KR20140046424A

KR20140046424A - 자연적으로 발생하는 해양 미세조류 매트 및 연산품의 값 첨가와 함께 개방 염전에서 배양된 해양 미세조류로부터 엔진에 적합한 지방산 메틸 에스테르(바이오디젤)

Info

Publication number: KR20140046424A
Application number: KR1020137034475A
Authority: KR
Inventors: 산드히야 찬드리카 프라사드 미시라; 푸시피토 쿠마르 고쉬; 마헤쉬 람니크랄 간디; 소우리쉬 바타차랴; 수바나 마이티; 수메쉬 찬드라 우파드예; 아럽 고쉬; 라차푸디 바다리 나라야나 프라사드; 산지트 칸질랄; 산지브 쿠마르 미시라; 아누파마 비자쿠마르 시리바스타브; 이람 판챠; 체탄 팔리왈; 톤모이 고쉬; 라울 쿠마르 마우리아; 딥티 자이나; 쉐일 쿠마르 파티다르; 아비섹 사후; 헤탈 보사미야; 크러쉬나데우신 자라
Original assignee: 카운실 오브 사이언티픽 엔드 인더스트리얼 리서치
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2014-04-18
Also published as: ZA201308696B; MX342908B; EP2718453A2; WO2012160577A3; IL229556A0; ES2530947T3; WO2012160577A8; CA2836866A1; AU2012260475A1; US20140099684A1; BR112013030280A2; AU2012260475B8; RU2013157357A; JP6002756B2; EP2718453B1; IN2012DN06564A; WO2012160577A4; JP2014519325A; RU2603748C2; MX2013013883A

Abstract

본 발명은 명세서를 입수하며, 자연적으로 발생하는 해양 미세조류 매트(marine microalgal mats) 및 또한 천일 염전에서 효과적인 비용 방식으로 배양된 해양 미세조류를 이용하여 엔진에 적합한 해양 미세조류 지방산 메틸 에스테르(바이오디젤(biodiesel))의 제조 공정을 나타낸다. 연산품 스트림(co-product streams)의 이용은 본 발명의 주목성으로 첨부된다.

Description

자연적으로 발생하는 해양 미세조류 매트 및 연산품의 값 첨가와 함께 개방 염전에서 배양된 해양 미세조류로부터 엔진에 적합한 지방산 메틸 에스테르(바이오디젤){ENGINE WORTHY FATTY ACID METHYL ESTER(BIODIESEL) FROM NATURALLY OCCURRING MARINE MICROALGAL MATS AND MARINE MICROALGAE CULTURED IN OPEN SALT PANS TOGETHER WITH VALUE ADDITION OF CO-PRODUCTS}

본 발명은 지방산 메틸 에스테르(fatty acid methyl ester; FAME)의 제조를 위하여 인도의 서부 해안으로부터 수집된 저절로 발생하는 지질 관련 미세조류 매트(lipid-bearing microalgal mats)를 이용하는 것에 관한 것이며 표준 차량의 구동을 위한 지방산 메틸 에스테르의 안정성을 증명하는 것이다. 또한, 본 발명은 천일 염전(solar salt pans)에서 쉽게 수확가능한 지질 관련 미세조류 바이오매스(Chlorella variabilis 등록 번호 PTA-12198로부터 제조된) 및 엔진에 적합한 FAME으로 지질 관련 미세조류 바이오매스의 추가 변환에 관한 것이다.

참고문은 Daemon Fairless의 제목으로 이루어질 수 있고, 바이오연료(Biofuel): 작은 관목(little shrub)일 수 있다. Nature　(2007) 449, 652-655 및 Laurent Lardon 등, Microalgae에서 바이오디젤 제조의 전과정 평가(Life-Cycle Assessment), Environmental Science & Technology (2009) 43:17, 6475-6481에서, 식품 대 연료의 복합 문제가 중요하며, 식품 제조를 방해하지 않는 바이오매스원의 필요성이 강조된다.

또한 참고문은 경지(arable land)의 결핍을 위한 D.H. Lee, Algal biodiesel economy 및 bio-fuels, Bioresource Technology (2011) 102, 43-49 사이의 경쟁에 의해 형성될 수 있고, 연료를 제조하는데 유용한 바이오매스를 발생시키는 대안적인 위치의 필요성에서 해양조류 배양은 넓은 영역의 경지를 필요로 하지 않는다. 또한, 배양 위치는 사막 영역 또는 얕은 해안수 둘 중 한 곳에 있다.

참고문은 US Patent 7666234 등 Ghosh로 이루어질 수 있고, 여기에서 엔진에 적합한 바이오 디젤의 제조를 위한 불모지(marginal lands)의 유용성이 개시된다. 논점에서 바이오매스는 지구에서의 기원(terrestrial origin)에 있다.

참고문은 "Biodiesel production by simultaneous extraction and conversion of total lipids from microalgae, cyanobacteria, and wild mixed-cultures" (B. D. Wahlen et al. Bioresource Technol., 2011, 102, 2724-2730)라는 제목의 논문으로 이루어질 수 있다.

참고문은 Screening of　marine　microalgae for　biodiesel　feedstock, Biomass and Bioenergy(2011) 35:7; 2534-2544, Doan 등 및 and Matsunaga 등에 의한 논문으로 이루어질 수 있다. 해양 미세조류(marine microalga)의 특성, Scenedesmus sp. strain JPCC GA0024는 바이오연료 제조에 관련된다. Biotechnology Letters (2009) 31: 1367-1372에서 해양 미세조류종은 바이오디젤원으로 제공될 수 있는 지질을 함유하는 것을 보고한다.

참고문은 the Persian Gulf 및 the Qeshm Island에서 분리된 해양 미세조류의 바이오매스 및 지질 생산성 외 US 특허 7977076; Nasrin Moazami로 이루어질 수 있다.

또한 참고문은 미세조류로부터 바이오 연료: 바비오연료 및 연산품의 제조, 처리 및 추출을 위한 기술의 설명은 Brennan등에 의한 논문으로 이루어진다. 재생가능한 및 지속가능한 에너지 보고(2010) 14: 557-577에서 일반적으로 해양조류는 한정된 토지 영역을 필요로하는 저부피 고값 생성물을 위하여 배양되거나 바이오매스는 광생물 반응기(photo-bioreactors)에서 상승된 실내에 있을 수 있다.

참고문은 Hankamer 등에 의한 Photosynthetic biomass and H₂ production by green algae: from bioengineering to bioreactor scale-up Physiologia Plantarum (2007) 131: 10-21 논문 및 Wang 등에 의한 CO₂　bio-mitigation using microalgae 논문으로 이루어진다. Applied Microbiology and Biotechnology (2008) 79: 5; 707-718에서, 바이오연료 제조를 위한 미세조류 바이오매스의 광합성 제조의 중요성이 강조된다.

참고문은 Douskova등에 의한 Simultaneous flue gas bioremediation and reduction of microalgal biomass production costs 논문으로 이루어지며, Applied Microbiology & Biotechnology (2009), 82:179-185에서 해양조류의 바이오매스 생산성은 CO2의 풍부한 원천으로서 연도 가스(flue gas)의 이용을 통하여 올라갈 수 있다.

참고문은 바이오디젤 제조를 위한 조류종을 선택하기 위한 중요 특성으로서 지질 생산성 등 그리피스(Griffiths)와 같은 많은 논문을 형성할 수 있다. 적용된 조류학 저널 2009, 21:493-507 및 지속가능한 에너지 아일랜드(Sustainable Energy Ireland)를 위해 준비된 보고서는 Tom Bruton 등에 의해 이루어진다. 그러나 바이오디젤원으로서 해양 미세조류의 중요성을 언급하는 아일랜드(2009)에서 바이오연료원으로서 해양 미세조류의 잠재적 리뷰(review)는 어디에서 또는 어떻게 배양이 큰 규모의 바이오디젤 제조를 위해 관련된 규모로 이루어질 수 있는 지를 기술하지 않는다.

참고문은 폐수(wastewater) 자원을 이용하여 지속가능한 조류 바이오연료 제조의 잠재력을 Pittman 등에 의해 리뷰, 바이오자원 기술(Bioresource Technology) (2011) 102, 17-25로 형성될 수 있다. 그러나, 상기 리뷰에서 바이오디젤 제조의 이용성, 그리고 농업 폐수로부터 혼합 배양의 Microspora sp.는 측정되지도 않으며 지질을 위해 이용되지도 않는다는 것을 언급하지 않는다.

참고문은 생물다양성(biodiversity)의 부분적인 연구로서 신드강(Sind River) 주위의 Microspora sp.의 존재를 개시하는 Syed Zahir Shah & Habib-ur-Rehman Khattak (마트라(Mathra)의 논에서 몇몇 녹색 조류(구역 페샤와스(District Peshawar)), Syed Zahir Shah & Habib-ur-Rehman Khattak, Department of Botany, Islamia College, 페샤와르)에 의한 작업으로 형성될 수 있다. 여기에서, 바이오매스의 이용성을 언급하지 않는다.

참고문은 Microspora(Picketts-Heaps. New Phytologist, (1973) 72,347-355) 에서 세포 분역 및 벽 구조라는 제목의 리포트로 형성될 수 있고, 여기에서 Microspora sp.의 세포학이 논의된다. 리포트에서 이러한 조류는 매트의 형상으로 발생할 수 있는 것을 언급한다. 상기 리포트에서 조류는 지질을 포함할 수 있거나 포함할 수 없는 것을 더 언급한다. 참고문은 바이오디젤 제조를 위한 매트를 이용하기 위한 시도를 하지 않는다.

참고문은 바이오디젤 제조 및 다른 적용을 위한 미세조류: Mata등에 의한 보고서로 형성될 수 있다. 재생가능한 및 지속가능한 에너지 리뷰(2010) 14: 217~332;는 바이오디젤원으로서 지질 베어링이며 잠재적인 이익의 측면에 있는 다양한 해양 미세조류를 하나하나 열거한다.

또한 참고문은 기술학상의 도전의 리뷰: 바이오연료 우선 목록으로 미세조류의 순위를 정하는, Greenwell등에 의한 논문으로 형성될 수 있다. 다른 비율의 다른 미세조류이지만 몇몇 높은 함량을 가지는 것을 언급하는 왕립 협회 인터페이스(royal society interface)(2010)의 저널, 7: 703-726은 느린 성장률, 바이오매스를 수확하는 어려움 등과 같은 다른 이유로 이용하는데 실용적이지 않다.

참조문은 US2009/0298159 A1로 형성될 수 있고, 여기에서 방법은 바이오디젤 제조를 위한 Chlorella variabilis 의 성장 위상, 두 개의 단계, 독립 영양 및 혼합 영양을 이용하여 조쥬로부터 바이오디젤을 제조하기 위해 제조되고, 바이오디젤 제조는 연속 순서를 포함한다: 광합성 독립 영양(photoautotrophic) 조류를 배양하고, 셀을 농축하며, 그 후 종속 영양 생물의 배양을 위하여 이들을 발효기(fermentor)로 이동시킨다.

유기 탄소는 유기 영양 생물 배양 단계 동안 첨가된다. 공정은 폐쇄된 시스템에서 수행되며 에너지 집약적인 셀의 농도를 필요로한다. 그러나, 차량으로 수행된 어떠한 시도가 없는 바이오디젤의 특성을 언급하지 않는다.

참고문은 2008년 2월 2일 "chevron Backs Solazyme to Develop Algal Biodiesel Technology"라믐 제목의 논문으로 사이트 www.treehugger.com/chevron-backs-solazyme-to-develop-algal-biodiesel-technology.html로 형성될 수 있고, Solazyme는 어둠에서 발효를 통해 당원(sugar sources)으로부터 바이오디젤을 제조한다.

비용이 효과적인 공정이 자연적으로 발생하는 미세조류의 매트로부터 얻어진 배양된 또는 수확된 바이오매스로부터 지방산 메틸 에스테르의 제조를 위해 개시되는 이전 기술로부터 명백해질 것이다. 본 발명은 모든 기본 제한을 극복하도록 노력하며, 낭비된 상호 스트림(waste co-streams)으로부터 값 첨가된 연산품을 따라 미세조류 매트로부터 지방산 메틸 에스테르를 제조하는 새로운, 단순한 및 비용이 효과적인 공정을 발달시키기 위해 노력한다. 위치에서 물의 총 탄소는 각각 이후의 수집으로 감소시키기 위해 발견된다. 동일한 위치로부터 빈번한 수집에 기인할 수 있다.

참고문은 Chlorella 해양 미세조류종의 배양 및 혼합 영양 생물 성장의 이점을 개시하는 Ghosh등에 의한 특허 출원 번호 PCT/IN2010/000192으로 형성될 수 있다.

참고문은 바이오매스가 높은 부피, 알맞은 공급 재료(feedstock)로서 인지되도록 큰 규모로 실용적인 배양이 아닌 바이오매스로부터 바이오디젤을 형성하는 것이 아니다.

참고문은 또한 참고문은 기술학상의 도전의 리뷰: 바이오연료 우선 목록으로 미세조류의 순위를 정하는, Greenwell등에 의한 논문으로 형성될 수 있다. 왕립 협회 인터페이스(royal society interface)(2010)의 저널, 7: 703-726 및 Chisti, Y등; 생명공학 진보(Biotechnology Advances, 2003)은 결과로서 미세조류 바이오매스의 다운스트림 처리의 어려움 및 높은 에너지 패널티를 야기한다. 그 중 가장 중요한 것은 높은 희석 현탁액(dilute suspensions)으로부터 바이오매스를 수확하는 어려움에 있다.

참고문은 B100 미세조류 바이오디젤 차량의 구동을 개시하는 http://www.treehugger.com/renewable-energy/chevron-backs-solazyme-to-develop-algal-biodiesel-technology.html & http://www.treehugger.com/cars/solazyme-b100-algae-biodiesel-goes-on-the-road.html의 논문으로 형성된다. 그러나, 논문은 바이오매스가 유기 탄소원으로서 당(sugars)을 이용하여 유가 영양 생물 조건 아래 상승하는 상태에 있다.

천일 염전에서 독립 영양 성장의 실질 조건 아래 상승된 자연적으로 발생하는 해양 미세조류 매트 또는 내열성의 해양 미세조류 바이오매스로부터 바이오디젤의 성능을 보고하지 않는다.

서부 해안을 따라 잠재적인 미세조류의 검색 동안, 팀(our team)은 구글 어스 소프트웨어에서 관찰된 영상을 통하여 바람직한 미세조류의 입수 가능성을 나타내는 몇몇 위치를 발견하였다. 한 위치는 경도 70⁰ 54.959' E 및 위도 20⁰ 42.391 N(위치 1)에 위치하며, 다른 위치는 경도 68⁰ 59. 876' 및 위도 22⁰23.975'(위치 2), 인도(India)에 위치하며, 밀집한 미세조류 매트를 나타낸다. 매트의 현미경 검사(형태학(morphology))로, Microspora sp.가 우점종으로 발견되는 다양한 조류종(algal species)을 포함하는 매트를 나타낸다. 조류로부터 바이오디젤을 이용가능한 방법은 에너지를 매우 소모한다. 따라서, 시도는 해양 미세조류로부터 바이오디젤을 제조하기 위하여 비용이 효과적인 공정을 개선하는 것이다.

참고문은 Bligh, E.G., Dyer, W.J., 전체 지질 추출 및 정제를 위한 빠른 방법, 생물화학 및 물리학(1959)의 캐나다 저널로 형성될 수 있다. 미세조류로부터 효과적인 지질 추출을 위한 여러 방법과 비교하여, 바이오자원 기술 101(2010) S75-S7, 해양 미세조류 바이오매스로부터 지질을 추출하는 방법은 일반적으로 극성 용매로 추출을 수반하며, 많은 양의 인지질(phospholipids) 및 트리글리세리드(triglycerides)를 야기하며, 극성 용매로의 추출은 바이오디젤 제조를 위해 바람직하지 않다.

본 발명의 주요 목적은 엔진에 적합한 지방산 메틸 에스테르(fatty acid methyl ester)(바이오디젤)원으로서 자연적으로 발생하는 해양 미세조류 콘소시움(marine microalgal consortium) 및 천일 염전에서 자라는, 자동으로 침전하는 해양 미세조류의 매트를 이용하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 위에 나타낸 해양 미세조류 콘소시움의 매트에서 우점종(dominant species)으로 Cladophora sp.(ATCC 취득 번호 PTA-12199) 및 Microspora sp.(공정 하 ATCC 생존 가능성 검사)를 확인하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 천일 염전에서 부유 매트를 인공적으로 배양하는 것이며 및/또는 응력 상태(stress condition)의 적용을 통하여 지질 함량을 증가시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인도 서부의 하계 조건 하에 천일 염전에서 제배되는 이상을 왜곡하는 자동 침전 및 내열성의 해양 미세조류로서 인도의 서부 해안으로부터 분리된 Chlorella variabilis(ATCC 취득 번호 PTA-12198) 및 Microspora sp.(공정 하 ATCC 생존 가능성 검사)를 이용하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 마이오매스로부터 지질 분리와 관련된 에너지 패널티(energy penalty)를 최소화시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 에너지 패널티(energy penalty)를 감소시키는 수단으로서 쉽게 수확가능한 바이오매스를 이용하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 천일염 제조를 위해 이용가능한 잉여 지대(surplus land)의 ca.10만 에이커를 이용하여 대규모로 해양 미세조류 바이오매스를 제배하기 위한 조건을 이루는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 여름 달(summer months) 동안 최대 일일 성장률 45(건조 기준)/m²/일을 이루는 동안 해수, 저렴한 무기 영양제를 이용하여 및 배지(culture medium)의 교반을 위한 기계적 가젯(mechanical gadgets)을 방지하여 배양을 위한 투입 자금을 최소화시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 팬에서 팬으로 지질의 주어지는 및 이동하는 중력과 같은 천일염 제조에 따르는 기초 기능을 나타내는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수확된 바이오매스를 일광 건조(sundry)시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 추출된 지질 매스(lipid mass) 전체에서 바람직하지 않은 지질 분획물을 최소화 하기 위한 헥산(hexane)과 같은 휘발성의 무극성 용매(volatile non-polar solvents)를 이용하여 일광 건조된 바이오매스로부터 지질을 추출하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 혼합된 바이오디젤이 이용되는 추출 공정 동안 화석 디젤(fossil diesel)을 선택적으로 이용하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 에너지 입력/출력 비율을 최대화하기 위하여 추출 및 지질 분리 공정 동안 태양열 에너지(solar thermal energy)를 이용하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이용한 바이오매스(spen biomass)로부터 최대 값을 유도하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 단순한 수단 및 비용이 효과적인 수단을 통하여 원유(raw oil)를 정제하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 US 특허 7666234에 개시된대로 FAME 제조의 알려진 공정을 이후에 나타내는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 점도, 유리지방산(free fatty acid) 함량, 산화 안정성, 유리 또는 전체 글리세롤, 인 함량, 수분 함량 등과 같은 기초 매개변수의 바람직한 명세서로 해양 미세조류 FAME의 제조를 증명하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 Chlorella variabilis(ATCC 취득 번호 PTA-12198)로부터 제조된 B20 바이오디젤로 표준 차량의 구동을 증명하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이전 기술에서 개시된대로 배양된 해양조류의 증가된 성장 및 높은 지질 함량에 대하여 부산물 크루드 글리세롤 스트림(by-product crude glycerol stream)을 이용하는 것이다.

본 발명은 바이오디젤로서 이용을 위한 지방산 메틸 에스테르(Fatty acid methyl ester; FAME)를 제공하며, 에스테르는 자연적으로 부유하는 해양 미세조류 매트(marine microalgal mats)로부터 제조되거나, 침전된 해양 미세조류의 두꺼운 층은 천일 염전(solar salt pans) 또는 이들의 이들의 혼합물에서 배양 동안 형성된다.

본 발명의 구체예에서 지방산 메틸 에스테르(FAME) 1이 개시되며, 구체예에서 바이오디젤의 준비를 위해 이용된 매트는 우점종(dominant strains)으로서 지질 베어링(lipid bearing) Microspora sp.(대기되는 ATCC 취득 번호) 또는 Cladophora sp.(ATCC 취득 번호 PTA 12199)를 포함하며, 천일 염전에서 배양된 해양 미세조류의 두꺼운 층은 내열성의 Chlorella variabilis(ATCC 취득 번호 PTA 12198)를 포함한다.

본 발명의 다른 구체예에서 FAME가 개시되며, 다른 구체예에서 지질은 헥산으로 추출을 통하여 Microspora sp.(대기되는 ATCC 취득 번호)를 포함하는 해양 미세조류 매트로부터 추출되고, 지질은 GC-MS에 의해 분석된대로 0.6% 의 14:0 지방산, 9.4%의 16:0 지방산, 0.7%의 16:1 지방산, 3.7%의 18:0 지방산, 33.2%의 18:1 지방산, 50.4%의 18:2 지방산, 0.7%의 20:0 지방산, 1.3%의 22:0 지방산으로 이루어진 조성물을 가진다.

본 발명의 다른 구체예에서 FAME가 개시되며, 다른 구체예에서 지질은 헥산으로 추출을 통하여 Chlorella variabilis(ATCC 취득 번호 PTA 12198)에서 해양 미세조류로부터 추출되며, 지질은 GC-MS에 의한 분석으로 GC-MS 0.4%의 14:0 지방산, 12.1%의 16:0 지방산, 1.0 %의 16:1, 1.0%의 16:2 지방산, 4.2%의 18:0 지방산, 29.4%의 18:1, 45.7%의 18:2 지방산, 4.8%의 18:3 지방산, 1.4%의 22:0 지방산으로 이루어진 조성물을 가진다.

본 발명의 다른 구체예에서 FAME가 개시되며, 여기에서 지질은 헥산으로 추출을 통하여 Cladophora sp.(ATCC 취득 번호 PTA 12199)를 포함하는 해양 미세조류 매트로부터 추출되고, 지질은 GC-MS에 의한 분석에 의해 0.9%의 14:0 지방산, 0.4%의 15:0 지방산, 21.5%의 16:0 지방산, 1%의 16:1 지방산, 2.9% 의 18:0 지방산, 21.2%의 18:1 지방산, 22.3%의 18:2 지방산, 0.5%의 20:0 지방산, 16.3%의 20:1 지방산, 0.4%의 22:0 지방산, 11.4%의 22:1 지방산, 0.7%의 24:0 지방산, 0.6%의 24:1 지방산으로 이루어진 조성물을 가진다.

본 발명의 다른 구체예에서 FAME가 개시되며, 여기에서 Microspora sp.로부터 얻어진 지질 분획물은 정제되고, 9.92%의 16:0 지방산, 2.44%의 18:0 지방산, 28.27%의 18:1 지방산, 59.37%의 18:2 지방산 및 5-30ppm의 BHT 산화방지제(antioxidant)으로 이루어진 조성물을 가지는 FAME을 얻기 위하여 에스테르 교환된(transesterified)다.

본 발명의 다른 구체예에서, 0.872gm/ml의 밀도, 4.5cSt의 점도(40℃에서), 0.1014%의 전체 글리세롤 및 0.0086% 유리 글리세롤(free glycerol)을 가지는 노란색의 지질인 Micorspora sp로부터 FAME가 개시된다.

본 발명의 다른 구체예에서, 완전한 부하 조건 아래 및 배출 필요 조건에 따라 B20 혼합물로서 표준 비변형 디젤 차량(regular unmodified diesel vehicle)에서 이용을 위한 FAME가 개시된다.

본 발명의 다른 구체예에서 FAME가 개시되며, 여기에서 Chlorella variabilis(ATCC 취득 번호 PTA 12198)로부터 얻어진 지질 분획물은 정제되며, GC-MS에 의해 분석된대로 6.9%의 16:0 지방산, 3.1%의 18:0 지방산; 32.6%의 18:1 지방산, 및 57.3%의 18:2 지방산 및 5-30ppm의 BHT 산화 방지제를 포함하는 조성물을 가지는 FAME을 얻기 위하여 에스테르 교환된다.

본 발명의 다른 구체예에서 25~40℃에서 밀도, 각각 0.8704 및 0.8591g/cm³;40℃에서 4.8cSt의 점도; 전체 글리세롤, 0.15%;유리 글리세린, 0.02%;CFPP, 수분 함량, 0.029%; -5℃; 인, 5.1ppm; 산화 안정성, 0.43년(25℃) 및 0.12년(40℃)을 가지는 머스터드 옐로우의 지질인 Chlorella variabilis(ATCC 취득 번호 PTA 12198)로부터 FAME가 개시되며, 표준 열량 측정 검사에 의해 측정된 열량(calorific value)은 9842 kcal/kg이다.

본 발명의 다른 구체예에서 완전한 부하 조건 아래 및 배출 요구조건에 따라 B100 바이오디젤로서 청구항 제 8항의 동일한 비변형 디젤 차량(regular unmodified diesel vehicle)에서 이용을 위한 FAME가 개시된다.

본 발명의 다른 구체예에서 FAME가 개시되며, 여기에서 Microspora sp.에서 우위에 있는 해양 미세조류 매트는 70⁰ 54.959' E, 20⁰ 42.391 N에서 7월-12월 동안 수확된다.

본 발명의 다른 추가 구체예에서 FAME가 개시되며, 여기에서 Chlorella variabilis(ATCC 취득 번호 PTA 12198)은 1월에서 6월 동안 자가영양 조건(autotrophic condition) 하에 72⁰ 07.316 E21⁰ 47.4888'N; 높이, 28 피트에 위치하는 염전에서 배양된다. E

본 발명의 다른 구체예에서 FAME가 개시되며, 여기에서 천일 염전에서 Chlorella variabilis(ATCC 취득 번호 PTA 12198)의 성장률은 11.67~45.56g/m²/일(day)에 있다.

본 발명의 다른 추가 구체예에서 FAME가 개시되며, 여기에서 Microspora sp.의 매트에 대한 헥산 추출로 지질 수득률(lipid yield)은 5.22~16.32%에 있다.

본 발명의 다른 구체예에서 FAME가 개시되며, 여기에서 배양된 Chlorella variabilis에 대한 헥산 추출로 지질 수득률은 11.11~11.21%에 있다.

본 발명의 다른 추가 구체예에서 FAME가 개시되며, 여기에서 Chlorella variabilis의 성장률 및 지질 수득률은 1000L의 해수 배지(seawater culture medium) 당 3~6kg의 소듐 비카보네이트(sodium bicarbonate), 1~2kg의 소듐 니트레이트(sodium nitrate) 및 1000L의 해수 배지(seawater culture medium) 당 0.01~0.02kg의 황산제일철(ferrous sulphate)의 첨가에 의해 영향을 받는다.

본 발명의 다른 추가 구체예에서 FAME가 개시되며, 여기에서 FAME 공정의 크루드 글리세롤 부산물 스트림(crude glycerol by-product streams)은 50~200%로 바이오매스 생산성을 향상시키기 위해 선택적으로 첨가된다.

본 발명의 다른 추가 구체예에서 FAME가 개시되며, 지질의 용매 추출 후 잔여 바이오매스는 생물 비료(biofertilizer), 아쿠아 피드(aqua feed), 카로테노이드원(source of carotenoids) 및 에너지원의 제조에 이용된다.

본 발명의 다른 구체예에서 FAME가 개시되며, 크루드 글리세롤의 연산품 스트림은 혼합영양 성장(mixotrophic growth)을 통한 해조 생산성(algal productivity)을 위해 이용되며 생분해성 바이오폴리머(biodegradable biopolymer)를 위해 이용된다.

본 발명의 다른 측면은 Microspora 및 Cladophora(ATC 취득 번호 PTA-12199)의 콘소시움(consortium)으로 자연적으로 수확된 부유 매트로부터 및 미세 조류의 매스 배양된 선택된 내열성 변형(Chlorella variabilis ATCC 취득 번호 PTA-12198)에 따라 배양된 미세조류 매트로부터 엔진에 적합한 지방산 메틸 에스테르(바이오디젤)의 준비를 위한 종합 공정(integrated process)을 제공하며 지방산 메틸 에스테르로부터 부산물뿐만 아니라 미세조류 매스로부터 부산물의 이용을 제공하고, 상기 공정은 다음의 단계를 포함한다:

a) 다른 위치에서 미세조류 매트 콘소시움을 수집하고 및 매트에 존재하는 미세조류종의 ii) 식별 점착 모래(adhering sand) 및 흙 입자를 제거하기 위하여 세척하며 해수 및 CSMCRI Experimental Salt Farm(ESF) 바다 소금을 이용하는 실험 조건 아래 매트를 배양하고, 추가 증식을 위하여 탱크에서 자연 조건을 가장하는 단계;

b) 매트로부터 오일 베어링(oil bearing) 미세조류종(Microspora, Rhizoclonium, Spirulina, Chlorella, Cladophora, Diatoms, Oscillatoria spp., etc.)을 분리하는 단계;

c) 18m² 및 90m²의 실험용의 염전에서 오일 베어링 미세조류종의 대량 옥외 배양(outdoor mass cultivation) 및 다음의 배치의 접종원(inoculum)에 대한 영양제(nutrient)로서 쉽게 수확되고 재순환하는 부유물(supernatant)을 촉진하는 바이오매스의 침전 단계;

d) 미세 분말로 건조된 미세조류 매트의 연마에 따른 미세조류 매트의 건조 단계;

e) 무극석 용매 추출/속슬레(Soxhlet) 등 및 재순환 용매에 따른 볼밀/스트림(ball mill/steam)을 이용하여 바이오매스의 전처리를 포함하는 바이오매스로부터 오일을 효과적으로 추출하는 단계;

f) 원유의 정제 단계;

g) 이전 기술에서 엔진에 적합한 바이오디젤을 제조하기 위해 알려진 에스테르 교환 공정 단계;

h) 이전 기술(Patent application PCT/IN2011/000655)에서 개시된 혼합영양 성장(Mixotrophic growth)을 통하여 조류 생산성을 증가시키기 위한 및/또는 생분해성의 바이오폴리머(biodegradable biopolymer)와 같은 다른 유용한 물질의 제조를 위한 바이오디젤 연산품 스트림을 이용하는 단계;

i) 바이오가스 제조를 위한 바이오디젤의 합성 중에 형성된 다 쓴 바이오매스 및 폐수(wastewater)를 이용하는 단계;

j) 아쿠아-피드(aqua-feed) 및 생물 비료(biofertilizer)로서 다 쓴 바이오매스를 이용하는 단계;

k) 브리켓(briquettes)의 제조를 위하여 바이오매스 및 탈유 케이크(deoiled cake)를 이용하는 단계;

l) 탈유 잔여 바이오매스로부터 카로테노이드(carotenoids)를 추출하는 단계;

m) 엔진 변형 없이 전체 부하(full load)로 차량(Chevrolet Tavera)을 구동하는데 적합한 혼합물 B20 및 B100을 형성하는 단계.

본 발명의 구체예에서 바이오디젤로서 이용을 위한 엔진에 적합한 지방산 메팅 에스테르의 제조 공정이 개시되며, 공정은 다음의 단계를 포함한다:

(i) 조류 바이오매스를 얻기 위하여 Microspora sp. 및 Cladophora sp.의 콘소시움 및 배양된 Chlorella variabilis를 가지는 자연적으로 발생하는 미세조류 매트를 수집하는 단계;

(ii) 5~10%의 잔여 수분 레벨로 바이오매스를 일광 건조시키는 단계;

(iii) 셀벽을 분리시키기 위하여 스트림 분사(steam blast) 또는 삼투압 충격(osmotic shock)에 의해 단계(ii)의 바이오매스를 전처리하는 단계;

(iv) 연료가 원유를 얻기위하여 혼합물 형상으로 이용되는 용매로서 또는 선택적으로 디젤로 헥산을 이용하여 단계(iii)의 조류 바이오매스로부터 지질을 추출하는 단계;

(v) 헥산을 제거하고 백토(fullers earth)로 합성 원유를 처리하거나 인지질(phospholipids), 안료(pigments) 및 다른 불순물을 제거하기 위하여 백토로 직접 단계(ii)의 추출을 선택적으로 처리하는 단계;

(vi) 정제된 오일을 얻기 위해 필요한 경우, 부유물을 제거하기 위해 필터링하고 유리 지방산(free fatty acid; FFA) 함량을 더 감소시키기 위해 단계(v)의 오일 추출을 처리하는 단계;

(vii) 단계(vi)의 정제된 오일의 알칼리-촉매화 에스테르 교환을 수행하고, FAME을 분리시키고 및 엔진에 적합한 FAME을 얻기위하여 FAME을 더 정제하는 단계.

본 발명의 다른 구체예에서 FAME을 제조하는 방법이 개시되며, Microspora sp.로부터 얻어진 FAME은 GC-MS에 의해 분석된대로 9.92%의 16:0 지방산, 2.44%의 18:0 지방산, 28.27%의 18:1 지방산, 59.37%의 18:2 지방산, 및 5-30 ppm의 BHT 산화 방지제를 포함하는 조성물을 가진다.

본 발명의 다른 구체예에서 공정이 개시되며, Chlorella variabilis로부터 얻어진 FAME은 GC-MS에 의해 분석된대로 6.9%의 16:0 지방산, 3.1%의 18:0 지방산; 32.6%의 18:1 지방산, 및 57.3%의 18:2 지방산, 및 5-30 ppm의 BHT 산화 방지제를 포함하는 조성물을 가진다.

본 발명의 한 구체예에서, 본 발명은 미세조류의 대량 배양된 선택 스트레인(mass cultivated selected strain)에 따라 자연 및 배양된 미세조류로부터 엔진에 적합한 지방산 메틸 에스테르(바이오디젤)의 제조를 위한 종합 공정을 제공하며, 미세조류 매스에서 부산물의 이용 및 지방산 메틸 에스테르로부터 부산물의 이용을 위한 종합 공정을 제공한다.

본 발명의 다른 구체예에서, 미세조류 매트는 우점종으로서 ATCC 취득 번호 PTA-12199 Microspora 및 Cladophora spp.로 다른 미세조류종의 콘소시움(consortium)이다.

본 발명의 다른 구체예에서, 필수적인 미세영양소(micronutrients)/CSMCRI-ESF염은 미세조류의 대량 옥외 배양을 위해 이용된다.

본 발명의 다른 구체예에서, 오일 추출은 헥산(hexane), 클로로포름chloroform), 메탄올(methanol), 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 디에틸 에스테르(diethyl ether); 바람직하게 헥산, 클로로포름 및 메탄올로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 용매를 이용한다.

본 발명의 다른 구체예에서, 바이오디젤 연산품 스트림은 PHA-바이오폴리머(PHA-biopolymers), 바이오가스(biogas), 기화(gasification), 비료(fertilizer), 아쿠아 피드, 카로테노이드(carotenoids)의 제조를 위해 이용되며, 브리켓(briquettes)의 제조를 위해 이용된다.

몇몇 바람직한 미세조류의 획득 가능성을 나타내는 소수의 위치는 구글 어스 소프트웨어(Google Earth software)에서 관찰된 영상을 통하여 선택된다. 한 위치는 경도 70⁰ 54.959' E 및 위도 20⁰ 42.391 N(위치 1)에 위치하며, 다른 위치는 경도 68⁰ 59. 876' 및 위도 22⁰23.975'(위치 2), 인도(India)에 위치한다. 위치는 밀집한 부유하는 미세조류 매트(floating microalgal mat)를 나타낸다. 매트의 현미경 검사(형태학(morphology))로, Microspora sp. 및 Cladophora sp. ATCC 취득 번호 PTA-12199가 우점종으로 발견되는 다양한 미세조류종을 포함하는 매트를 나타낸다. 조류로부터 바이오디젤을 위해 이용가능한 방법은 많은 에너지를 소모한다. 그러므로, 시도는 Chlorella variabilis ATCC 취득 번호 PTA-12198의 분리된 및 대량 배양된 스트레인 뿐만 아니라 해양 미세조류의 콘소시움으로부터 바이오디젤을 제조하는 비용이 효과적인 공정을 개발하기 위해 이루어진다.

종합 공정으로 바이오디젤 제조를 위한 Microspora 및 Cladophora spp. ATCC 취득 번호 PTA-12199(각각 위치 1 및 위치 2에서 우점종)를 포함하는 미세조류 매트의 이용은 독자적이다. 자연 매트(natural mat)는 광범위하게 퍼져있으며, 수확된 후 몇 주 내로 재생하는 것이 발견된다. 또한, 다른 실험용 위치에서도 재생하는 것이 발견된다. 우점종 Microspora 및 Cladophora spp. ATCC 취득 번호 PTA-12199는 실헙 매개 변수의 다양한 범위에서 생존 및 성장하는 것으로 발견된다.

본 발명의 주요 단계는 다음에 있다:

· 에너지 집약적인 미세조류의 수확하고, 물에서 간단히 걷어질 수 있고 더 처리될 수 있는 우점종으로서 Microspora sp.(대기된 ATCC 취득 번호) and Cladophora sp.(PTA 12199)를 가지는 것과 같은 해양 미세조류 매트가 부유하는 지질 베어링 형성으로 자연의 독창성의 이점을 가지는 것을 인식한다.

· 자연에서 특정 조건이 해양 미세조류 매트의 자연 성장에 도움이 되며, 자연 성장의 종류는 계절풍(monsoon)에 따른 몇 달과 같은 특정 간격으로 한정되며 자연 성장의 발생은 여름달과 같은 다른 달 동안은 희박한 것으로 인식한다. 많은 생산 후, 자연 조건을 가장하기 위해 항상 쉽지 않으며, 해양 미세조류의 다른 변형은 배양하는데 매우 적합할 수 있는 것으로 인식된다.

해양 미세조류가 자연 쇼크를 공급하기 위하여 및 1년 내내 수확을 위해 배양될 필요가 있는 경우, 유익한 접근은 다음의 계절풍 간격 동안 지속가능한 방식으로 자연게서 제조하는 것이며, 그 후 천일 염전에서 해양 미세조류를 배양하도록 의지를 가지며, 천일 염전은 소금 제조를 위하여 50% 정도의 이용가능한 토지가 인도에서 사용되지 않고 있으며 생산적 이용을 위해 사용될 수 있는 것으로 주어진 큰 규모의 배양을 위한 이상적인 조건을 제공할 수 있는 것으로 인식된다.

· 최대 영양분 유입으로 45g/m²/일(day)의 최대 관찰된 건조 바이오매스 생산성으로 여름 달 동안 독립영양 조건(autotrophic conditions) 하에 상당히 성장하는 내열성 변화로서 인도의 물(Indian water)(ATCC 취득 번호 PTA 12198)로부터 Chlorella variabilis를 동일시하며 및 또한 수로지(raceway ponds)에 적합한 계속적인 교반과 같은 에너지 집약적 측정을 방지한다.

· 또한, 여름달 동안 일반적인 열 조건(hot condition) 하에, Chlorella의 선택된 스트레인(strain)은 성장하며 아래로 침전하여서 배양의 이후의 배치를 위하여 접종물(inoculum)로서 부유물(supernatant)을 밖으로 배출시킨 후 빠르게 수확되는 하부에서 두꺼운 층을 형성하는 것으로 관찰된다.

· 염전에 투사하는 방사선(radiation)을 향상시키며 따라서 온도 및 투사하는 광자 방사선(photon radiation)을 증가지키는 천일 염전에 위치한 태양광 반사판(solar reflectors)의 이용에 의해 비-여름달에도 Chlorella를 성장시키기 위하여 실행할 수 있고, 온도 및 투사하는 광자 방사선 둘 다는 바이오매스 생산성 및 지질 수들률에 긍정적인 영향을 주는 것으로 인식된다.

· 지질은 극성 및 무극성 타입 둘 다이며, 무극성 타입의 지질은 엔진에 적합한 바이오디젤을 위해 필요하며, 그 후에 바람직한 지질 비율을 위하여 높은 지질 수득률을 희생시키고 메탄올/클로로포름과 같은 종래에 이용된 극성 용매 대신에 헥산 및 디젤과 같은 무극성 용매를 가지는 바이오매스를 추출하는 것으로 인식된다.

· 추출을 위한 무극성 용매의 이용이 클리너 오일 비율(cleaner oil fraction)을 생성할지라도, 미세조류 셀 벽의 분리는 전혀 능률적이지 않고; 따라서 추출 전 전처리로서 스트림 블라스트를 형성하는 것으로 더 인식되고; 공정이 태양 구동되는 경우 더 에너지 효율적인 것으로 더 인식된다.

· 원유를 정제하기 위하여 백토(Fuller's Earth)를 통한 여과와 같은 단일 수단을 이용하고, 및 따라서 엔진에 적합한 지방산 메틸 에스테르의 제조를 위하여 선행 기술에 개시된 것과 같은 염기-촉매화 에스테르 교환(base-catalyzed transesterification)의 종래 방법을 이용한다.

· 표준 디젤 차량으로 이용하는데 적합한 특성에 있는 자연 수확 해양 미세조류 및 배양된 해양 미세조류 둘 다로부터 메틸 에스테르(methyl esters)를 제조한다.

· 선행 기술에 개시된대로 혼합영양 조건 하에 바이오매스 생산성 및 지질 함량을 향상시키기 위해 영양물로서 해양 미세조류 바이오디젤 제조(marine microalgal biodiesel production)로부터 부산품 글리세롤 스트림(by-product glycerol stream)을 이용한다.

· 비료(manure), 카로테노이드원, 아쿠아 피드, 에너지원 등과 같은 다양한 적용을 위해 지질 추출 후 잔여 바이오매스를 이용한다.

· 생활 하수(Domestic sewage) 및 NaCl에서 낮으나 칼슘, 마그네슘 및 황산염(sulphate)과 같은 영양물에서 높은 크루드 바다 소금(crude sea salts)은 미세조류 매트 및 분리된 해양 미세조류 배양균(marine microalgal cultures)의 성장을 위한 배지 보충물(media supplement)로서 이용된다.

예시 1

구글 지도의 도움으로, 검색은 가능한 부유하는 미세조류 매트를 확인 하기 위해 도울 수 있는 연안수(coastal waters)에서 그린 패치(green patchs)로 착수된다. 몇몇 돌출한 그린 패치 기초(prominent green patches found)는 Goa (Madkai; 15°1.0616°N, 73°5.6227°E), Kerala (Vellanathuruthu Road; 9°1.6659°N, 76°2.5022°E), West Bengal (Port Canning, 22°31.5577°N, 88°67.3307°E;, Dongajora, 22°13.2696°N, 88°60.2676°E; Haldia refinery, 22°04.9408°N, 88°07.308°E), Diu (Nagoa road side, 70°54.959' E, 20°42.391 N) 및 Gujarat (Okha, 68°59. 876°22°3.975')의 해얀 지대에 있다. 지상 검증(Ground truthing)는 Diu 및 Gujarat에서 확인된 위치로 착수되며, 미세조류의 실제로 녹색으로 착색된 부유 매트가 발견된다.

예시 2

도 1의 매트는 수집되며, 분류 식별(taxonomic identification)을 위하여 현미경(Microscope)(Carl Zeiss Axio Imager at 40x) 아래 관찰된다. 미세조류의 콘소시움을 나타내는 매트 둘 다는 Chlorophycae군에 의해 지배된다. 70°54.959'E, 20°42.391N 에서 수집된 하나는 우점종 형상으로서 Microspora를 가지지만, 68°59.876', 22°23.975'에서 수집된 하나는 Cladophora에 의해 지배된다. 콘소시움의 관련종의 분리는 연속 희석법을 이용하여 수행된다. 조류 매트(algal mat)는 점착 먼지 및 불순물을 제거하기 위하여 증류된 물로 세척되며, 추가로 원심 분리(centrifugation)된다. 부유물(supernatant)은 수집되며, 다른 배양액(culture media)(BG-11, BBM, Zarrouk's, ASN-III, 등)으로 24웰 조직 배양판(well tissue culture plates)에 접종된다. 연속 희속은 1:10 희석제를 이용하여 수행된다. 조직 배양판은 25℃에서 12시간의 명 및 암 사이클(light and dark cycle)에서 인공 광원(artificial light)(300 럭스(lux))으로 유지된다. 눈에 보이는 성장 후, 풍부한 배양균은 고체 1% 한천판(Agarose plate)에 줄무늬를 긋는다. 페트리판(Petri plates)은 25℃에서 12시간의 명 및 암 사이클(light and dark cycle)에서 인공 광원(artificial light)(300 럭스(lux)) 하에 배양된다. 분리된 배양균은 액체 배지(liquid medium)에서 무균 상태로 접종되고, 25℃에서 12시간의 명 및 암 사이클(light and dark cycle)에서 인공 광원(artificial light)(300 럭스(lux))으로 유지된다. 위의 두 장소 위로부터 매트는 냉동건조되며, 취득 번호의 할당 전 생존 가능성 시험을 위하여 American Type Culture Collection Centre(ATCC)로 보내진다. 우점종 지질-베어링 스트레인(dominant lipid-bearing strain)으로서 Cladophora를 가지는 매트 중 하나는 ATCC 취득 번호 PTA-12199로 주어지며, 우점종 지질-베어링 스트레인으로서 를 가지는 다른 매트의 생존 가능성 시험은 진행 중에 있다.

예시 3

자연적으로 발생하는 해양 미세조류 매트는 위치 경도 70°54.959' E 및 위도 20°42.391 N에서 두드러진 미세조류로부터 걷어내어진다. 위치는 매트의 재성장을 연구하기 위해 정기적으로 3-4주 후 시찰된다. 여름 동안, 바이오매스 생산성은 22.22 g/m²/일(day)이며, 전체 지질 함량은 10%이고; 계절풍 동안, 바이오매스 생산성은 6.03 g/m²/일(day)이고, 전체 지질 함량은 9.61%이고 및 겨울 동안, 바이오매스 생산성은 16 g/m²/일(day)이며, 전체 지질 함량은 12.85%이다. 본 예시는 지속가능한 방식으로 자연으로부터 해양 미세조류 매트를 수확할 수 있는 것을 나타낸다.

예시 4

ATCC- Chlorella variabilis의 바이오매스 생산성으로 증가된 태양광 방사선의 효과는 개방 탱크(open tanks)에서 겨울(기온 25~30℃) 동안 연구된다. 1.51m²의 영역 및 200L의 해수 배지(sea water medium)를 포함하는 0.3m의 깊이를 가지는 두 개의 탱크는 Chlorella 배양균(OD_540nm= 1.65)의 10% 접종물로 접종된다. 14일 후 건조 바이오매스 수득률은 반사체(reflectors)로 5.03g/l이지만, 수득률은 제어 탱크에서 4.07g/l이다. 이러한 예시는 태양광 반사체가 필수적으로 주위 온도가 최적 조건보다 작은 배양 공정으로 이루어지는 유익한 효과를 나타낸다.

예시 5

Chlorella variabilis ATCC 취득 번호 PTA-12198의 대량 배양은 기관의 실험용의 염전(Institute's experimental salt farm)(21°47.488'N, 72°07.316'E, 높이: 28ft)에서 수행된다. 배양은 3월에서 6월 동안 수행된다. 배양 동안 옥외 온도는 45±3℃이다. 이러한 목적을 위해 필요한 배양균은 접종 탱크(inoculum tanks)로서 처음 이용된 각각 18m²의 영역을 가지는 두 개의 탱크에서 처음 성장된다. 탱크는 규칙적으로 pH, 540nm에서 OD 및 바이오매스 수득률을 측정하여 조사한다.

5g/l의 셀 농도에 도달된 후, 배양균은 각각 18m²의 영역을 가지는 7개 이상의 탱크 및 90m2의 영역을 가지는 3개의 탱크에 접종하기 위해 이용된다. pH, 540nm에서 OD, 바이오매스 수득률 및 환경 매개변수는 규칙적으로 측정된다. 탱크는 18일에 그치는, 스트링(strings)으로 묶인 중공관(hollow pipe)을 이용하여 수동으로(하루에 3번) 교반된다. 20일의 배양 후, 탱크의 하부에서 두꺼운 층을 자동적으로 형성하는 침전된 바이오매스가 관찰된다. 바이오매스 생산성 데이터는 아래의 표에 주어진다.

폰드(Pond)	부피(L)	건조 바이오매스(kg)	바이오매스 생산성 (g/m²/d)
P2	5000	11.75	32.64
P3	5000	9.8	27.22
P4	5000	8.4	23.33
P5	5000	10.08	28
P10	5000	7.5	20.83
P11	5000	13.95	38.75
P12	5000	4.2	11.67
XL1	20000	52.1	28.94
XL2	20000	73.8	41
XL3	20000	56.2	31.22

각각의 탱크에서 부유물은 빈 탱크로 전달되고, 침전된 바이오매스는 수집되며 일광 건조된다. 본 예시는 천일 염전에서 Chlorella variabilis(ATCC 취득 번호 PTA-12198)의 배양 가능성을 나타낸다.

예시 6

예시 5의 구체예는 2차원 염전에서 반복된다. 25kg의 소듐 비카보네이트(sodium bicarbonate), 6kg의 소듐 니트레이트(sodium nitrate) 및 62.5g의 황산 제일철(ferrous sulphate)은 5000L의 해수 배지에 첨가된다. 바이오매스 생산성은 아래의 표에서 볼 수 있듯이 증가하는 것으로 관찰된다.

폰드	부피(L)	건조 바이오매스(kg)	바이오매스 생산성 (g/m²/d)
P6	5000	16.2	45
P8	5000	16.4	45.56

본 예시는 바이오매스 생산성이 해수 배지(seawater medium)에 특정 임계 나영양물의 첨가를 통하여 향상될 수 있는 것을 나타낸다.

예시 7

지질의 헥산 추출은 자연에서 수확된 미세조류 매트로 수행된다. 헥산은 용매로 이용된다. 데이터는 아래의 표에 제공된다. 볼 수 있듯이, 지질 함량은 5~16%로 다양하다.

배치 번호	바이오매스의 수집 달	일광 건조된 크루드 바이오매스(Kg)	크루드 바이오매스의 샌드(sand) %	헥산 추출물을 통해 얻어진 오일 (Kg)	샌드프리 기반의 오일 수득률 (%)
MM/NPL/2010/배치 2	9월-10	25.0	35.0	1.63	9.07
MM/NPL/2010/배치 3	11월-10	34.8	40.0	1.79	8.65
MM/NPL/2010/배치 4	11월-10	15.6	40.0	0.68	7.26
MM/NPL/2010/배치 5	11월-10	46.0	40.0	1.44	5.22
MM/NPL/2010/배치 6	12월-10	72.1	50.0	2.03	5.63
MM/NPL/2011/배치 7	4월-11	12.1	20.0	1.58	16.32
노트: 위치 1 NRS, 디우(Diu)로부터 MM/NPL/2010/Batch 2,3,4 수집을 위해; 위치 2 NPI, 디우로부터 MM/NPL/2010/Batch 5, 6, 7 수집을 위해

예시 8

예시 7의 연구는 예시 5 및 6의 Chlorella variabilis 바이오매스로 반복된다. 데이터는 아래의 표에 제공된다. 본 예시는 배양된 바이오매스가 더 일정한 오일 수득률을 형성하는 것을 나타낸다.

배치	수확 달	건조 중량(Kg)	수분(%)	원유 중량(Kg)	수득률(%)
ESF/NPL/배치 1	6월-11	209.9	8.0	21.45	11.11
ESF/NPL/배치 2	6월-11	53.0	7.8	5.45	11.15
ESF/NPL/배치 3	6월-11	48.0	7.1	5	11.21

예시 9

아래의 테이블은 위의 GC-MS에 의해 분석된대로 예시 7 및 8의 원유의 지방산 조성물로 적용되는 관련 데이터가 주어진다.

지방산		조성물 (Wt %)
			예시 8
14:0	0.6		0.4
16:0	9.4		12.1
16:1	0.7		1.0
16:2	-		1.0
18:0	3.7		4.2
18:1	33.2		29.4
18:2	50.4		45.7
18:3(ALA)	-		4.8
20:0	0.7		-
22:0	1.3		1.4

예시 10

예시 8의 배치 1에서 얻어진 18.738kg의 오일은 스테인레스 강 용기(stainless steel vessel)에서 흡수되며, 90℃로 가열된다. 1.8kg의 백토(Fullers earth)는 상기 용기에 첨가된다. 오일은 15.916kg의 정화된 오일(clarified oil)을 얻기 위해 여과된다. 정화된 오일은 FFA 함량을 위해 분석되며 0.6% FFA를 포함하는 것으로 발견된다. 13gm의 NaOH가 사용되며 65ml의 물에서 용해된다. 제조된 알칼리 용액(alkali solution)은 정화된 오일에 첨가되고, 15분 동안 교반된다. 알칼리 용액은 비누(soap)를 제거하기 위해 여과된다. 여과된 투명한 오일의 중량은 15.210kg이다. 정제된 오일은 2.92kg(3.765L)의 메탄올 및 399.24gm의 KOH를 이용하여 에스테르교환된다. 함량은 주위 온도로 90분 동안 교반되고 60분 동안 놓아둔다. 과잉 알코올 및 KOH를 포함하는 글리세롤층(glycerol layer)은 분리된다; 글리세롤층의 중량은 4kg이다. 바이오디젤층(biodiesel layer)은 682gm의 글리세롤로 세척되며 60분 동안 침전시킨다. 글리세롤 세척 중량은 687gm이다. 그 후, 바이오디젤층은 pH가 7이 될 때까지 1L의 물로 세척된다. 바이오디젤층은 110℃에서 함유량을 가열하여 건조된다. 얻어진 13.35kg의 바이오디젤은 유리 글리세롤, 전체 글리세롤, 수분, 점도 및 밀도를 위해 분석된다. 데이터는 아래의 표에 제공된다.

o.	분석명	결과
1	원유량	18.738 kg
2	정제 후 얻어진 오일	15.210 kg
4	B100 FAME(지방산 메틸 에스테르)	13.350 kg
5.	크루드오일에 대한 B100 FAME의 수득률	71.25% (w/w)
6.	25℃에서의 밀도 40℃에서의 밀도	0.8704 g/cm³ 0.8591 g/cm³
7.	건조 바이오매스에 대한 B100 FAME의 수득률	7.92% (w/w) 9.15% (v/w)
8.	점도	4.8 cSt(40?)
9.	전체 글리세린	0.15%
10.	유리 글리세린	0.02%
11.	CFPP	-5℃
12.	인 함량	5.1 ppm
13.	전체 부하 아래 200 km TAVERA 시험 구동 동안 평균 마일 수(Average mileage)	11.2 km
14	발열량(Calorific Value)	9843 kcal/kg

예시 11

또한 예시 10의 연구는 예시 7의 배치 2로부터 얻어진 오일로 수행된다. 데이터는 아래의 표 7에 제공된다.

No.	분석	결과
1.	바이오디젤의 전체 글리세린	0.1014 %
2.	바이오디젤의 유리 글리세린	0.0086 %
3.	밀도	0.872gm/ ml
4.	점도 40⁰C	4.5 CS ( at 40⁰C )
5	발열량	9879 kcal/kg

예시 12

아래의 표는 각각 GC-MS에 의해 분석된대로, 예시 10 및 11의 지방산 메틸 에스테르의 지방산 조성물을 제공한다. 조성물은 매우 투명한 것이 분명하다.

지방산		조성물(Wt %)
			예시 10
16:0	9.92		6.9
18:0	2.44		3.1
18:1	28.27		32.6
18:2	59.37		57.3

예시 12의 데이터는 예시 10 및 11의 해양 미세조류 바이오디젤이 엔진에 적합할 수 있는 신뢰성을 제공한다. 예시 11의 지방산 메틸 에스테르로부터 제조된 B20 바이오디젤 및 예시 10의 B100 바이오디젤은 어떠한 변형 없이 표준 TAVERA 차량에 직접 이용된다. 어떤 종류의 어려움은 차량의 구동에서 볼 수 없으며, 화석 디젤의 유사한 마일 수(mileage)가 추정된다. 저널리스트(journalist)는 예시 11의 B100 바이오디젤로 차량의 구동에 관하여 언급하였다: " This correspondent took a test ride in the Tavera that was flagged off by the minister. The experience was equivalent to that of any other diesel vehicle, accompanied by a monotonous hum by a diesel engine. The two-km drive around the Central Secretariat area was smooth and without any hiccups."(Dinsa Sachan, "Biodiesel from microalgae becomes a reality" Down to Earth, March 30, 2012; www.downtoearth.org.in).

예시 14

121℃에서 15-psi 압력의 스트림은 15분 동안 4590 kCal/Kg의 발열량의 30g의 Chlorella 바이오매스의 베드(bed)를 통과한다. 샘플 처리된 10.1g의 스트림은 80℃에서 100ml의 헥산으로 4시간 동안 용매 용량 150ml의 자동화된 속슬레에서 지질 추출물을 위해 셀룰로오스의 골무(cellulosic thimble)에서 이용된다. 연구는 헥산 추출물이 일반적으로 16시간에 비교되는 10시간이 요구되는 스트림 전처리 및 완전한 추출 후 더 효과적인 것을 나타낸다.

예시 15

카로테노이드의 추출은 예시 8의 50g의 탈유된 해양조류 바이오매스로부터 1L의 용적의 폐쇄된 반응 용기에서 이루어진다. 추출은 500ml의 80% (v/v) 아세톤으로 수행되고 200rpm의 일정한 자기 교반(magnetic stirring)으로 암실에서 유지된다. 3시간 동안 계속 자기 교반한 후, 용액은 증발하며, 아세톤 프리 추출물(acetone free extract)은 농축물(retentate)로서 카로테노이드를 얻기 위하여 여과 종이를 통해 여과된다. 얻어진 카로테노이드는 2~4%이다.

예시 16

매트 & Chlorella 의 탈유된 잔여 바이오매스로부터 바이오가스 제조

예시 7 및 8에서 잔여 바이오매스는 바이오가스를 제조하기 위해 이용된다. 바이오가스 생성 후, 많은 미량원소(micronutrients), 탄소 및 질소를 가지는 바이오매스 슬러리(biomass slurry)는 생물 비료(biofertilizer)로 이용될 수 있다. 또한, 잔여 바이오매스는 아쿠아 피드로서 이용될 수 있다; 바이오매스 슬러리는 단백질(proteins), 탄수화물(carbohydrates) 및 필수 미량 원소를 가진다. 잔여 바이오매스 브리켓(Briquettes)이 제조될 수 있다. 줄어든 미세조류 바이오매스로부터 바이오가스 제조는 오일 추출 후 잠재적으로 실현가능하며, 바이오매스로부터 에너지 수득률을 상당히 증가시킬 수 있다. 따라서, 바이오가스 제조는 지속가능한 미세조류로부터 바이오디젤 제조를 형성하기 위하여 필요한 단계로서 간주된다 (Torres 및 Jeison, 2010).

예시 7의 탈유된 케이크에 대하여 1884.52kcal/kg의 발열량 및 예시 8의 탈유된 케이크에 대한 1679.00Kcal/kg의 발열량을 가지는 잔여 탈유된 바이오매스가 이용된다. 바이오가스 플랜트로부터 소화된 슬러리(digested slurry)는 바이오가스 제조를 위한 접종물(inoculum)로서 이용된다. 설정은 (1) 소화조(Digester)(5.0L), (2) 유리 홀더병(1.0 L) 및 (3)액체 이동병(1.0 L)으로 3개의 부분으로 분배된다. 소화조는 4.0L 용적에 들어맞으며, 소화조의 조인트(joints)는 실리콘 테이프(silicon tape) 및 진공 수지(vacuum grease)의 적용에 의해 밀폐된다. 1.0L 용적의 가스 홀더병은 1L의 색 시약(colour reagent)으로 들어맞을 때까지 가득채워진다. 단계를 매긴 크기는 정확하게 가스 제조를 측정하기 위해 붙여진다. 바이오가스 실험은 각각의 시험의 연속 및 배치 모드에서 및 연속 및 배치 공정을 위하여 각각 하나의 제어 소화조에서 수행된다. 실험에 대한 수리학적 체류 시간(Hydraulic Retention time; HRT)은 30일이며 섭식 기판(feeding substrate)은 5%이고; 연속 소화조에 대한 134ml(4.0 L/30일=0.1333 or 134 ml)의 샘플은 섭식관을 통해 매일 134ml 검사[5%(6.7g) 바이오매스 + 67ml 슬러리 + 67ml t/w로]로 대체되며, 200g의 바이오매스는 배치 소화조에 직접 첨가된다(40L의 5%). 1:10의 비율에서 희석된 활성 용액은 바이오가스 제조를 위한 미소 식물(micro flora)의 성장을 감소시키는데 이용되며, 혐기 조건(anaerobic conditions)을 유지하는데 이용된다. 야기된 폐수 슬러리(effluent slurry)는 전체 고체, 전체 휘발성 고체, pH, 전기 전도도, 전체 유기 탄소, 이용가능한 질소 및 이용가능한 인과 같은 매개변수로 매일 분석된다. 또한, 전체 바이오가스 제조는 매일 측정된다. 예시 7 및 8의 탈유된 바이오매스의 소화조에서 일일 평균 바이오가스 제조는 배치 공정에 대하여 각각 426.26 및 446.02 ml d^-1이며, 연속 공정에 대하여 270.51 및 473.15 ml d^-1이다.

예시 17

크루드 글리세롤을 포함하는 미세조류 바이오디젤 부산물은 Chlorella variabilis의 혼합 영양 생물 성장 및 유기 영양 생물 성장을 위한 영양원으로서 이용되며, 여기에서 모든 플라스크는 100ml이다. 혼합 영양 생물 성장을 위한 조류 바이오디젤 폐기 잔여물(Algal Biodiesel waste residue; ABWR) 변형으로 해수 배지는 실온에 있다. 접종 후, OD는 540nm에서 0.5이다. 8일 후, 바이오매스의 생산성은 5g/L의 ABWR(혼합 영양 생물)에서 최대로 관찰된다. 본 예시는 바이오매스 생산성을 향상시켜 크루드 글리세롤 스트림의 이용성을 나타낸다.

예시 18

다 쓴 미세조류 바이오매스는 성장을 촉진하도록 생물 비료로서 이용되며, 화학 비료를 대신할 수 있다. NPK 함량은 Cladophora에 대하여 0.2: 0.03: 0.6(%), Microspora에 대하여 1.4: 0.01: 1.1(%), 및 Chlorella에 대하여 2.19: 0.01: 1.0(%)이다. 실험은 등가의 영양물(K₂O) 기반으로 Cladophora, Microspora 및 Chlorella에 대하여 각각 제어(K₂O)되는 6개의 렌즈 및 4개의 렌즈로 옥수수 작물(Maize crop)을 위하여 두 개의 지면에서 수행된다. 플랜트 높이, 플랜트당 잎수(number of leaves), 플랜트 당 코피 수(numbers of cobs), 코피의 길이 및 폭 및 엽록소 지수는 8주의 성장 후 측정된다. 결과는 Chlorella가 158.4±2.79cm의 플랜트 높이, 플랜트 당 13.6±0.4 잎, 코피 당 1.6±0.25 잎, 28.6±0.75cm의 코피 길이, 7.24±0.24cm의 코피 폭 및 40.25±1.97 엽록소 지수를 제어(화학 비료 K₂O)하기 위해 비교되는대로, 제어(화학 비료 K₂O)하기 위해 비교되는대로, 167.8±7.34cm의 평균 플랜트 높이, 플랜트 당 14.8±0.583 잎, 플랜트 당 2 코피, 32.0±0.84cm 코피 길이, 7.24±0.24cm 코피 폭 및 49.31±0.03 엽록소 지수(광학 CCM-200, USA)로 우수한 결과를 가지는 것을 나타낸다. 본 예시는 탈유된 케이크의 추가 이용성을 나타낸다.

예시 19

예시 8의 탈유된 케이크는 1765.91kcal/kg의 발열량을 가진다. 조류는 직경 4cm 및 깊이 2cm의 수제 브리켓(hand- made briquettes)으로 전환된, 10중량%의 젖소 거름(wet cow dung)과 혼합되고, 개방된 일광 건조가 이루어진다. 30kg의 건조된 바이오매스는 협회의 ESF 조약으로 설치된 15kg/시간의 바이오매스 기화 장치(biomass gasifier)로 끌여들인다. 약 10분의 기화 장치 작동 후, 발생로 가스(producer gas)의 연소가능한 성분은 온라인 가스 분석기를 이용하여 기술된다. 가스는 노란색 화염으로 연소된다. 본 예시는 탈유된 케이크가 바이오캐스 기화 장치에서 이용되는 것을 나타낸다.

시간	카본 모노옥사이드(Carbon monoxide)	메탄	수소
4.15 P.M	0.30	0.23	2.52
4.20 P.M	0.33	0.25	2.67
4.25 P.M	0.33	0.30	3.13
4.30 P.M	0.35	0.32	3.79

본 발명의 이점은 다음에 있다:

· 본 발명은 지속가능한 방식으로 조류의 자연적으로 발생하는 매트에 의해 해양 미세조류 바이오매스를 발생시키는 저비용 옵션을 제공한다.

· 또한 본 발명은 높은 바이오매스 생산성 및 우수한 지질 함량을 가지는 하계 조건(hot summer condition)에서도 천일 염전 개방으로 배양가능한 것으로 발견된다.

· 본 발명은 최대 영양물 및 에너지 유입이 바이오매스의 배양균을 위해 필요한 추가 이점을 가진다.

· 또한 본 발명은 바이오매스가 쉽게 수확가능한 이점을 가진다.

· 본 발명은 바이오디젤을 제조하는데 적합한 지질의 유용한 부분은 선택적으로 무극성 용매의 도움으로 추출되는 추가 이점을 가진다.

· 본 발명은 단순한 방법이 무극성 용매 추출물로 얻을 수 있는 원유를 정제하도록 이용되며, 그 후 오일은 알려진 방법에 의해 높은 품질의 바이오디젤로 처리되는 추가 이점을 가진다.

· 본 발명은 해양 미세조류원으로부터 얻어진 메틸 에스테르가 엔진 변형 없이 표준 디젤 차량을 구동하도록 순수 조건(neat condition) 하에도 이용될 수 있는 것을 증명하는 추가 이점을 가진다.

본 발명은 특정 연산품 스트림의 직접 이용성 및/또는 값 첨가를 증명하는 추가 이점을 가진다.

Claims

바이오디젤로 사용되도록 엔진에 적합한 지방산 메틸 에스테르(fatty acid methyl ester; FAME)의 제조방법으로서,
(i) 조류 바이오매스를 얻기 위해 Microspora sp. 및 Cladophora sp. 또는 배양된 Chlorella variabilis로 이루어진 그룹에서 선택된 자연 발생하는 미세조류 매트(naturally occurring marine microalgal mats)를 수집하는 단계;
(ii) 5-10%의 잔여 수분 레벨로 바이오매스를 일광 건조시키는 단계;
(iii) 세포벽을 붕괴하기 위해 스팀 분사(steam blast) 또는 삼투압 충격(osmotic shock)으로 바이오매스를 전처리하는 단계;
(iv) 원유를 얻기 위해 용매로서 헥산을 이용하여 또는 선택적으로 연료가 혼합물(blend) 형태로 사용되는 디젤로 상기 단계 (iii)의 조류 바이오매스에서 지질을 추출하는 단계;
(v) 헥산을 제거하고(stripping off), 백토(fullers earth)로 상기 원유를 처리하거나 선택적으로 인지질(phospholipids), 안료(pigments) 및 다른 불순물을 제거하기 위하여 상기 단계(ii)의 추출물을 백토(fullers earth)로 바로 처리하는 단계;
(vi) 정제유를 얻기 위해 필요한 경우, 부유물을 제거하기 위해 필터링하고, 유리 지방산(free fatty acid; FFA) 함량을 더 감소시키기 위해 단계 (v)의 오일 추출물을 처리하는 단계; 및
(vii) 단계 (vi)의 정제유를 알칼리-촉매화 에스테르 교환 반응(alkali-catalyzed transesterification)을 수행하고, FAME를 분리하고, 엔진에 적합한 FAME를 얻기 위해 FAME를 더 정제하는 단계;를 포함하는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항에 있어서,
헥산으로 추출하여, GC-MS으로 분석한 결과 0.6%의 14:0 지방산, 9.4%의 16:0 지방산, 0.7%의 16:1 지방산, 3.7%의 18:0 지방산, 33.2%의 18:1 지방산, 50.4%의 18:2 지방산, 0.7%의 20:0 지방산, 1.3%의 22:0 지방산의 조성물을 가지는 지질이 Microspora sp .(ATCC Accession Number PTA-12197)를 포함한 미세조류 매트에서 추출되는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항에 있어서,
헥산으로 추출하여, GC-MS으로 분석한 결과 0.4%의 14:0 지방산, 12.1%의 16:0 지방산, 1.0%의 16:1 지방산, 1.0%의 16:2 지방산, 4.2%의 18:0 지방산, 29.4%의 18:1 지방산, 45.7%의 18:2 지방산, 4.8%의 18:3 지방산, 1.4% of 22:0 지방산의 조성물을 가지는 지질이 미세조류 Chlorella variabilis (ATCC Accession Number PTA 12198)에서 추출되는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항에 있어서,
헥산으로 추출하여, GC-MS으로 분석한 결과 0.9%의 14:0 지방산, 0.4%의 15:0 지방산, 21.5%의 16:0 지방산, 1%의 16:1 지방산, 2.9%의 18:0 지방산, 21.2%의 18:1 지방산, 22.3%의 18:2 지방산, 0.5%의 20:0 지방산, 16.3%의 20:1 지방산, 0.4%의 22:0 지방산, 11.4%의 22:1 지방산, 0.7%의 24:0 지방산, 0.6%의 24:1 지방산의 조성물을 가지는 지질이 Cladophora sp .(ATCC Accession Number PTA 12199)을 포함하는 미세조류 매트로부터 추출되는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제2항에 있어서,
Microspora sp .에서 얻은 지방 분획물이 정제되고 에스테르화 교환이 수행되어, GC-MS로 분석하여 9.92%의 16:0 지방산, 2.44%의 18:0 지방산, 28.27%의 18:1 지방산, 59.37%의 18:2 지방산 및 5-30 ppm의 BHT 산화방지제를 포함하는 조성물을 가지는 FAME를 얻는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 FAME는 0.872 gm/ml 밀도, 4.5cSt(40℃) 점도, 0.1014%의 총 글리세롤 및 0.0086%의 유리 글리세롤(free glycerol)을 포함하고 표준열랑테스트(Standard calorimetric test)에서 얻은 열량이 9879 kcal/kg인 투명한 노란색 지질(clear yellow liquid)인, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 FAME는 완전한 부하 조건 하에서 배출가스 조건을 충족하는 B20 블렌드(belnd)로서 표준 비변형 디젤 차량(regular unmodified diesel vehicle)에서 이용되는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제3항에 있어서,
Chlorella variabilis(ATCC Accession Number PTA 12198)로부터 얻어진 지질 분획물이 정제되고, 에스테르 교환되어, GC-MS에 의해 분석한 결과 6.9%의 16:0 지방산, 3.1%의 18:0 지방산; 32.6%의 18:1 지방산, 및 57.3%의 18:2 지방산 및 5-30ppm의 BHT 산화 방지제를 포함하는 조성물을 가지는 FAME을 얻는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 FAME는 25 및 40℃에서 각각 0.8704 및 0.8591g/cm³의 밀도;40℃에서 4.8cSt의 점도; 0.15%의 총 글리세린; 0.02%의 유리 글리세린; 0.029%의 CFPP, 수분 함량; 5.1ppm의 인; 0.43년(25℃) 및 0.12년(40℃)의 산화 안정성을 가지며, 표준 열량 측정 검사에 의해 측정된 열량(calorific value)이 9842 kcal/kg인 머스터드 옐로우의 지질인, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 FAME는 완전한 부하 조건 하에서 배출가스 조건을 충족하는 B20 바이오디젤로서 표준 비변형 디젤 차량(regular unmodified diesel vehicle)에서 이용되는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항, 제5항 내지 제7항에 있어서,
Microspora sp .가 우점종인 해양 미세조류 매트는 70⁰ 54.959' E, 20⁰ 42.391 N에서 7월-12월 동안 수확되는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항, 제3항 및 제8항 내지 제10항에 있어서,
Chlorella variabilis(ATCC Accession Number PTA 12198)은 1월에서 6월 동안 자가영양 조건(autotrophic condition) 하에 72⁰ 07.316 E21⁰ 47.4888'N; 높이, 28 피트에 위치하는 염전에서 배양되는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항, 제3항, 제8항 내지 제10항 및 제12항에 있어서,
천일 염전에서 Chlorella variabilis (ATCC Accession Number PTA 12198)의 성장률은 11.67-45.56 g/m²/일(day)인, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항, 제2항, 제5항 내지 제7항 및 제11항에 있어서,
헥산으로 추출할 때, Microspora sp .의 매트에 대한 지질 수득률(lipid yield)은 5.22~16.32%인, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항, 제3항, 제8항 내지 제10항, 제12항 및 제13항에 있어서,
헥산으로 추출할 때, 배양된 Chlorella variabilis에 대한 지질 수득률은 11.11~11.21%인, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항, 제3항, 제8항 내지 제10항, 제12항, 제13항 및 제15항에 있어서,
Chlorella variabilis의 성장률 및 지질 수득률은 1000L의 해수 배지(seawater culture medium) 당 3~6kg의 소듐 비카보네이트(sodium bicarbonate), 1~2kg의 소듐 니트레이트(sodium nitrate) 및 1000L의 해수 배지(seawater culture medium) 당 0.01~0.02kg의 황산제일철(ferrous sulphate)의 첨가에 의해 영향을 받는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항, 제3항, 제8항 내지 제10항, 제12항, 제13항, 제15항 및 제16항에 있어서,
FAME 공정의 크루드 글리세롤 부산물 스트림(crude glycerol by-product streams)가 선택적으로 첨가되어 50~200%로 바이오매스 생산성을 향상되는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항, 제3항, 제8-10항, 제12-13항 및 제15-17항에 있어서,
태양광 반사판(solar reflectors)이 여름 외의 계절(off summer) 동안 천일 염전에서의 Chlorella variabilis의 성장률 및 지질 생산성을 향상시키는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제1항 내지 제18항에 있어서,
용매 추출 후의 잔여 바이오매스는 생물 비료(biofertilizer), 아쿠아 피드(aqua feed), 카로테노이드원(source of carotenoids) 및 에너지원으로 이용되는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.
제 1항 내지 18항에 있어서,
크루드 글리세롤의 연산품 스트림(co-product streams)은 혼합 영양 생물 성장을 통한 조류 생산성 및/또는 생분해성 바이오폴리머(biodegradable biopolymer)의 제조를 위해 이용되는, 지방산 메틸 에스테르의 제조방법.