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국립산림과학원, 바이오에탄올용 발효당 정제 신기술 개발

-전기화학적 정제 공법으로 친환경 바이오연료 생산성 제고-

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기사입력 : 2019.11.05 15:59
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산림청 국립산림과학원(원장 전범권)은 친환경 바이오에탄올 제조 공정에서 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 발효당 정제 기술을 새롭게 개발했다고 밝혔다.


국립산림과학원이 이미 2010년에 초임계수(374℃ 이상의 고온과 대기압의 220배 이상의 압력에서 존재하는 물)을 활용한 ‘친환경 바이오에탄올 제조 기술’을 개발한 바 있다. 


하지만, 초임계수에 의해 목재가 분해될 때 발효저해물질이 함께 생성되는데, 당화액에서 이를 제거하기 위해 활용되는 활성탄은 발효저해물질을 제거하는 동시에 바이오에탄올의 원료인 포도당까지 흡착하는 특성 때문에 바이오에탄올의 생산성을 떨어뜨리는 원인으로 지목되었다.


국립산림과학원은 이 같은 생산성 문제를 해결하기 위해 수(水)처리 분야에서 널리 쓰이는 전기화학적 처리법을 도입하여 저전압으로 발효당을 손실 없이 정제하는 방법을 개발하였다.

(사진1)전기화학적 처리에 의한 당화액 색상 변화.jpg
전기화학적 처리에 의한 당화액 색상 변화

 

활성탄을 활용한 정제 공정에서 발효저해물질인 퓨란계ㆍ페놀성 화합물 대부분이 제거되는 동시에 발효당도 20∼30% 손실되었던 반면, 새롭게 도입한 전기화학적 정제 공정에서는 발효당의 감소 없이 3시간 이내에 발효저해물질의 80%∼95% 이상 제거되는 결과를 보였다.


일반적으로 전기화학적 처리법은 다양한 산업·생활 폐수 내 오염물질을 효과적으로 저감시키는 것은 물론, 화학약품이나 미생물을 사용한 처리법에 비해 제어가 쉽고 대규모의 시설에서도 경제적이라는 장점이 있다.


목재화학연구과 이수민 연구관는 “발효당의 효율적인 생산에 걸림돌이 되던 활성탄 흡착 공정을 전기화학적 공정으로 바꾸게 된다면 바이오에탄올 생산 수율과 경제성이 크게 개선될 것으로 기대 된다.”고 전하며 “앞으로도 전기화학적 정제를 통해 당화액 내 물질이 선택적으로 분해되는 메커니즘에 대한 연구를 지속적으로 수행할 계획”이라고 밝혔다.


한편, 국립산림과학원에서는 전기화학적 정제 공정에 대한 국내 특허를 출원하였으며 현재 특허 등록을 진행하고 있다. 

(사진2)처리 방법별 발효당 수율 비교.jpg
처리 방법별 발효당 수율 비교

 

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