Microalgae is considered as an alternative energy source for fossil fuels because of its high lipid productivity on areal basis and unlimited production of energy source. In the process of converting microalgae into biofuels, extraction process of lipid, which is the source of biofuels, has been actively studied. However, the lipid existing extraction processes have consisted of two steps, the cell disruption process and the lipid recovery process, requiring complex process, longer treatment time, high energy consumption and solvent usages. To overcome these problems, the conventional two-step extraction process was reduced to one-step or one-pot process which was developed and optimized to extract lipid from the highly concentrated wet Chlorella sp. ABC-001 in this paper. High shear-assisted solvent extraction of lipid was compared with simultaneous hydrothermal treatment and solvent extraction of lipid. It was observed that high shear-assisted solvent extraction of lipid was superior to simultaneous hydrothermal treatment and solvent extraction of lipid in lipid extraction yield, but solvent extraction of lipid at high temperature used less solvent and energy than solvent extraction of lipid by using a high-shear mixer. For future work, development of high shear-assisted solvent extraction of lipid at high temperature is expected to reduce extraction time and energy consumption.
미세조류는 단위면적 당 생산되는 지질의 양이 많고 무제한으로 이용 가능한 에너지원이기 때문에 화석 연료의 대체 에너지로 각광받고 있다. 미세조류를 바이오연료로 전환하기 위한 과정 중에서 특히 바이오연료의 원료가 되는 지질을 추출하는 공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존의 지질 추출 공정은 세포 파쇄 공정과 지질 회수 공정의 두 단계로 이루어져 복잡한 공정 과정과 높은 공정 처리 시간, 에너지 사용량, 용매 사용량이 요구되어왔다. 본 학위 논문에서는 이를 해결하기 위해 기존의 두 단계의 추출 공정을 하나의 단계로 줄인 one-pot 공정을 통해 고농축 Chlorella sp. ABC-001로부터 지질을 추출하는 공정을 개발하고 최적화하는 연구를 진행했다. 하이쉬어믹서를 기반하여 용매를 통해 지질을 추출하는 방법과 열수처리와 동시에 용매를 통하여 지질을 추출하는 방법 두 가지를 실험하였고, 두 공정을 비교하여 하이쉬어믹서를 통한 지질 추출 공정이 추출 수율 면에서는 우수하나, 용매와 에너지 사용량에서는 열수처리를 통한 지질 추출 공정이 더 우수한 것을 확인하였다. 추가적으로 하이쉬어믹서를 이용함과 동시에 열수처리를 하여 용매를 통해 지질을 추출하는 공정이 개발되면, 더욱 짧은 처리 시간을 통해 에너지 사용량을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
