Development of economic engineering technology for the enhancement of microalgae-based biodiesel production

Abstract

최근 미세조류 기반 바이오 연료 생산 기술이 주목 받고 있으나, 높은 생산 비용으로 인해 상용화에 어려움이 있는 실정이다. 이러한 점에 착안하여 본 학위논문은 미세조류 기반 바이오디젤 생산에 이용될 수 있는 다양한 저가 공정 기술을 제시하였다. 첫 번째 연구에선, 유기염료 용액을 이용한 파장 변환 장치를 구축함으로써 약한 빛에서도 고농도의 미세조류 배양을 가능하게 하였다. 파장변환 과정을 거쳤을 때, 2.3배 높은 생산성을 나타내었다. 두 번째 연구는, 미세조류 배양액의 양분을 대체하기 위해 폐수인 치즈 유청을 이용하였다. 전처리는 수력학적 공동현상 장치를 이용하였으며, 기존 배양액에 비해 5배 높은 고농도 배양이 가능하였다. 세 번째 연구는, 미세조류에서 바이오디젤을 얻어내는 후공정 (수확, 추출, 전환)을 3가 철이온을 이용하여 통합화함으로써 경제성을 높였다. 그 결과, 90% 이상의 높은 바이오디젤 전환율을 얻었다 마지막으로는, 세 번째 연구 주제에서 이용된 과산화수소를 과황산으로 대체, 극미량으로 실험을 진행함으로써 철이온 기반 후공정의 경제성을 극대화하였다. 본 학위논문에서 제시된 다양한 방법들은 기존 공정들에 비해 높은 경제성을 갖고 있기 때문에, 미세조류 기반 바이오 연료 상용화에 기여할 수 있는 해결책이 될 수 있으리라 여겨진다.