1. 소프트웨어 1) 프로그램실행기능및모니터링 2) 멸균테이블 3) 실시간추이 4) 보고서출력 5) 경보설정 6) 그래프 7) CONTROL 목 차 2. 계측기설정 1) ph / DO 계측기설정 2) Antifoam 계측기설정 3. 공멸균 1) 공멸균정의 2) 공멸균준

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1 INSTRUCTION MANUAL MICROORGANISM FERMENTER 씨엔에스

2 1. 소프트웨어 1) 프로그램실행기능및모니터링 2) 멸균테이블 3) 실시간추이 4) 보고서출력 5) 경보설정 6) 그래프 7) CONTROL 목 차 2. 계측기설정 1) ph / DO 계측기설정 2) Antifoam 계측기설정 3. 공멸균 1) 공멸균정의 2) 공멸균준비 3) 공멸균 4) 공멸균후 4. 배지멸균 1) ph 전극보정 2) DO 센서보정 3) ph, DO Cable 사용법 4) 배지멸균사전준비 5) 멸균모드 (Sterilization Mode) 6) 냉각모드 (cooling Mode) 7) 배양모드 (culture Mode) 5. 본배양 1) 교반 (Agitation) 2) 통기 (Aeration) 3) 온도조절 (Temperature Control) 4) ph 조절 (ph Control) 5) 소포제조절 (Anti-Foam Control) 6) 내압조절 (Pressure Control) 7) 접종 (Inoculation) 8) 시료채취 (Sampling) 9) 배양후배양액수거 (Harvest)

3 6. 유지보수 1) 일반사항 2) Fermenter의세척 3) 정기점검사항 4) Vessel 및부품의세척 / 교환 7. 부록 (Appendix) 1) 전극의보관방법 2) PH 측정시주의사항 3) ph, DO Cable 사용법 4) ph 측정 5) Dissolved Oxygen 측정 6) 표준형배양장치설계지식

4 SOFTWARE

5 1) 프로그램실행기능및모니터링 * 바탕화면에서를클릭하면메인화면으로이동하며, 아래와같이모니터링을 시작한다. 소프트웨어세부설명 1 멸균모드 예 / 아니오 2 냉각모드 예 / 아니오 3 배양모드 예 / 아니오 4 정지모드 예 / 아니오 5 멸균테이블 멸균테이블을클릭하면멸균조건들을수정 6 실시간추이 실시간추이를클릭하면현재의조건및 data값을그래프로확인 7 보고서출력 과거의 data를보고서 (EXCEL) 로저장 8 경보설정 설정값을벗어날경우이를사용자에게알림 9 그래프 현재의 data 및과거의 data값을그래프로확인 10 예열시간 멸균온도까지올리는데걸리는시간이적산되어표시 11 멸균시간 멸균시간이적산되어표시 12 냉각시간 냉각시간이적산되어표시 ( 멸균시간-> 배양시간도달시간 ) 13 배양시간 배양모드전환이후의시간이적산되어표시 14 접종모드 - 균접종을위한메뉴 클릭하면접종할수있는조건으로설정됨 ( AIR, 압력 ) 15 통기량, 압력 클릭하면 Air량과압력을수동으로조절가능 PV/SV SV : 사용자설정값 ( 클릭하면설정값을변경할수있다.) PV값은현재값이표시된다. PV : 현재값

6 2) 멸균테이블 1 예열 -> 가열 -> 살균 -> 멸균시작 -> 냉각 -> 배양순으로진행되며, 살균시작온도, 멸균시간, 배양온도는설정이가능하다. 2 멸균이진행되는과정에서각 valve들의작동상태를확인할수있다. 3) 실시간추이 현재진행되는각수치의값을실시간으로볼수있다.

5) 경보설정 1 ph, Temp, RPM 등의 Low, High 범위값을설정해주는수치범위가벗어나면경보음이발생함 : 현재화면에나타난경보요약화면을프린터를출력한다.

7 4) 보고서출력 * 보고서출력버튼을클릭하면위에그림과같이페이지창이뜬다. 이보고서출력페이지에서 년, 날짜, 시간, 주기별로선택하여각각의 Data 를얻어낼수있다. * Data 를불러오고파일들을찾아서확인한후내보내기를클릭하여파일을저장한다. 지정된파일이름입력과지정폴더를설정할수있도록되어있다. 윈도우와동일한방법으로 사용하기편하도록되어있다. 5) 경보설정 1 ph, Temp, RPM 등의 Low, High 범위값을설정해주는수치범위가벗어나면경보음이발생함 : 현재화면에나타난경보요약화면을프린터를출력한다. : 현재화면에나타난경보중사용자가선택하여인지한다. : 발생된경보를페이지단위로인지한다. : 전체발생된경보를인지한다. : 발생된경보중사용자가여러가지선택사항을설정하여감시하고자하는경보만을보고자할때지정한다.

8 6) 그래프 7) Control * 메인화면에서모든밸브와제어부속들을클릭하면자동 (A), 수동 (M) 동작선택이가능하다. 온도 (Temperature) Control SV 값에설정온도를기록하여배양기내부의온도를제어한다. 자켓온도 (Jacket Temperature) Control SV 값에설정온도를기록하여배양기자켓의온도를제어한다. 교반 (Agitation) Control SV 값에설정온도를기록하여배양기자켓의온도를제어한다. 통기 (Aeration) Control SV 값에설정공기유량을기록하여제어한다. 압력 (Pressure) Control SV 값에설정압력을기록하여제어한다.

9 2. 계측기설정

10 1) ph / DO 계측기설정 1 Parameter 구성 * 아래그림과같이계측기 Parameter 가구성된다.

11 2 User Interface 3 Menu System 계측기에전원이들어오면약 60 초후메인화면이나타나며, 좌, 우화살표버튼으로모드 변경이가능하다. 메뉴구성은아래그림과같이윗부분의상태창과아래부분의선택창으로나누어진다.

12 4 Security Code Access 계측기설정상태를보호하기위해암호가설정되어있으며, " 잠김상태 " 인 " 풀림상태 " 인마크로구분할수있다. 마크와 - Digit 증 / 감 - 다음 Digit 선택 - 취소 - Code 입력 초기암호는 1000 으로설정되어있다. 5 Access Code Management 사용자임의로암호변경이가능한메뉴 - 옵션선택 - 처음화면이동 - Enter

13 6 Configuration 계측기설정 언어선택 : English 시간 / 날짜설정 초기화면설정

14 예 ) Conductivity - Channel shown : 채널표시여부 - ⅰ) 온도표시여부 - ⅱ) 전송출력여부 예 ) 초기화면트렌드표시 - 초기화면에전송출력을트렌드로표시

15 머리메뉴설정 서비스알람 - 각계측기의점검일시를설정 - 설정변경시암호입력

화면명암조정 7 ph Electrode 보정방법 Step 1 : BUFFER(pH 7) 보정방법 초기화면에서 CAL 을누른다. CHANNEL 1 - ph 보정을선택해서 Enter 를누른다. 화살표를이용하여 ph BUFFER CALIBRATION 에서 Enter 를누른다. ph 전극을 Buffer 7.00 에담근다. 만약새전극을장착했다면 NEW 버튼을누른다.

16 화면명암조정 7 ph Electrode 보정방법 Step 1 : BUFFER(pH 7) 보정방법 초기화면에서 CAL 을누른다. CHANNEL 1 - ph 보정을선택해서 Enter 를누른다. 화살표를이용하여 ph BUFFER CALIBRATION 에서 Enter 를누른다. ph 전극을 Buffer 7.00 에담근다. 만약새전극을장착했다면 NEW 버튼을누른다. 수치가안정되면 화살표를이용하여 Buffer 에대한값을설정하고 Enter Key 를누른다. ph 전극을증류수로세척하고화장지나마른수건으로물기만제거한다.( 문지르지마세요 ) Step 2 : Slope(pH 4 or ph 9) 보정방법 화살표를이용하여 ph SLOPE CALIBRATION 에서 Enter 를누른다. ph 전극을 Buffer 4.00 또는 9.00 에담근다. 수치가안정되면 화살표를이용하여 Slope 에대한값을설정하고 Enter Key 를누른다. 화살표를이용하여 SLOPE VALUE 값을확인한다. EXIT 버튼을눌러초기화면으로나온다. Step 3 : 멸균후 ph 값수정방법 멸균후배양액중일부를채취하여탁상 ph Meter 에서측정한다. 초기화면에서 CAL 을누른다. CHANNEL 1 - ph 보정을선택해서 Enter 를누른다. 화살표를이용하여 OFFSET VALUE 에서 Enter 를누른다. 이때실제측정값을 화살표를이용하여보상하고 Enter Key 를누른다.

8 Set point 설정방법 Step 1 : Set point 1 설정 (Acid pump action setting-high 일경우 ) 초기화면에서 MENU 를누른다. SET POINT/RELAYS 에서 Enter 를누른다. SET POINT 1 - CHANNEL 1(SENSOR) 에서 Enter 를누른다.

17 8 Set point 설정방법 Step 1 : Set point 1 설정 (Acid pump action setting-high 일경우 ) 초기화면에서 MENU 를누른다. SET POINT/RELAYS 에서 Enter 를누른다. SET POINT 1 - CHANNEL 1(SENSOR) 에서 Enter 를누른다. 화살표로 HIGH VALUE 에서원하는목표 ph 값을입력한다. EXIT 를눌러초기화면으로나온다. Step 2 : Set point 2 설정 (Alkali pump action setting-low 일경우 ) 초기화면에서 MENU 를누른다. SET POINT/RELAYS 에서 Enter 를누른다. SET POINT 2 - CHANNEL 2(SENSOR) 에서 Enter 를누른다. 화살표로 LOW VALUE 에서원하는목표 ph 값을입력한다. EXIT 를눌러초기화면으로나온다. 9 DO sensor 보정방법 Step 1 : Zero 보정방법 ( 생략가능 ) 초기화면에서 CAL 을누른다. CHANNEL 2 - DISSOLVED OXYGEN 보정을선택해서 Enter 를누른다. 화살표를이용하여 SENSOR ZERO CAL 에서 Enter 를누른다. DO sensor 를무산소용액 (Na2SO3 : 증류수 300ml 에 5% 희석 ) 또는 N2 Gas 에넣는다. 만약새센서를장착했다면 NEW 버튼을누른다. 수치가안정되면 Enter 를눌러보정을시작한다. Step 2 : Span 보정방법 화살표를이용하여 SENSOR SPAN CALIBRATION 에서 Enter 를누른다. DO sensor 를산소포화시킨상태에서 100% 를잡는다. 센서상태가 GOOD 으로나타나는지확인한다. EXIT 버튼을눌러초기화면으로나온다. 2) Antifoam 계측기설정 * 계측기는 Panel 내부에장착되어있으며, Dial 로센서감도를조절할수있다. 또한 Antifoam 펌프작동시간조절은내부타이머로 On/Off time 을조절한다.

18 3. 공멸균

19 1) 공멸균이란? * 세척후본배양에앞서배양기내에존재할수있는오염균을제거하기위하여일반공정수를일정량채워멸균하는것을의미한다. * 통상적으로 1~2회를기본으로하며, 배양시오염이된경우 2~3회정도공멸균을하여오염균을완전히제거하는것을권장한다. 2) 공멸균준비 * 뚜껑 (Top Plate) 부위밀폐가제대로되어있는지확인한다. * 모든밸브 (Valve) 가정상적으로작동하는지확인한다. * 개방되어있는포트 (Port) 가있는지확인한다. * Harvest Valve를제외한모든 Valve가 Auto로되어있는지확인한다. * Vessel 내부 Cleaning 상태를확인하고, 스팀 2~3kg / cm2, 에어 2kg / cm2, 급수 2kg / cm2이내로되어있는지확인한다. * 배양모드스위치를눌러공기유량계 (Air Flow Meter) 수치가 10NL/min가되는지확인한다. * 배관부시창내지는팽창챔버에물이채워져있는지확인한다. * Air filter housing에제균용 Air Filter가들어있는지확인한다. 3) 공멸균 * Vessel에공정수를온도센서가잠길정도로유입시킨다. * 일정속도 (60~100) 로교반하여열전달률을높인다. * 접종구 (Seed Inoculation port) 를닫은후멸균모드 (Sterilization Mode) 버튼을누른다. * Auto Sterilization ~30분간멸균 * 냉각모드 (Cooling Mode) 로자동으로전환된다. Air가정상적으로유입되는지확인한다. 공정수가정상적으로공급되지않을경우 Cooling 및온도 Control이되지않는다. Air가정상적으로유입되지않으면 Vessel이파손될가능성이높다. * 배양모드 (Culture Mode) 로자동으로전환된다. 4) 공멸균후 * 내부의압력이충분히내려갔는지확인한다. * Harvest Valve를열어내부의공정수를배출시킨다. * Seed Inoculation port를개방하여내부를충분히건조시킨다. * 기기의전원을 off 시킨다.

20 4. 배지멸균

21 1) ph 전극보정 * Zero 보정 Buffer ph 7을사용하여계측기수치가안정되면 Zero 보정한다. Zero 보정을한후증류수로전극을세척한후휴지를사용하여물기를제거한다. ( 단, 전극의둥근 Glass Bulb 부분을휴지로문지르지말고살짝닦아낸다.) * Span 보정 표준용액 ph 4를사용하여계측기수치가안정되면 Span 보정한다. * ph 전극을오래사용하려면? 단기간은 ph Buffer 4.0에담궈보관한다. 장기간은 3.8M KCl에담궈보관한다. 2) DO 센서보정 * Zero 보정 (Na 2 SO 3 시약또는 N 2 Gas 사용 ) Na 2 SO 3 시약을증류수 300mL 정도에용해될때까지넣은후센서를담그고수치가안정되면 Zero 보정한다. N 2 Gas 사용시센서전용캡을센서앞부분에장착하여 Gas를공급하여수치가안정되면 Zero 보정한다. * Span 보정 Vessel에담그고 Air와교반을 10분정도시키고 100% 로 Span 보정한다. 대기중에서 100% 로 Span을보정한다. 실제로균을접종하기전 100% 로 Span을보정한다. * DO 전극을오래사용하려면? 증류수에세척후건조시키고알루미늄호일로싸서보관한다. DO 전극보관뚜껑에결합한후보관한다. 3) ph, DO Cable 사용법 * ph, DO Cable : 전극핀을홈에잘연결되도록누른상태에서너트를돌려결합한다. * 보정이끝나면 Vessel에위치한 Port에단단히결합시킨다. * 노출되는전극의 Cable 연결부는보호 Cap이나호일로덮는다. * 전극 Cable은항상습기가생기지않도록보관에신경써야하며, 전극과분리보관시에는호일로단단히덮어물기가닿지않도록해야한다.

22 4) 배지멸균사전준비 * Harvest Valve 가닫혀있는지확인한다. * Vessel 내부의 Cleaning 상태를확인하고스팀 2~3 kg / cm2, 에어 2 kg / cm2, 급수 2 kg / cm2이내로 되어있는지확인한다. 공정수가정상적으로공급되지않을경우 Cooling 및온도 Control 이되지않는다. Air 가정상적으로공급되지않을경우 Vessel 의파손가능성이높다. * Air filter housing 에제균용 Air Filter 가들어있는지확인한다. * 배양모드스위치를눌러공기유량계 (Air Flow Meter) 수치가 10NL/min 가되는지확인한다. * 접종구 (Seed Inoculation port) 또는상판을제거하고배지를채운다. * 배양하고자하는양만큼의증류수또는공급수를교반하며붓는다. 일반적으로배양액의 Volume 은 Vessel Total Volume 의 70% 정도로채운다. 배양액의 Volume 은상황에따라변경될수있다. * 뚜껑을닫고, 상부조임너트를대각선으로교차하며조인다. 교차하며조이지않을경우, 패킹 (Packing) 이한쪽으로쏠려완전밀폐가되지않을수있다. * 일정속도 (60~100) 로교반하여열전달률을높인다. * 배관부시창내지는팽창챔버에물이채워져있는지확인한다. * 배지멸균전에 Acid, Alkali, Anti-foam 을각각의병에넣어멸균해놓는다. 5) 멸균모드 (Sterilization Mode) * 일반적으로배지멸균은공멸균과동일한조건으로작동된다. * 메인화면에서멸균모드를눌러멸균을시작한다. * 멸균모드를누르면자동으로온도와압력의설정치가변경되며멸균이시작된다. ( 온도 : 121, 압력 : 1.21 kg / cm2, 시간 : 20min ) - 변경가능 살균이시작되면자동밸브가동작순서에의해움직인다. Step 1 : 예열, 살균 * 스팀공급라인 A2, S1, P1, V1, PCV : Open 스팀트랩이작동하여스팀은잡아두고응축된물만배출된다. * 멸균시 Setting 한 RPM 으로모터가회전한다. Step 2 : 멸균시작 (20 분진행 ) * Vessel 내부온도가 121 이상되면본격적인멸균이시작된다. * 사전에멸균테이블에서 Setting 한시간에따라멸균이진행된다. A2, S1, P1, PCV, FCV : Open * Air filter 멸균 A3 : 121 가될때까지 1 초 open, 2 초 Close 로동작된다.( 시간변경가능 ) * Acid, Alkali, Antifoam 챔버멸균 S2 : 121 가될때까지 1 초 open, 2 초 Close 로동작된다.( 시간변경가능 ) AF, AL, AC : 121 가될때까지 1 초 open, 2 초 Close 로동작된다.( 시간변경가능 )

23 Step 3 : 냉각 ( 멸균모드에서냉각모드로전환 ) * 음압을막기위해 Air 가유입된다. A1 : 냉각모드 (Cooling Mode) 및배양모드 (Culture Mode) 에서 Open 된다. FCV 에의해자동으로 10NL/min( 변경가능 ) 이흐르는지확인한다. V1 : 냉각모드 (Cooling Mode) 및배양모드 (Culture Mode) 에서 Open 된다. * 냉각을위해냉수가유입된다. W1 : 냉각모드 (Cooling Mode) 및배양모드 (Culture Mode) 에서 Open 된다. C1 : 콘덴서냉각을위해 Open 된다. Step 4 : 배양 ( 냉각모드에서배양모드로전환 ) * Vessel 내부온도가 45 가되면냉각모드에서배양모드로전환된다. FCV, PCV Open 된다. 6) 냉각모드 (Cooling Mode) * 정해진시간동안멸균이되고나면자동으로냉각모드에서배양모드까지진행된다. * Air가정상적으로유입되고있는지확인한다. * 냉각수가정상적으로유입되고있는지확인한다. * 120 에서 100 까지는급격하게압력이떨어지므로계속압력을주시하며유지한다. 7) 배양모드 (Culture Mode) * 냉각이완료되면배양상태로전환된다. 배양하고자하는 Temperature값을설정한다. ( 온도제어를 Heater로할지, Steam으로할지선택할수있다.) * 각수치들을배양조건에맞게수정할수있다. * 참고 : 멸균도중이나냉각시거품이많이발생할경우대처방법 배지조제시소포제를일정량첨가해준다. 냉각모드 (Cooling Mode) 로가면 Air가들어가기때문에거품이많이일어날수있다. 이때는 PCV를 On/Off하면서압력을조절하면서유지한다.

24 5. 본배양

25 1) 교반 (Agitation) * 메인화면에서교반속도 (RPM) 을클릭한후원하는수치를 SV값에입력한다. * RPM은미생물성장과밀접한관계를가지기에경우에따라배양과정중에자주바꾸며조건을잡을수있다. * DO 제어를할경우 DO Control 전용설정창에서교반속도를변경한다. 2) 통기 (Aeration) * 공기압축기 (Air compressor) 에서나오는공기는 1차적으로 Air Regulator로조절되어나온다. * 메인화면에서통기량 (Aeration) 을클릭한후원하는수치를 SV값에입력한다. * Sparger를통해 air가정상적으로나오는지확인한다. Filtering된 Air는 Vessel 내부의 Sparger를통해공급이된다. * DO 제어를할경우 DO Control 전용설정창에서통기량을변경한다. 3) 온도조절 (Temperature Control) * 메인화면에서배양액온도 (Temperature) 을클릭한후원하는수치를 SV값에입력한다. * 온도가정상적으로유지하지않을경우보일러나순환수가정상적으로유입되는지확인한다. 온도는스팀 ( 또는히터 ) 과냉각수로조절된다. 냉각수의흐름은 Cooling Line Valve(W1) 에의해조절된다. 순환수온도는높은데배양액온도가많이낮으면배관시창에물이차있는지확인한다. 온도제어는자동밸브로자동제어가진행되지만, 초기순환수는배관부의수동 Ball Valve로조절하며열어준다. 4) ph 조절 (ph Control) * 산 (Acid), 염기 (Alkali) 를병 (Bottle) 에각각넣고, 미리멸균기 (Autoclave) 에서멸균한다. 때에따라산과염기는멸균하지않고사용하기도한다. * Tank 상부에위치한압력계와모니터화면을통해 0.05kg / cm2이내로낮추어있는지확인한다. * Ethyl Alcohol에적신솜을챔버투입구의바깥홈에넣는다. * 투입구마개를살짝열어둔상태로솜에불을점화하고, 투입할병 (Bottle) 을최대한붙인다. 주의 : 챔버내부에압력이남아있을수있기에마개를좌, 우로천천히돌려남아있는압력을분산시키면서조심스럽게열어야한다. * 밀봉된마개를화염위에서신속히열어액을투입시킨다. * 챔버투입구마개를화염으로멸균한후신속하게닫는다. * 핀셋을이용하여투입구마개에있는솜을제거한후기밀을유지시킨다. * 메인화면에서 ph를클릭한후원하는수치를 SV값에입력한다. (ON/OFF 시간을조절할수있다.)

26 5) 소포제조절 (Anti-Foam Control) * Antifoam Bottle에 Antifoam를넣고, 미리멸균기 (Autoclave) 에서멸균한다. * 4) 에기술된 ph 조절방법과동일한절차로이루어진다. 소포제 (Anti-foam Agent) : Silicone (GE-66), 식물류 ( 대두유, 면실유등 ), Tween 80, LS-300 항생물질발효에있어서소포제는탄소원내지는 ph 상승억제역할을한다. 6) 내압조절 (Pressure Control) * 메인화면에서압력을클릭한후원하는수치를 SV값에입력한다. 공기배출라인 (Vent line) 상단부에있는전자압력계 (Pressure Transmitter) 에입력된값이 Controller로입력되고, 다시 PCV(Pressure Control Valve) 로보내압력을자동제어한다. * DO 제어를할경우 DO Control 전용설정창에서압력을변경한다. 7) 접종 (Inoculation) * 메인화면에서접종모드를클릭하면통기량과압력이변경된다. 그값이메인화면에서 Air의값이낮추어져있는지확인한다.(5~10L/min) 그값이 Tank 상부에위치한압력계와메인화면을통해 0.01~0.05kg / cm2이내로낮추어있는지확인한다. * Ethyl Alcohol에적신솜을접종구의바깥홈에넣는다. * 미리접종구마개를살짝열어둔상태로솜에불을점화하고, 접종할플라스크를붙인다. 주의 : Tank 내부에압력이남아있을수있기에마개를좌, 우로천천히돌려남아있는압력을분산시키면서조심스럽게열어야한다. * 플라스크를화염으로멸균한후밀봉된마개를화염속에서열고신속하게접종을끝낸다. * 접종구마개를화염으로멸균한후신속하게닫는다. * 핀셋및화염구받침을이용하여접종구마개에있는솜을제거한후기밀을유지시킨다. * 접종이끝나면접종모드를다시한번눌러접종모드를마치고배양모드로전환시킨다. 8) 시료채취 (Sampling) * 스팀밸브 (Steam Valve) 와시료채취밸브 (Sampling Valve) 를이용하여시료를채취한다. * 시료채취순서 Steam valve open 시료를받고자하는용기접종구를스팀으로 3분이상멸균 Steam valve close Sampling valve open( 시료채취 ) Sampling valve close Steam valve open(3분이상재멸균 ) Steam valve close

27 9) 배양후배양액수거 (Harvest) * 스팀밸브 (Steam Valve) 와배양액수거밸브 (Harvest Valve) 를이용하여배양액을담는다. * 배양액회수순서 Steam valve open 배양액을받고자하는용기접종구를스팀으로 3분이상멸균 Steam valve close Harvest valve open( 배양액채취 ) Harvest valve close Steam valve open(3분이상재멸균 ) Steam valve close

28 6. 유지보수

29 1) 일반사항 * 장비의정상동작을목적으로한다. * 정기적점검으로장비의손상과이로인한시간낭비를줄인다. * 신뢰성있는자료를얻기위한전제조건이다. 2) Fermenter 의세척 * 최소매달 1회장비의모든금속부분을세척한다. * Water or Detergent( 세척액 ) 을적신천을사용한다. * Detergent를사용한후에는물로잘씻는다. 3) 정기점검사항 * 모든 Switch를끄고전원 Plug를뺀상태에서아래사항을점검한다. 계기의고정상태 전선의결선상태 * 모든 Switch를켜고아래사항을점검한다. 계기의작동상태 : Sensor의작동상태 모터의회전상태 : 소음발생여부확인 공기투입상태 * 기타사항 배관부속품의부착상태 Packing류의노후상태 4) Vessel 및부품의세척 / 교환 * 실험한후 Vessel, Top Plate 및관련부품을세척한다. * Air filter는통기시간이 2000시간 ( 약 85일 ) 이상이되거나 10회이상멸균하면교환한다. * 각종 Packing류는소모품이므로마모나부식이되면교환한다.

30 7. Appendix

31 1) 전극의보관방법 * 장기간보관시 : 2.0 ~ 3.8 [M] 의 KCl에보관한다. * 단기간보관시 : ph 4 또는 ph 7 Buffer Solution에보관한다. * 전극에붙은 Acid, 부식액등기타불순물을제거한후사용하거나보정하고자할때, KCl 용액에담가세척후사용한다. 이것은 Bulb와 Reference 사이를초기상태로만들어전극보정시정확성과전극자체의수명을개선시키기위한것이다. 2) PH 측정시주의사항 * ph용 Buffer Solution은공기에의해쉽게변질되고묽어지기때문에정확한실험을위해서는항상새로운 Buffer Solution을사용한다. * 전극을 Buffer에서세척한후마르면절대로헝겊등으로닦지않는다. 왜냐하면정전기가발생되어정확한보정이이루어질수없기때문이다. 만약정전기가생겼을것으로판단되면정전기가없어질때까지 Buffer에담근후사용한다. * 측정에있어항상온도에민감하다는것을인지한다. 많은 ph 전극들은온도에영향을받는다. 3) ph, DO Cable 사용법 * ph, DO Cable : 전극핀을홈에잘연결되도록누른상태에서너트를돌려결합한다. * 보정이끝나면 Vessel에위치한 Port에단단히결합시킨다. * 노출되는전극의 Cable 연결부는보호 Cap이나호일로덮는다. * 전극 Cable은항상습기가생기지않도록보관에신경써야하며, 전극과분리보관시에는호일로단단히덮어물기가닿지않도록해야한다. 4) ph 측정 1 ph Electrode * Tank 의경우 ph 전극은 Vessel 에최소 15 정도설치된다. 전극끝에공기방울이생기는것을방지하여정상적으로작동하도록하기위해서이다. * 높은온도로멸균을여러번하게되면 Probe 내부의 Gel 은갈색으로변색된다. 이것은일상적인반응이며 Calibration 만되면사용하기에괜찮은상태이다. * 정확한 ph-value 를얻기위해서는온도보상이중요하다. 온도는 ph- Value 에중요한변수이며, 용액의온도와전극의온도차이로측정값이다르게 나타날수있기에정확한보정을위해서둘다동일한온도조건을맞추어준다.

32 2 ph 전극의이상상태확인 * SOP(Standard Operating Procedure) 에서이상이있는전극을손쉽게확인할수있다. ph 전극은 25 에서약 59.2 [mv] 값을나타낸다. Salt 결합으로이루어진 ph Buffer 들은특정한 ph-value 과 [mv] 값을나타낼수있도록 만들어졌다. 3 Percent Slope Calculation * [mv] 출력과 Response Time 외에 ph 전극의상태를알아보는또다른인자로는 '% Slope' 가 있다. [mv] 출력이가능한 Transmitter 로다음과같이계산한다. * 검사절차 계측기를 [mv] MODE로바꾼다. 전극을 DI Water로세척한다. 전극을 ph 7.00 Buffer에담근후응답시간과 [mv] 출력을기록한다. 만약고정된값을읽지못한다면그것은 Liquid junction 문제때문이다. 전극을다시 DI Water로세척한다. 전극을다시 ph 4.01 Buffer에담근후응답시간과 [mv] 출력을기록한다. 이때측정한 [mv] 값으로 % 기울기 를계산한다. * 계산절차 ( 예 ) ph 7.00 Buffer에서의실제 [mv]-value : [mv] ph 4.01 Buffer에서의실제 [mv]-value : [mv] Span = [mv] - (-7.4 [mv]) = 172 [mv] ( 최소 [mv]) Slope = Span/ 이론상의 Span = 172 [mv]/176.9 [mv] X 100 = 97 %( 최소 85% 이상 ) 4 온도보상 * ph 측정시온도영향 온도가 ph 전극에서나오는출력치에영향을주거나또는측정하고자하는배지의 ph 에 영향을준다. - 첫번째영향 : ph 전극출력치에변화를주는 Nernst 온도의존형 " (Nernst Temperature Dependence) - 두번째영향 : 배지 ph 에변화를주는 용액온도의존형 (Solution Temperature Dependence) ph 를보정하거나측정하거나제어할때이효과들이동시에일어나거나각각일어나면 오차가생긴다. 정확한 ph 측정이이루어지려면이러한온도영향에의해야기되는오차를줄여야한다. * 배양액의온도변화는전극에서나오는 [mv] 수치를변화시키는데, 이것을 Nernst Response 라고부른다. * Nernst Equation

33 온도변화는공정상의 ph 에도영향을미치기에용액온도계수를이용하여온도보상표에서 Nernst Response를보상할수있다. ATC(Automatic Temperature Compensation) 는 Nernst Response를이용해서 ph값을바로잡는가장보편적인방법이다. ph 전극가까이에분리된온도센서를설치하여온도센서신호와 ph전극의신호를비교연산하여보정된 ph 측정값을나타내는방법이다. 이측정법의단점은온도평형을이루는데수분이상의일정시간이필요하다. Microprocessor가탑재된대부분의 Transmitter들은받아들여지는신호가안정될때까지기억된시간만큼계속유지되어야하는단점을가지고있다. 이것은 ph Calibration 과정에일정시간이소요된다는뜻이다. 5) Dissolved Oxygen 측정 1 용존산소측정목적 * 용존산소의측정은오염물질이유입되는자연수와하수산업폐수를정화하는호기성처리 공정을호기성상태로유지하는데필요하며가정하수, 산업폐수의오염의세기 (Pollutional Strength) 를평가하는데이용되는중요한항목이다. * 산소는부식을일으키는중요요소이므로철및강철제품, 배수관망과증기보일러, 화력 발전소등에서물리적, 화학적으로산소를제거하기위해용존산소의양의검출이필요하다. 2 용존산소측정의활용 * 산소의낮은용해도는자연수의자성능력을제한하는주요인자이고, 산소의제한된용해도는 폭기 (Aeration) 의경비를좌우한다. * 호기성처리공정 (Aerobic Treatment Process) 은용존산소에의존하므로, 용존산소의 검출량은적절한양의공기를공급하여정확히호기성상태가유지되도록폭기속도 (Rate of Aeration) 를조절하고공기의과잉공급을방지하는데사용한다. 3 용존산소의성격 * 수중에용해되어있는산소의양은 Henry 의법칙 ( 일정한온도에서일정한부피의액체에 용해하는기체의양은액체위에미치는기체의압력에비례 ) 에따라산소분압에비례한다. (Po=H * Xo) Po : 공기량의산소분압, Xo : 액안의산소 mol 분압, H : 온도에관계되고압력에는무관한 Henry 의정수 * 용존산소 (DO) 는기압, 기온및액의온도에의해서도달라진다. 또수중에용해되어있는 각종의용존물질에의해소비되고, 유기물질의산화작용, 미생물등의호흡작용에의해서도 용존산소가소비된다.

34 4 온도의영향 * 센서의반응속도와확산계수는온도의존성이높기때문에온도가센서격막 (Membrane) 에 영향을끼친다. * 특히센서중 Polarographic Type 은온도변화가격막에영향을많이주어 Galvanic Type 에 비해훨씬복잡하다. 이때문에온도를보상해줌으로써그영향을줄인다. 5 유속의영향 * 유속은격막센서의출력전류에영향을준다. 유속이늦으면측정치는작게나오기때문에 충분한유속 (30 cm /sec 이상 ) 을가질필요가있다. 6 압력의영향 * 압력변화에의한센서격막에대한이론적영향은없다. 그러나급격한압력변화가격막 자체에영향을미쳐음극 (Cathode) 과격막사이가벌어지면응답성, 안정성, 재현성등의 문제가생길수있다. * 일반적인격막센서에는센서내면을전해액으로완전하게채워내, 외부압력을평형시키고 수축을작게하여격막을보호한다. 7 DO Sensor Calibration * Zero 보정 Membrane 을 Na 2 SO 3 ( 무산소 ) 용액에담그거나 Zeroing Gel 을바르면 Transmitter 의값은 Zero 가된다. * Span 보정 DO-value 는상대적인개념에서 ppm 이나 %, mg/l 단위로표시할수있다. * 보정방법 ppm으로보정 Zero보정을마친후 Span 값은 Fresh Water를 Aeration시켜산소가최대한용해되었을때, 또는 3~5 차례증류수를 Membrane 부분을닦으면그때의용존산소량을 100% 로보고온도와염소이온량에따라도표에서찾아수치를입력하고측정하고자하는용액이나촉매에전극을장착하여측정한다. Percent(%) 보정 Percent 보정방법은 ppm 보정방법과같으나 Span 값은사용자가원하는상대적수치를입력하고용액이나촉매에녹아있는용존산소량을측정하는데, 위항목과마찬가지로절대적인값은얻을수없으며측정값의상대적인변화추이만을본다.

35 8 DO Sensor Polarization * DO 센서를사용하기에앞서센서의활성화를위해분극화 (Polarization) 를해주어야한다. * 방법은 DO 센서를 DO Transmitter 에케이블연결하거나, 센서전용 Polarizer 에연결한다. Transmitter 이나 Polarizer 에연결하지않은시간이 30 분이상인경우 6 시간의분극화가 필요하다. Transmitter 이나 Polarizer 에연결하지않은시간이 15 분이상, 30 분이내인경우 6 분의 분극화가필요하다. Transmitter이나 Polarizer에연결하지않은시간이 5분이상, 15분이내인경우 4분의분극화가필요하다. Transmitter이나 Polarizer에연결하지않은시간이 5분이내인경우 2분의분극화가필요하다. 6) 표준형배양장치설계지식 1 Impeller * Impeller 는액전체를잘혼합하는동시에취입된공기를세분, 분산시켜배양액으로산소 공급속도를높이는기능을한다. 또한강제대류에의한신속한열전달기능도한다. Paddle 형 회전시저항이크므로저속으로운전한다. 수직방향으로흐름을필요로할때날개에 피치를주던가 Baffle Plate 가있으면날개에피치가없어도수직방향의흐름이생긴다. Di( 교반날개직경 ) / Dt( 배양조직경 ) =0.7 Propeller (Marine Propeller) 형 교반축방향의흐름이생기고액을잘혼합하기위해서는날개의길이를작게하더라도 고속회전이바람직하다. Di/Dt = 0.3~ 0.4 Disk Turbine 형회전의반경방향으로흐름이생기고, Paddle 형과 Propeller형의특징을고루갖춘흐름을나타낸다. Di/Dt = 0.3~ Baffle Plate * 교반날개에의하여생긴흐름의일부를차단함으로써유체에불규칙한방향의흐름을주어 배양액전체가잘혼합되도록한다. W( 교반날개높이 ) / Di = 0.1 정도넓이의판을 3 ~ 4 개정도벽내에부착시킨다. 3 Sparger * 공기는 Sparger 를통해서액내에분산, 취입된다. 0.4~0.8 mm의작은구멍이여러개있는 Ring 형이가장많이사용된다.

36 4 Vessel Geometry * Microbial Fermenter H:D=3:1 * Cell Culture Fermenter H:D=2:1 * Air Lift Fermenter H:D=8:1

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Microsoft Word MetOne237Bmanual Air Particle Counter 의사용법 Met One 237 Air Particle Counter 조선계측기교역 Tel : 02-2268-4344 Fax : 02-2275-5348 htt//:www.chosun21.co.kr 1. 장비구성 : A. Particle Counter : 본장비는 0.3um 부터측정이가능한 Met One 237B와 0.5 um부터가능한