화학硏, 바이오화학산업의 쌀 ‘바이오슈가’ 제조기술 개발

국내 첫 시험용공장서 ‘바이오슈가+고부가가치 부산물’ 생산 성공

바이오화학 기초 원료…화공약품없이 물 사용

비식용 식물 바이오매스 원료 바이오슈가 제조 공정 모식도

【대전=뉴시스】 김양수 기자 = '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.

한국화학연구원이 생산한 바이오슈가 및 부산물 견본

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.

kys0505@newsis.com

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