 가능하다. 따라서 세포나 세포외 산물(extracellular product)의 회수에 적용하여 ultr- afiltration과 microfiltration을 이용하는 공정의 대체가 가능할 것으로 판단된다.