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유기물질을 발효시켜 산 물질을 형성하는 산 발효조(10);메탄생성균을 이용하여 상기 산 발효조에서 형성된 산 물질을 이용하여 메탄을 포함한 바이오가스를 생성하는 멤브레인 기반 메탄생성조(20); 수소를 저장하고 상기 멤브레인 기반 메탄생성조에 수소를 공급하는 수소 저장탱크(30);상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20)에서 생성되어 배출된 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장탱크(40);상기 수소 저장 탱크(30)에서 수소를 상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20)에 공급하는 수소 공급관(50); 및상기 수소 공급관(50)를 통해 이동된 수소를 상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20)의 하단에 주입하는 가스 주입관(52); 및상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20)에서 생성된 바이오가스를 배출시키는 바이오가스 배출관(54);을 포함하며,상기 바이오가스 배출관(54)에서 나온 바이오가스는 재순환 라인을 통해 상기 가스 주입관(52)으로 재순환하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제1항에 있어서,상기 재순환 라인은 상기 바이오가스 저장탱크(40)를 경유하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제1항에 있어서,상기 재순환 라인은,상기 바이오가스 저장탱크(40)로부터 바이오가스를 이동시키는 제1 재순환관(56); 및상기 제1 재순환관(56)을 통해 나온 바이오가스가 상기 가스 주입관(52)으로 이동되도록 연결하는 제2 재순환관(58);을 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제3항에 있어서,상기 제1 재순환관(56)과 상기 제2 재순환관(58) 사이에는 상기 바이오가스 저장탱크(40)에서 나온 바이오가스가 상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20)로 재순환되도록 흡입하는 가스 펌프(64)가 구비된 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제3항에 있어서,상기 제2 재순환관(58)과 상기 가스 주입관(52) 사이에는 제어밸브(70) 및 가스 유량계(80)가 구비된 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제1항에 있어서,상기 멤브레인 기반 메탄생성조의 일측에는 상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20)에서 생성된 바이오가스를 포집하고, 포집된 바이오가스 성분을 분석하는 샘플링 포트(90)가 구비된 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제6항에 있어서,상기 샘플링 포드(90)는 상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20)에서 포집된 바이오가스의 성분을 가스 크로마토그래피(100)로 분석하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제7항에 있어서,상기 가스 크로마토그래피(100)에서 분석된 바이오가스 중 메탄의 농도가 기 설정된 농도 미만이면, 상기 바이오가스 배출관(54)에서 나온 바이오가스는 바이오가스 저장탱크(40)를 경유하여 제1 재순환관(56)과 제2 재순환관(58)을 순서대로 거쳐 상기 가스 주입관(52)으로 재순환하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제7항에 있어서,상기 가스 크로마토그래피(100)에서 측정된 바이오가스의 성분에서 메탄의 농도가 기 설정된 농도 이상이면, 제2 순환관(68)에 위치하는 제어밸브(70)를 잠가 상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20)로 바이오가스의 재순환을 중단하고, 상기 바이오가스 저장탱크(40)로 바이오가스를 저장하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제1항에 있어서,상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20)는,메탄생성균을 포함하는 배양배지(21);한쪽 끝이 상기 멤브레인 기반 메탄생성조의 상단에 고정되고, 다른 한쪽 끝은 상기 멤브레인 기반 메탄생성조의 하단에 고정되며, 상기 배양배지에 침지되어 있는 중공사막 형태의 멤브레인(25); 및상기 배양배지(21)가 상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20) 하부에서 나와 상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20) 상부로 순환 공급하는 배지 순환관(60);을 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제10항에 있어서,상기 배지 순환관(60)에는 제어밸브(70)와 연동펌프(62)가 구비되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제10항에 있어서,상기 멤브레인 기반 메탄생성조(20)는 상기 배양배지의 온도를 조절하기 위해 일측에 냉각수가 흐르는 워터 자켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 생물학적 바이오가스 제조 시스템
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제1항에 있어서,상기 수소 공급관(50)에는 제어밸브(70), 수소 가스 유량계(82) 및 질량 유량 제어기(84)가 구비된 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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제1항에 있어서,상기 메탄생성균은 아세트산 기반 메탄 생성균(acetoclastic methanogen) 및 수소영양성 메탄생성균(hydrogentrophic methanogens)인 것을 특징으로 하는 멤브레인 기반 바이오가스 제조 시스템
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