KR102393677B1 - 메탄 생산 균주를 이용한 생물학적 이산화탄소 메탄화 공정 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

메탄 생산 균주를 이용한 생물학적 이산화탄소 메탄화 공정 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102393677B1
KR102393677B1 KR1020190136839A KR20190136839A KR102393677B1 KR 102393677 B1 KR102393677 B1 KR 102393677B1 KR 1020190136839 A KR1020190136839 A KR 1020190136839A KR 20190136839 A KR20190136839 A KR 20190136839A KR 102393677 B1 KR102393677 B1 KR 102393677B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
supply unit
unit
consumable
process system
supply
Prior art date
Application number
KR1020190136839A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210051495A (ko
Inventor
김영국
주지선
이동욱
전명훈
심재구
엄태형
Original Assignee
한국전력공사
주식회사 테크로스워터앤에너지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사, 주식회사 테크로스워터앤에너지 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020190136839A priority Critical patent/KR102393677B1/ko
Publication of KR20210051495A publication Critical patent/KR20210051495A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102393677B1 publication Critical patent/KR102393677B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023—Methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/18—External loop; Means for reintroduction of fermented biomass or liquid percolate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/26—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pH
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/59—Biological synthesis; Biological purification

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 생물학적 메탄화 공정 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 메탄(CH4) 제조를 위한 생물학적 메탄화 공정 시스템에 있어서, 이산화탄소(CO2) 및 수소(H2)를 포함하는 원료가스를 공급하는 제1공급부, 메탄화 반응을 위해 소모성 영양분을 공급하는 제2공급부, 상기 제1공급부 및 제2공급부로부터 상기 원료가스 및 상기 소모성 영양분을 공급받아 메탄화반응이 이루어지는 반응기를 포함하는 반응부, 상기 반응부에 염기성 물질을 공급하는 제3공급부, 상기 반응부로부터 제조된 메탄을 배출하는 배출부 및 상기 메탄화 시스템을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

메탄 생산 균주를 이용한 생물학적 이산화탄소 메탄화 공정 시스템 및 그 제어 방법{Biological Carbon Dioxide Methanation Process System using methane production strain and control Method thereof}
본 발명은 메탄화 공정 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근 환경에 대한 중요성이 증가함에 따라 대기 중의 이산화탄소에 대한 규제가 매우 심화되고 있다. 특히 교토의정서의 발효와 함께 세계적으로 대기체류시간 및 온실효과 기여도 그리고 국내 총 배출량이 가장 큰 이산화탄소를 유용한 자원으로 활용하기 위하여 이산화탄소 전환 기술에 대하여 지속적으로 연구를 하고 있다.
이산화탄소의 활용방법은 크게 두 가지로 이산화탄소를 그 자체로 유용하게 사용하는 비-전환(non-conversion)방법과 이산화탄소를 유용한 화합물로 전환하여 재사용할 수 있게 하는 전환(conversion)방법으로 나누어 볼 수 있으며, 전환방법에는 화학적 전환방법과 생물학적 전환방법으로 나눌 수 있다.
생물학적 전환방법은 화학적 전환방법에 비해 상대적으로 낮은 온도(20℃~70℃) 및 압력 조건(1기압~10기압)에서 이산화탄소를 환원시켜 유용한물질로 사용한다는 점에 있어서 경제성을 높일 수 있다. 생물학적 전환방법중에는 미세조류의 광합성기능을 이용하여 미생물 바이오매스로 전환하는 방법이 있다. 미세조류를 이용하여 이산화탄소 다량의 Chlorella sp.와 같은 이산화탄소 이용률이 높은 미생물의 탐색 등 관련 연구들이 진행중이다.
또한, 생물학적 전환방법 중 Methanogen을 이용하여 이산화탄소를 메탄으로 전환하는 방법이 있다. 이는 기체상태인 이산화탄소와 수소를 미생물이 포함된 액체상태의 배양액 내에 체류시켜 반응을 유도하고 메탄을 생산하게 되는데, 이때 해당 기체의 배양액 내에 체류시간 및 용해도에 따라 메탄 생산속도 및 메탄함량 등 주요 시스템의 효율이 결정된다.
그러나 이러한 전환방법을 이용 시 배양액의 농도 변화 및 압력변화에 따른 이산화탄소 및 수소의 용해도 차이로 인한 pH변동이 발생하고 이는 미생물의 성장 및 메탄 생산성을 저해하고, 나아가 시스템의 안정성 문제를 야기 시킨다. 따라서 미생물의 생물학적 반응에 따른 배양액의 농도 변화 및 pH변동 문제를 해결하기 위한 메탄화 공정 개발 및 최적운전 조건 유지를 위한 제어방법이 필요하다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 목적은, 나고야 의정서에 의거한 기 개발 미생물 활용에 따른 경제성 및 활용성 관련 제약을 해결하기 위하여, 국내에서 새롭게 개발한 메탄 생산 균주인 Methanothermobacter.sp.KEPCO1(기탁번호 : KCTC13648BP)을 기반으로 한 이산화탄소 및 수소를 활용하여 메탄을 생산할 수 있는 생물학적 이산화탄소 메탄화 공정 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 이산화탄소 메탄화 공정 시스템의 연속 운전시 해당 미생물의 생물학적 반응에 따른 배양액의 농도 변화 및 압력 변화에 따른 이산화탄소 및 수소의 용해도 차이로 인한 pH변동 문제를 해결하기 위한 제어시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 메탄(CH4) 제조를 위한 생물학적 메탄화 공정 시스템에 있어서, 이산화탄소(CO2) 및 수소(H2)를 포함하는 원료가스를 공급하는 제1공급부, 메탄화 반응을 위해 소모성 영양분을 공급하는 제2공급부, 상기 제1공급부 및 제2공급부로부터 상기 원료가스 및 상기 소모성 영양분을 공급받아 메탄화반응이 이루어지는 반응기를 포함하는 반응부, 상기 반응부에 염기성 물질을 공급하는 제3공급부, 상기 반응부로부터 제조된 메탄을 배출하는 배출부 및 제1 내지 제3 공급부 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함하는 메탄화 공정 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공급부는 상기 소모성 영양분을 독립적으로 공급하는 것으로, 상기 소모성 영양분은 제1소모성 영양분 및 제2소모성 영양분을 포함하고, 상기 제1소모성 영양분 및 상기 제2소모성 영양분은 황화나트륨(Na2S) 및 염화암모늄(NH4Cl)을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2공급부는 상기 제1소모성 영양분을 공급하는 제2-1공급부 및 상기 제2소성 영양분을 공급하는 제2-2공급부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반응부는 균주를 배양하는 배지를 포함하는 것으로, 상기 균주는 이산화탄소(CO2), 상기 수소(H2) 및 상기 소모성 영양분을 공급받아 배양하고, 상기 배양된 균주가 메탄화 반응을 하여 메탄을 제조하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 균주는 혐기성 균주이고, 상기 혐기성 균주는 Methanothermobacter.sp.KEPCO1(기탁번호 : KCTC13648BP)를 기반으로 하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 배지는 혐기성 균주를 배양하기 위하여 혐기적으로 처리된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 반응부의 pH를 계측하는 pH 계측센서, 상기 pH 계측을 위하여 상기 반응부로부터 배양액을 추출하는 재순환펌프 및 상기 소모성 영양분의 농도를 계측하는 농도계측센서를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 계측된 pH에 따라 제1공급부 및 제3공급부의 공급유량을 제어하고, 상기 계측된 농도에 따라 제2공급부의 공급유량을 제어하며, 상기 제1공급부, 제2공급부 및 제3공급부의 공급유량을 제어하여, 상기 반응부의 pH를 pH7.1 내지 pH7.5로 유지하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 생물학적 메탄화 시스템을 이용한 생물학적 메탄화 시스템 제어방법으로, 반응기에 균주를 포함하는 배지를 주입하는 단계, 상기 균주를 배양하여 메탄을 제조하는 단계, 상기 배양을 통해 제조된 메탄을 배출하는 단계 및 상기 균주가 배양된 배지의 소모성 영양분의 농도 및 pH를 조절하는 단계를 포함하는 생물학적 메탄화 시스템의 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메탄을 제조하는 단계는, 이산화탄소 및 수소, 소모성 영양분을 독립적으로 공급하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 소모성 영양분은 황화나트륨(Na2S) 및 염화암모늄(NH4Cl)을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메탄을 제조하는 단계는 소모성 영양분인 상기 황화나트륨(Na2S) 및 상기 염화암모늄(NH4Cl)의 농도를 각각 계측하고, 상기 계측된 농도에 따라 독립적으로 주입되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메탄을 제조하는 단계는 균주를 배양하기 위하여 상기 배지의 pH를 pH7.1 내지 pH7.5로 유지하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 pH를 유지하기 위하여 상기 배지의 pH를 계측하고, 상기 계측된 pH값에 따라 주입되는 수소의 공급량을 제어하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주입되는 수소의 공급량이 임계치를 초과할 경우 pH를 제어하기 위하여 염기성 물질을 주입하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 이산화탄소 메탄화 공정 시스템 및 이의 제어방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 한 개에 의하면, 나고야 의정서에 의거한 기 개발 미생물 활용에 따른 경제성 및 활용성 관련 제약을 해결하기 위하여, 국내에서 새롭게 개발한 메탄 생산 균주인 Methanothermobacter.sp.KEPCO1(기탁번호 : KCTC13648BP)을 기반으로 한 이산화탄소 및 수소를 활용하여 메탄을 생산할 수 있는 생물학적 이산화탄소 메탄화 공정 시스템을 제공하는 효과가 있다.
또한, 이산화탄소 메탄화 공정 시스템의 연속 운전 시 해당 미생물의 생물학적 반응에 따른 배지의 농도 변화 및 압력 변화에 따른 이산화탄소 및 수소의 용해도 차이로 인한 pH변동 문제를 해결하기 위한 제어시스템을 제공하는 효과가 있다.
또한, 메탄 생산에 필요한 연료로 대표적인 지구온난화 물질인 이산화탄소 및 수소를 이용할 수 있다는 점에서 신 기후체제 대응을 위한 이산화탄소 활욜을 통한 온실가스 감축효과 및 재생에너지 보급 확대에 따른 변동성전원(풍력, 태양광 등)의 장기/대용량 에너지저장기술로 활용성을 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이산화탄소 메탄화 공정 시스템에 대한 개략도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 이산화탄소 메탄화 공정 시스템의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이산화탄소 메탄화 공정 시스템의 Na2S제어 알고리즘을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 이산화탄소 메탄화 공정 시스템의 NH4Cl의 제어 알고리즘을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 이산화탄소 메탄화 공정 시스템의 pH제어 알고리즘을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 지시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는 다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"한, 특정 기능을 수행하는 한 개의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술 야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이산화탄소 메탄화 공정 시스템에 대한 개략도를 나타낸 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 산화탄소 메탄화 공정 시스템(100)은 원료가스를 공급하는 제1공급부(120), 소모성 영양분을 공급하는 제2공급부(140), 메탄화반응이 이루어지는 반응기를 포함하는 반응부(110), 상기 반응부(110)에 염기성 물질을 공급하는 제3공급부(130), 상기 반응부(110)로부터 제조된 메탄을 배출하는 배출부(160) 및 상기 메탄화 공정 시스템을 제어하는 제어부(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1공급부는 생물학적 메탄화반응에 필요한 원료가스를 공급하는 것으로, 상기 원료가스는 이산화탄소(CO2) 및 수소(H2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2공급부(140)는 상기 소모성 영양분을 독립적으로 공급하는 것으로, 상기 소모성 영양분은 제1소모성 영양분 및 제2소모성 영양분을 포함하고, 상기 제1소모성 영양분 및 상기 제2소모성 영양분은 황화나트륨(Na2S) 및 염화암모늄(NH4Cl)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 예로, 상기 제1소모성 영양분이 황화나트륨 및 염화암모늄 중 선택되는 하나이며, 상기 제1소모성 영양분이 황화나트륨일 경우 상기 제2소모성 영양분은 염화암모늄인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2공급부(140)는 상기 제1소모성 영양분을 공급하는 제2-1공급부(141) 및 상기 제2소모성 영양분을 공급하는 제2-2공급부(142)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1소모성 영양분 및 상기 제2소모성 영양분이 공급되는 제2-1공급부(141) 및 제2-2공급부(142)가 제한되는 것은 아니며, 상기 제1소모성 영양분이 제2-1공급부(141) 및 제2-2공급부(142) 중 하나를 선택하여 공급하면, 상기 제2소모성 영양분은 제1소모성 영양분이 공급되지 않는 공급부를 이용하여 독립적으로 공급하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제1소모성 영양분이 제2-1공급부(141)로 공급된다면, 상기 제2소모성 영양분은 제2-2공급부(142)를 통하여 공급될 수 있다.
상기 반응부(110)는 균주를 배양하는 배지를 포함하는 것으로, 상기 균주는 이산화탄소(CO2), 상기 수소(H2) 및 상기 소모성 영양분을 공급받아 배양하고, 상기 배양된 균주가 메탄화 반응을 하여 메탄을 제조하는 것을 특징으로 한다.
상세하게는, 상기 균주는 혐기성 균주로, 혐기성 배지 내에서 배양되며, 상기 균주는 이산화탄소와 수소를 공급받아 하기 화학식 1과 같은 화학기작을 통해 메탄을 생산하는 것을 특징으로 한다.
화학식 1
메탄생산 화학기작: CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 0
이때, 상기 균주는 Methanothermobacter.sp.KEPCO1(기탁번호 : KCTC13648BP)를 기반으로 하는 것을 특징으로 하며, 상기 혐기성 배지는 표 1과 같은 조성을 포함하는 것으로 액체배지(배양액)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에는 이산화탄소(CO2)와 수소(H2)를 이용하여 메탄을 생산할 수 있는 신규 메탄 생산 균주(Methanothermobacter.sp.KEPCO1)의 배양 및 생물학적 메탄 생산 반응을 위한 아래 표 1의 조성으로 구성된 혐기성 배지가 포함된다.
Medium(g/L)
pH 7.1-7.5
Buffer KH2PO4 (0.4g)
Nutrient NH4Cl (1g)
NaCl (0.1g)
MgCl2-6H2O (0.1g)
CaCl2-2H2O (0.05g)
Na2S-9H2O (0.5g)
NaHCO3 (2.6g)
Vitamin Solution biotin (0.002g)
folic acid (0.002g)
pyridoxine-HCl (0.01g)
riboflavin (0.005g)
thiamin (0.005g)
nicotinic acid (0.005g)
pantothenic acid (0.005g)
vitamin B12 (0.0001g)
p-aminobenzoic acid (0.005g)
thioctic acid (0.005g)
Trace Solution Cystein-HCL (0.5g)
FeCl2-4H2O (2g)
H3BO3 (0.05g)
ZnCl2 (0.05g)
CuCl2-2H2O (0.038g)
MnCl2-4H2O (0.05g)
(NH4)6MO7O24-4H2O (0.05g)
AlCl3 (0.05g)
CoCl2-6H2O (0.05g)
NiCl2-6H2O (0.092g)
EDTA (0.5g)
Na2SeO3-5H2O (0.1g)
상기 제3공급부(130)는 염기성 물질을 반응기내로 공급하는 것으로, 상세하게는 염기성 물질을 반응기로 공급하여 반응기 내의 pH를 제어하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 염기성 물질은 수산화나트륨(NaOH)일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제어부(150)는 상기생물학적 메탄화 공정 시스템(100)을 제어하는 것으로, 상기 반응부(110)의 pH를 계측하는 pH 계측센서, 상기 pH 계측을 위하여 상기 반응부로부터 배지를 추출하는 재순환펌프 및 상기 소모성 영양분의 전도도 및 농도를 계측하는 전도도 계측센서 및 농도 계측센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상세하게는, 상기 제어부(150)는 상기 계측된 pH에 따라 제1공급부(120) 및 제3공급부(130)의 공급유량을 제어하고, 상기 계측된 소모성 영양분의 농도에 따라 제2공급부(140)의 공급유량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 제1공급부(120) 및 제3공급부(130)의 공급유량을 제어함으로써 상기 반응부(110) 내의 혐기섬 균주의 배양에 적합한 pH를 유지할 수 있도록 한다. 이때, 상기 pH는 pH7.1 내지 pH7.5로 유지되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는 상기 계측된 전도도 및 농도에 따라 제2공급부의 공급유량을 제어할 수 있다. 즉, 상기 균주가 배양되는데 있어, 소모성 영양분이 부족하지 않도록 주입량을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부는 상기 제1 소모성 영양분에 의한 전도도를 계측하고, 상기 전도도에 근거하여 상기 제1 소모성 영양분의 공급여부를 결정하거나, 그 공급량이 달라지도록 상기 제2-1공급부(141)를 제어할 수 있다. 나아가, 상기 제어부는 상기 제2 소모성 영양분의 농도를 계측하고, 상기 농도에 근거하여 상기 제2 소모성 영양분의 공급여부를 결정하거나, 그 공급량이 달라지도록 상기 제2-2공급부(142)를 제어할 수 있다. 여기서 제1 소모성 영양분은 황화나트륨(Na2S)이고, 제2 소모성 영양분은 염화암모늄(NH4Cl)일 수 있다. 소모성 영양분의 종류에 따라 제어기준이 전도도 또는 농도로 달라질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 이산화탄소 메탄화 공정 시스템의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참고하면, 이산화탄소 메탄화 공정 시스템을 제어방법(S100)은, 배지 주입단계(S110), 메탄제조단계(S120) 및 메탄배출단계(S130)를 포함한다.
배지주입단계(S110)는 상기 반응부(110)에 배지를 주입하는 것으로 상기 배지는 균주가 포함되는 것을 특징으로 한다. 상세하게는, 상기 배지주입단계(S110)는 상기 균주를 소량의 배지에 배양하는 단계, 상기 반응부(110)에 배지를 주입하는 단계 및 상기 배지가 주입된 반응부(110)에 소량 배양된 균주를 접종하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 배지는 상기 표1에 개시한 조성을 포함하는 것으로 혐기적 조건을 가지고 있으며, 상기 균주는 혐기성 균주로 Methanothermobacter.sp.KEPCO1(기탁번호 : KCTC13648BP)를 기반으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 메탄제조단계(S120)는 상기 균주를 배양하여 메탄을 제조하는 것으로, 상기 균주를 배양하여 메탄을 제조하기 위하여 상기 제어부(160)를 통하여 메탄화 공정 시스템(100)을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제어부(150)는 PI 또는 PID 제어방법을 기반으로 메탄화 공정 시스템(100)을 제어하는 것이 바람직하다.
상세하게는, 상기 메탄제조단계(S120)는 상기 이산화탄소, 상기 수소 및 상기 소모성 영양분을 독립적으로 공급하는 것으로, 상기 소모성 영양분은 황화나트륨(Na2S) 및 염화암모늄(NH4Cl)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 소모성 영양분을 독립적으로 공급하기 위하여 상기 황화나트륨(Na2S) 및 염화암모늄(NH4Cl)의 전도도 및 농도를 제어부(150)의 계측장치를 이용하여 각 각 계측하고, 상기 계측된 전도도 또는 농도에 따라 독립적으로 주입될 수 있다. 즉, 계측된 값에 따라 소모성 영양분이 부족하지 않도록 주입해줌으로써 상기 균주를 배양하여 메탄을 제조할 수 있다.
또한, 상기 메탄화 공정 시스템(100)은 상기 배지의 농도변화 및 압력변화에 따라 이산화탄소 및 수소의 용해도 차이가 생기며, 이로 인하여 pH가 변화할 수 있다. 이때, pH가 일정수준을 유지하지 않으면, 반응부(110) 내의 균의 보존 및 메탄 제조에 있어 심각한 문제를 야기할 수 있다.
따라서, 상기 메탄제조단계(S120)는 상기 균주를 배양하기 위하여 상기 배지의 pH를 pH7.1 내지 pH7.5로 유지하는 것이 바람직한 것으로, 상기 pH를 제어하기 위하여 수소제어모드 및 염기성물질(또는 소모성영양분)제어모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상세하게는, 상기 배지의 pH를 계측하고, 상기 계측된 pH값에 따라 주입되는 상기 수소의 공급량을 제어하게 된다. 이후, 상기 주입되는 상기 수소의 공급량이 시스템이 허용하는 임계치를 초과할 경우 상기 배지의 pH를 제어하기 위하여 염기성 물질을 주입하는을 특징으로 한다.
다시 말해, 상기 수소를 주입하여도 pH가 제어되지 않으면, 수소의 주입을 멈추고 상기 염기성 물질을 주입하게 된다. 이때, 상기 염기성물질의 주입에 따라 pH가 기준이 되는 pH값을 유지할 경우 상기 염기성물질의 주입을 멈추고 상기 수소제어모드로 넘어가 수소를 주입하게 된다.
또한, 상기 염기성물질의 주입에 따라 pH가 기준이 되는 pH값을 유지하지 못하고 pH값이 낮아질 경우 상기 염기성물질을 주입하고, 상기 염기성물질의 주입량이 일정 수준이상으로 증가하여도 pH가 제어되지 않을 경우, 염기성물질의 주입을 멈추고 반응을 종료시킬 수 있다.
즉, 상기 배지의 변형에 의한 상기 균주의 손상을 방지하고, 일정 수준 이상의 메탄을 생산을 위하여 상기 메탄제조단계(S120) 시 상기 수소를 이용하여 상기 pH를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 메탄제조단계(S120)는 메탄을 제조하기 위하여 상기 반응부(110)의 압력은 0bar 내지 8bar로 유지하는 것이 바람직하며, 온도는 60℃로 유지하고, 산소 및 공기와의 접촉을 차단하기 위하여 상기 반응부(110)는 밀폐되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 반응부(110)가 완전히 밀폐되지 않아 상기 균주가 산소 및 공기와 접촉할 경우 균주가 변형되어 메탄이 생산되지 않을 수 있다.
메탄배출단계(S130)는 상기 반응부(110) 내에서 제조된 메탄을 배출하는 것을 특징으로 한다. 상게하게는 반응부(110)에서 연속적으로 메탄을 제조함에 따라 상기 배출부(160)를 통하여 연속적으로 제조된 메탄을 수집할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 따른 이산화탄소 메탄화 공정 시스템의 황화나트륨(Na2S) 제어 알고리즘을 나타낸 것이다.
도 3을 참고하면, 상기 소모성 영양분인 황화나트륨(Na2S)의 주입 여부를 제어하기 위하여 배지의 전도도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상세하게는, 황화나트륨의 투입 여부를 제어하기 위하여, 배지에 메탄화 반응시 필요로 하는 황화나트륨을 투입 후 기준 전도도(ref.)를 측정하여 제어부에 입력을 한다.
이후, 반응부(110) 내의 배지의 전도도를 측정하여 입력된 기준 전도도(ref.)와 비교하여 기준 전도도(ref.)보다 측정된 황화나트륨의 전도도가 높거나 낮을 경우 PID 제어를 진행하게 황화나트륨을 주입하게 된다.
이때, 상기 배지의 전도도를 측정하고, 측정된 전도도 값이 기준 전도도(ref.)보다 낮을 경우 황화나트륨의 주입을 멈추고 메탄화 반응을 계속적으로 진행하게 된다. 또한, 주입되는 과정에서 측정된 전도도 값이 기준 전도도(ref.)보다 높을 경우 측정된 전도도 값이 기준 전도도(ref.)보다 낮아 질 때까지 주입하여 상기 황화나트륨의 주입양을 제어하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 이산화탄소 메탄화 공정 시스템의 염화암모늄(NH4Cl)의 제어 알고리즘을 나타낸 것이다.
도 4를 참고하면, 상기 소모성 영양분인 염화암모늄(NH4Cl)의 주입 여부를 제어하기 위하여 배지내의 염화암모늄의 농도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상세하게는, 염화암모늄의 투입 여부를 제어하기 위하여, 배지에 메탄화 반응시 필요로 하는 염화암모늄을 투입 후 기준 농도(ref.)를 측정하여 제어부에 입력을 한다.
이후, 반응부(110) 내의 배지의 농도를 측정하여 입력된 기준 농도(ref.)와 비교하여 기준 농도(ref.)보다 측정된 염화암모늄의 농도가 높거나 낮을 경우 PID 제어를 진행하게 된다.
이때, 주입되는 과정에서 계속하여 상기 배지의 농도를 측정하고, 측정된 노도 값이 기준 농도(ref.)보다 낮을 경우 염화암모늄의 주입을 멈추고 메탄화 반응을 계속적으로 진행하게 된다. 또한, 주입되는 과정에서 측정된 농도 값이 기준 농도(ref.)보다 높을 경우 측정된 농도 값이 기준 전도도(ref.)보다 낮아 질 때까지 주입하여 상기 염화암모늄의 주입양을 제어하게 된다.
즉, 상기 도 3 및 도 4에 개시된 바와 같이, 상기 전도도 및 상기 농도를 측정하여 상기 소모성 영양분의 주입여부를 독립적으로 제어할 수 있다.
본 발명에서는 이산화탄소 메탄화 시스템의 연속 운전 시 압력 변화에 따른 이산화탄소 및 수소의 용해도 차이로 인한 pH 변동 문제를 해결하기 위하여 도 5에서와 같이 H2 및 NaOH 공급 제어를 통한 PID 제어 기반의 pH 제어시스템을 제안한다. 제안된 pH 제어시스템에서는 미생물 배양 및 메탄 생산을 위한 반응기내 혐기성 배지의 최적 pH(7.1~7.5)를 기준 값으로 하여 1차적으로 시스템 상 제한된 H2 공급량 임계치 내에서 측정된 pH에 따라 H2의 공급량을 가스 유량 조절장치(Gas Flow Controller)를 통해 제어하고, 제한된 H2 공급량 임계치를 초과할 경우 pH 조절용 NaOH를 유량제어펌프(Control pump)를 통해 주입하여 반응기가 최적 pH 범위(7.1~7.5) 내에서 운전될 수 있도록 제어한다. 여기서 상기 가스 유량 조절장치는 제1공급부에 해당하고, 유량제어펌프는 제2공급부에 해당한다.
도 5는 본 발명에 따른 이산화탄소 메탄화 공정 시스템의 pH제어 알고리즘을 나타낸 것으로 수소제어모드 및 염기성물질 제어모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 5(a)를 참고하면, 상기 pH에 따라 수소의 주입 여부를 제어하기 위하여 배지의 pH를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상세하게는, 수소의 주입여부를 제어하기 위하여, 상기 배지에 메탄화 반응 시 유지되어야 하는 pH값을 제어부에 입력을 한다. 이후, 반응부(110) 내의 배지의 pH를 측정하여 입력된 기준 pH(ref.)와 비교하여 기준 pH(ref.)보다 측정된 pH가 높거나 낮을 경우 PID 제어를 진행하게 되어 수소를 주입하게 된다.
이때, 상기 배지의 pH를 측정하고, 측정된 pH 값이 기준 pH(ref.)보다 낮을 경우 수소의 주입을 멈추고 상기 염기성물질 제어모드로 넘어가게 된다. 또한, 주입되는 과정에서 측정된 pH 값이 기준 pH(ref.)보다 높을 경우 측정된 pH 값이 기준 pH(ref.)보다 낮아 질 때까지 주입하여 상기 수소의 주입을 제어하게 된다.
도 5(b)는, 상기 pH에 따라 염기성물질의 주입 여부를 제어하기 위하여 배지의 pH를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상세하게는, 상기 도 5(a)에 개시된 바와 같이 측정된 pH 값이 기준 pH(ref.)보다 낮을 경우 상기 염기성물질의 주입여부를 제어하는 것으로, 측정된 pH 값이 기준 pH(ref.) 보다 높을 경우 염기성물질의 주입을 멈추고 도 5(a)에 개시된 수소주입 제어모드로 변경되게 된다.
또한, 상기 측정된 pH 값이 기준 pH(ref.) 보다 낮을 경우 측정된 pH 값이 기준 pH(ref.)보다 높아질 때까지 염기성물질을 주입하여 상기 pH를 제어하게 된다.
이때, 상기 염기성물질이 일정량 이상 주입될 경우 배지의 농도변화에 따른 상기 균주의 손상을 방지하기 위하여 염기성물질의 주입을 중단하고 반응을 종료시킬 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
100: 이산화탄소 메탄화 공정 시스템
110: 반응부
120: 제1공급부
130: 제3공급부
140: 제2공급부, 141:제2-1공급부, 142: 제2-2공급부
150: 제어부
160: 배출부

Claims (15)

  1. 메탄(CH4) 제조를 위한 생물학적 메탄화 공정 시스템에 있어서,
    이산화탄소(CO2) 및 수소(H2)를 포함하는 원료가스를 공급하는 제1공급부;
    메탄화 반응을 위해 소모성 영양분을 공급하는 제2공급부;
    상기 제1공급부 및 제2공급부로부터 상기 원료가스 및 상기 소모성 영양분을 공급받아 메탄화반응이 이루어지는 반응기를 포함하는 반응부;
    상기 반응부에 염기성 물질을 공급하는 제3공급부;
    상기 반응부로부터 제조된 메탄을 배출하는 배출부; 및
    제1 내지 제3 공급부를 자동으로 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 반응부의 pH를 계측하는 pH 계측센서, 상기 소모성 영양분의 전도도를 계측하는 전도도 계측센서 및 농도를 계측하는 농도계측센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 제1공급부, 제2 공급부 및 제3공급부의 작동을 제어 알고리즘에 따라 자동으로 제어하는 것으로,
    상기 제어부는 상기 반응부의 pH를 pH7.1 내지 pH7.5로 유지하기 위하여,
    상기 계측된 pH에 따라 제1공급부를 통하여 공급되는 수소의 공급유량을 제어하고,
    상기 제1공급부를 통하여 공급된 수소가 임계치를 초과할 경우 상기 제3공급부를 통하여 공급되는 염기성 물질의 공급유량을 제어하며,
    상기 계측된 소모성 영양분의 전도도 및 농도에 따라 제2공급부의 공급유량을 제어하는 것인,
    메탄화 공정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소모성 영양분은 제1소모성 영양분 및 제2소모성 영양분을 포함하고,
    상기 제1소모성 영양분 및 상기 제2소모성 영양분은 황화나트륨(Na2S) 및 염화암모늄(NH4Cl)을 포함하는 것인,
    생물학적 메탄화 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    제2공급부는 제1소모성 영양분을 공급하는 제2-1공급부; 및
    제2소모성 영양분을 공급하는 제2-2공급부;를 포함하는 것인,
    생물학적 메탄화 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반응부는 균주를 배양하는 배지를 포함하는 것으로,
    상기 균주는 이산화탄소(CO2), 상기 수소(H2) 및 상기 소모성 영양분을 공급받아 배양되며,
    상기 배양된 균주가 메탄화 반응을 하여 메탄을 제조하는 것인,
    메탄화 공정 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 균주는 혐기성 균주이고,
    상기 혐기성 균주는 Methanothermobacter.sp.KEPCO1(기탁번호 : KCTC13648BP)를 기반으로 하는 것인,
    메탄화 공정 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 배지는 혐기성 균주를 배양하기 위하여 혐기적으로 처리된 것인,
    메탄화 공정 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 pH 계측을 위하여 상기 반응부로부터 배양액을 추출하는 재순환펌프를 더 포함하는 것인,
    메탄화 공정 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1공급부, 제2공급부 및 제3공급부로 공급되는 공급유량을 각각 제어하는 것인,
    메탄화 공정 시스템.
  9. 제1항의 생물학적 메탄화 시스템을 이용한 생물학적 메탄화 공정 시스템 제어방법으로,
    반응기에 균주를 포함하는 배지를 주입하는 단계;
    상기 균주를 배양하여 메탄을 제조하는 단계; 및
    상기 배양을 통해 제조된 메탄을 배출하는 단계;를 포함하며,
    상기 각 단계는 제어부를 통하여 상기 반응기 내의 pH를 pH7.1 내지 pH7.5로 유지하기 위하여 수소, 염기성 물질 및 소모성 영양분의 공급을 제어 알고리즘에 따라 자동으로 제어하는 것으로,
    상기 제어 알고리즘은 수소제어모드 및 염기성 제어모드에 따라 pH를 제어하며,
    기준 pH(ref.)를 제어부에 입력하는 단계,
    상기 배지의 pH를 측정하는 단계.
    상기 측정된 배지의 pH를 기준 pH(ref.)와 비교하는 단계를 포함하고,
    상기 측정된 pH가 기준 pH(ref.)보다 높거나 낮을 경우 PID 제어를 진행하여 수소를 주입하는 것인,
    메탄화 공정 시스템의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메탄을 제조하는 단계는,
    이산화탄소 및 수소, 소모성 영양분을 독립적으로 공급하는 것인,
    메탄화 공정 시스템의 제어방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 메탄을 제조하는 단계는,
    상기 소모성 영양분의 농도 및 전도도를 유지하기 위해 제어부를 통하여 소모성 영양분의 농도 및 전도도를 계측하는 단계를 더 포함하는 것인,
    메탄화 공정 시스템의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 소모성 영양분은 황화나트륨(Na2S) 및 염화암모늄(NH4Cl)을 포함하는 것으로,
    상기 소모성 영양분인 상기 황화나트륨(Na2S) 및 상기 염화암모늄(NH4Cl)의 농도 및 전도도를 각각 계측하고,
    상기 계측된 농도 및 전도도에 따라 독립적으로 주입하는 것인,
    메탄화 공정 시스템의 제어방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 측정된 배지의 pH를 기준 pH(ref.)와 비교하는 단계는
    상기 측정된 pH가 기준 pH(ref.)보다 낮은 경우 수소의 주입을 멈추고 상기 염기성물질 제어모드로 변경되어 상기 측정된 pH가 기준 pH(ref.)보다 높아질 때 까지 염기성 물질을 공급하는 것인,
    메탄화 공정 시스템의 제어방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 측정된 배지의 pH를 기준 pH(ref.)와 비교하는 단계는
    상기 측정된 pH가 기준 pH(ref.)보다 높은 경우 염기성물질의 주입을 멈추고 상기 수소제어모드로 변경되어 상기 측정된 pH가 기준 pH(ref.)보다 낮아질 때 까지 수소를 공급하는 것인,
    메탄화 공정 시스템의 제어방법.
  15. 삭제
KR1020190136839A 2019-10-30 2019-10-30 메탄 생산 균주를 이용한 생물학적 이산화탄소 메탄화 공정 시스템 및 그 제어 방법 KR102393677B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190136839A KR102393677B1 (ko) 2019-10-30 2019-10-30 메탄 생산 균주를 이용한 생물학적 이산화탄소 메탄화 공정 시스템 및 그 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190136839A KR102393677B1 (ko) 2019-10-30 2019-10-30 메탄 생산 균주를 이용한 생물학적 이산화탄소 메탄화 공정 시스템 및 그 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210051495A KR20210051495A (ko) 2021-05-10
KR102393677B1 true KR102393677B1 (ko) 2022-05-04

Family

ID=75917582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190136839A KR102393677B1 (ko) 2019-10-30 2019-10-30 메탄 생산 균주를 이용한 생물학적 이산화탄소 메탄화 공정 시스템 및 그 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102393677B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140011251A1 (en) * 2011-01-05 2014-01-09 The University Of Chicago Methanothermobacter thermautotrophicus strain and variants thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101841917B1 (ko) * 2016-08-12 2018-03-26 한국화학연구원 강염기를 이용한 이산화탄소 고정을 통한 미세조류 배양방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140011251A1 (en) * 2011-01-05 2014-01-09 The University Of Chicago Methanothermobacter thermautotrophicus strain and variants thereof

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Archaea, Vol. 2011, pp. 1-23 (2011.)
Archaea, Vol. 2013, pp. 1-11 (2013.)
Energy Conversion and Management, Vol. 66, pp. 343-350 (2013.)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210051495A (ko) 2021-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210115477A1 (en) System for the production of methane from co2
US5173429A (en) Clostridiumm ljungdahlii, an anaerobic ethanol and acetate producing microorganism
Arslan et al. Solventogenesis in Clostridium aceticum producing high concentrations of ethanol from syngas
Kantzow et al. Effects of hydrogen partial pressure on autotrophic growth and product formation of Acetobacterium woodii
ES2689456T3 (es) Método de mantener la viabilidad de cultivos
RU2013130167A (ru) Способ ферментации газообразного субстрата, содержащего водород
RU2013130169A (ru) Способ ферментации газа, содержащего монооксид углерода
US9758800B2 (en) Method for producing C4 oxygentates by fermentation using high oxidation state sulfur
Guerrero et al. Continuous biohydrogen production by a degenerated strain of Clostridium acetobutylicum ATCC 824
KR102393677B1 (ko) 메탄 생산 균주를 이용한 생물학적 이산화탄소 메탄화 공정 시스템 및 그 제어 방법
Ciranna et al. Enhancing biohydrogen production of the alkalithermophile Thermobrachium celere
TW201500377A (zh) 新穎ＲｈｔＢ蛋白變異體及使用該蛋白變異體製造Ｏ-磷絲胺酸的方法
AU2017200289B2 (en) Method for producing C4 oxygenates by fermentation using high oxidation state sulfur
JP4401187B2 (ja) バイオガスの製造方法
Jee et al. Influence of redox potential on biomethanation of H2 and CO2 by Methanobacterium thermoautotrophicum in Eh-stat batch cultures
Kim et al. Long-term operation of continuous culture of the hyperthermophilic archaeon, Thermococcus onnurineus for carbon monoxide-dependent hydrogen production
KR100990167B1 (ko) 낮은 ｐＨ 조건에서의 메탄 생성 미생물 활성 억제제 및가스 퍼징을 이용한 유기성 폐기물로부터의 바이오 수소가스 생산 장치 및 방법
KR20210039848A (ko) 고순도의 바이오메탄을 생산하기 위한 바이오메탄 생산 시스템 및 이를 이용한 바이오메탄 생산 방법
Martinez-Porqueras et al. Effect of medium composition on biohydrogen production by the extreme thermophilic bacterium Caldicellulosiruptor saccharolyticus
Morii et al. Energetic analysis of the growth of Methanobrevibacter arboriphilus A2 in hydrogen‐limited continuous cultures
Mariën et al. Steerable isobutyric and butyric acid production from CO2 and H2 by Clostridium luticellarii
WO2024096025A1 (ja) メタンの製造方法、制御装置、及びメタン製造システム
KR101817073B1 (ko) 미생물을 이용한 수소 대량 생산 방법, 및 수소 대량 생산용 미생물 발효기
KR102317758B1 (ko) 써모코커스 온누리누스 균주 및 재순환 배지를 이용한 바이오수소 생산방법
Quinten et al. Steerable isobutyric and butyric acid production from CO2 and H2 by Clostridium luticellarii

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right