KR20150020335A

KR20150020335A - 자성입자 및 외부자기장을 이용한 대량의 미세조류 (수확)회수 방법

Info

Publication number: KR20150020335A
Application number: KR20130095141A
Authority: KR
Inventors: 이규복; 전상구; 오유관; 나정걸; 박지연; 한상섭; 김종남; 한성옥; 이소연; 김성일
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2015-02-26

Abstract

미세조류가 배양된 미세조류 배양액을 수용하는 미세조류 배양액 저장조, 상기 제1 유로관의 일측과 연결되며, 상기 제1 유로관 내에 적어도 하나 이상의 자성입자를 공급하는 자성입자 공급부, 정전기적 상호작용(electrostatic interaction)에 의해 미세조류가 부착된 자성입자를 자력을 이용하여 회수하고, 상기 미세조류 및 상기 자성입자가 제거된 미세조류 배양액을 상기 미세조류 배양액 저장조로 재 공급하는 제1 회수부, 상기 제1 회수부로부터 제공된 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 내부에 수용된 분리용액에 수용시켜, 상기 자정입자와 상기 미세조류를 분리시키는 분리용액 저장조, 상기 분리용액 저장조에서 미세조류와 분리된 자성입자를 회수하는 동시에 미세조류를 회수하는 제2 회수부, 상기 자성입자 공급부, 제1 회수부, 제2 회수부의 동작을 제어하는 제어부가 구비된 회수 장치를 이용한 대량의 미세조류 (수확)회수 방법으로, 상기 미세조류 배양액 저장조 내에 수용된 상기 미세조류 배양액을 상기 제1 회수부로 공급하는 단계(S110); 상기 제1 회수부로 제공하기 이전에, 상기 자성입자 공급부를 통해 상기 미세조류 배양액 내에 자성입자를 공급하는 단계(S120); 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 회수하는 단계(S130); 상기 S130에서 회수된 상기 미세조류가 부착된 자성입자로부터 자성입자와 미세조류를 분리하기 위한 분리공정을 통해 분리시키는 단계(S140); 및 분리된 상기 미세조류를 수확하는 단계(S150)를 포함한다.

Description

자성입자 및 외부자기장을 이용한 대량의 미세조류 (수확)회수 방법{microalgae harvesting method using paramagnetic nanoparticle and external magnetic field}

본 발명은 미세조류 (수확)회수 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세조류 배양으로부터 대량의 미세조류를 연속적으로 회수할 수 있도록 자성입자 및 외부자기장을 이용한 대량의 미세조류 (수확)회수 방법에 관한 것이다.

우리나라는 석유 부존자원이 없으며 대부분 수입에 의존하고 있다. 국제유가, 기후변화, 정치 환경변화 등에 의한 수급 상황에 따라 경제가 크게 영향을 받고 있으며, 국내 기술 및 자본을 이용한 대체에너지 기술개발 및 자원 확보가 절실한 상황이다. 현재 고유가 및 기후변화협약에 대비하기 위하여 에너지효율화 기술 및 태양, 풍력 등 재생에너지 기술에 대한 투자가 확대되고 있으나, 수송용 부문에서 석유 대체가 어렵다는 한계가 있다. 수송부분에서 사용되는 에너지는 전체 에너지 소비량의 21% 수준이며, 이중 98%는 석유에 의하여 공급되고 있다(2006년 기준). 따라서 석유 대체 연료로 바이오디젤이 각광을 받고 있다.

바이오디젤은 식물성 기름 또는 동물성 유지로부터 생산된 지방산의 메틸 또는 에틸 에스테르 화합물로 정의된다. 바이오디젤은 기존 경유에 비해 일산화탄소, 미세먼지, 탄화수소, 독성물질 등 대기 오염물질 배출을 크게 줄일 수 있어 친환경 자동차 연료로 적합하다. 또한 바이오디젤의 연소에서 나오는 이산화탄소는 다시 식물의 광합성 기작에 의해 흡수, 고정되므로 이산화탄소의 순 배출이 거의 없어, 전 세계적으로 이산화탄소 중립 연료(CO₂-neutral fuel)로 큰 주목을 받고 있다.

국내에서도 바이오디젤의 보급 확대가 국제사회에서 도입하려는 이산화탄소 배출 규제에 대한 가장 현실적 대응 방안이라는 판단 하에 2002년부터 2006년까지 수도권과 전라북도 등에서 바이오디젤 시범 보급 사업을 시행한 후 2006년 7월부터 바이오디젤 보급을 전국으로 확대하였다. 또한 정유사가 구입하는 바이오디젤의 물량을 매년 높여 바이오디젤이 널리 보급되도록 하였다. 2010년부터 바이오디젤 2%를 경유에 혼합한 BD5 (바이오디젤 5% 이하 혼합 경유)가 연간 40만kL 규모로 기존 인프라와 주유소를 통해 보급되고 있다. 이러한 국내 바이오디젤 시장규모를 금액으로 평가하면 2010년 현재 6,000억원 규모이고, 2012년에는 약 8,000억원 시장으로 성장할 것으로 전망된다.

바이오디젤은 연료로서 뿐만 아니라 공해성 석유제품을 이미 상 당수 대체하는 화학물질의 중간체로 사용하고 있고 응용성이 급격하게 확장되고 있는 산업이다. 바이오디젤은 친환경 제품인 생분해성 계면활성제, 합성 윤활유 그리고 저독성 용제의 제조 원료로 사용되고 있으므로 EU 등 선진국에서 법적/제도적으로 장려 정책을 강도 높게 시행하고 있어 성장성이 기대된다.

또한 바이오디젤 플랜트 산업은 결합형 지식산업이자 벤처기업형 산업, 차세대 전략산업 및 국제산업이라는 산업적 특징이 있으며, 기술적으로는 기술집약적 첨단사업이자 정부의 정책적 의지가 강하게 작용하는 유망 산업으로 평가받고 있다.

그러나 현재 바이오디젤은 주로 콩, 유채 등의 식용작물에서 추출한 식물성 기름을 이용해 생산하고 있으며(1세대 바이오연료 기술), 이는 곡물가격 상승을 유발해 아프리카와 같은 빈곤 국가와 저소득층의 식량난을 가중시킨다는 비판을 받고 있다. 또한 늘어나는 바이오디젤의 수요에 맞추어 팜유와 같은 원료생산을 위해 광범위한 열대우림 또는 산림이 개발되고 있으며, 이는 오히려 지구온난화를 부추긴다는 지적도 있다. 더욱이 우리나라는 바이오디젤의 원료(대두유) 대부분을 해외에서 수입하고 있으므로 수급 및 가격이 석유자원과 유사하게 대외적인 상황 변화에 크게 의존할 가능성이 높다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 기존 식용유 또는 팜유 대신에 미세조류(Microalgae)를 원료로 활용하는 기술이 '차세대 바이오디젤 기술'로 많은 관심을 받고 있다. 미세조류는 물, 이산화탄소와 햇빛을 이용하여 성장이 가능하며, 황무지, 해안가, 바다 등 어디서든 배양할 수 있어 기존 육상작물과 토지나 공간 측면에서 상호 경쟁하지 않는다. 또한 미세조류는 배양조건에 따라 생체 내에 많은 양의 지질(최대 70%)을 축적하며, 단위 면적당 오일(지질) 생산량이 콩과 같은 기존 식용작물에 비해 50-100배 이상 높아 대체 생물원유로서의 가능성이 매우 높다. 이로부터 단위 면적당 오일 생산량이 육상식물에 비해 매우 우수한 미세조류에 기반한 바이오디젤 생산기술에 대한 관심이 높아지고 있다 (표 1).

[표 1]

미세조류는 단일세포의 광합성 생물로 3~30㎛의 크기에 담수나 해수에서 서식한다. 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출하며, 오일 및 유용물질을 함유하고 있다. 미세조류는 육상식물에 비해 성장률이 매우 빠르고, 대량으로 고농도 배양이 가능하며, 극한 환경에서도 성장이 가능하다는 장점을 가진다.

미세조류는 사용 가능한 오일 성분이 바이오매스의 30~70%에 달하므로, 기존 작물에 비해 높은 연료 생산성을 나타낸다. 미세조류는 다른 작물과 토지나 공간 측면에서 상호경쟁하지 않으므로, 현재 식량 자원의 가격 상승 및 산림 파괴 등 2차적인 환경 문제를 일으키지 않는다. 따라서 미세조류 이용 바이오디젤 생산기술은 단위 면적당 높은 생산성을 나타내어 자원 확보가 용이하고 식량 자원과의 경쟁이 없으므로 국내 실정에 적합하다고 할 수 있다.

미세조류 바이오디젤 생산기술은 이산화탄소 저감, 친환경 연료개발, 새로운 녹색산업 창출 등 여러 장점을 지니고 있지만 기존 1세대 바이오연료 기술보다 아직 상대적으로 경제성이 떨어진다. 대두유, 유채유, 팜유 등을 이용한 바이오디젤의 생산비용은 리터당 0.5-1.0 달러 수준인 반면 미세조류 바이오디젤의 생산단가는 최소 리터당 2달러 이상으로 추정되고 있다. 따라서 미세조류 바이오디젤의 경제성을 향상시킬 수 있는 기술개발이 필요하다.

미세조류 바이오디젤 생산기술은 크게 1) 미세조류 배양, 2) 수확, 3) 오일 추출, 4) 바이오디젤 전환 등 4개 공정으로 구성된다. 미국 아리조나 주립대 연구팀(2009)은 바이오디젤의 생산단가 중 각 공정이 차지하는 비용이 각각 42%, 22%, 20%, 16%로 발표한 바 있다. 이는 미세조류 배양뿐만 아니라 수확에도 많은 비용이 소용되며, 경제적인 수확기술의 개발이 미세조류 바이오디젤 생산기술의 경제성 측면에서 매우 중요하다는 것을 나타낸다.

미세조류 수확(포집) 기술로 원심분리(centrifugation), 여과(filtration), 응집(flocculation) 기술 등이 활발히 연구되고 있다.

원심분리 기술은 미세조류 수확기술로 많이 활용되고 있으나 대용량을 처리하기에는 시간이 많이 소요되며 에너지 비용이 높고, 기기가 비싼 단점이 있다.

여과기술의 경우 크기가 마이크로미터(μm) 단위로 매우 작은 미세조류에 의해 쉽게 막혀 연속적인 운전이 매우 어려우며 대용량에 적용하기가 쉽지 않다.(도 1을 참조)

따라서, 본 발명에서는 종래의 수확 기술과 다른 방식으로 대량의 미세조류를 연속적으로 회수할 수 있는 장치 및 이를 통해 대량의 미세조류를 (수확)회수할 수 있는 (수확)회수 방법을 제안하고자 한다.

대한민국 등록특허 제10-0888897호 (2009.03.10)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대량의 미세조류를 수확하는 데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있고, 또한, 수확(회수) 시 발생되는 에너지 소모 비용을 낮출 수 있는 자성입자 및 외부 자기장을 이용한 대량의 미세조류 (수확)회수 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 미세조류 수확 시, 추가 공정이 필요 없이 연속적으로 구동되는 자성입자 및 외부 자기장을 이용한 대량의 미세조류 연속 회수 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자성입자 및 외부자기장을 이용한 대량의 미세조류 (수확)회수 방법은 미세조류가 배양된 미세조류 배양액을 수용하는 미세조류 배양액 저장조, 상기 제1 유로관의 일측과 연결되며, 상기 제1 유로관 내에 적어도 하나 이상의 자성입자를 공급하는 자성입자 공급부, 정전기적 상호작용(electrostatic interaction)에 의해 미세조류가 부착된 자성입자를 자력을 이용하여 회수하고, 상기 미세조류 및 상기 자성입자가 제거된 미세조류 배양액을 상기 미세조류 배양액 저장조로 재 공급하는 제1 회수부, 상기 제1 회수부로부터 제공된 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 내부에 수용된 분리용액에 수용시켜, 상기 자정입자와 상기 미세조류를 분리시키는 분리용액 저장조, 상기 분리용액 저장조에서 미세조류와 분리된 자성입자를 회수하는 동시에 미세조류를 회수하는 제2 회수부, 상기 자성입자 공급부, 제1 회수부, 제2 회수부의 동작을 제어하는 제어부가 구비된 회수 장치를 이용한 대량의 미세조류 (수확)회수 방법으로, 상기 미세조류 배양액 저장조 내에 수용된 상기 미세조류 배양액을 상기 제1 회수부로 공급하는 단계(S110); 상기 제1 회수부로 제공하기 이전에, 상기 자성입자 공급부를 통해 상기 미세조류 배양액 내에 자성입자를 공급하는 단계(S120); 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 회수하는 단계(S130); 상기 S130에서 회수된 상기 미세조류가 부착된 자성입자로부터 자성입자와 미세조류를 분리하기 위한 분리공정을 통해 분리시키는 단계(S140); 및 분리된 상기 미세조류를 수확하는 단계(S150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 S120은 상기 자성입자의 표면 상에 상기 미세조류 배양액 내의 미세조류가 정전기 상호결합을 통해 상기 표면 상에 부착되도록 하는 단계인 것을 특징으로 한다.

상기 S130은 상기 제1 회수부 내에 구비된 마그넷 드럼 표면 상에 상기 미세조류가 부착된 자성입자가 부착되는 단계; 및 상기 제1 회수부 내에 구비된 스프래퍼를 통해 상기 마그넷 드럼 표면 상에 부착된 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 마그넷 드럼과 이탈시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 S140은 상기 분리용액과 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 교반시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 분리공정은 pH가 조절된 분리용액 또는 화학적 첨가제가 첨가된 상기 분리용액을 상기 제1 회수부로부터 회수된 미세조류가 부착된 자성입자에 제공한 후, 자성입자와 미세조류 간의 응집력을 약화시켜, 상기 자성입자와 상기 미세조류를 분리시키기 위한 공정인 것을 특징으로 한다.

상기 S150은 상기 제2 회수부 내의 제2 마그넷 드럼 및 스크래퍼를 통해 미세조류와 분리된 상기 자성입자를 회수하는 단계인 것을 특징으로 한다.

상기 S150은 상기 S140을 통해 미세조류와 분리된 자성입자를 시계방향으로 회전하는 상기 제2 마그넷 드럼의 표면상에 부착시킨 후, 스크래퍼를 통해 미세조류와 분리된 자성입자를 추출하는 단계; 및 상기 S140을 통해 제공된 미세조류를 탈수 및 건조시킨 후, 수확하는 단계인 것을 특징으로 한다.

상기 S150은 상기 미세조류와 분리된 자성입자를 상기 자성입자 공급부에 재 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자성입자 및 외부자기장을 이용한 미세조류 (수확)회수 방법은 대량의 미세조류를 수확하는 데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있고, 또한, 수확 시 발생되는 에너지 소모 비용을 낮출 수 있다는 이점을 갖는다.

즉, 대용량의 미세조류 배양액 저장조 내에 대량의 (-) 전하를 갖는 미세조류들을 단 시간에 회수하도록 (+) 전하를 갖는 자성입자를 미세조류 배양액 내에 첨가시켜, (-) 전하를 갖는 미세조류와 (+) 전하를 갖는 자성입자 간의 극성에 따른 상호결합을 이용하여, 미세조류가 부착된 자성입자를 제1 회수부를 통해 일괄적으로 수거한 후, pH가 조절된 배양액 또는 화학적 첨가물이 수용된 배양액을 통해 자성입자와 미세조류를 분리시킨 후, 제2 회수부에 구비된 제2 마그넷 드럼을 통해 자성입자만을 일괄적으로 수거함에 따라 자동으로 농축된 미세조류를 대량으로 수확할 수 있다는 이점을 갖는다.

도 1은 미세조류 배양액 내에 수용된 미세조류를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자성입자 및 외부자기장을 이용한 대량의 미세조류 회수 장치를 나타낸 장치도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 회수부를 나타낸 장치도이다.
도 4는 도 2에 도시된 제2 회수부를 나타낸 장치도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 대량의 미세조류 (수확)회수 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.
도 6은 아민기계(amine-group)가 코팅된 자성입자를 나타낸 예시도이다.
도 7은 Amine- BaFe₁₂O₁₉ 입자와 미세조류의 pH에 따른 탈착률 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 자성입자의 표면에 코팅된 cationic 계의 화학구조식을 나타낸 일 예이다.
도 9는 자성입자의 표면에 코팅된 anionic 계의 화학구조식을 나타낸 일 예이다.
도 10은 Cationic coating을 통한 BaFe₁₂O₁₉ 과 미세조류의 부착된 상태를 나타낸 광학현미경으로 나타낸 사진이다.
도 11은 Anionic coating을 통한 BaFe₁₂O₁₉과 미세조류의 탈착된 상태를 나타낸 광학현미경사진이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하에 개시된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 자성입자 및 외부자기장을 이용한 대량의 미세조류 연속 회수 장치를 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자성입자 및 외부자기장을 이용한 대량의 미세조류 회수 장치를 나타낸 장치도이다.

도 3은 도 2에 도시된 제1 회수부를 나타낸 장치도이다.

도 4는 도 2에 도시된 제2 회수부를 나타낸 장치도이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 대량의 미세조류 (수확)회수 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 6은 아민기계(amine-group)가 코팅된 자성입자를 나타낸 예시도이다.

도 7은 Amine-BaFe12O19 입자와 미세조류의 pH에 따른 탈착률 변화를 나타낸 그래프이다.

도 8은 자성입자의 표면에 코팅된 cationic 계의 화학구조식을 나타낸 일 예이다.

도 9는 자성입자의 표면에 코팅된 anionic 계의 화학구조식을 나타낸 일 예이다.

도 10은 Cationic coating을 통한 BaFe₁₂O₁₉ 과 미세조류의 부착된 상태를 나타낸 광학현미경으로 나타낸 사진이다.

도 11은 Anionic coating을 통한 BaFe₁₂O₁₉과 미세조류의 탈착된 상태를 나타낸 광학현미경사진이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 자성입자 및 외부자기장을 이용한 대량의 미세조류 회수 장치(100)는 미세조류 배양액 저장조(110), 자성입자 공급부(120), 제1 회수부(130), 분리용액 저장조(150), 제2 회수부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.

또한, 미세조류 배양액 저장조(110), 자성입자 공급부(120), 제1 회수부(130)와 연결된 “ㅗ” 자형 제1 유로관(L1), 제1 회수부(130)와 분리용액 저장조(140)를 연결하는 제2 유로관(L2), 분리용액 저장조(140)와 제2 회수부(150)를 연결하는 제3 유로관(L3), 제1 회수부(130)의 일 측과 상기 미세조류 배양액 저장조(110)의 일측에 연결되어, 제1 회수부(130)로부터 배출되는 미세조류 배양액을 미세조류 배양액 저장조(110)로 재공급하는 제4 유로관(L4)을 포함한다.

또한, 상기 제2 회수부(150)와 상기 자성입자 공급부(120)를 연결하여, 제2 회수부(150)로부터 수거된 자성입자를 자성입자 공급부(120)로 재 공급하는 토출관(T)를 더 포함한다.

또한, 각 유로관(L1, L2, L3, L4)은 적어도 하나 이상의 유량조절밸브(V1, V2, V3, V4)를 구비하며, 각 유량조절밸브(V1, V2, V3, V4)는 상기 유량 조절 밸브는,

게이트 밸브(gate valve), 글로브 밸브(globe valve), 제어 밸브(control valve), 체크 밸브(check valve), 버터플라이 밸브(butterfly valve), 볼 밸브(ball valve), 다이어프램(diaphragm valve) 밸브, 안전밸브(safety valve) 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 각 유량 조절 밸브(L1, L2, L3, L4)는 상기 제어부(160)의 제어신호에 따라 전자식으로 제어되거나 또는 기계식으로 제어될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 미세조류 배양액 저장조(110)는 미세조류를 배양한 후, 저장하는 공간일 수 있다. 미세조류 배양액 저장조(110)에 수용된 미세조류(microalgal)로는 Botryococcus braunii, Cylindrotheca sp. Nitzschia sp. Schizochytrium sp. Chlorella sp 등 일 수 있으며, 그 외의 미세조류로(microalgal)는 아나시스티스 니둘란스(Anacystis nidulans), 안키스트로데스무스(Ankistrodesmussp.), 비둘리파아 우리타(Biddulpha aurita), 체토세로스(Chaetoceros sp.), 치라미도모나스 애플라나타(Chlamydomonas applanata), 치라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii), 크로렐라(Chlorella sp.), 크로렐라 엘립소디아(Chlorella ellipsoidea), 크로렐라 에멀소니(Chlorella emersonii), 크로렐라 프로토더코이데스(Chlorella protothecoides), 크로렐라 프레노이도사(Chlorellapyrenoidosa), 크로렐라 소로키니아나(Chlorella sorokiniana), 크로렐라 뷸가리스(Chlorella vulgaris), 크로렐라 미누티시마(Chlorella minutissima), 클로로코쿠리토레일(Chlorococcu littorale), 클로텔라 크립티카(Cyclotella cryptica), 두날리엘라 바르다윌(Dunaliella bardawil), 두날리엘라 살리나(Dunaliella salina), 두날리엘라 테르티오렉타(Dunaliella tertiolecta), 두날리엘라 프리모렉타(Dunaliella primolecta), 짐노디움(Gymnodinum sp.), 헤머노모나스 카테라에(Hymenomonas carterae), 이소크리시스 갈베나(Isochrysis galbana), 이소크리시스(Isochrysis sp.), 마이크로시스티스 아에루기노사(Microcystis aeruginosa), 마이크로모나스 푸실라(Micromonas pusilla), 모노두스 서브테라네우스(Monodussubterraneous), 나노클로리스(Nannochloris sp.), 나노클로롭시스(Nannochloropsis sp.), 나노클로롭시스 아토무스(Nannochloropsis atomus), 나노클로롭시스 살리나(Nannochloropsis salina), 나비쿨라 필리쿨로사(Naviculapelliculosa), 니츠시아(Nitzschia sp.), 니츠시아 클로스테리움(Nitzsciaclosterium), 니츠시아 팔레아(Nitzscia palea), 오시스티스 폴리모피아(Oocystispolymorpha), 아우로코커스(Ourococcus sp.), 오실라토리아 루베스켄스(Oscillatoria rubescens), 파브로바 루테리(Pavlova lutheri), 패오닥트리움 트리코누툼(Phaeodactylum tricornutum), 피크노코커스 프로바솔리(Pycnococcusprovasolii), 피라미노나스 코르다타(Pyramimonas cordata), 스피눌라 플라텐시스(Spirulina platensis), 스테파노디스커스 미누투루스(Stephanodiscus minutulus), 스티코커스(Stichococcus sp.), 시네드라우르나(Synedra ulna), 스케네데스무스 오브리쿼스(Scenedesmus obliquus), 스켈레나스트럼 그라시레(Selenastrum gracile), 스켈레토노마 코스타럼(Skeletonoma costalum), 테트라셀미스 출리(Tetraselmischui), 테트라셀미스 마쿠라타(Tetraselmis maculata), 테트라셀미스(Tetraselmis sp.), 테트라셀미스 수에시카(Tetraselmis suecica), 탈라시오스트라 프세우도모나(Thalassiostra pseudomona), 아나배나(Anabaena sp.), 칼로드릭스(Calothrix sp.), 카마에시폰(Chaemisiphon sp.), 코로코시디옵시스(Chroococcidiopsis sp.), 차노데세(Cyanothece sp.),실린더로스페멈(Cylindrospermum sp.), 데모카펠라(Dermocarpella sp.), 피셔렐라(Fischerella sp.), 글로에오캅사(Gloeocapsa sp.), 믹소사시나(Myxosarcina sp.), 노스톡(Nostoc sp.), 오스실라토리아(Oscillatoriasp.), 포르미디움 코리움(Phormidium corium), 플레우로캅사(Pleurocapsa sp.), 프로콜로코코스(Prochlorococcus sp.), 페세우다나바에나(Pseudanabaena sp.), 시네코코스(Synechococcus), 시네코시스티스(Synechocystis sp.), 톨리포트릭스(Tolypothrix sp.), 제노코코스(Xenococcus sp.) 등의 미세조류일 수 있다.

상기 자성입자 공급부(120)는 미세조류 배양액이 제1 회수부(130)로 이동하는 제1 유로관(L1)에 자성입자를 공급하는 유닛일 수 있다.

참고로, "자성"은 물질이 나타내는 자기적인 성질을 의미한다. 모든 물질은 자기장(magnetic field)과 상호작용하여 인력(attractive force) 또는 척력(repulsive force)이 발생된다. 또한, 용어 "나노입자"는 나노미터(nm)의 크기를 갖는 구조 또는 물질을 의미한다. 나노미터의 크기란 마이크론 미터(10-6) 크기를 1,000 분의 1로 축소한 것으로, 물질의 크기가 나노미터 수준으로 작아지면 다양하고 특이한 물리적, 화학적, 기계적 및 전자적 특성을 나타내게 된다.

상기 나노입자는 일반적으로 평균 크기가 약 1 nm 내지 약 1000 nm, 예를 들

면, 약 1 nm 내지 약 10 nm, 약 10nm 내지 약 50 nm, 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약

100 nm 내지 약 250 nm, 약 250 nm 내지 약 500 nm, 약 500nm 내지 약 750 nm, 또

는 약 750 nm 내지 약 1000 nm 범위일 수 있다. 본 발명의 자성 입자의 크기는 10nm 내지 10μm인 것이 바람직하다.

"자성 나노/마이크로 입자"는 자성을 띄는 나노미터 혹은 마이크로 크기의 구조 또는 물질을 의미한다. 상기 자성 나노/마이크로 입자는 용액 합성, 공동 침전(co-precipitation), 졸-겔 방법, 고 에너지 분쇄, 수열 합성(hydrothermal synthesis), 마이크로에멀젼(microemulsion) 합성, 열분해(thermal decomposition), 분무열분해법(spray pyrolysis)에 의한 합성 또는 음파화학적 합성에 의해 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 자성 물질의 크기가 나노미터로 작아지면 각각의 입자가 자기적 단일구역을 형성하게 되고, 이러한 입자들의 콜로이드 용액은 각 입자들의 열적 요동(thermal fluctuation)에 의해서 자기 쌍극자의 방향이 제각각 불특정한 방향으로 배향하게 되어 외형적으로 나타나는 순자기력(net magnetic force)은 "0"으로 나타나게 된다.

그러나, 외부로부터 내부의 열적 에너지 보다 큰 자기장을 가해주면 입자들의 자기 쌍극자는 한 방향으로 정렬하게 되어 자성체로 변하게 되는 것이다.

다음에는 자성입자 공급부(120)에서 제공하는 자성입자들의 예를 나타낸다. 자성입자 공급부(120)에서는 제공되는 자성입자는 표면에 (+)전하를 갖도록 응집제가 코팅된 자성입자일 수 있다.

그 일 예로, 아민(Amine)계 화합물을 공유결합시킨 아민 자성 나노/마이크로 입자일 수 있다. 아민 자성입자는 직경이 10nm 내지 10μm이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30nm 내지 3μm인 입자는 제한 없이 사용될 수 있으며, 철금속 원소(Fe, Ni, Co), 망간, 비스무스(Mn, Bi)에서 하나 이상 선택된 금속 또는 이들의 합금이거나 이들로부터 선택된 금속 산화물 또는 합금 산화물로 이루어진 것이 특징이다.

또한, 상기 원소에 희토류 원소(La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), 화폐금속 원소(Cu, Ag, Au), 아연족 원소(Zn, Cd, Hg), 알루미늄족원소(Al, Ga, In, TI), 알칼리토금속 원소(Ca, Sr, Ba, Ra) 및 백금족 원소(Pt, Pd)를 포함하는 함금이거나 이들로부터 선택된 합금 산화물일 수 있다.

다른 일 예로는 키토산(chitosan)계 화합물을 공유결합 시킨 키토산 자성입자일 수 있다.

키토산(poly[β-(1,4)-2-amino-2-deoxy-D-glucan])은 게와 새우 등 갑각류의 껍질의 주성분인 키틴의 N-아세틸기를 탈아세틸화하여 아미노기로 치환시켜 얻어지

는 양이온의 생분해성 천연고분자 물질이다.

키토산(chitosan)을 포함한 키틴 유도체들은 유기용매에 대한 용해성이 양호하여 화학적 변형과 성형 가공성이 용이할 뿐만 아니라 무독성, 무공해성, 생체적합성(biocompatible) 및 생분해성(biodegradable)이 우수한 특징을 가지고 있다. 상업적으로 이용되는 키토산은 주로 60~90%의 탈아세틸화도를 가지며, 평균중합도(Mean degree of polymerization)는 500~10,000의 범위를 가진다.

또 다른 일 예로는 나노클레이(Nanoclay)를 결합시킨 자성입자일 수 있다. 나노클레이(Nanoclay)는 Al-APTES, Ca-APTES, Mg-APTES, Mg-N3 등 총 4종류를 사용할 수 있다. 보다 상세한 설명은 출원번호 10-2012-0028525의 나노클레이를 이용한 오일함유 미생물 수확방법에 기재된 나노클레이로 대체하도록 한다.

여기서, 자성입자는 철족금속원소인 철(Fe), 니켈( Ni), 코발트(Co), 망간(Mn), 비스무스(Bi), 아연(Zn), 가돌리늄(Gu), 스트론튬(Sr)에서 하나 이상 선택된 금속또는 이들의 합금이거나 이들로부터 선택된 금속산화물 또는 합금 산화물로 이루어 질 수 있다. 또한, 상기 원소에 희토류 원소(La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), 화폐금속 원소(Cu, Ag, Au), 아연족 원소(Zn, Cd, Hg), 알루미늄족원소(Al, Ga, In, Tl), 알칼리토금속 원소(Ca, Sr, Ba, Ra) 및 백금족 원소(Pt, Pd)를 포함하는 합금이거나 이들로부터 선택된 합금 산화물도 이용될 수 있다. 산화철 나노입자는 바륨(Ba), 망간(mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 가돌리늄(Gd) 및 스트론튬(Sr) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나이상을 더 포함할 수 있다. 산화철(Fe2O3 또는 Fe3O4)에서 Fe 하나가 다른 자성관련 원자로 바뀐 형태(CoFe2O4, MnFe2O4) 합금 등 다양하다. 본 발명의 자성나노입자는 산화철(Fe2O3 또는 Fe3O4)의 나노입자 또는 산화철(Fe2O3 또는 Fe3O4)과 바륨(Ba), 망간(mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 가돌리늄(Gd) 및 스트론튬(Sr) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나이상 합금의 나노/마이크로 입자인 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 제1 회수부(130)는 제1 유로관(L1)을 통과한 미세조류 배양액으로부터 미세조류가 부착된 자성입자를 외부 자기장(예컨대, 영구 자석, 전자석)을 이용하여 회수하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 제1 회수부(130)는 미세조류가 부착된 자성입자가 회수된 미세조류 배양액을 제4 유로관(L4)을 통해 미세조류 배양액 저장조(110)로 재 공급하는 기능 또한 수행한다.

보다 구체적으로, 제1 회수부(130)는 제1 하우징(131), 제1 마그넷 드럼(132) 및 스크래퍼(133)를 포함한다.

상기 제1 하우징(131)은 제1 유로관(L1)과 연결된 유입구(131a), 제4 유로관(L4)과 연결된 용액 배출구(131c) 및 미세조류가 부착된 자성입자를 배출하는 자성입자 배출구(131c)를 포함한다.

상기 제1 마그넷 드럼(132)은 회전 모터(미도시)를 통해 시계 방향으로 회전되는 수평축(132a)을 통해 축 회동한다. 또한, 표면에 영구자석 또는 전자석이 코팅되어 있어, 제1 유로관(L1)으로부터 공급되는 미세조류가 부착된 자성입자를 끌어당겨 상기 제1 유로관(L1)을 통해 유입되는 미세배양액으로부터 분리시키는 역할을 수행한다.

다음으로, 스크래퍼(133)는 제1 마그넷 드럼(132)의 일 측면과 접촉되되, 기울기를 갖도록 배치된다. 스크래퍼(133)는 제1 마그넷 드럼(132)의 표면에 부착된 자성입자(예컨대, 미세조류가 부착된 자성입자)를 스크래치 방식으로 제1 마그넷 드럼(132)으로부터 분리시키는 기능을 수행한다.

계속적으로, 분리용액 저장조(140)는 제1 회수부(130)로부터 제공된 미세조류가 부착된 자성입자를 제2 유로관(L2)을 통해 제공받아, 내부에 수용된 분리용액을 통해 자성입자와 미세조류를 분리시키는 공간일 수 있다.

보다 구체적으로, 분리용액 저장조(140)는 자성입자와 미세조류를 분리시키는 분리용액을 저장하는 공간일 수 있으며, 내부에 수용된 분리용액은 미세조류 배양액의 pH를 조절시킨 용액 또는 미세조류 배양액에 화학적 첨가제를 첨가시켜 농축시킨 용액일 수 있다.

보가 구체적으로, 분리용액은 NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2 등의 알칼리 수용액 또는 암모니아 가스 등의 염기성용액을 첨가하여 pH가 증가된 배양액일 수 있다.

이때, 미세조류가 부착된 자성입자의 pH가 증가하게 되면, 자성입자의 표면에 코팅된 응집제와 미세조류 세포 사이의 정전기적 인력이 없어지기 때문에 분리가 일어난다.

pH는 응집제의 제타포텐셜이 음의 값을 갖는 범위 이상으로 조절해야 하며, 염기성 용액을 첨가하는 경우, pH 11 내지 13 정도가 바람직하다. pH 11 보다 낮을 경우, 응집제의 전하가 충분히 사라지지 않을 수 있고, pH 13 보다 높을 경우, 염기성 물질의 사용량이 늘어나는 것에 비하여 분리 효과가 미미하기 때문이다.

상기 염기성 수용액은 NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2 등의 알칼리 수용액 또는 암모니아 가스가 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

여기서, 분리용액 저장조(140) 내에 인입된 자성입자는 미세조류와 분리된 상태로 분리용액과 함께 제2 회수부(150)로 제공된다.

상기 제2 회수부(150)는 분리용액 저장조(140)로부터 제공된 분리용액 내의 자성입자(미세조류가 분리된 자성입자)와 미세조류를 각각 회수하는 기능을 수행한다.

보다 구체적으로, 제2 회수부(150)는 제2 하우징(151), 제2 마그넷 드럼(152), 스프래퍼(153)를 포함한다.

제2 하우징(141)은 분리용액 저장조(140)와 연결된 제3 유로관(L3)과 연결된 유입구(151a), 하단에 위치한 미세조류 배출구(151b) 및 토출관(T)과 연결된 자성입자 배출구(151c)를 포함한다.

상기 제2 마그넷 드럼(152)은 회전 모터(미도시)를 통해 시계 방향으로 회전되는 수평축(152a)이 구비되어, 수평축(152a)을 통해 축 회동한다.

또한, 표면에 영구자석 또는 전자석이 코팅되어 있어, 분리용액 저장조(140)로부터 제공된 미세조류가 분리된 자성입자를 표면으로 끌어당기는 기능을 수행한다.

다음으로, 스크래퍼(153)는 제2 마그넷 드럼(152)의 일 측면과 접촉되되, 기울기를 갖도록 배치된다. 스크래퍼(153)는 제2 마그넷 드럼(152)의 표면에 부착된 자성입자(예컨대, 미세조류가 분리된 자성입자)를 스크래치 방식으로 통해 제2 마그넷 드럼(152)으로부터 분리시키는 기능을 수행한다.

마지막으로 상기 제어부(160)는 자성입자 공급부(120), 제1 회수부(130), 제2 회수부(150) 및 각 유로에 구비된 유량조절밸브(V1, V2, V3, V4) 및 펌프(P)를 제어하는 기능을 수행한다. 제어부의 동작은 공지된 기술인 관계로 보다 상세한 설명은 생략하도록 한다.

이하에서는 앞에서 언급한 대량의 미세조류 회수 장치를 이용하여, 대량의 미세조류 (수확)회수 방법을 설명하도록 한다.

도 5는 도 2에 도시된 미세조류 회수 장치를 이용한 대량의 미세조류 (수확)회수 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 대량의 미세조류 (수확)회수 방법(S100)은 상기 미세조류 배양액 저장조(110) 내에 수용된 상기 미세조류 배양액을 상기 제1 회수부(130)로 공급하는 단계(S110); 상기 제1 회수부(130)로 제공하기 이전에, 상기 자성입자 공급부(120)를 통해 상기 미세조류 배양액 내에 자성입자를 공급하는 단계(S120), 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 회수하는 단계(S130), 상기 S130에서 회수된 상기 미세조류가 부착된 자성입자로부터 자성입자와 미세조류를 분리하기 위한 분리공정을 통해 분리시키는 단계(S140), 및 분리된 상기 미세조류를 수확하는 단계(S150)를 포함한다.

상기 S120은 상기 자성입자의 표면 상에 상기 미세조류 배양액 내의 미세조류가 정전기적 상호결합을 통해 상기 표면 상에 부착되도록 하는 단계일 수 있다.

상기 S130은 상기 제1 회수부(130) 내에 구비된 마그넷 드럼(132) 표면 상에 상기 미세조류가 부착된 자성입자가 부착되는 단계, 및 상기 제1 회수부 내에 구비된 스프래퍼를 통해 상기 마그넷 드럼 표면 상에 부착된 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 마그넷 드럼과 이탈시키는 단계를 포함한다.

상기 S140은 미세조류와 자성입자를 보다 빠른 시간 내에 분리시키도록, 상기 분리용액과 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 교반시키거나 초음파에너지를 가하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 분리공정은 pH가 조절된 분리용액 또는 화학적 첨가제가 첨가된 상기 분리용액을 상기 제1 회수부로부터 회수된 미세조류가 부착된 자성입자에 제공한 후, 자성입자와 미세조류 간의 응집력을 약화시켜, 상기 자성입자와 상기 미세조류를 분리시키기 위한 공정일 수 있다.

상기 S150은 상기 제2 회수부 내의 제2 마그넷 드럼 및 스크래퍼를 통해 미세조류와 분리된 상기 자성입자를 회수하는 단계일 수 있다.

상기 S150은 상기 S140을 통해 미세조류와 분리된 자성입자를 시계방향으로 회전하는 상기 제2 마그넷 드럼의 표면상에 부착시킨 후, 스크래퍼를 통해 미세조류와 분리된 자성입자를 추출하는 단계 및 상기 S140을 통해 제공된 미세조류를 탈수 및 건조시킨 후, 수확하는 단계일 수 있다.

상기 S150은 미세조류와 분리된 자성입자를 상기 자성입자 공급부를 재 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 자성입자 및 외부 기장을 이용한 대량의 미세조류 (수확)회수 방법은 대용량의 미세조류 배양액 저장조 내에 대량의 (-) 전하를 갖는 미세조류들을 단 시간에 회수하도록 (+) 전하를 갖는 자성입자를 미세조류 배양액 내에 첨가시켜, (-) 전하를 갖는 미세조류와 (+) 전하를 갖는 자성입자 간의 극성에 따른 상호결합을 이용하여, 미세조류가 부착된 자성입자를 제1 회수부를 통해 일괄적으로 수거한 후, pH가 조절된 배양액 또는 화학적 첨가물이 수용된 배양액을 통해 자성입자와 미세조류를 분리시킨 후, 제2 회수부에 구비된 제2 마그넷 드럼을 통해 자성입자만을 일괄적으로 수거함에 따라 자동으로 농축된 미세조류를 대량으로 수확할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다.

전술한 실시 예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는 데 당업 계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

110: 미세조류 배양액 저장조 120: 자성입자 공급부
130: 제1 회수부 131: 제1 하우징
131a: 유입구 131b: 자성입자 배출구
131c:배출구 132: 제1 마그넷 드럼
132a: 수평축 133: 스크래퍼
140: 분리용액 저장조 150: 제2 회수부
151: 제2 하우징 151a: 유입구
151b: 미세조류 배출구 151c: 자성입자 배출구
152: 제2 마그넷 드럼 152a: 수평축
153: 스크래퍼 160: 제어부
L1: 제1 유로관 L2: 제2 유로관
L3: 제3 유로관 L4: 제4 유로관
T: 토출관 V1, V2, V3, V4: 유량조절밸브

Claims

미세조류가 배양된 미세조류 배양액을 수용하는 미세조류 배양액 저장조, 상기 제1 유로관의 일측과 연결되며, 상기 제1 유로관 내에 적어도 하나 이상의 자성입자를 공급하는 자성입자 공급부, 정전기적 상호작용(electrostatic interaction)에 의해 미세조류가 부착된 자성입자를 자력을 이용하여 회수하고, 상기 미세조류 및 상기 자성입자가 제거된 미세조류 배양액을 상기 미세조류 배양액 저장조로 재 공급하는 제1 회수부, 상기 제1 회수부로부터 제공된 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 내부에 수용된 분리용액에 수용시켜, 상기 자정입자와 상기 미세조류를 분리시키는 분리용액 저장조, 상기 분리용액 저장조에서 미세조류와 분리된 자성입자를 회수하는 동시에 미세조류를 회수하는 제2 회수부, 상기 자성입자 공급부, 제1 회수부, 제2 회수부의 동작을 제어하는 제어부가 구비된 회수 장치를 이용한 대량의 미세조류 (수확)회수 방법에 있어서,
상기 미세조류 배양액 저장조 내에 수용된 상기 미세조류 배양액을 상기 제1 회수부로 공급하는 단계(S110);
상기 제1 회수부로 제공하기 이전에, 상기 자성입자 공급부를 통해 상기 미세조류 배양액 내에 자성입자를 공급하는 단계(S120);
상기 미세조류가 부착된 자성입자를 회수하는 단계(S130);
상기 S130에서 회수된 상기 미세조류가 부착된 자성입자로부터 자성입자와 미세조류를 분리하기 위한 분리공정을 통해 분리시키는 단계(S140); 및
분리된 상기 미세조류를 수확하는 단계(S150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성입자 및 외부자기장을 이용한 대량의 미세 조류 회수 방법
제1항에 있어서,
상기 S120은,
상기 자성입자의 표면 상에 상기 미세조류 배양액 내의 미세조류가 정전기 상호결합을 통해 상기 표면 상에 부착되도록 하는 단계인 것을 특징으로 하는 대량의 미세조류 (수확)회수 방법.
제1항에 있어서,
상기 S130은,
상기 제1 회수부 내에 구비된 마그넷 드럼 표면 상에 상기 미세조류가 부착된 자성입자가 부착되는 단계; 및
상기 제1 회수부 내에 구비된 스프래퍼를 통해 상기 마그넷 드럼 표면 상에 부착된 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 마그넷 드럼과 이탈시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대량의 미세조류 (수확)회수 방법.
제1항에 있어서,
상기 S140은,
상기 분리용액과 상기 미세조류가 부착된 자성입자를 교반시키거나 초음파에너지를 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대량의 미세조류 (수확)회수 방법.
제1항에 있어서,
상기 분리공정은,
pH가 조절된 분리용액 또는 화학적 첨가제가 첨가된 상기 분리용액을 상기 제1 회수부로부터 회수된 미세조류가 부착된 자성입자에 제공한 후, 자성입자와 미세조류 간의 응집력을 약화시켜, 상기 자성입자와 상기 미세조류를 분리시키기 위한 공정인 것을 특징으로 하는 대량의 미세조류 (수확)회수 방법.
제1항에 있어서,
상기 S150은,
상기 제2 회수부 내의 제2 마그넷 드럼 및 스크래퍼를 통해 미세조류와 분리된 상기 자성입자를 회수하는 단계인 것을 특징으로 하는 대량의 미세 조류 회수 방법.
제6항에 있어서,
상기 S150은,
상기 S140을 통해 미세조류와 분리된 자성입자를 시계방향으로 회전하는 상기 제2 마그넷 드럼의 표면상에 부착시킨 후, 스크래퍼를 통해 미세조류와 분리된 자성입자를 추출하는 단계; 및
상기 S140을 통해 제공된 미세조류를 탈수 및 건조시킨 후, 수확하는 단계인 것을 특징으로 하는 대량의 미세 조류 회수 방법.
제7항에 있어서,
상기 S150은,
상기 미세조류와 분리된 자성입자를 상기 자성입자 공급부를 재 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대량의 미세조류 (수확)회수 방법.