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화학硏, 바이오화학산업 쌀 제조법 개발

'바이오화학산업의 쌀'로 불리는 '바이오슈가'를 저렴하게 대량 생산할 수 있는 기술이 국내 처음으로 개발됐다.

한국화학연구원은 바이오화학연구센터 유주현 박사팀이 바이오슈가와 고부가가치의 부산물을 시험용 공장(파일럿 플랜트)에서 생산하는 데 성공했다고 5일 밝혔다.

바이오슈가는 억새 등 식물 바이오매스로 만든 공업용 포도당으로 바이오화학 제품의 기초원료다. 바이오연료, 바이오플라스틱, 바이오섬유, 바이오포장재뿐 아니라 식품, 식품첨가물, 정밀화학제품 등을 만드는 데 쓰인다.

이번에 연구진은 억새풀과 팜 공과방(empty fruit bunch of oil palm) 등 식물 바이오매스로부터 바이오슈가와 고부가가치의 부산물을 생산하는 종합공정기술(KrictBiosugarⓇ Process)을 개발했다.

먼저 연구진은 억새풀을 잘게 부숴 곤죽을 만든 후 눌러서 짜냈다. 이 같은 습식분쇄 및 압착공정을 거치면 첫번째 부산물인 액상비료와 생리활성물질을 얻을 수 있다. 이후 액체와 분리된 고체만 고온·고압에서 쪄 두번째 부산물인 자일로스와 식이섬유를 얻었다.

이어 기계적 정쇄 및 효소 가수분해 공정을 통해 포도당을 추출하고 당용액을 분리했다. 이를 통해 세번째 부산물인 리그닌 함유물을 고체로 얻어냈으며 끝으로 당용액을 에너지 절약형 공정으로 농축해 바이오슈가(공업용 포도당)를 생산했다.

이런 방법을 이용하면 1일 기준으로 바이오슈가 70㎏(포도당 기준)과 고부가가치 부산물(액상비료 200ℓ, 자일로스·식이섬유 200ℓ, 리그닌 50㎏) 등 바이오화학제품 기초원료를 생산할 수 있다.

이번에 연구팀은 화공약품없이 물을 주로 사용해 바이오슈가를 제작했으며 이 기술은 저비용의 정제공정에 폐기물이 발생하지 않는데다 고부가가치의 부산물을 얻을 수 있는 장점이 있다.

현재 상용화에 성공한 기업은 미국의 아메리칸 프로세스와 영국의 코멧바이오 등 극소수에 불과하며 화학연구원은 이들 선두기업에 이어 시험용 생산에 성공하고 상용화를 남겨두고 있다.

특히 단일 공정으로 바이오슈가 이외에도 다양한 고부가가치 부산물을 생산할 수 있어 현재 상용화에 성공한 외국기업보다 경제성이 높다.

화학연구원 유주현 박사는 "고온·고압 반응에 물만 사용하고 공정조건을 조절하면 바이오매스의 화학적 변형은 거의 일어나지 않아 바이오매스를 고부가가치의 부산물로 분리할 수 있다"며 "실제 부산물의 하나인 식이섬유는 중간제품 가격이 바이오슈가보다 50배 정도 높을 것으로 추정된다"고 말했다.

유 박사는 또 "화공약품을 사용해 바이오슈가를 만드는 공정은 고부가가치 부산물이 거의 나오지 않아 수익성에도 문제가 있을 수 있다"면서 "이에 비해 우리 기술은 고부가가치 부산물 생산이 가능하고 정제 비용이 들지 않아 상용화가 가능할 것으로 확신한다"고 덧붙였다.

뉴시스  newsis.com

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