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해조류를 이용한 바이오디젤의 연속 제조방법과 장치

전문가 제언: ○ 최근 화석연료 매장량의 고갈가능성에 대한 우려와 함께 화석연료 연소에 의한 이산화탄소 배출량 증가에 따른 지구온난화 문제의 해결책으로 바이오연료 생산기술의 중요성이 전 세계적으로 급부상하고 있다. 지금까지 바이오연료의 원료로 주로 이용된 사탕수수, 사탕무 등의 당질 계와 옥수수, 감자 등의 전분질계 원료의 사용이 세계적인 식량난을 초래하고 있다는 지적에 직면하고 있다. 한편 볏짚, 목재 등의 목질계 원료는 식용자원으로 활용가치가 없어 원료수급에 큰 문제는 없지만 공정에 필수적으로 수반되는 리그닌 제거공정에 의한 생산원가의 상승과 함께 당화수율이 낮아 경제성이 없다는 문제가 있다.

○ 이 발명(WO 2009/018230 A1)은 해조류를 이용하여 지방산 메틸에스테르(FAME), 즉 바이오디젤을 연속적으로 생산하는 제조방법 및 장치에 관한 특허이다. 특히 이 발명은 에스테르화반응을 위한 해조류로부터 지질의 추출이나 분리조작 없이 1단계 반응에서 해조류의 제자리 가수분해(in-situ hydrolysis)에 의해 지질을 미리 유리지방산으로 변환하고, 이어 메탄올 첨가에 의한 2단계 에스테르화반응이 일어나게 함으로써 바이오디젤을 연속적으로 신속하게 생산하는 방법을 제공한다. 또한 글리세롤과 같은 부산물은 발효에 의해 에탄올연료 등으로 재활용함으로써 생산비용의 절감을 도모하고 있다.

○ 우리나라의 경우는 쌀겨와 폐식용유, 대두유 등을 원료로 바이오디젤을 생산하고 있으며 2004년부터 2년간의 시범사업을 통해 2006년 7월부터 바이오디젤의 상용화가 시작됐다. 현재 국내업체들은 주로 대두유 및 채종유를 이용하여 바이오디젤을 생산하고 있지만 원료를 전량 수입에 의존하거나 해외 현지생산을 주로 하고 있다.

○ 향후 바이오연료의 대량생산을 위해서는 원료의 확보가 우선되어야 한다. 해조류는 생장성이 우수하며 가용 재배면적이 넓을 뿐만 아니라 에너지 전환율이 매우 높아 기존의 당질계 원료보다도 경제성이 크다. 현재 해양연구원, 부경대학교 등에 미세조류 은행이 구축되어 있으며 미세조류 생리 및 생화학적 연구가 꾸준히 연구되어 왔다. 이러한 기반을 바탕으로 산학연관의 협력체제에 의한 바이오연료 개발이 필요하다.

저자: Solix Biofuels, Inc.
자료유형: 특허정보