Microalgal lipid is a promising feedstock for biofuels and value-added products. However, its production process including and lipid extraction still needs to be developed for the commercialization. Hexane-based solvent extraction with cell disruption is chosen and the amount of solvent is minimized considering the scalability of the extraction process. After solvent extraction, a highly concentrated emulsified mixture of lipid-in-hexane, aqueous medium and delipidated Schizochytrium sp. ABC101 debris is produced and usually phase-separated via centrifugation to separate solvent phase. Because centrifugation is usually operated in a batch manner with high operational and investment cost, a continuous and cost-effective solvent phase recovery is required. Therefore, a new total integrated separation system using a hydrophobic/oleophilic surface-modified sponge via initiated chemical vapor deposition (iCVD) process is devised. By simply immersing the modified sponge into the emulsified mixture, the solvent phase is absorbed spontaneously into the sponge and recovered continuously by pumping out. Our system can be applied to various extraction methods and shows high separation yield of 95% and flux of maximum 2640 $Lm^-2h^-1$. Moreover, the separation performance is maintained during a long operation. The filter-based separation method developed in this study will be a useful platform for microalgae lipid production.
미세 조류 지질은 바이오연료와 부가 가치 산물들의 공급 원료로서 각광받고 있다. 그러나 상용화를 위해서는 지질 추출을 포함하는 생산과정은 여전히 연구되어야 할 부분이 있다. 이를 위해 세포 파쇄 및 헥산을 이용한 용매 추출을 이용하고 상용화를 위해 지질 용매 사용량을 최소화한다. 그 결과 세포 잔해물을 포함하는 농도가 높은 에멀전 혼합물이 형성되며 일반적으로 원심분리법을 이용하여 상분리를 통해 지질층만을 분리한다. 원심분리법은 대부분 배치 상태에서 행해지고 장비 비용과 운영비가 비싸기 때문에, 연속적이고 비용적으로 효율성이 높은 지질층 분리 방법이 필요하다. 따라서 표면 개질을 통해 소수성/친유성을 띠는 스펀지를 이용한 새로운 통합적인 분리 방법을 고안해 냈다. 개시제를 이용한 화학 기상 증착 방법을 이용하여 표면을 개질한 스펀지를 에멀전 혼합물에 담그면 지질층만 자발적으로 흡수하고 펌프로 뽑아내면 연속적으로 지질을 회수할 수 있다. 본 연구에서 개발한 시스템은 다양한 추출 방법에 적용이 가능하며 95 %의 높은 분리 수율과 최대 2640 $Lm^-2h^-1$ 의 빠른 속도로 분리가 가능하다. 게다가 장기간의 분리에도 분리 성능을 유지했다. 본 연구에서 개발한 필터 기반의 분리 방법은 미세 조류 지질 생산에 유용한 플랫폼이 될 것이다.
