604…NICE, 제21권 제5호, 2003
우리나라가 20세기 초, 과학기술 분야의 열등 생으로 국제사회에 첫발을 들여 놓은 이래, 제1 세대 화학공학자들은 지난 40년간 국가 기간산 업으로서의 중화학공업 육성을 통해 국민들을 빈곤과 질병으로 해방시키며 국가산업의 선진 화를 이룩하였다. 특히 석유화학 등의 분야에서 우리나라가 세계적인 기업체들을 보유하고 있 다는 사실에는 자부심을 느끼고 있다. 그러나 그간 과학기술의 급속한 발전과 패러다임의 전 환으로 인하여, 우리 화학공학의 발전방향이 불 투명하며, 현대 화학공학을 선도해온 미국에서 도 미래를 확신하지 못하고 있다. 이러한 현실 에서 제1세대 화학공학자들의 뒤를 이어 21세 기에 있어서도 우리 화학공학자들이 미래산업 사회에 주도적인 역할을 할 수 있는 방안을 찾 아보는 것은 중요한 노력이라고 생각한다.
오는 21세기, 인류문명과 복지향상의 측면에 서 IT와 BT는 인류의 미래를 짊어질 양대 유망 산업으로 손꼽히고 있으며, 특히 생명공학은 높 은 기술성과 다양성, 그리고 환경친화적 특성으 로 인하여 21세기 제3의 산업혁명으로 불리고 있다. 유용한 생물물질의 생산을 목적으로는 생
물공학은 생물체의 유전형질 변환에서부터 생 물반응을 거쳐, 고순도의 생물물질을 회수하기 까지 전과정이 고도의 기술집약적 산업으로서, 부존자원이 적은 우리나라에서는 필히 추구해 야할 산업이다. 이러한 생물공학은 다른 기술분 야들이 많은 부분, 생활의 편리함의 증대라는 특성이 강한데 비해, 인류의 건강과 생명의 문 제라는 측면에서 우리에게 한 단계 더 절실한 학문이라 하겠다. 생물공학의 본질이 유용 생물 물질의 효율적 생산이라는 측면에서, 물질의 변 화와 이동을 다루는 화학공학의 역할은 필수적 이라 할 수 있다. 한국과학기술연구소 화학공학 부 부장으로 재직하셨던 윤창구 박사가 생전에
“다른 분야와 달리 화학공학자들은 5년, 10년만 에 자신의 연구분야를 바꿀 수 있어야 한다”라 고 한 강조는 종합학문이라는 화학공학의 특성 을 염두에 둔 제안이라고 짐작한다. 공학의 타 분야에 비해 물리, 화학, 수학, 생물 등의 기초과 학을 모두 다루는 화학공학이야말로 생물공학 에 직접적으로 기여할 수 있고, 장차 생물공학 내외의 새로운 기술을 개척할 수 있는 학문으로 발전할 것이다.
,
구 윤 모
인하대학교 생명화학공학부, [email protected]
이러한 취지에서 본 고에서는, 학부과정에서 화학공학이나 공업화학을 공부하고, 현재 생물 공학을 전공하고 있는 10명의 연구자들이, 각자 가 연구하고 있는 생물공학의 각 세부분야와 해 당 화학공학의 전문분야와의 공통점에 기초하 여 전통 화학공학을 어떻게 생물공학에 응용할 수 있는가를 서술하였다. 본 고의 구성에 있어
‘반응공학과 생물공학’, ‘물질전달과 생물공학’
과 같이 전통 화학공학의 전문분야로부터 시작 하여 생물공학으로 연결하는 방법을 취할 수도 있었으나, 생물공학 분류에 따라 집필자를 선정 했기 때문에, 내용의 중복을 우려해서 본 고와 같은 서식을 취하였다. 생물공학 세부분야의 특
성을 일단 소개하고 이후 연관성을 찾아가는 서 식으로 하였으나, 실제 ‘생물반응’, ‘생물분리’
등의 세부분야 명칭에서 화학공학의 해당 분야 와 연결하는데 큰 어려움이 없을 것으로 판단한 다. 차후, 좀더 나은 편집을 통하여, 화학공학자 들이 볼 때 한눈에 들어오는 “생물공학 시작하 기”로 개편되어 나올 것을 약속드린다.
바쁜 중에도 원고 청탁에 응해 주신 집필자 10분께 감사드리며, 본 고가 우리 화학공학자들 이 전문지식과 역량을 투여하여 국가 생명공학, 생물산업의 발전에 기여하는데 있어 올바른 지 침이 되길 기대한다.
NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 21, No. 5, 2003…605
특/별/기/고
미생물 발효/배양기술은, 유용물질(예:재조합 단백질 의약품, 아미노산, 효소, 항생물질, 비타민, 미생물다당류 등)의 생명공학적 생산을 위한 발 효/배양 과정에 있어서 대상 미생물체의 본질적 기능(생명현상 유지 및 증식)을 바탕으로 생산성 을 극대화함으로써, 목적물질을 가장 경제적으로 생산하고자 하는 공학적 기술을 말한다. 미생물 세포의 성장·분화·세포 내 대사기능 등, 생체 활성조건 하에서의 특이적 반응 시스템을 이용하 는 것으로 생체반응의 작용기작 및 복합성에 대한 정확한 이해가 필수적으로 요구됨은 물론, 이와
함께 촉매ㆍ반응공학, 물질·에너지·모멘텀 전달 및 단위조작(unit operations)을 기초로 하는 화학 공학적 지식이 동시에 필수적으로 요구된다. 생물 공정의 고생산성을 확보하기 위해 화학공학 원리 와 지식을 기반으로 다양한 미생물의 성장특성 또 는 목적산물의 생산특성을 반영함으로써 다양한 형태의 생물반응기(예:교반식(CSTR-type) 발 효조, air-lift 발효조, 세포 고정화 생물반응기(cell- immobilized bioreactor), 고정상 발효기(solid-state fermentor), 막 생물반응기(membrane bioreactor), 충진층 생물반응기(packed-bed bioreactor), 유동 층 생물반응기(fluidized-bed bioreactor) 등)가 개발되어 왔다.
기존의 화학반응기술과 비교할 때 이 기술의 장 점으로는 생체 대사 시스템을 이용함으로써 생분 해 가능한 공정 부산물을 발생토록 하거나 환경오 염 부산물의 발생 자체를 근원적으로 줄일 수 있 다는 점이다. 즉, 생체 활성조건(상온·상압) 하에 서 생체 또는 생체 유래 촉매의 고효율성 반응시 이 지 원
고려대학교 화공생명공학과 [email protected]
