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목질섬유소를 이용한 바이오에탄올의 제조방법

전문가 제언: ○ 최근 화석연료의 연소에 따른 지구온난화를 방지하기 위한 대응책 강구와 함께 세계적인 석유 매장량의 감소로 인한 탄화수소 제품의 가격이 상승됨에 따라 석유제품을 대체하기 위한 연구가 활발하게 추진되고 있다. 그 결과 바이오에탄올과 같은 바이오연료가 수송용 석유계 연료를 대체할 수 있는 가능성이 검증되고 있다. 지금까지 바이오연료의 원료로 주로 이용된 사탕수수, 사탕무 등의 당질 계와 옥수수, 감자 등의 전분계 원료의 사용이 세계적인 식량난을 초래하고 있다는 지적에 직면하고 있다.

○ 한편 볏짚, 목재 등의 목질섬유소(lignocellulose) 원료는 식용자원으로써 활용가치가 없어 식용자원과의 경합에는 큰 문제가 없지만 공정에 필수적으로 수반되는 리그닌 제거공정에 따른 화석연료의 사용으로 이산화탄소 절감효과가 없다는 지적이 있다. 또한 목질섬유소를 에탄올로 전환하는 공정에는 원료의 전처리, 가수분해 및 당화반응, 발효, 회수 및 폐기물처리 등 다단계 공정을 거쳐야 하며 특히 셀룰로오스를 당류로 분해하는 공정은 아직 해결해야 할 많은 문제점이 남아 있다.

○ 이 발명(WO 2009/005390 A1)은 목질섬유소 원료를 이용한 바이오에탄올의 제조공정에 있어 강한 무기산을 사용하지 않고 다당류를 가수분해함으로써 중간제품 및 최종제품에 독성의 부산물이나 유황화합물이 혼입, 오염되지 않는 환경친화적인 방법을 제공한다. 특히 목질섬유소 원료를 예비적 처리로 기계적 효소처리(mechanoenzymatic treatment)를 함으로써 다당류의 가수분해반응이 현저히 촉진되어 발효 가능한 탄수화물의 생성량이 증대되어 원료자원의 절약은 물론 바이오에탄올의 에너지 효율적 생산이 가능하다.

○ 향후 바이오연료의 대량생산을 위해서는 원료의 확보가 우선되어야 한다. 해조류는 생장성이 우수하며 에너지 전환율이 매우 높아 기존의 당질계 원료보다도 경제성이 크다. 현재 해양연구원, 부경대학교 등에 미세조류 은행이 구축되어 있으며 미세조류생리 및 생화학적 연구가 꾸준히 연구되어 왔다. 이러한 기반을 바탕으로 우리나라는 3면이 바다인 지형적 조건을 이용한 해조류 바이오연료를 개발함이 오히려 유리하다.

저자: Arter Technology Limited
자료유형: 특허정보