초록
본 연구에서는 전기투석법을 이용하여 아미노산 수용액중에 존재하는 전해질인 무기염의 분리 정제에 관하여 고찰하였다. 생물 분리기술로서 아미노산의 등전위점을 이용한 전기투석법의 적합성을 검토하기 위하여 음이온교환막, NEOSEPTA AM1(Tokuyama Soda Co. Ltd., Japan)과 양이온교환막 CM1 (Tokuyama Soda Co. Ltd., Japan)막을 사용한 전기투석조를 설계하였고 아미노산 발효공정과 유사한 계를 만들어서 무기염인 NaCl의 분리실험을 하였다. 즉, 운전조건을 설정하기 위해 pH에 따른 아미노산의 누설량, 한계전류 밀도를 측정한 후, 이를 바탕으로 회분식과 연속식 실험으로 염의 제거량과 아미노산의 누설량을 정량적으로 고찰하고 전류효율을 구하였다. 회분식 장치에서 아미노산 수용액별로 11시간동안 운전한 결과 NaCl의 제거효율은 96.1~96.2%이었고, 아미노산의 누설율은 glycine의 경우 2.5%, methionine의 경우 1.7%, alanine의 겨우 2.0%이었으며, 전류효율은 44.5~44.6% 범위이었다. 연속식 장치에서는 아미노산 수용액별로 dilution rate을 1.0~3.9$h^{-1}$로 변화시켜 실험한 결과, 120~150분 사이에 정상상태에 도달하였고, 유속이 작을수록 염의 제거 효율은 증가하였으나 전류효율은 감소하였다. 이때 아미노산의 누설은 거의 없었다.
The separation of inorganic salt from amino acid solution using was performed electrodialysis. In order to review the availability of electrodialysis using isoelectric point of amino acid as a bio-separation technique, electrodialysis stacks were designed using ion exchange membrane. Separation of NaCl from amino acid solution was performed in the condition similar to amino acid fermentation process. To obtain otimum conditions of separation, leakage of amino acid depending of pH and limiting current density were measured. On the basis of optimum condition, removal of NaCl and leakage of amino acid were investigated quantitatively in batch and continuous process, and current efficiencies were also obtained. As a result of batch experiment for 11 hours each amino acid solution, removal efficiencies of NaCl were in the ranges of 96.1~96.2%. Amino acid leakage rate of glycine, methionine, alanine were 2.5, 1.7, 2.0% respectively. Current efficiencies were in the ranges of 44.5~44.6%. As a result of continuous experiment in various flow rate of each amino acid solution, it took 120 ~ 150 min to reach to steady state. Removal efficiency of NaCl was increased as the flow rate was decreased, but current efficiency was decreased. At the steady states, there were no leakage of amino acid.
