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바이오연료, 바이오디젤 및 고부가가치 화학제품 원료용 지방산 제조방법

전문가 제언: ○ 지금까지 바이오연료의 원료로는 주로 전분이나 당을 함유한 식용작물이 주로 이용되고 있지만 이로 인한 세계적인 식량난이 초래된다는 지적 때문에 비식용의 섬유질 바이오매스로의 원료대체가 주목되고 있다. 그러나 섬유질 바이오매스를 이용하여 바이오연료로 전환하기 위해서는 원료의 전처리, 가수분해 및 당화반응, 발효 등 여러 단계의 공정을 거쳐야 하며, 특히 섬유소(cellulose)를 지방산 및 당류로 분해하는 공정은 아직 해결해야 할 많은 과제가 남아 있다.

○ 전형적으로 에탄올은 옥수수나 지팽이풀과 같은 원료를 사용하여 효모소화에 의한 발효공정으로 생산되고 있다. 그러나 박테리아를 포함한 다양한 미생물 중에는 효모에 의한 알코올 생산을 저해하는 종류가 많이 있다. 예를 들면 수종의 박테리아는 유기산을 생성하여 효모의 성장 및 증식을 억제할 뿐만 아니라 효율적인 당의 발효기능을 저해한다. 따라서 바이오매스로부터 미생물의 발효에 의한 다양한 바이오연료 및 대사물질을 효율적으로 얻기 위해서는 가혹한 조건에서도 생명력을 가진 미생물 종의 개발이 필연적이다.

○ 이 발명(WO 2010/042842 A2)은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스와 리그닌으로 구성된 섬유질 바이오매스를 이용하여 바이오연료 및 알코올 생산용 지방산을 합성하는 방법을 제공한다. 바이오매스의 가수분해를 위한 균주로서 진화적으로 개질된 미생물 균주를 이용함으로써 바이오매스 혼합물 중에서 균주에 의한 셀룰라아제와 같은 분해효소의 제자리(in situ) 생산이 가능하고 또한 개질된 미생물 균주는 푸르푸랄이나 아세트산과 같은 저해성 잔류물질에 대한 내성이 강하기 때문에 별도의 정제공정이 필요 없으므로 공정비용의 절감효과가 크다.

○ 장래에는 에너지의 상당 부분이 자연 에너지에 의존하게 되겠지만 자연 에너지 중에서도 바이오에너지는 어느 정도의 양적 규모를 기대할 수 있고 환경부하가 작기 때문에 점점 더 중요하게 될 것으로 전망된다. 바이오매스 자원은 식량과 경합하는 식용자원에서 탈피하여 볏짚이나 초목, 해조류 등 섬유질 바이오매스 자원으로 전환하여 자급체제를 갖추는 것이 미래지향적이라 할 수 있다.

저자: DE CRECY, Eudes
자료유형: 특허정보