에탄올 생산성을 높이기 위하여 균체를 두 가지 방법으로 고정화시켜 삼상탑형 발효조에 적응하였다. 고정화 방법으로는 효모 자체 플럭의 빠른 침강에 의한 균체 재순환 농축법파 Ca-alginate 구형 겔 내부에 효모를 포괄하여 농축시키는 방법을 사용하였으며, 혐기 및 준호기 조건에서 에탄올 발효 특성 규명과 이때의 최적 생성조건을 구하였다. 삼상탑형 발효조에서 균체 재순환 농축법을 이용할 경우 혐기 조건에서 D_i(dilution rate)를 0.2hr^(-1)로하여 200g/ℓ의 글루코오스를 발효시켰을 때 최대 생성 수율인 96%(98g/ℓ)의 에탄올을 얻었으며, 또한 D_i,가 0.6hr^(-1)일 때 에탄올 최대 생산성은 36g/ℓ·hr였다. 한편 DO=0.1ppm의 준호기 조건에서 고정화 효모의 겔을 이용한 에탄올 발효시 D_i를 0.2hr^(-1)로 하여 125g/ℓ의 글루코오스를 발효시켰을 때 최대 생성 수율인 84.7%(54g/ℓ)의 에탄올을 얻을 수 있었고, D_i가 2.0hr^(-1)일 때 에탄올 최대 생산성은 46g/ℓ·hr였다.

Two methods for increasing cell concentration in a fermenter were evaluated in terms of ethanol productivity; cell recycling with settling of yeast flocs and immobilization of yeast cells in Ca-alginate gels. A three phase tower fermenter was designed and used through this study. Under aerobic and anaerobic conditions, the characteristics of ethanol fermentation process were investigated for each of the methods. It was found that the maximum dry cell concentration in the three phase tower fermenter with floc recycle system was 86 g/ℓ. The maximum ethanol yield (96.1 %) was obtained at D_i=0.2 hr^(-1) under anaerobic condition. The maximum ethanol productivity in this system was 36 g/hr·ℓat D_i=0.6 hr^(-1). On the other hand, the fermentation using the Ca-alginate immobilized yeast cell was found to be possible at relatively high dilution rates (0.1-0.2 hr^(-1)) in the three phase tower fermenter. The maximum ethanol yield in this system was 84.7% at D_i=0.2hr^(-1) under aerobic condition. The maximum ethanol productivity of 46 g/hr·ℓwas obtained at D_i = 0.2 hr^(-1).