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바이오매스 분자성분의 연속적인 분해방법 및 장치

전문가 제언: ○ 최근 화석연료의 과다 사용에 따른 자원고갈 우려 및 환경오염에 따른 기후변화 등이 심각한 사회문제로 대두됨에 따라 환경친화적이고 지속적으로 에너지 생산이 가능한 재생가능 자원의 개발이 매우 중요한 과제로 되고 있다. 이와 같은 상황에서 지구상에서 가장 풍부하고 고갈 우려가 없는 재생 가능한 목재 등과 같은 목질계 셀룰로오스(lignocellulose)를 활용하기 위한 연구가 경쟁적으로 진행되고 있다.

○ 목질계 셀룰로오스는 친수성의 다당류(셀룰로오스와 헤미셀룰로오스)와 소수성의 리그닌으로 구성된 복합체이다. 지금까지 이들 성분 중에서 셀룰로오스 성분만이 종이나 펄프, 셀룰로오스 유도체의 원료로서 사용되었기 때문에 리그닌은 셀룰로오스 분리를 방해하는 불필요한 물질로 취급되었다. 리그닌은 자연적으로 강한 화학적 내구성을 가지고 있어 자연계에 존재하는 천연화합물 중 가장 분해가 어려운 물질로 간주되어 단순한 연료로서 이용되었을 뿐 리그닌이 가진 유효성분의 고부가가치적 활용의 시도가 없었다.

○ 최근에는 목재 바이오매스가 가진 셀룰로오스 이외의 성분의 이용과 함께 다당류와 리그닌의 복합체인 목질계 셀룰로오스를 원료로 하는 바이오정제(biorefinery) 기술을 통해 바이오에탄올, 바이오디젤 등과 같은 바이오연료와 바이오플라스틱 등 각종 부가가치가 높은 화학제품을 생산하려는 연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 국내에서도 지구온난화 대응과 함께 산업적 측면에서의 고부가가치가 예상되는 바이오정제 산업에 대한 연구에 보다 적극적인 관심과 투자가 요구된다.

○ 이 발명(WO 2009/063122 A1)은 섬유질 바이오매스로부터 리그닌 성분 등을 용해, 분해하여 회수할 수 있는 연속적인 방법 및 공정을 제공한다. 특히, 이 공정은 리그닌을 분해할 수 있는 기능을 가진 젖산 수용액을 증해액(cooking liquor)으로 이용함으로써 고분자량의 거대 리그닌 분자를 유효성분의 저분자량 물질로 절단, 분해하는 것이 가능하다. 이 분해 생성물은 방향족 탄화수소, 푸란 또는 단당류, 이당류, 올리고당류와 같은 재생가능 자원으로서 액체연료 전구체, 생물공업 및 화학공업의 원료 등 다양한 용도로의 응용이 기대된다.

저자: JVS-Polymers Oy
자료유형: 특허정보