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바이오부탄올과 같은 바이오제품 생산을 위한 통합 시스템

전문가 제언: ○ 부탄올은 연료관점에서 보면 우수한 발열량과 휘발유와의 혼화성, 분배, 수송 및 사용 측면에서 에탄올보다 특성상 유리한 이점을 가지고 있기 때문에 바이오부탄올이 탈 바이오에탄올 시대의 대체연료로서 주목되고 있다. 지금까지 바이오부탄올은 주로 Clostridium속 세균의 대사를 이용한 ABE(Acetone-Butanol-Ethanol) 발효법에 의해 생산되어 왔다. 근년에는 Clostridium속 세균 이외의 유전자조작 미생물을 이용한 생산도 시도되고 있다.

○ 한편, 부탄올은 에탄올이나 가솔린에 비해 인간과 동물에 대한 독성이 보다 높은 결점이 있다. 특히, 부탄올 독성에 의해 미생물의 성장저해가 크기 때문에 미생물 발효에 의한 부탄올 생산수율이 1% 정도로 낮다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 부탄올의 독성을 최소화함과 동시에 ABE 발효공법의 최적화에 의한 부탄올 생산수율의 제고가 공업적인 목표이다.

○ 이 발명은 목질계 원료를 가수분해 공정을 통해서 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 성분을 오탄당이나 육탄당 등으로 미리 분해하여줌으로써 미생물에 의해 높은 생산수율로 바이오부탄올 등으로 전환하는 방법을 제공한다. 그러나 ABE 발효에 의한 바이오부탄올의 생산을 실현하기 위해서는 부탄올 저해에 의한 부탄올 생산성 및 생산농도의 저하, 헤테로 발효에 의한 부탄올 대비 탄소원 수율의 저하, 생성되는 부탄올 농도가 1% 정도로 낮기 때문에 분리 및 정제에 필요한 증류 등에 다량의 에너지가 소요되는 등의 과제를 극복해야 한다.

○ 국내의 경우는 한국생산기술연구원, 국립수산과학원, 에너텍 등이 우뭇가사리 등 해조류를 이용한 바이오에탄올 생산에 성공했으며, KAIST 이상엽 교수팀과 GS칼텍스 공동 연구팀이 목질계 바이오매스를 이용하여 바이오부탄올을 생산할 수 있는 균주의 개발에 성공한 바 있다. 그러나 우리나라의 바이오연료 도입은 활성화되지 못하고 있다. 바이오디젤의 경우는 2006년 7월부터 상용화가 시작됐지만 아직 소규모이며, 바이오에탄올은 아직 도입하지 못하고 있다. 정부의 적극적인 도입정책과 5대 정유회사의 거국적인 인식전환이 요구된다.

저자: Cobalt Technologies, Inc.
자료유형: 특허정보