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목질섬유소 바이오매스의 가수분해공정

전문가 제언: ○ 현재 바이오연료는 미국의 옥수수 바이오에탄올, 브라질의 사탕수수 바이오에탄올, 유럽의 대두유 바이오디젤이 주류이다. 이와 같이 옥수수와 콩 등의 곡물과 고구마, 사탕수수 등의 작물을 바이오연료의 원료로 사용함으로써 바이오연료의 생산량이 늘어남에 따라 세계적인 식량난이 초래된다고 주장하면서 바이오연료가 논란의 대상이 되고 있다.

○ 한편 볏짚, 목재 등의 목질섬유소(lignocellulose) 원료는 식용자원으로서 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 거쳐야하며, 특히 셀룰로오스를 당류로 분해하는 공정은 아직 해결해야 할 많은 과제가 남아 있다.

○ 이 발명(WO 2011/002832 A1)은 목질섬유소 원료를 전처리할 때 필연적으로 분해생성물로서 발생하는 효소저해제를 세척용액을 사용하여 제거함으로써 가수분해공정의 효율을 증진시킴과 동시에 사용된 세척용액을 순환시켜 재사용함으로써 세척용수의 사용량을 절감할 수 있는 방법을 제공한다. 또한 이 발명은 목질섬유소 물질로부터 가수분해 생성물과 발효 생성물을 생산하는 공정도 포함한다.

○ 향후 바이오연료의 대량생산을 위해서는 기술적인 과제의 해결과 함께 원료의 확보가 우선되어야한다. 우리나라의 경우, 목질섬유소 자원의 확보가 어려울 뿐만 아니라 리그닌 제거 등의 기술적 과제가 남아 있는 반면에 해조류는 생장성이 우수하고, 에너지 전환율이 매우 높아 기존의 당질계 원료보다도 경제성이 크다는 것은 유의할 점이다. 현재 해양연구원, 부경대학교 등에 미세조류 은행이 구축되어 있으며, 미세조류의 생리 및 생화학적 연구가 상당히 진전되어 있으므로 이를 바탕으로 한 해조류를 이용한 바이오연료의 생산이 유리할 것으로 판단된다.

저자: Novozymes AS, Novozymes North America, INC.
자료유형: 특허정보