KR101317242B1 - Method for producing lipid from microalgae for using membrane and producing biodiesel - Google Patents

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명지대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: Lipid extraction from microalgae is provided to reduce the use of extracted solution significantly by separating oil-in-water emulsion and residues, passing the oil-in-water emulsion through a membrane and forming concentrated oil-in-water emulsion. CONSTITUTION: A manufacturing method of extracting lipid from microalgae comprises the following steps. Microalgae are cultivated. The lipid of the microalgae is exposed by physical stimulus to the culture of microalgae liquid. Oil-in-water emulsion with the exposed lipid and residues are separated. The oil-in-water emulsion is passed through a membrane to be formed into concentrated oil-in-water emulsion. The residues and the concentrated oil-in-water emulsion are resolved into a lipid extract solution respectively to extract a lipid. A manufacturing method of biodiesel is that the extracted lipid is reacted in transesterification reaction and esterification reaction. [Reference numerals] (AA) Microalgae culture medium; (BB) Ultrasonic treatment; (CC,FF) Centrifugation; (DD) Oil-in-water emulsion; (EE) Residues; (GG) Concentrated oil-in-water emulsion; (HH,II) Lipid extract solvent; (JJ,LL) Lipid; (KK,MM) Extract solvent

Description

여과막을 이용한 미세조류로부터의 지질 추출 및 바이오 디젤 생산 방법{METHOD FOR PRODUCING LIPID FROM MICROALGAE FOR USING MEMBRANE AND PRODUCING BIODIESEL}Lipid extraction from microalgae using filtration membrane and biodiesel production method {METHOD FOR PRODUCING LIPID FROM MICROALGAE FOR USING MEMBRANE AND PRODUCING BIODIESEL}

본 발명은 미세조류로부터의 지질 추출 및 바이오 디젤 생산 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 여과막을 이용하여 기존의 용매 추출법에 비하여 용매의 사용량을 현저히 저감시키는 미세조류로부터의 지질 추출 및 추출된 지질로부터 바이오 디젤을 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lipid extraction from microalgae and a biodiesel production method, and more particularly, from a lipid extraction and extracted lipids from microalgae that significantly reduces the amount of solvent compared to the conventional solvent extraction method using a filtration membrane A method for producing biodiesel.

화석연료의 대량소비로 인하여 한정된 에너지 자원의 고갈 위기에 직면하게 되면서 원유의 수급차질에 따른 고유가 문제가 계속되고 있고, 화석연료의 소비량에 비례하여 지구온난화 및 환경오염의 문제가 지속적으로 대두되고 있다. 이로 인해 세계 각국에서는 화석연료를 대체할 수 있는 다양한 형태의 에너지원에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 막대한 에너지 자원의 대부분을 수입에 의존하고 있는 우리나라에서 또한 대체에너지개발에 관계된 많은 연구와 노력이 기울여지고 있다. 현재 대체 에너지원 탐색의 일환으로 재생 가능 에너지라 불리는 바이오 에너지의 개발이 상당히 진척되고 있는데, 그 중 재생성을 갖는 동, 식물성 기름으로부터 생산 가능한 청정 대체 연료인 바이오디젤에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다.Due to the high consumption of fossil fuels, the crisis of depletion of limited energy resources continues to cause high oil prices due to oil supply and demand problems, and global warming and environmental pollution continue to emerge in proportion to the consumption of fossil fuels. . As a result, various types of energy sources that can replace fossil fuels are being actively researched around the world, and many studies and efforts related to alternative energy development in Korea also rely on imports for the vast majority of energy resources. This is tilting. As part of the search for alternative energy sources, the development of bioenergy, which is called renewable energy, is progressing considerably. Among these, interest in biodiesel, which is a clean alternative fuel that can be produced from renewable copper and vegetable oils, is increasing.

바이오디젤은 일산화탄소, 질소산화물, 미세먼지, 이산화탄소의 배출량을 감축시킬 수 있는 에너지이다. 바이오 디젤의 사용에 의해 생성되는 이산화탄소는 바이오매스 생산과정에서 식물의 광합성 작용으로 회수되므로 순배출량이 대단히 적고, 산성비의 주범인 황산화물이 전혀 배출되지 않으며, 함산소연료(산소 10% 이상 함유)이므로 발암물질인 입자상 물질이나 CO, HC 등 디젤 엔진의 유해 배출 가스를 크게 절감할 수 있다. 또한, 벤젠 등을 배출하지 않아서 독성이 적고, 생분해도가 높아서 유출시 환경오염이 적다. 또한, 세탄가가 경유보다 높아서 압축착화엔진에 그대로 적용이 가능하다. 그리고 경유에 소량 혼합하여 사용할 경우에는 기존 엔진의 개조가 거의 불필요하고 출력이나 연비 변화도 거의 문제시 되지 않는다.Biodiesel is energy that can reduce emissions of carbon monoxide, nitrogen oxides, fine dust and carbon dioxide. Since the carbon dioxide produced by the use of biodiesel is recovered by the photosynthesis of the plant during the biomass production process, the net emissions are very small, the sulfuric acid which is the main cause of the acid rain is not discharged at all, the oxygen fuel (containing more than 10% Therefore, it is possible to greatly reduce particulate matter as a carcinogenic substance and harmful exhaust gas of diesel engine such as CO and HC. Also, it does not emit benzene, so its toxicity is low, and its biodegradability is high. Further, since the cetane number is higher than the light oil, it can be directly applied to the compression ignition engine. In addition, when a small amount of diesel oil is used, it is almost unnecessary to modify the existing engine and change of power or fuel efficiency is hardly a problem.

그런데, 이러한 바이오 디젤의 제조에 사용되는 원료는 대부분 옥수수, 콩, 유채꽃, 야자 등과 같은 곡물을 사용하고 있다. 따라서 바이오 디젤의 생산량이 증가하면 이들 곡물에 대한 수요 증가로 이어져 곡물 가격이 급등할 수 있으며, 동일한 원료를 이용하는 전통적 식품 산업과 축산업을 위협할 것으로 전망된다. 또한, 대체 원료로 폐식용유를 포함하여 다양한 식물 자원을 검토하고 있으나, 식물 자원의 대부분은 95% 이상 중국과 남미 등으로부터 수입을 하는 것에 의존해야 하는 실정이다.By the way, the raw material used in the production of such biodiesel is mostly grains such as corn, soybeans, rape blossoms, palms and the like. Thus, increased biodiesel production could lead to increased demand for these grains, leading to a surge in grain prices and threatening traditional food and livestock industries that use the same ingredients. In addition, various plant resources, including waste cooking oil, are being considered as alternative raw materials, but most of the plant resources have to rely on imports from China and South America for more than 95%.

이러한 시점에서 단위 면적당 오일 생산량이 육상식물에 비해 매우 우수한 미세조류에 기반한 바이오디젤 생산기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 미세조류(microalgae)는 물, 이산화탄소와 햇빛을 이용하여 광합성 성장이 가능한 단세포성 광합성 생물로서 식물플랑크톤으로도 불리우며 전 세계적으로 약 20만 내지 80만의 종이 존재하는 것으로 추정되고 있다. 미세조류는 광합성만 가능하다면 황무지나 해안가, 바다 등 어디서든 배양할 수 있으며, 약 3~30㎛ 크기에 담수나 해수에서 서식하고 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출하며, 오일 등 유용물질을 함유하고 있다. 특히 미세조류는 광합성을 통해 양질의 식물성 오일을 생체 내에 축적하며, 단위면적당 오일 생산량이 종래의 바이오디젤 원료유를 얻기 위한 콩, 유채 등의 기존 식용작물에 비해 적게는 10배, 많게는 100배, 약 50-100배 이상 높은 것이 특징이다. 또한, 미세조류는 육상식물에 비해 성장률이 빠르고, 대량으로 고농도 배양이 가능하며, 극한 환경에서도 성장이 가능하다는 장점을 가진다. 또한, 미세조류는 사용 가능한 오일 성분이 바이오매스의 30~70%에 달하므로 기존 작물에 비해 높은 연료 생산성을 나타낸다. 또한, 미세조류는 다른 작물과 토지나 공간 측면에서 상호 경쟁하지 않으므로, 현재 식량 자원의 가격 상승 및 산림 파괴 등 2차적인 환경 문제를 일으키지 않는다는 장점을 가진다. 따라서, 미세조류 이용 바이오디젤 생산기술은 단위면적당 높은 생산성을 나타내어 자원 확보가 용이하고 식량자원과의 경쟁이 없으므로 국내 실정에 적합하다고 할 수 있다. At this point, there is a growing interest in biodiesel production technology based on microalgae, where oil production per unit area is much higher than that of land plants. Microalgae are single-cell photosynthetic organisms capable of photosynthetic growth using water, carbon dioxide, and sunlight. Also called phytoplankton, it is estimated that about 200,000 to 800,000 species exist worldwide. Microalgae can be cultivated anywhere in the wasteland, the coast, and the sea as long as photosynthesis is possible.The microalgae live in freshwater or seawater, absorb carbon dioxide and release oxygen, and contain useful substances such as oil. . In particular, microalgae accumulate high quality vegetable oils in vivo through photosynthesis, and the amount of oil produced per unit area is 10 times less than conventional edible crops such as soybean and rapeseed to obtain biodiesel raw oil. It is about 50-100 times higher. In addition, the microalgae has the advantage that the growth rate is faster than the land plants, can be grown in high concentrations in large quantities, and can be grown in extreme environments. In addition, the microalgae show high fuel productivity compared to conventional crops because the available oil content reaches 30-70% of the biomass. In addition, since microalgae do not compete with other crops in terms of land or space, the present invention has the advantage of not causing secondary environmental problems such as rising prices of food resources and deforestation. Therefore, the bioalgae production technology using microalgae shows high productivity per unit area, so it is easy to secure resources and there is no competition with food resources.

한편, 미세조류로부터 바이오디젤용 지질을 추출하는 방법으로는 용매 추출법, 초임계 추출법, 효소 추출법 및 삼투 충격법 등의 여러가지 방법들이 연구되고 있으나, 초임계 추출법은 초임계 추출 조건인 고압을 유지시키기 위한 고압 장치의 비용이 비싸 그 사용이 제한된다는 단점이 있으며, 삼투 충격법은 추출 속도가 향상되나 대향의 스팀을 소비한다는 단점이 있어, 주로 용매 추출법이 이용되고 있는 실정이다. On the other hand, as a method of extracting biodiesel lipids from microalgae, various methods such as solvent extraction method, supercritical extraction method, enzyme extraction method and osmotic impact method have been studied, but supercritical extraction method maintains high pressure, which is a supercritical extraction condition. There is a disadvantage in that the use of the high pressure device for the high cost is limited, and the osmotic impact method has an disadvantage in that the extraction speed is improved, but the opposite steam consumption, mainly solvent extraction method is used.

용매 추출법은 미세조류의 성분 중 지질을 잘 용해할 수 있는 추출 용매를 사용하여 미세조류로부터 지질을 용매상으로 분리하는 방법이다. 다만, 용매 추출법을 통한 미세조류로부터 지질 추출 공정은 통상적으로 시료의 부피에 대비하여 5배에 달하는 추출 용매를 사용이 필요하기 때문에 추출 용매의 사용이 과도하게 필요하고, 추출 용매의 재사용을 위한 증류 과정에서 에너지의 투입이 과도하게 필요하다는 문제점이 있었다.The solvent extraction method is a method of separating lipids from the microalgae into a solvent phase by using an extraction solvent capable of dissolving lipids in the microalgae well. However, the lipid extraction process from the microalgae through the solvent extraction method requires the use of an extraction solvent that is five times larger than the volume of the sample, and thus requires excessive use of the extraction solvent, and distillation for reuse of the extraction solvent. There was a problem that excessive input of energy was necessary in the process.

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 용매 추출법을 통한 미세조류로부터 지질을 추출하는 단계 이전에 여과막을 이용하여 농축된 수중유 에멀젼을 형성함으로써 추출 용매의 사용량을 현저하게 저감시키는 미세조류로부터 지질을 추출하는 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention was derived to solve the conventional problems, significantly reducing the amount of extraction solvent used by forming a concentrated oil-in-water emulsion using a filtration membrane before the step of extracting lipids from microalgae through solvent extraction It is to provide a method for extracting lipids from microalgae.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 추출 방법으로 추출된 지질을 트랜스에스테르화 반응 또는 에스테르화 반응을 통한 바이오디젤 생산방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a biodiesel production method through transesterification or esterification of lipids extracted by the extraction method of the present invention.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미세조류로부터 지질을 추출하는 방법은, 미세조류를 배양하는 단계; 상기 미세조류 배양액에 물리적 자극을 통해 미세조류 내의 지질을 노출 시키는 단계; 상기 물리적 자극에 의해 노출된 지질이 각각 포함되어 있는 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물을 분리하는 단계; 상기 수중유 에멀젼을 여과막에 통과 시켜 농축된 수중유 에멀젼을 형성하는 단계; 및 상기 농축된 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물을 각각 지질 추출 용매에 용해시켜 지질을 추출하는 단계를 포함한다.Method for extracting lipid from the microalgae of the present invention for achieving the above object, the step of culturing the microalgae; Exposing lipids in the microalgae through physical stimulation to the microalgal culture; Separating the oil-in-water emulsion and residual solids, each containing lipids exposed by the physical stimulus; Passing the oil-in-water emulsion through a filtration membrane to form a concentrated oil-in-water emulsion; And extracting the lipid by dissolving the concentrated oil-in-water emulsion and the remaining solid in a lipid extraction solvent, respectively.

상기 미세조류는 클로렐라 불가리스일 수 있다.The microalgae may be Chlorella vulgaris.

상기 물리적 자극은 초음파 처리 또는 프렌치 프레스일 수 있으며, 초음파 처리는 15 내지 25kHz로 5 내지 15분 동안 이루어질 수 있으며, 프렌치 프레스는 1200 내지 1800 psi로 5 내지 15분 동안 이루어질 수 있다.The physical stimulus may be sonication or french press, sonication may be made at 15 to 25 kHz for 5 to 15 minutes, and the french press may be made at 1200 to 1800 psi for 5 to 15 minutes.

상기 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물의 분리는 원심 분리를 통해 이루어질 수 있으며, 원심 분리는 2500 내지 3500 rpm으로 3 내지 7분 동안 이루어질 수 있다.Separation of the oil-in-water emulsion and residual solids may be carried out through centrifugation, and centrifugation may be performed at 2500 to 3500 rpm for 3 to 7 minutes.

상기 여과막은 한외 여과막 또는 정밀 여과막일 수 있으며, 한외 여과막 또는 정밀 여과막의 기공 크기는 미세조류로부터 노출된 지질의 크기보다 같거나 작을 수 있고, 바람직하게는 한외 여과막 또는 정밀 여과막의 기공 크기는 미세조류로부터 노출된 지질의 크기보다 작을 수 있다.The filtration membrane may be an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane, and the pore size of the ultrafiltration membrane or microfiltration membrane may be equal to or smaller than the size of the lipid exposed from the microalgae, and preferably the pore size of the ultrafiltration membrane or the microfiltration membrane is microalgae. May be less than the size of the lipids exposed from it.

상기 지질 추출 용매는 헥산, 석유에테르, 메탄올, 클로로포름 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 메탄올 및 클로포포름의 혼합물일 수 있다.The lipid extraction solvent may be any one selected from the group consisting of hexane, petroleum ether, methanol, chloroform, and mixtures thereof, and preferably, a mixture of methanol and chloroform.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 클로렐라 불가리스로부터 지질을 추출하는 방법은, 클로렐라 불가리스를 배양하는 단계; 상기 미세조류 배양액에 초음파 처리 통해 클로렐라 불가리스 내의 지질을 노출 시키는 단계; 상기 초음파 처리에 의해 노출된 지질이 각각 포함되어 있는 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물을 원심 분리를 통해 분리하는 단계; 상기 수중유 에멀젼을 한외 여과막에 통과 시켜 농축된 수중유 에멀젼을 형성하는 단계; 및 상기 농축된 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물을 각각 지질 추출 용매에 용해시켜 지질을 추출하는 단계를 포함한다.Method for extracting lipids from the Chlorella vulgaris of the present invention for achieving the above object, the step of culturing Chlorella vulgaris; Exposing lipids in chlorella vulgaris to the microalgal culture by sonication; Separating the oil-in-water emulsion and residual solids, each containing the lipids exposed by the sonication, by centrifugation; Passing the oil-in-water emulsion through an ultrafiltration membrane to form a concentrated oil-in-water emulsion; And extracting the lipid by dissolving the concentrated oil-in-water emulsion and the remaining solid in a lipid extraction solvent, respectively.

상기 초음파 처리는 20 kHz로 10분 동안 이루어질 수 있으며, 원심 분리는 3000 rpm으로 5분 동안 이루어질 수 있다.The sonication may be performed at 20 kHz for 10 minutes, and centrifugation may be performed at 3000 rpm for 5 minutes.

상기 한외 여과막의 기공 크기는 10 kDa일 수 있으며, 한외 여과막의 재질은 폴리에테르술폰일 수 있다.The pore size of the ultrafiltration membrane may be 10 kDa, the material of the ultrafiltration membrane may be polyether sulfone.

상기 지질 추출 용매는 클로로포름 및 메탄올의 혼합물일 수 있으며, 클로로포름 및 메탄올의 혼합 중량비가 2:1 내지 3:1일 수 있다.The lipid extraction solvent may be a mixture of chloroform and methanol, and the mixed weight ratio of chloroform and methanol may be 2: 1 to 3: 1.

본 발명의 다른 목적인 바이오디젤 생산방법은, 본 발명의 추출 방법으로 추출된 지질을 트랜스에스테르화 반응 또는 에스테르화 반응을 통해 이루어지는 것을 포함한다.Biodiesel production method which is another object of the present invention, comprising the lipid extracted by the extraction method of the present invention through a transesterification reaction or esterification reaction.

본 발명은 용매 추출법을 통한 미세조류로부터 지질을 추출하는 단계 이전에 수중유 에멀젼과 잔여 고형물을 분리하고 수중유 에멀젼을 여과막에 통과 시켜 농축된 수중유 에멀젼을 형성함으로써 추출 용매의 사용량을 현저하게 저감시키는 효과가 있다.The present invention significantly reduces the amount of the extraction solvent by separating the oil-in-water emulsion and residual solids and passing the oil-in-water emulsion through a filtration membrane before the step of extracting lipids from the microalgae through solvent extraction to form a concentrated oil-in-water emulsion. It is effective to let.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류로부터 지질 추출 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 지질 노출 방법에 따른 미세조류로부터 지질 노출량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 수중유 에멀젼 속의 초음파 처리를 통해 미세조류로부터 노출된 지질을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 한외 여과막 장치의 구성도를 나타낸 그림이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 한외 여과막 장치에 통과시킨 수중유 에멀젼의 투과액의 투과 시간에 따른 중량과 유량을 나타낸 그래프이다.1 is a flow chart showing a lipid extraction method from microalgae according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the lipid exposure from microalgae according to the lipid exposure method.
Figure 3 is a photograph showing the lipids exposed from microalgae by ultrasonic treatment in oil-in-water emulsions.
Figure 4 is a diagram showing the configuration of the ultrafiltration membrane device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a graph showing the weight and flow rate of the permeation time of the permeate of the oil-in-water emulsion passed through the ultrafiltration membrane device according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류로부터 지질 추출 방법을 보여주는 흐름도이다. 1 is a flow chart showing a lipid extraction method from microalgae according to an embodiment of the present invention.

미세조류는 해양 미세조류, 착편모조류, 담수산 미세조류 등이 있으며, 구체적인 예로 나노클로롭시스(Nannochloropsis sp.), 아이소 크라이시스 (Isochrysis sp.), 세네데스머스(Scenedesmus sp.), 클로렐라(Chlorella sp.) 등이 있으며, 이 중 녹조류인 클로렐라인 것이 바람직하다. 또한, 바이오디젤용 원료유를 추출하기 위한 원료인 미세조류로서 클로렐라로의 종류는 클로렐라 미누티시마(Chlorella minutissima), 클로렐라 피레노이도사(Chlorella pyrenoidosa), 클로렐가 바리아빌리스(Chlorella variabilis), 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris) 등 그 종류가 크게 제한되지 않으나, 보다 바람직하게는 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris)인 것을 특징으로 한다. The microalgae include marine microalgae, flax algae, and freshwater microalgae, and specific examples thereof include nanochloropsis sp., Isochrysis sp., Scenedesmus sp. And chlorella. Chlorella sp.), Of which chlorella is preferred. In addition, as a microalgae, which is a raw material for extracting biodiesel oil, chlorella is classified as Chlorella minutissima, Chlorella pyrenoidosa, Chlorella variabilis, Chlorella vulgaris and the like is not particularly limited, but is more preferably characterized as Chlorella vulgaris (Chlorella vulgaris).

미세조류를 배양한 다음, 미세조류 배양액에 물리적 자극을 통해 미세조류 내의 지질을 노출 시킨다. 상기 물리적 자극은 마이크로파(microwave), 오토클레이브(autoclave), 초음파 처리(ultrasonication), 프렌치 프레스(french-press) 등이 포함될 수 있으나, 미세조류내의 지질을 노출시킬 수 있는 물리적 자극인한 이에 한정되지 아니하며, 바람직하게는 초음파 처리, 프렌치 프레스인 것을 특징으로 한다. 상기 초음파 처리 방법으로 전처리하는 경우 15 내지 25 kHz로 5 내지 15분 동안 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 프렌치 프레스 방법으로 전처리하는 경우 1200 내지 1800 psi로 5 내지 15분 동안 이루어지는 것이 바람직하다.After culturing the microalgae, the lipids in the microalgae are exposed through physical stimulation to the microalgal culture. The physical stimulus may include microwave, autoclave, ultrasonication, french-press, and the like, but is not limited to the physical stimulus capable of exposing lipids in microalgae. Preferably, it is an ultrasonic treatment and a french press. When the pretreatment by the ultrasonic treatment method is preferably made for 15 to 25 kHz for 5 to 15 minutes, the pretreatment by the French press method is preferably made for 5 to 15 minutes at 1200 to 1800 psi.

미세조류 배양액에 물리적 자극을 통해 미세조류 내의 지질을 노출 시킨 다음, 미세조류 내의 지질이 각각 포함되어 있는 수중유 에멀젼(oil-in-water emulsion)과 잔여 고형물을 분리시킨다. 이 때 상기 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물의 분리는 원심 분리(centrifugal separation)을 통해 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 원심 분리는 2500 내지 3500 rpm으로 3 내지 7분 동안 이루어지는 것이 바람직하다.The microalgae culture is exposed to lipids in the microalgae through physical stimulation, and then the oil-in-water emulsion containing the lipids in the microalgae is separated from the residual solids. At this time, the oil-in-water emulsion and the remaining solids are preferably separated by centrifugal separation, and the centrifugal separation is preferably performed at 2500 to 3500 rpm for 3 to 7 minutes.

원심 분리를 통해 분리된 수중유 에멀젼과 잔여 고형물을 분리한 다음, 수중유 에멀젼을 여과막에 통과 시켜 농축된 수중유 에멀젼을 형성한다. 상기 여과막은 한외 여과막(ultrafiltration membrane) 또는 정밀 여과막(microfiltration membrane)일 수 있으며, 노출된 지질의 크기에 따라 다른 분리막의 사용도 가능하다. 보다 구체적으로 초음파 처리 방법을 통하여 미세조류 내의 지질을 노출시키는 경우 한외 여과막의 사용이 바람직하고, 프렌치 프레스 방법을 통하여 미세조류 내의 지질을 노출시키는 경우 정밀 여과막의 사용이 바람직하다. 한외 여과막 또는 정밀 여과막의 기공 크기는 상기 수중유 에멀젼 내의 지질을 제외하고 물만 투과시켜야하기 때문에 상기 지질의 크기보다 같거나 작아야하며, 바람직하게는 한외 여과막 또는 정밀 여과막의 기공 크기는 상기 지질의 크기보다 작아야한다. 상기 한외 여과막 또는 정밀 여과막은 폴리술폰계, 셀룰로스계, 나일론계 등과 같은 일반적인 고분자 재질로 이루어질 수 있으며, 폴리에테르술폰(polyethersulfone)인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니하다. The oil-in-water emulsion and the remaining solid separated by centrifugation are separated, and then the oil-in-water emulsion is passed through a filtration membrane to form a concentrated oil-in-water emulsion. The filtration membrane may be an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane, and other separation membranes may be used depending on the size of the exposed lipid. More specifically, when exposing the lipid in the microalgae through the ultrasonic treatment method, the use of an ultrafiltration membrane is preferable. When exposing the lipid in the microalgae through the French press method, the use of the microfiltration membrane is preferable. The pore size of the ultrafiltration membrane or microfiltration membrane should be equal to or smaller than the size of the lipid because only water except the lipids in the oil-in-water emulsion must penetrate. Preferably, the pore size of the ultrafiltration membrane or the microfiltration membrane is larger than the size of the lipid. Should be small The ultrafiltration membrane or the microfiltration membrane may be made of a general polymer material such as polysulfone, cellulose, nylon, and the like, and is preferably, but not limited to, polyethersulfone.

미세조류로부터 노출된 지질을 추출하기 위하여 용매 추출법(bligh and dyer method)을 이용하며, 미세조류의 성분 중에서 지질을 잘 용해할 수 있는 추출 용매를 사용하여 미세조류로부터 지질을 용매상으로 분리하는 방법이다. 상기 용매 추출법에 사용되는 추출 용매는 헥산, 석유에테르(원유를 분류할 때 끓는 점 범위가 가장 낮은 40~70℃에서 유출되는 액체로서, 주성분은 C5H12와 C6H14이다.) 메탄올, 클로로포름 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있으나 이에 한정되지 아니한다. 상기 추출용매는 추출 효율의 향상을 위해 클로로포름 및 메탄올의 혼합물인 것이 보다 바람직하며, 구체적으로 클로로포름 및 메탄올의 혼합 중량비가 2:1 내지 3:1, 보다 구체적으로 클로로포름 및 메탄올의 혼합 중량비가 2:1인 것이 바람직하다.Solvent extraction method (bligh and dyer method) to extract the exposed lipids from the microalgae, and separating the lipids from the microalgae in the solvent phase using an extraction solvent that can dissolve the lipids well among the components of the microalgae to be. Extraction solvent used in the solvent extraction method is hexane, petroleum ether (liquid flowing out at 40 ~ 70 ℃, the lowest boiling point range when classifying crude oil, the main components are C 5 H 12 and C 6 H 14 ) methanol It may be any one selected from the group consisting of chloroform and mixtures thereof, but is not limited thereto. The extraction solvent is more preferably a mixture of chloroform and methanol in order to improve extraction efficiency, specifically, the mixing weight ratio of chloroform and methanol is 2: 1 to 3: 1, and more specifically, the mixing weight ratio of chloroform and methanol is 2: It is preferable that it is 1.

본 발명의 다른 목적인 바이오디젤 생산방법은, 본 발명의 추출 방법으로 추출된 지질을 트랜스에스테르화 반응 또는 에스테르화 반응을 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다. 추출된 지질에 알코올 및 염기 촉매를 첨가하여 트랜스에스테르화 반응을 시키는 경우 트리글리세리드(triglyceride)는 바이오디젤의 주성분인 지방산알킬에스테르, 보다 구체적으로 지방산메틸에스테르(fatty acid methyl ester, FAME)와 글리세롤을 생성한다. 이때 트랜스에스테르화 반응에서 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 염기 촉매는 수산화나트륨 또는 수산화칼륨에서 선택될 수 있다. 또한 추출된 지질에 알코올 및 산 촉매를 첨가하여 에스테르화 반응을 시키는 경우 유리 지방산(free fatty acid)은 바이오디젤의 주성분인 지방산알킬에스테르, 보다 구체적으로 지방산메틸에스테르(fatty acid methyl ester, FAME)와 물을 생성한다. 이때 에스테르화 반응에서 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 산 촉매는 염산 또는 황산에서 선택될 수 있다.
Biodiesel production method which is another object of the present invention is characterized in that the lipid extracted by the extraction method of the present invention is made through a transesterification reaction or esterification reaction. In the case of transesterification by adding alcohol and base catalyst to the extracted lipids, triglyceride generates fatty acid alkyl esters, which are the main components of biodiesel, more specifically fatty acid methyl ester (FAME) and glycerol. do. In the transesterification reaction, the alcohol is any one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, butanol and mixtures thereof, and the base catalyst may be selected from sodium hydroxide or potassium hydroxide. In addition, when the esterification reaction is performed by adding alcohol and an acid catalyst to the extracted lipids, free fatty acids may be used as fatty acid alkyl esters, more specifically, fatty acid methyl esters (FAMEs). Produces water. The alcohol in the esterification reaction is any one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, butanol and mixtures thereof, and the acid catalyst may be selected from hydrochloric acid or sulfuric acid.

이하에 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이다. 다음에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 다양한 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 완전한 설명을 하기 위하여 제공되는 것이다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below can be modified into various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. Embodiments of the present invention are provided to provide a thorough explanation to those skilled in the art.

실시예 1 : 클로렐라 불가리스(chlorella vulgaris) 배양Example 1 chlorella vulgaris culture

본 발명의 일 실시예로 미세조류는 클로렐라 불가리스(chlorella vulgaris)를 이용하였다. 미세조류 배양배지인 Blue-Green 11(BG-11)로 60L 용량의 평판형 광생물반응기(photobioreactor)에서 배양하였으며, 평판형 광생물반응기의 온도는 25℃로 유지하였고, 초기 광도는 150 μmol/m2ㅇs로 설정하였다. 평판형 광생물반응기에 혼합 기체(95% air, 5% CO2)는 0.1 vvm(volume of gas/volume of culture/min)의 속도로 주입하여 1L의 클로렐라 불가리스 배양액을 제조하였다.
In one embodiment of the present invention, the microalgae used chlorella vulgaris. The microalgal culture medium, Blue-Green 11 (BG-11), was incubated in a 60L plate photobioreactor, and the plate photobioreactor was maintained at 25 ° C., and the initial luminance was 150 μmol /. m 2 s. A mixed gas (95% air, 5% CO 2 ) was injected into a plate-type photobioreactor at a rate of 0.1 vvm (volume of gas / volume of culture / min) to prepare 1 L of Chlorella vulgaris culture.

실시예 2 : 물리적 자극방법 비교, 물리적 자극을 통한 클로렐라 불가리스 내의 지질 노출 및 원심 분리를 통한 수중유 에멀젼과 잔여 고형물 분리Example 2 Comparison of Physical Stimulation Methods, Separation of Oil-in-Water Emulsions and Residual Solids through Lipid Exposure and Centrifugation in Chlorella vulgaris via Physical Stimulation

미세조류 내의 지질을 노출시키기 위하여 미세조류의 세포벽을 물리적으로 파괴하여 미세조류 내의 지질을 노출시키는 방법으로 이루어졌다. 최적화된 물리적 자극 방법을 찾기 위하여, 미세조류를 마이크로파(microwave), 초음파 처리 (ultrasonication), 프렌치 프레스(french-press), 오토클레이브(autoclave)로 이루어졌으며, 상기 마이크로파 처리는 2,450 Mhz 및 620 watt로 10분간, 상기 초음파 처리는 20 kHz 및 600 watt로 10분간, 프렌치 프레스는 1,500psi로 3번 반복, 오토클레이브는 15 psi 및 121℃에서 5분간 처리하였다. In order to expose lipids in microalgae, the cell walls of microalgae are physically destroyed to expose lipids in microalgae. To find an optimized physical stimulus method, the microalgae consisted of microwave, ultrasonication, french-press, and autoclave, with microwave treatment at 2,450 Mhz and 620 watts. For 10 minutes, the sonication was repeated for 10 minutes at 20 kHz and 600 watts, the French press was repeated three times at 1,500 psi, and the autoclave was treated at 15 psi and 121 ° C. for 5 minutes.

상기 물리적 자극 방법에 따라 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물에 존재하는 미세조류로부터 노출된 지질의 함량을 측정하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한 상기 결과를 도 2의 그래프로 나타내었다.
According to the physical stimulation method, the content of lipids exposed from microalgae in oil-in-water emulsions and residual solids was measured, and the results are shown in Table 1. In addition, the results are shown in the graph of FIG.

Figure 112013069271946-pat00001
Figure 112013069271946-pat00001

상기 표 1 및 도 2에 보이는 바와 같이, 물리적 자극 중 초음파 처리 및 프렌치 프레스 방법을 통해 지질 노출이 이루어진 경우 미세조류로부터 노출된 지질의 약 30중량%가 수중유 에멀젼에 존재하였으나, 마이크로파 및 오토클레이브에 의해 이루어진 경우 미세조류로부터 노출된 지질의 약 1중량% 미만의 지질만이 수중유 에멀젼에 존재하였다. 도 3은 수중유 에멀젼 속의 초음파 처리를 통해 클로렐라 불가리스로부터 노출된 지질을 나타낸 사진이며, (b)는 (a)를 1000배 확대한 사진이다.
As shown in Table 1 and FIG. 2, when lipid exposure was made through sonication and French press method during physical stimulation, about 30% by weight of the lipid exposed from the microalgae was present in the oil-in-water emulsion, but the microwave and autoclave Only less than about 1% by weight of the lipids exposed from the microalgae were present in the oil-in-water emulsion. Figure 3 is a photograph showing the lipids exposed from Chlorella vulgaris through the ultrasonic treatment in oil-in-water emulsion, (b) is a photograph 1000 times magnified (a).

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 클로렐라 불가리스 내의 지질을 노출시키기 위한 물리적 자극은 초음파 처리를 통해, 20 kHz로 10분 동안 이루어졌다.Therefore, the physical stimulation for exposing the lipid in Chlorella vulgaris according to one embodiment of the present invention was performed for 10 minutes at 20 kHz through sonication.

상기 물리적 자극에 따라 클로렐라 불가리스로부터 지질을 노출시킨 다음, 수중유 에멀젼(oil-in-water emulsion)과 잔여 고형물을 분리하기 위하여 5분간 3,000 rpm으로 원심 분리를 진행하여, 수중유 에멀젼 775 ml 및 잔여 고형물 225 ml 로 분리하였다.
Following the physical stimulation, lipids were exposed from Chlorella vulgaris, followed by centrifugation at 3,000 rpm for 5 minutes to separate the oil-in-water emulsion and residual solids. Separated into 225 ml of solids.

실시예 3 : 한외 여과막 장치를 통한 농축된 수중유 에멀젼 형성Example 3 Formation of Concentrated Oil-in-Water Emulsion Through Ultrafiltration Membrane Apparatus

농축된 수중유 에멀젼을 형성하기 위하여, 수중유 에멀젼을 도 4의 한외 여과막 장치에 통과시켜 농축된 수중유 에멀젼을 형성한다. To form a concentrated oil-in-water emulsion, an oil-in-water emulsion is passed through the ultrafiltration membrane apparatus of FIG. 4 to form a concentrated oil-in-water emulsion.

5L의 저장조(20)에 수중유 에멀젼 775 mL를 주입하고 교반기(10)로 교반한 다음 여과막 모듈(70)에 주입시키고 여과막 모듈(70) 내의 여과막(80)을 통과한 투과액은 전자저울(90) 위의 비커로 수집되었다. 여과막(80)의 기공 크기는 10kDa이었으며, 여과막 모듈(70) 전후로 압력계(60, 61) 및 유량계(50, 51)를 설치하여 압력과 유량을 측정하였다. 116 cm2 막 면적의 10 kDa 폴리에테르술폰(polyethersulfone) 재질의 여과막을 통해 수중유 에멀젼을 농축된 수중유 에멀젼으로의 형성 과정은 10시간 동안 이루어졌으며, 수중유 에멀젼, 농축된 수중유 에멀젼 및 투과액의 부피 및 지질중량에 대하여는 표 2에 나타내었다.
775 mL of an oil-in-water emulsion was introduced into a 5 L reservoir 20, stirred with a stirrer 10, then injected into a filtration membrane module 70, and the permeate passed through the filtration membrane 80 in the filtration membrane module 70 was an electronic balance ( 90) collected into the beaker above. The pore size of the filtration membrane 80 was 10 kDa, and pressure and flow rates were measured by installing pressure gauges 60 and 61 and flow meters 50 and 51 before and after the filtration membrane module 70. The formation of the oil-in-water emulsion into a concentrated oil-in-water emulsion through a 10 kDa polyethersulfone filtration membrane of 116 cm 2 membrane area was carried out for 10 hours, oil-in-water emulsion, oil-in-water emulsion and permeation Table 2 shows the volume and lipid weight of the solution.

Figure 112013069271946-pat00002
Figure 112013069271946-pat00002

상기 표 2에 보이는 바와 같이, 한외 여과막 장치를 통과하기 전 수중유 에멀젼의 부피는 775 mL 였으며 여과막을 통과한 뒤 농축된 수중유 에멀젼 10 mL와 투과액 765 mL로 분리되었다. 수중유 에멀젼 내의 지질은 여과막의 기공 크기보다 커 투과액으로 분리되지 아니하고 농축된 수중유 에멀젼으로 전량 남게 되는 것을 알 수 있다.As shown in Table 2, the volume of the oil-in-water emulsion was 775 mL before passing through the ultrafiltration membrane device, and separated through 10 mL of the concentrated oil-in-water emulsion and 765 mL of the permeate after passing through the filtration membrane. It can be seen that the lipids in the oil-in-water emulsion are larger than the pore size of the filtration membrane and are not separated into the permeate but remain in the concentrated oil-in-water emulsion.

도 5는 한외 여과막 장치에 통과시킨 수중유 에멀젼의 투과액의 투과 시간에 따른 중량과 유량을 나타낸 그래프이다.
5 is a graph showing the weight and flow rate of the permeation time of the oil-in-water emulsion passed through the ultrafiltration membrane device.

실시예 4 : 용매 추출법을 통한 농축된 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물 내의 지질 추출Example 4 Lipid Extraction in Concentrated Oil-in-Water Emulsion and Residual Solids by Solvent Extraction

농축된 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물 내의 지질을 추출하기 위한 지질 추출 용매는 클로로포름과 메탄올의 혼합물 2 : 1의 혼합비로 혼합한 혼합물을 이용하였으며 시료 대비 5배의 용매를 사용하였다. 따라서 농축된 수중유 에멀젼의 시료가 10mL이므로 50 mL의 추출 용매가 사용되었으며, 잔여 고형물의 시료가 225 mL이므로 1,125 mL의 추출 용매가 사용되어, 총 1,175 mL의 추출 용매를 사용하여 10g의 지질을 클로렐라 불가리스로부터 추출하였다.
As a lipid extraction solvent for extracting the concentrated oil-in-water emulsion and the remaining solid in the solid, a mixture of chloroform and methanol in a mixture ratio of 2: 1 was used, and five times the solvent was used. Therefore, 50 mL of extraction solvent was used because the sample of concentrated oil-in-water emulsion was 10 mL, and 1,125 mL of extraction solvent was used because the sample of residual solids was 225 mL. Extracted from Chlorella vulgaris.

비교예 1 : 한외 여과막을 이용하지 아니한 클로렐라 불가리스로부터 지질 추출Comparative Example 1 Lipid Extraction from Chlorella vulgaris Without Ultrafiltration Membrane

클로렐라 불가리스 1L를 3,000 rpm으로 5분간 원심 분리 및 20 kHz로 10분 초음파 처리한 후 시료 대비 5배의 용매, 총 5,000 mL의 추출 용매를 사용하여 10g의 지질을 클로렐라 불가리스로부터 추출하였다.
1 L of Chlorella vulgaris was centrifuged at 3,000 rpm for 5 minutes and sonicated at 20 kHz for 10 minutes, and then 10 g of lipid was extracted from Chlorella vulgaris using 5 times the solvent relative to the sample and a total of 5,000 mL of extraction solvent.

실시예 1 내지 4 및 비교예 1에 따른 클로렐라 불가리스로부터 지질 추출을 위한 추출 용매 사용량을 측정하여, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
The amount of extraction solvent used for lipid extraction from Chlorella vulgaris according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 was measured, and the results are shown in Table 3.

Figure 112013069271946-pat00003
Figure 112013069271946-pat00003

상기 표 3에 보이는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 4의 방법으로 클로렐라 불가리스로부터 지질 추출방법과 비교예 1의 클로렐라 불가리스로부터 지질 추출방법은 지질 추출량에 있어서는 동일하나, 지질 추출을 위한 지질 추출 용매의 사용량에 있어서 1,175mL와 5,000mL로 지질 추출 용매의 사용량을 4.3배로 저감시키는 효과를 가지는 것을 알 수 있다.
As shown in Table 3, the method of extracting lipids from chlorella vulgaris by the method of Examples 1 to 4 of the present invention and the method of extracting lipids from chlorella vulgaris of Comparative Example 1 is the same in the amount of lipid extraction, lipid extraction for lipid extraction It can be seen that the use amount of the solvent has an effect of reducing the amount of the lipid extraction solvent by 4.3 times to 1,175 mL and 5,000 mL.

10 : 교반기 70 : 여과막 모듈
20 : 저장조 80 : 여과막
30, 31, 32, 33 : 구형밸브 90 : 전자 저울
40 : 기어펌프
50, 51 : 유량계
60, 61 : 압력계10: stirrer 70: filtration membrane module
20: reservoir 80: filtration membrane
30, 31, 32, 33: old valve 90: electronic scale
40: gear pump
50, 51: flow meter
60, 61: pressure gauge

Claims (20)

미세조류를 배양하는 단계;
상기 미세조류 배양액에 물리적 자극을 통해 미세조류 내의 지질을 노출 시키는 단계;
상기 물리적 자극에 의해 노출된 지질이 각각 포함되어 있는 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물을 분리하는 단계;
상기 수중유 에멀젼을 여과막에 통과 시켜 농축된 수중유 에멀젼을 형성하는 단계; 및
상기 농축된 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물을 각각 지질 추출 용매에 용해시켜 지질을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
Culturing the microalgae;
Exposing lipids in the microalgae through physical stimulation to the microalgal culture;
Separating the oil-in-water emulsion and residual solids, each containing lipids exposed by the physical stimulus;
Passing the oil-in-water emulsion through a filtration membrane to form a concentrated oil-in-water emulsion; And
And extracting the lipid by dissolving the concentrated oil-in-water emulsion and the residual solid in a lipid extraction solvent, respectively.
청구항 1에 있어서,
상기 미세조류는 클로렐라 불가리스인 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 1,
The microalgae is a method of extracting lipids from microalgae, characterized in that the Chlorella vulgaris.
청구항 1에 있어서,
상기 물리적 자극은 초음파 처리 또는 프렌치 프레스인 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 1,
The physical stimulus is a method for extracting lipids from microalgae, characterized in that the ultrasonic treatment or French press.
청구항 3에 있어서,
상기 초음파 처리는 15 내지 25 kHz로 5 내지 15분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 3,
The sonication is lipid extraction method from microalgae, characterized in that for 5 to 15 minutes at 15 to 25 kHz.
청구항 3에 있어서,
상기 프렌치 프레스는 1200 내지 1800 psi로 5 내지 15분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 3,
The French press is lipid extraction method from microalgae, characterized in that made for 5 to 15 minutes at 1200 to 1800 psi.
청구항 1에 있어서,
상기 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물의 분리는 원심 분리를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 1,
Separation of the oil-in-water emulsion and residual solids is centrifugal separation.
청구항 6에 있어서,
상기 원심 분리는 2500 내지 3500 rpm으로 3 내지 7분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
The method of claim 6,
The centrifugation is a lipid extraction method from microalgae, characterized in that for 3 to 7 minutes at 2500 to 3500 rpm.
청구항 1에 있어서,
상기 여과막은 한외 여과막 또는 정밀 여과막인 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 1,
The filtration membrane is a lipid extraction method from microalgae, characterized in that the ultrafiltration membrane or microfiltration membrane.
청구항 8에 있어서,
상기 여과막의 기공 크기는 미세조류로부터 노출된 지질의 크기보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 8,
The pore size of the filtration membrane is lipid extraction method from microalgae, characterized in that less than or equal to the size of the lipid exposed from the microalgae.
청구항 9에 있어서,
상기 여과막의 기공 크기는 미세조류로부터 노출된 지질의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 9,
Pore size of the filtration membrane is lipid extraction method from microalgae, characterized in that smaller than the size of the lipid exposed from the algae.
청구항 1에 있어서,
상기 지질 추출 용매는 헥산, 석유에테르, 메탄올, 클로로포름 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 1,
The lipid extraction solvent is a method for extracting lipids from microalgae, characterized in that any one selected from the group consisting of hexane, petroleum ether, methanol, chloroform and mixtures thereof.
청구항 11에 있어서,
상기 지질 추출 용매는 메탄올 및 클로로포름의 혼합물인 것을 특징으로 하는 미세조류로부터 지질 추출 방법.
The method of claim 11,
The lipid extraction solvent is a method for extracting lipids from microalgae, characterized in that a mixture of methanol and chloroform.
클로렐라 불가리스를 배양하는 단계;
상기 미세조류 배양액에 초음파 처리를 통해 클로렐라 불가리스 내의 지질을 노출 시키는 단계;
상기 초음파 처리에 의해 노출된 지질이 각각 포함되어 있는 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물을 원심 분리를 통해 분리하는 단계;
상기 수중유 에멀젼을 한외 여과막에 통과 시켜 농축된 수중유 에멀젼을 형성하는 단계; 및
상기 농축된 수중유 에멀젼 및 잔여 고형물을 각각 지질 추출 용매에 용해시켜 지질을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클로렐라 불가리스로부터 지질 추출 방법.
Culturing chlorella vulgaris;
Exposing lipids in chlorella vulgaris to the microalgal culture by sonication;
Separating the oil-in-water emulsion and residual solids, each containing the lipids exposed by the sonication, by centrifugation;
Passing the oil-in-water emulsion through an ultrafiltration membrane to form a concentrated oil-in-water emulsion; And
And extracting the lipid by dissolving the concentrated oil-in-water emulsion and the remaining solid in a lipid extraction solvent, respectively.
청구항 13에 있어서,
상기 초음파 처리는 20 kHz로 10분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 클로렐라 불가리스로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 13,
The sonication is lipid extraction method from Chlorella vulgaris, characterized in that for 10 minutes at 20 kHz.
청구항 13에 있어서,
상기 원심 분리는 3000 rpm으로 5분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 클로렐라 불가리스로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 13,
The centrifugation is a lipid extraction method from Chlorella vulgaris, characterized in that 5 minutes at 3000 rpm.
청구항 13에 있어서,
상기 한외 여과막의 기공 크기는 10 kDa인 것을 특징으로 하는 클로렐라 불가리스로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 13,
The pore size of the ultrafiltration membrane is a lipid extraction method from Chlorella vulgaris, characterized in that 10 kDa.
청구항 16에 있어서,
상기 한외 여과막의 재질은 폴리에테르술폰인 것을 특징으로 하는 클로렐라 불가리스로부터 지질 추출 방법.
18. The method of claim 16,
The ultrafiltration membrane is made of polyether sulfone, characterized in that the lipid extraction method from Chlorella vulgaris.
청구항 13에 있어서,
상기 지질 추출 용매는 메탄올 및 클로로포름의 혼합물인 것을 특징으로 하는 클로렐라 불가리스로부터 지질 추출 방법.
The method according to claim 13,
The lipid extraction solvent is a lipid extraction method from Chlorella vulgaris, characterized in that a mixture of methanol and chloroform.
청구항 18에 있어서,
상기 메탄올 및 클로로포름은 혼합 중량비가 2:1 내지 3:1인 것을 특징으로 하는 클로렐라 불가리스로부터 지질 추출 방법.
19. The method of claim 18,
The methanol and chloroform is a lipid extraction method from Chlorella vulgaris, characterized in that the mixing weight ratio of 2: 1 to 3: 1.
청구항 1 내지 19 중 어느 한 항의 방법으로 추출된 지질을 트랜스에스테르화 반응 또는 에스테르화 반응시키는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 생산방법.A biodiesel production method comprising transesterification or esterification of a lipid extracted by the method of any one of claims 1 to 19.
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