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고수율의 바이오부탄올 제조공정

전문가 제언: ○ 근년 지구온난화와 석유고갈 우려와 함께, 방대한 양으로 발생하는 셀룰로오스 함유 폐기물의 처리방법으로서 지금까지 이용되고 있는 소각이나 매립처리가 환경에 대한 근본적인 최선책이 되지 못하기 때문에 셀룰로오스를 이용한 바이오에탄올 및 부탄올의 생산기술에 대한 관심이 집중되고 있다. 더욱이 부탄올 연료는 에탄올보다도 우수한 발열량을 가진 환경친화적인 연료로서 석유계 연료를 대체할 수 있는 유망한 연료로 주목되고 있다.

○ 이 발명(WO 2009/087680 A2)은 자트로파, 바나나 줄기 등과 같은 다양한 바이오매스를 원료로부터 균주(C. acetobutylicum ATCC 10132)를 이용하여 부탄올을 높은 수율로 생산할 수 있도록 미생물이 부탄올 내성을 가질 수 있는 최적의 배양조건과 발효공정을 제공한다. 또한, 이 공정에서는 균주를 이용한 혐기성 발효과정에서 생성되는 부탄올의 양을 신속하고 효율적인 정량적 측정에 의한 조절이 가능하도록 고속액체크로마토그래피(HPLC) 방법을 채용함으로써 발효공정의 제어가 용이한 이점이 있다.

○ 부탄올은 연료관점에서 보면 가솔린과의 혼화성, 분배, 수송 및 사용 측면에서 에탄올보다 특성상 유리한 이점을 가지고 있다. 그러나 한편으로는 부탄올이 에탄올이나 가솔린에 비해 인간과 동물에 대한 독성이 보다 높은 결점이 있다. 특히, 부탄올 독성에 의해 미생물의 성장저해가 크기 때문에 미생물 발효에 의한 부탄올 생산수율이 낮다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 부탄올이 고분자와 금속류 등의 자동차 재료를 부식시킬 수 있다는 우려에 대한 대책도 필요하다.

○ 향후 바이오연료가 석유계 가솔린이나 디젤을 보충 또는 대체하기 위해서는 산업계에서는 상대적인 가격경쟁력의 제고는 물론 탄소배출이 적고 식용작물과의 경쟁이 없는 원료의 개발이 필수적이다. 현재의 시점에서 바이오연료는 기존의 화석연료에 비해서 경제성은 물론 이용 면에서의 취약점을 가지고 있다. 이러한 취약점이 재생가능 연료의 도입 및 보급하는 데 저해요인이 되지 않도록 정부차원에서의 정책적 지원이나 규제완화 등 복합적인 지원정책을 강구해야 한다.

저자: R. Vidhya, I. Jasmine
자료유형: 특허정보