An oleaginous yeast, Cryptococcus sp. was isolated from traditional Korean fermented seafood, having beneficial properties for effective oil production: fast growth rate of 2 hours-doubling time and high lipid contents of 30%. For the cultivation, a low-cost feedstock, banana peel, was used after pretreatment with 1% sulfuric acid and different temperatures and times. Throughout the pretreatment, up to 4.5 g/L of glucose: 11.2% glucose yield, and 18.1 g/L of fructose: 45.2% fructose yield, were observed. When cultivated with banana peel, high lipid contents, maximum of 34.0% was obtained. Then, for biodiesel quality assessment, FAMEs of lipids were analyzed, and it resulted to have higher oil quality than other vegetable oils for biodiesel. When the optimized conditions for banana peel cultivation can be obtained, Cryptococcus sp. will successfully produce qualitative biodiesel while economically reducing the cultivation cost.
Persulfate, a strong oxidant, was used as a chemical agent in lipid extraction process. With 3 mM of persulfate, it showed 91% of lipid extraction efficiency, which is even higher than the process using hydrogen peroxide. Relatively cheaper yet valuable material, persulfate, was produced through electrolysis using sulfate oxidation. As a result, about 2 mM of persulfate was obtained with the operation of 5 V for 5 hours, and with the addition of NaOH, about 4 mM of persulfate was obtained. Not sufficient amount was produced due to the current drop caused by the damage of electrode and disruption of water electrolysis. With the discovery of the most suitable electrode and catalyst for sulfate oxidation, increase in the current stability and efficiency will be achieved for successful persulfate production.
바이오 오일을 생산하는 방법 중 하나는 미생물을 이용하는 것으로 효모 속에 축척하는 지질에서부터 얻어낼 수 있으며, 한국의 전통음식인 젓갈에서, 지질을 생산하는 효모인 Cryptococcus 균주를 분리하였다. 이 균주는 효과적인 바이오 오일 생산을 할 수 있는, 빠른 성장속도와 높은 지질함량을 가지고 있는데, 두 시간의 성장 배가 시간과, 30%의 지질함량을 보였다. 균주 배양에서 값싼 공급원료로써 바나나 껍질을 사용하였으며, 1%의 황산을 다양한 온도와 시간을 통해 전처리를 하였다. 전처리 후, 전체당 질량의 11.2%를 차지하는 4.5 g/L의 포도당과, 45.2%를 차지하는 18.1 g/L의 과당을 얻을 수 있었다. 전처리 된 바나나 껍질을 기질로 사용하여 배양한 결과, 34.0%의 높은 지질함량을 얻었으며, 추출된 지질의 각 지방산을 분석하여 바이오 디젤 질적 평가를 시행 하였다. 그 결과, 기존의 다른 식물성 기름보다 더 높은 질의 지질을 가지고 있는 것이 발견되었다. 바나나 껍질을 이용한 Cryptococcus 균주의 최적 배양 조건을 확보하여, 경제성을 향상하는 동시에 높은 질의 바이오 오일을 생산할 수 있을 것이다.
미생물의 지질추출공정의 화학 작용제로써 강력한 산화제인 과황산염을 사용하였다. 3 mM의 과황산염을 이용해 91%의 높은 지질추출의 효율을 확보하였으며, 기존의 화학 작용제 중 하나인 값비싼 과산화수소를 사용하여 약 90%를 나타낸 것보다 높은 효율성을 보였다. 비교적 저렴하며 고부가 물질인 과황산염을, 전기분해를 이용한 황산염의 산화를 통해 생산하여 추가적인 경제적 이익을 얻을 수 있다. 전기분해 시스템을 5 V의 전기로 5 시간 가동하였을 때, 2 mM의 과황산염이 생산되었고, 1 M의 수산화나트륨을 추가적으로 공급하여 시스템 효율을 높였을 때, 4 mM의 과황산염이 생산되었다. 하지만 결과적으로, 적극손상으로 인한 전류의 하락과 물 분해의 영향으로, 충분한 양이 생산되지 못하였다. 황산염의 산화를 극대화하며 전극손상을 최소화할 수 있는 적합한 전극과 촉매를 발견하여, 전류안정과 효율을 높이며, 최종적으로 과황산염의 생산량을 높일 수 있다.
