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에탄올 증산을 위한 바이오매스 탈리그닌화

전문가 제언: ○ 국내에서 목재 바이오매스로부터 알코올을 생산하여 자동차용 연료로 사용하고자 하는 시도는 1990년대 초 한국 에너지기술연구원이 주관이 되어 산, 학, 연 공동연구를 한 바 있다. 이의 연구는 목재 칩을 증기 폭쇠하는 전처리기술과 이를 당화하는 효소생산기술 확보로 연료에탄올 20L/d 규모의 공장을 설치하여 운전하였다. 그 후 연료에탄올 연구는 목재자원의 수급 및 경제성문제로 더 이상 수행되지 못하였다.

○ 제 1세대 바이오에탄올 생산은 고가의 전분, 사탕수수로부터 유도된 당 및 옥수수를 원료로 사용하였으나 제 2세대 생산과정에서는 값싸고 풍부한 리그노셀룰로오스를 사용하였다. 리그노셀룰로오스 물질은 인류 식품공급 체인에 부정적인 영향을 미치지 않으므로 바이오에탄올 상산 시 문제가 되지 않는다. 리그노셀룰로오스는 복잡한 구조를 갖는 셀룰로오스, 해미셀룰로오스 및 리그닌으로 구성되어 있다.

○ 리그노셀룰로오스 효소가수분해 시는 몇 가지 전처리를 하게 되는데 거기에는 물리적전처리, 화학적전처리, 물리-화학적전처리 및 생물학적 전처리가 포함된다. 전처리 방법이 역행할 경우에는 과정 진행 중에 약간의 저해성분이 생긴다. 이는 효소가수분해 단계에서 미생물 활성에 부정적인 영향을 준다.

○ 제 2세대 연료는 이용측면에서 폭 넓은 변화를 보이고 있어 리그노셀룰로오스 원료 및 최종 생산물인 가스 혹은 액체연료는 변수로 작용할 수 있다. 제 2세대 바이오연료의 주원료는 목초와 같은 비-식용작물로 충당할 수 있고 또한 성장이 잘 되는 단기 회전 살림에 의해서도 공급될 수 있다. 바이오매스 폐기물 잔사로부터의 제 2세대 바이오연료는 앞으로 10~15년 이내 시장형성이 가능할 것으로 보고 있다.

○ 이 글에서 탈리그닌의 결정적인 요소로는 도달할 수 있는 표면적의 변화 이었다. 단순한 탈리그닌 방법은 에탄올 생산을 위한 앞으로의 물질이용에 별로 효과적이지 못하였다. 에탄올 생산에서의 연구초점은 원료물질의 잠재력 차이에 기초를 둔 복합적인 탈리그닌 개발이 선행 되어야 한다.

저자: Renu Singh, et. al,
자료유형: 학술정보