Microbubbles for algae harvesting

 

Microbubbles for algae harvesting

영국 셰필드 대학(University of Sheffield)의 연구팀은 마이크로버블(Microbubble)을 이용하여 조류(Algae)를 수확하는 기술을 개발하였다. 연구팀이 실시한 기존 연구 결과를 기반으로 하는 이 새로운 기술은 조류를 경작하는 방법을 개선하는데 활용될 계획이다. 조류는 처리공정을 거쳐 유용한 바이오연료를 만들 수 있는 오일을 제공한다. 그러나 경제적이면서 효율적으로 조류를 수확하고 물을 제거하는 방법은 매우 도전적인 일이라 할 수 있다.

셰필드 대학 화학및공정공학과의 Will Zimmerman 교수가 이끌고 있는 연구팀은 조류의 작은 조각들을 수면 위로 떠오르게 하는 마이크로버블(Microbubbles)을 경제적으로 생산하는 방법을 개발하였다. 이러한 방법을 이용하면 수확이 더 간편해지며, 바이오연료를 생산하는 업체들의 시간 및 비용을 절감할 것으로 기대된다. 이번 연구는 Biotechnology and Bioengineering 저널에 발표 예정이다. Zimmerman 교수와 연구팀은 이번 연구결과로 화학공학회에서 수여하는 Moulton Medal을 받기도 하였다.

Zimmerman 교수는 “연구진은 바이오연료 회사들이 조류를 연료로 사용하기 위해 필요한 처리과정 중 발생하는 문제를 해결하기 위해 마이크로버블을 활용할 수 있다고 생각한 적이 있었다. 그러나 지금까지도 조류 바이오연료는 수확 및 물 제거 과정의 어려움으로 인해 경제적으로 생산되지 못하고 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 솔루션을 개발해야 했으며, 마이크로버블이 해결책이라 할 수 있다.”라고 밝혔다.

마이크로버블은 과거 부유(Flotation)를 위해 사용되었다. 정수회사들은 불순물을 부유시키기 위해 이 공정을 활용하였다. 그러나 기존 기술들은 매우 높은 비용을 요구하기 때문에 많은 활용이 되지 않았다. Zimmerman의 연구팀이 개발한 시스템은 1,000배나 적은 에너지만으로도 마이크로버블을 생산할 수 있다는 장점이 있다. 또한 셰필드 마이크로버블 시스템의 설치 비용은 현존하는 부유 시스템들보다 훨씬 낮을 것으로 예상된다.

이번 프로젝트의 다음 단계는 산업적 규모의 시스템 테스트를 위해 파일럿 플랜트를 개발하는 것이다. Zimmerman 교슈는 스컨소프(Scunthorpe) 지역에서 Tata Steel사와 함께 배가스 스택(Flue-gas Stack)에서 발생하는 CO2를 이용하는 방안에 대해 이미 작업 중에 있다. 이들은 새로운 시스템을 테스트하기 위해 협력관계를 지속할 계획이다. 이번 연구는 셰필드 대학의 Knowledge Transfer Account가 지원하고 Engineering and Physical Sciences Research Council가 연구자금을 제공하고 있다. 또한 Royal Society Innovation Award 2010과 Concept Fund of Yorkshire Forward가 지원하고 있다.

키워드 : 마이크로버블, 조류, 바이오연료

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

[출처] 조류 수확을 위한 마이크로버블(Microbubbles)|작성자 kordilibrary

Microbubbles for algae harvesting    26 January 2012

Researchers at the University of Sheffield (UK) have developed a technique for harvesting algae using microbubble technology. The technique builds on previous research in which microbubbles were used to improve the way algae is cultivated.

Algae produce an oil which can be processed to create a useful biofuel; however, cost-effective methods of harvesting and removing the water from the algae for it to be processed effectively are challenging.

A team led by Professor Will Zimmerman in the Department of Chemical and Process Engineering developed an inexpensive way of producing microbubbles that can float algae particles to the surface of the water, making harvesting easier, and saving biofuel-producing companies time and money. The research will be published in the journal Biotechnology and Bioengineering.

Professor Zimmerman and his team won the Moulton Medal, from the Institute of Chemical Engineers, for their earlier work which used the microbubble technology to improve algae production methods, allowing producers to grow crops more rapidly and more densely.

We thought we had solved the major barrier to biofuel companies processing algae to use as fuel when we used microbubbles to grow the algae more densely. It turned out, however, that algae biofuels still couldn’t be produced economically, because of the difficulty in harvesting and dewatering the algae. We had to develop a solution to this problem and once again, microbubbles provided a solution.

—Professor Zimmerman

 

Microbubbles have been used for flotation before: water purification companies use the process to float out impurities, but it hasn’t been done in this context, partly because previous methods have been very expensive.

The system developed by Professor Zimmerman´s team uses up to 1,000 times less energy to produce the microbubbles and, in addition, the cost of installing the Sheffield microbubble system is predicted to be much less than existing flotation systems.

The next step in the project is to develop a pilot plant to test the system at an industrial scale. Professor Zimmerman is already working with Tata Steel at their site in Scunthorpe using CO₂ from their flue-gas stacks and plans to continue this partnership to test the new system.

The research was supported by the University of Sheffield´s Knowledge Transfer Account, funded by the Engineering and Physical Sciences Research Council. It was also supported by the Royal Society Innovation Award 2010, and the Concept Fund of Yorkshire Forward.

Resources

• James Hanotu, HC Hemaka Bandulasena, William B Zimmerman (2012) Microflotation Performance for Algal Separation. Biotechnology and Bioengineering