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연료 에탄올의 생산: 공정 설계 경향과 통합의 기회(Fuel ethanol production: Process design trends and integration opportunities)

전문가 제언: ○ 최근 바이오 연료의 주원료인 사탕수수, 옥수수 등과 같은 곡물의 수확량이 격감하고 있어, 가격 상승은 물론 식량위기의 분위기이다. 사탕수수 당밀을 이용한 에탄올 개발은 국가적 차원에서 관심을 가지고 지속적으로 이루어지고 있으며 상당부분 실용화 되고 있다. 가격이 치솟고 있는 화석에너지를 대체할 연료 에탄올의 생산 단가를 낮추고 상업화를 앞당기기 위해서는 생물공학적인 제조 방법의 개선에 있다고 믿는다.

○ 바이오연료의 연구 주 과제는 충분한 규모 및 저비용의 원료확보라고 할 것이며, 값싼 바이오매스를 이용하면 이 문제를 해결할 수 있을 것이다. 또한 에너지 부유작물(사탕수수나 사탕옥수수) 또는 목질섬유소와 같은 생물학적 자원을 이용한 에탄올로 제조기술은 유기물의 발효를 위한 원료의 사전 처리나 반응의 효율성, 숙성 및 분리 기술과 부산물의 상품화와 열병합 발전 등의 기술개발이 전제가 되어야한다.

○ 현재 연료 에탄올 개발의 핵심은 생물공학적인 제조 방법의 개선에 있다. 비용-효과적인 기술의 개발 과정에서 에탄올 제조에 관련한 공정 합성, 모델링, 모사 및 최적화의 분석을 통해 공정설계의 중요성의 이해가 무엇보다 중요하다. 연료 에탄올 공정의 기술-경제적인 평가의 중요한 방향은 서로 다른 공정 간의 반응-반응, 공정-분리 및 분리-분리의 통합과 공동-생산의 가능성의 확인 및 설계가 될 것으로 판단한다.

○ 바이오에너지 기술 핵심은 바이오매스 원료의 선별과 이들 원료를 이용한 에너지 생산을 높일 수 있는 발효기술이다. 특히 고생산성 발효기술의 핵심은 발효미생물로써 이러한 미생물을 선발하기 위한 유기성 고분자물질의 구조에 따른 해당 미생물(효모나 세균)의 최적 조건의 조성, 해당균주의 대사공학적인 유전자 재조합이며 이의 경제성 및 상업화는 공정 설계, 공정의 합성, 공정의 통합 및 최적화에 달려있다고 본다.

저자: Carlos A. Cardona , Oscar J. Sanchez
자료유형: 학술정보