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파일럿 규모로 동시 당화 및 발효에 의한 밀짚의 에탄올 전환

전문가 제언: ○ 이 자료는 밀짚에서 에탄올을 얻는 공정을 다루고 있으며 묽은 산으로 밀짚을 전처리, 균주를 이용한 발효억제제에 의한 독성 제거와 밀짚의 멸균 없이 당화와 발효를 한 발효기에서 동시 진행하여 에탄올을 제조 및 정제하는 전 과정을 2l의 실험적 규모와 공학적인 파일럿 규모로 수행한 결과를 알려주고 있다.

○ 식물의 구성성분인 리그닌은 화학반응에 매우 내성이 강한 물질이다. 따라서 재래식방법은 리그닌의 당화 자체가 어렵고 일단 당화된 당도 에탄올로 잘 전환되지 않는다. 따라서 리그닌이 들어있는 바이오매스의 연료화는 가스화를 통한 합성가스가 제조되고 있는데 이 합성가스를 결합시켜 메탄올을 만드는 것이 가장 확실한 방법이었다. 그러나 메탄올 합성은 고순도의 합성가스가 필수적이고 산화제로 공기를 사용할 수 없어 순수산소를 제조해야 하는 등 태생적으로 소규모적일 수밖에 없기 때문에 바이오연료 제조의 가스화공정에는 적합하지 않다.

○ 그러나 본문이 제시하는 공정은 적절한 효소로서 밀짚에 함유된 리그닌을 당화시켜 목당과 아라비노스로 전환시킬 수 있으며 이들 5탄당도 섬유소에서 전환된 포도당과 같이 에탄올화가 가능하다는 주장을 하고 있다. 이 공정의 특징은 당화와 발효가 동시에 한 발효기에서 일어난다는 것으로서 가수분해와 발효가 분리된 공정에 비해 이점이 크다는 것이다. 그 중 하나가 가수분해 생성물의 에탄올화 억제작용을 막을 수 있기 때문에 에탄올수율이 높다는 주장이다.

○ 식물의 진화과정에서 식물이 체내에 리그닌을 생성하기 시작한 때와 이 리그닌을 소화하거나 분해하는 생물종이 나타난 때는 시기적으로 상당한 차이가 있다고 한다. 이 공백 기간 중 나무는 천적이 없어 거대해졌고 이 나무가 쓰러져 지하에 묻혀도 분해되지 않았다. 이것이 석탄이 전 세계에 골고루 분포될 수 있었던 이유라고 한다. 그러나 그 이후에 흰개미 등 리그닌을 소화할 수 있는 동물이 나왔고 이를 분해할 수 있는 균이나 박테리아도 출현하여 현재의 조건에서 새로운 석탄기가 생성될 가능성은 없다고 한다.

저자: Badal C. Saha, et al.
자료유형: 니즈학술정보