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효소를 이용한 바이오디젤 생산 검토

전문가 제언: ○ 바이오연료의 종류에는 바이오에탄올과 바이오디젤이 있으며 그 이외에 바이오가스나 바이오매스에 의한 발전도 여기에 포함된다. 바이오디젤연료는 채종유나 대두유 등 주로 식물유에 메탄올을 반응시켜서 에스테르화하여 얻어지는 지방산 메틸에스테르이다.

○ 현재 실용화되어 이용되는 바이오디젤연료 제법은 알칼리 촉매를 이용하여 트리글리세리드(Triglyceride)로부터 가메탄올 분해에 의한 지방산 메틸에스테르(Fatty Acid Methyl Ester)의 생성이다. 그러나 이 제법은 부산물로 글리세롤이 생성되고 제품의 높은 세정비용, 원료유의 함수율 및 유리 지방산 함량이 낮아야 한다는 조건 등 문제가 제기되고 있어 효소를 촉매로 하는 생물화학적 방법으로 변환시키려는 연구가 수행되어 왔다.

○ 리파아제를 이용하는 효소에스테르화 반응에서는 반응온도가 훨씬 낮으며 글리세롤을 간단하게 회수할 수 있고 제거해야 할 촉매들이 없거나 처리해야 할 폐수도 없으며, 효소들을 재이용 또는 고정하여 재활용할 수 있다는 이점이 있다. 그러나 메탄올에 의한 효소 반응의 억제효과와 효소가 고가라는 점 등으로 실용화가 늦어졌다.

○ 본고는 생체효소를 이용한 바이오디젤 생산과 관련된 문제를 극복하기 위해 보고된 여러 연구결과를 종합 분석 검토한 것으로 용제의 선택, 용제의 단계적인 사용, 세포내와 세포외 리파아제 사용 등을 통해 수율을 높이고 문제를 해결할 수 있다고 설명하고 있다.

○ 국내에서도 몇 회사에서 효소(리파아제)와 프로세스의 자체개발을 통해 효소를 이용한 디젤연료 생산을 추진하는 작업이 실용화단계에 있으며 촉매가 필요 없는 초임계 메탄올법에 의한 바이오연료 생산방법도 개발되고 있다. 화석연료를 대체하고 환경에 친화적인 디젤연료 생산방법 개발에 본고가 참조가 될 것으로 사료된다.

저자: Srivathsan Vembanur Ranganathan, Srinivasan Lakshmi Narasimhan, Karuppan Muthukumar
자료유형: 학술정보