KR101059223B1

KR101059223B1 - 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101059223B1
Application number: KR1020090058318A
Authority: KR
Inventors: 심상준
Original assignee: 디브이에스 코리아 주식회사
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2011-08-25
Also published as: KR20110000963A

Abstract

본 발명은 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 미세조류가 배양된 배양액에 유기용매와 기포를 동시에 분사하고 연동 펌프부를 통하여 상기 유기용매를 재순환하여 미세조류로부터 탄화수소 추출 효율을 높인, 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

미세조류, 탄화수소, 용매 기포 분사

Description

미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치 및 방법{Extraction apparatus and extraction method of hydrocarbon from the culture of microalgae}

본 발명은 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 미세조류 배양액과 유기용매가 포함되어 있고 상기 유기용매는 상기 미세조류 배양액의 상층에 위치하는 반응기에, 상기 유기용매가 기포와 함께 동시에 분사되고 상기 유기용매를 재순환시켜 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

미세조류의 배양액은 단백질과 지질을 많이 함유할 뿐만 아니라, 탄화수소를 함유하고 있다. 미세조류의 배양액에 있는 탄화수소의 화학적 조성은 자동차 연료인 디젤유의 조성과 비슷하다. 따라서, 탄화수소는 수송 연료로 사용할 석유 자원을 대체하는 에너지원으로 사용될 수 있다. 일례로, 보트리오코커스속(Botryococcus species) 미세조류는 올레산으로부터 탄소수 34의 불포화 테르펜계 탄화수소인 보트리오코커센(botryococcene)과 이소보트리오코커센(isobotryococcene)을 축적할 수 있다.

미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 일반적인 방법은 미세조류의 배양액을 수확하고 원심분리 및 여과의 공정을 거치고, 건조시킨 다음, 탄화수소에 대해 선택성이 높은 유기 용매를 첨가하여 추출하는 것이다. 그러나, 이 방법은 비용과 시간이 많이 소요되는 비 경제적인 추출방법이다.

다른 방법으로, 클로로포름과 메탄올의 혼합 용매에 미세조류 보트리오코커스 브라우니를 분산시킨 후, 유리 비드를 이용하여 미세조류를 파괴함으로써 탄화수소를 추출하는 방법이 있다(대한민국 공개특허 제10-2000-0000842호). 또 다른 방법으로는, 미세조류의 배양을 위한 기포탑 반응기(bubble column)와 탄화수소의 추출을 위한 이상 분리조(two-phase separator)로 구성되고, 기포탑 반응기의 배양액을 연동식 펌프(peristaltic pump)를 통해 이상 분리조로 공급하고, 이상 분리조의 배양액을 또 다른 연동식 펌프를 통해 기포탑 반응기로 재순환하면서, 순환하는 배양액이 유기 용매층을 통과하면서 탄화수소가 추출되도록 하는, 이단 재순환 동시 추출 방법이 있다(대한민국 공개특허 제10-2002-0093456호).

도 1a는 이상 추출 방법에 따른 탄화수소 추출 방법을 나타낸 것이고, 도 1b는 이단 재순환 동시 추출 방법의 원리에 따른 탄화수소 추출 방법을 나타낸 것이다. 도 1a에 따르면, 배양기에 유기용매와 미세조류 배양액의 두 개 상을 서로 접촉시켜 탄화수소를 추출하는 방법이다. 도 1b에 따르면, 이단 추출 공정의 원리를 이상 공정 방식에 적용한 것으로, 세포 배양액을 순환시켜 탄화수소를 추출하는 방법이다.

그러나, 미세조류 보트리오코커스 브라우니는 성장 속도가 느리고 성장한 후 또는 비우호적 환경으로 배양기의 벽에 자라는 현상(벽면 성장: wall growth)이 있 다. 그러므로, 미세조류 배양액의 순환에 의한 추출 방법은 탄화수소 추출에 손실을 줄 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 미세조류 배양액의 순환에 의한 추출 방법에서는 배양기의 아래쪽에 형성되는 균체의 침전물로부터는 탄화수소를 추출할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명자는 미세조류로부터 탄화수소를 추출하기 위하여 미세조류 배양액을 이동, 분리 또는 순환시키는 것이 아니라, 미세조류 배양액에 유기 용매와 기포를 동시에 분사하고 유기용매를 연동 펌프를 통해 재순환시킴으로써 탄화수소를 추출하는 장치와 방법을 고안해냄으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 미세조류의 침전이나 미세조류가 반응기의 벽에 붙어 자라는 현상으로 인한 탄화수소 추출의 손실을 줄일 수 있는 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 유기용매와 미세조류의 접촉면과 접촉 시간을 증가시켜 미세조류로부터 단시간에 더 높은 효율로 탄화수소를 추출하는 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법이 적용된 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 미세조류 배양액과 유기용매가 포함되어 있고 유기용매가 미세조류 배양액의 상층에 위치한 반응기에, 상기 유기 용매와 기포를 동시에 분사하고 상기 유기용매를 재순환시켜 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치 및 방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치를 제공한다.

본 발명의 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치는 미세조류 배양액과 유기용매가 포함되어 있는 광투과성 반응기(1)로서, 상기 유기용매는 상기 미세조류 배양액의 상층에 위치하는 것인 광투과성 반응기(1); 및

상기 광투과성 반응기(1)에 유체 소통가능하게 연결되어 있는 연동 펌프부로서, 상기 연동 펌프부는 연동 펌프 본체(2), 상기 연동 펌프 본체(2)에 연결되고 상기 유기용매 내부에 위치하여 상기 유기용매를 흡입하는 흡입부(3), 상기 연동 펌프 본체(2)에 연결되고 이산화탄소를 포함하는 공기를 공급하는 이산화탄소 공급기(5), 상기 연동 펌프 본체(2) 및 상기 이산화탄소 공급기(5)에 연결되고 상기 미세조류 배양액 내부에 위치하여 상기 흡입부(3)로부터 흡입된 유기용매와 상기 이산화탄소 공급기(5)로부터의 이산화탄소를 포함하는 공기를 상기 미세조류 배양액 내부로 방출하는 방출부(4), 및 상기 연동 펌프 본체(2), 흡입부(3), 상기 방출부(4), 및 상기 이산화탄소 공급기(5)를 연결하는 도관(6, 6')을 포함하는 것인 연동 펌프부를 포함하는, 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치를 제공한다.

본 발명의 장치는 유기용매와 미세조류 배양액의 접촉 효율을 높이기 위하여, 혼합용 임펠라(7)를 추가로 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 장치에 따른 탄화수소 추출 장치를 도시한 것이다. 도 2에 따르면, 미세조류 배양액이 채워져 있는 반응기의 아래쪽에 위치된 방출부를 통하여 기포와 유기용매가 동시에 분사된다. 분사된 유기용매는 미세조류 배양액 층을 통과하여 유기 용매층에 다시 모인 후 흡입부, 도관을 통해 연동 펌프 본체로 들어가고 다시 도관을 통해 방출부로 들어가게 되며, 방출부로 들어온 유기 용매는 다시 방출부를 통해 기포와 함께 분사되게 된다.

도 3은 혼합용 임펠라가 추가된 본 발명의 장치를 도시한 것이다. 도 3에서 연동 펌프 본체와 이산화탄소 공급기는 도시되어 있지 않다.

본 발명은 미세조류 배양액과 유기용매가 포함되어 있는 반응기 내에서 미세조류 배양액에 상기 유기용매와 기포를 동시에 분사하고, 상기 유기용매와 미세조류 배양액을 접촉시켜 미세조류 성장에 의해 생성된 탄화수소를 상기 유기용매로 추출하고, 비중의 차이로 인하여 반응기의 위쪽으로 이동한 유기용매를 연동 펌프부로 재순환시키는 것이다.

본 발명에 따른 유기용매와 기포는 상기 반응기의 아래쪽에 위치된 방출부(sparger)를 통해 아래쪽에서 위쪽 방향으로 동시에 분사될 수 있다(유기 용매 기포 분사식). 유기용매와 기포는 미세조류로부터 탄화수소를 추출할 수 있는 단계 중 어느 단계에서나 분사될 수 있다. 예를 들면, 미세조류가 지수성장기 중반 이후나 성장 정체기까지 성장한 후 분사될 수 있다.

본 발명에 따른 분사된 유기용매는 연동 펌프부를 통해 재순환될 수 있다. 배양액 상층으로 이동한 유기용매는 흡입부, 및 흡입부와 연동 펌프 본체를 연결하는 도관을 통해 연동 펌프 본체로 들어가고 연동 펌프 본체로부터 나온 유기용매는 연동 펌프 본체와 방출부를 연결하는 도관을 거쳐 다시 반응기의 하부에 설치된 방출부를 통해 기포와 함께 분사될 수 있다. 기존의 방식은 미세조류 배양액 자체가 연동 펌프 본체에 의해 순환되는 것인 반면에, 본 발명은 미세조류 배양액이 아니라 유기용매가 연동 펌프부에 의해 재순환되는 것이다. 이로부터 방출부가 분사를 허용하는 범위 안에서 반응기 아래쪽에 침전된 미세조류의 균체나 반응기 벽에 붙어 있는 미세조류와 유기용매가 접촉되어 탄화수소 추출 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 방법을 제공한다.

본 발명은 미세조류 배양액이 채워진 반응기 내에서 미세조류 배양액에 유기용매와 기포를 동시에 분사하고 연동 펌프부로 유기용매를 재순환시켜 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 분사된 유기 용매는 미세조류의 배양액과의 비중의 차이에 의하여 미세조류 배양액 층을 통과하여 배양액 위로 이동할 수 있다. 분사된 유기 용매가 배양액 층을 통과할 때 반응기 아래쪽에 침전된 미세조류의 균체나 반응기의 벽에 붙어 있는 미세조류와 접촉할 수 있고, 따라서 미세조류로부터 탄화수소 추출 효율을 높일 수 있다.

본 발명의 방법은 반응기 아래쪽에 침전된 미세조류의 균체나 미세조류 배양액을 포함하는 반응기의 벽면 성장(wall growth)된 미세조류에 적용될 수 있다.

본 발명의 방법은 미세조류로부터 탄화수소를 추출한 후 얻은 미세조류를 다시 배양한 다음 얻은 미세조류부터 탄화수소를 추출하는데 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 탄화수소 추출 방법은 미세조류의 배양액 자체가 이동하는 것이 아니라, 배양액과 유기 용매의 비중의 차이에 의하여 유기 용매가 배양액 위로 이동하는 것이다. 유기용매가 배양액을 통과하면서 유기용매와 배양액 속에 있는 미세조류와의 접촉면을 효과적으로 증가시킬 수 있고, 이를 통해 더 짧은 시간에 더 높은 효율로 미세조류로부터 탄화수소를 추출할 수 있다.

본 발명에 따른 유기 용매는 생체적합성(biocompatibility)이 있는 알칸 계통의 비극성 유기 용매를 포함하고, 예를 들면 옥테인(octane), 도데칸, 테트라데칸 또는 헥사데칸을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 미세조류는 탄화수소를 생성하거나 축적할 수 있는 미세조류를 포함할 수 있고, 예를 들면 보트리오코커스 속(Botryococcus species )일 수 있고, 예를 들면, 보트리오코커스 브라우니(Botryococcus braunii)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 배양액은 탄화수소를 생성하거나 축적할 수 있는 미세조류를 배양하는데 적합하다고 당업자에게 알려진 배양 배지 또는 배양액이 될 수 있다. 예를 들면 배양 배지는 Chu 13 배지가 될 수 있고, 배양액은 KNO₃ 371 mg, K₂HPO₄ 80 mg, MgSO₄ 7H₂O 200mg, CaCl₂ 2H₂O 107 mg, 구연산 철 20 mg, 시트르산 100 mg를 포함할 수 있다. 추가적으로는, H₃BO₄ 5.72 mg, MnCl₂ 4H₂O 3.62 mg, ZnSO₄ 7H₂O 0.44 mg, CuSO₄ 5H₂O 0.16 mg, CoCl₂ 0.2 mg, Na₂MoO₄ 0.084 mg/L(pH 7.5)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 탄화수소 추출 방법은 기포탑형 배양 공정뿐만 아니라 분사기의 형태를 변경시켜 다양한 형태의 추출 방법에 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 추출 방법은 기존의 탄화수소 추출 방법에 적용될 수 있고, 예를 들면 이상 추출 반응기, 이단 재순환 동시 추출 반응기, 혼합 임펠라가 부착된 발효 광 반응기, 옥외 배양용 광 반응기 등에 적용될 수 있다. 이상 추출 반응기는 도 1A에 도시된 이상 추출 반응기를 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 이단 재순환 동시 추출 반응기는 도 1B에 도시된 추출 반응기를 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 도 3은 혼합용 임펠라가 부착된 발효 광 반응기를 나타 낸 것이다.

본 발명의 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 방법은 미세조류의 침전이나 용기의 벽에 붙어 자라는 현상으로 인한 탄화수소 추출의 손실을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 방법은 미세조류와 유기 용매간의 접촉면과 접촉 시간을 증가시켜 미세조류로부터 단시간에 더 높은 효율로 탄화수소를 추출할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 1: 미세조류의 배양

텍사스 대학에서 분양받은 미세조류 보트리오코커스 브라우니(Botryococcus braunii) UTEX 572를 Chu 13 배지(KNO₃ 371 mg, K₂HPO₄ 80 mg, MgSO₄ 7H₂O 200mg, CaCl₂ 2H₂O 107 mg, 구연산 철 20 mg, 시트르산 100 mg, H₃BO₄ 5.72 mg, MnCl₂ 4H₂O 3.62 mg, ZnSO₄ 7H₂O 0.44 mg, CuSO₄ 5H₂O 0.16 mg, CoCl₂ 0.2 mg, Na₂MoO₄ 0.084 mg/L, pH 7.5)에서 25℃, 150 u E/m²/s의 광도, 12시간: 12시간의 명암 주기로 3주 동안 배양하였다. 배양한 후, 광 반응기의 작동 용액 400 ml의 10%로 계대 배양하였고 CO₂가 2.5% 혼합된 공기를 50 ml/분으로 공급하면서 광 반응기에서 성장시켰 다.

실시예 2: 미세조류의 생존률 비교

실시예 1에 따른 미세조류 보트리오코커스 브라우니를 광 반응기에서 2주 동안 배양하였고 정지 상태에서 미세조류의 생존율을 비교하였다. 본 발명에 따라 80 ml의 디헥실에테르(디헥실에테르: 미세조류 배양액=1:5)가 혼합된 기포를 미세조류의 배양액에 직접 분사하였다. 비교 예로서 기존 방법(이상 추출 방법에 세포배양액의 순환원리가 적용된 추출 방법")(도 1a와 1b 참조)에 따라 동일한 양의 옥테인을 주입하였다. 미세조류의 생존율은 연동식 펌프를 작동시켜 얻은 바이오매스의 함량으로 측정하였다.

그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에서 나타난 바와 같이, 기존 방법에 의할 때에는, 미세조류의 생존율은 6 시간이 경과하였을 시점에서는 90.3%의 생존율을 나타내었고, 12시간이 경과한 시점에서는 84.9%의 생존율을 나타내었다. 그러나, 본 발명에 따른 용매가 혼합된 기포의 분사 방식에 의할 때에는, 미세조류의 생존율은 6시간이 경과하였을 때에는 86.3%의 생존율을 나타내었고, 12시간이 경과한 시점에서는 78.4%의 생존율을 나타내었다. 따라서, 본 발명에 따른 추출 방법은 미세조류의 유기용매의 접촉 면적을 높였음을 알 수 있다.

실시예 3: 미세조류로부터 탄화수소 회수량 비교

실시예 1에 따른 미세조류 보트리오코커스 브라우니를 광 반응기에서 15일 동안 배양하였다. 본 발명에 따라 옥테인 80 ml가 혼합된 기포를 미세조류에 직접 분사하였다. 비교예로서 기존 방법(도 1B 참조)에 따라 동일한 양의 옥테인을 주입 하였다. 일정 시간에 따라 옥테인 층을 샘플링한 다음, 필터 과정 및 헥산 치환 과정을 거친 다음, 기체 크로마토그래피로 탄화수소의 회수량을 얻었다. 그 결과를 표 1과 도 5에 나타내었다.

<표 1> 탄화수소 회수량 비교

유기용매 순환 시간	본 발명에 따른 탄화수소 회수량(mg)	기존 방법에 따른 탄화수소 회수량(mg)	탄화수소 회수량 비교
0	-	-	-
4	253	104	2.43배
8	359	191	1.88배
12	428	254	1.69배

상기 표 1과 도 5에서 살핀 바와 같이, 본 발명에 따른 추출 방법에 의할 때 탄화수소 회수량은 428mg/L로 나온 반면, 기존 방법에 의할 때에는 탄화수소 회수량이 254 mg/L로 나왔다. 특히, 옥테인을 순환하고 4시간이 경과하였을 때 본 발명에 따른 방법은 이단 재순환 동시 추출 방법에 비해 탄화수소 회수율이 2.43배 더 높았다. 따라서, 본 발명에 따른 탄화수소 추출 방법은 탄화수소 추출 방법의 효율이 더 높을 뿐만 아니라, 초기 탄화수소의 회수율도 높음을 알 수 있다.

실시예 4: 탄화수소 회수량과 균체에 남아있는 탄화수소 함량 비교

실시예 1에 따른 미세조류 보트리오코커스 브라우니를 광 반응기에서 배양하였다. 본 발명에 따라 옥테인 10 ml가 혼합된 기포를 미세조류에 직접 분사하였다. 비교예로서 기존 방법(도 1B 참조)에 따라 동일한 양의 옥테인을 주입하였다. 12시간 경과 후, 옥테인 층을 회수하고, 필터 과정 및 헥산 치환 과정을 거친 다음, 기체 크로마토그래피로 탄화수소의 회수량을 얻었다. 또한 배양기에 침전되어 있거나 벽에 붙어 있는 미세조류의 균체를 회수하고, 이로부터 탄화수소의 함량을 측정하 였다. 또한, 미세조류 보트리오코커스 브라우니를 배양한 다음 옥텐인을 첨가하여 탄화수소를 직접 추출함으로써 전체 탄화수소 함량을 측정하였다.

그 결과를 표 2에 나타내었다.

<표 2>

	전체 탄화수소 함량 (mg/L)	본 발명에 따른 탄화수소 함량(mg/L)	기존 방법에 따른 탄화수소 함량(mg/L)
옥테인 층으로부터 추출된 탄화수소 함량	624	404	281
균체 내에 남아있는 탄화수소 함량	-	213	315
합계	624	617	596

상기 표 2에서 살핀 바와 같이, 본 발명에 따른 추출 방법에 의할 때 65.4%의 탄화수소 추출 효율을 나타낸 반면에, 기존 방법에 의할 때에는 47%의 탄화수소 추출 효율을 나타내었다. 따라서, 본 발명에 따른 추출 방법은 더 빠른 시간에 더 많은 양의 탄화수소 추출이 가능함을 알 수 있다.

또한, 균체 내에 남아 있는 탄화수소의 함량에서도, 본 발명에 따른 추출 방법은 34.5%의 탄화수소 잔여율을 보인 반면에, 기존 방법은 52.8%의 탄화수소 잔여율을 나타내었다. 따라서, 본 발명에 따른 추출 방법은 미세조류의 침전이나 미세조류가 용기의 벽에 붙어 자라는 것으로 인한 탄화수소의 추출의 손실을 최소화할 수 있음을 알 수 있다.

실시예 5: 탄화수소를 추출한 후 회수한 미세조류의 탄화수소 재축적 가능성 검토

실시예 3 또는 4에 따라 탄화수소를 추출한 후 미세조류 보트리오코커스 브 라우니를 회수하였다. 회수한 미세조류를 Chu 13 배지에서 25℃, 150 u E/m²/s의 광도, 12시간: 12시간의 명암 주기로 10% 접종하여 3주 동안 배양하였다. 배양 시간에 따라 바이오매스를 측정하였다. 동일한 농도의 미세조류 보트리오코커스 브라우니를 상기와 동일한 방법으로 배양하였다(대조군). 배양 시간에 따라 바이오매스를 측정하였다.

그 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에서 나타난 바와 같이, 18일 시점에는 12% 정도의 바이오매스 차이가 나타났지만, 정지 상태로 갈수록 그 차이가 줄어들고, 그로부터 4일이 지난 시점부터는 정상적인 미세조류의 성장을 보였다. 따라서, 본 발명에 따른 방법을 처리하여 탄화수소를 추출한 후에도, 미세조류를 재활용할 수 있고, 미세조류는 탄화수소를 재축적할 수 있음을 알 수 있다.

도 1a는 이상 추출 방법에 따른 탄화수소 추출 방법을 나타낸 것이고, 도 1b는 이상 추출 방법에 세포배양액 순환방식을 적용하여 탄화수소를 추출하는 방법을 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 유기 용매 기포 분사식의 탄화수소 추출 방법을 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 유기 용매 기포 분사식이 발효 광 반응기에 적용된 예를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 방법과 기존 방법에 의할 때 미세조류의 생존율을 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 방법과 기존 방법에 의할 때 미세조류로부터 탄화수소 회수율을 나타낸 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 방법으로 탄화수소를 추출한 후 회수한 미세조류를 재배양하였을 때의 바이오매스와, 아무 처리도 하지 않은 미세조류를 배양하였을 때의 바이오매스를 비교한 것이다.

Claims

미세조류 배양액과 유기용매가 포함되어 있는 광투과성 반응기(1)로서, 상기 유기용매는 상기 미세조류 배양액의 상층에 위치하는 것인 광투과성 반응기(1); 및

상기 광투과성 반응기(1)에 유체 소통가능하게 연결되어 있는 연동 펌프부로서, 상기 연동 펌프부는 연동 펌프 본체(2), 상기 연동 펌프 본체(2)에 연결되고 상기 유기용매 내부에 위치하여 상기 유기용매를 흡입하는 흡입부(3), 상기 연동 펌프 본체(2)에 연결되고 이산화탄소를 포함하는 공기를 공급하는 이산화탄소 공급기(5), 상기 연동 펌프 본체(2) 및 상기 이산화탄소 공급기(5)에 연결되고 상기 미세조류 배양액 내부에 위치하여 상기 흡입부(3)로부터 흡입된 유기용매와 상기 이산화탄소 공급기(5)로부터의 이산화탄소를 포함하는 공기를 상기 미세조류 배양액 내부로 방출하는 방출부(4), 및 상기 연동 펌프 본체(2), 흡입부(3), 상기 방출부(4), 및 상기 이산화탄소 공급기(5)를 연결하는 도관(6, 6')을 포함하는 것인 연동 펌프부를 포함하는, 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 탄화수소를 추출하는 장치는 혼합용 임펠라를 추가로 포함하는 것인 장치.
미세조류로부터 탄화수소 추출용 반응기 내에서 미세조류 배양액에 유기용매와 기포를 동시에 분사하고, 상기 유기용매를 연동 펌프부로 재순환시키는 단계를 포함하는 미세조류로부터 탄화수소를 추출하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 유기용매와 기포는 상기 반응기의 아래쪽에서부터 위쪽 방향으로 분사되는 것인 방법.
제3항에 있어서, 상기 유기용매와 기포는 상기 반응기의 아래쪽에 위치된 방출부(sparger)를 통해 분사되는 것인 방법.
제3항에 있어서, 상기 방법은 상기 반응기의 벽면 성장(wall growth)된 미세조류 또는 미세조류의 침전된 균체에 적용되는 것인 방법.
제3항에 있어서, 상기 방법은 탄화수소를 생성하거나 축적하는 미세조류에 적용되는 것인 방법.
제3항에 있어서, 상기 미세조류는 보트리오코커스 속(Botryococcus species )인 것인 방법.
제3항에 있어서, 상기 방법은 상기 미세조류로부터 탄화수소를 추출한 후 얻은 미세조류의 재배양물로부터 탄화수소를 추출하는 것인 방법.
제3항에 있어서, 상기 유기용매는 옥테인(octane) 또는 도데칸, 테트라데칸 또는 헥사데칸 인 것인 방법.
제3항에 있어서, 상기 방법은 이상 추출 반응기, 이단 재순환 동시 추출 반응기, 발효 광 반응기 또는 옥외 배양용 광 반응기에 적용되는 것인 방법.