바이오화학 기초원료 '바이오슈가' 생산 기술 개발

2019.11.05 17:16
한국화학연구원 유주현 책임연구원팀이 자체 개발한 바이오슈가 생산 시험공장에서 설비를 살피고 있다. 미국, 영국 등 기존의 기술 기업에 비해 경제성 높은 기술을 개발해 상용화가 가능할 것으로 기대된다. 한국화학연구원 제공
한국화학연구원 유주현 책임연구원팀이 자체 개발한 바이오슈가 생산 시험공장에서 설비를 살피고 있다. 미국, 영국 등 기존의 기술 기업에 비해 경제성 높은 기술을 개발해 상용화가 가능할 것으로 기대된다. 한국화학연구원 제공

친환경 생분해 플라스틱인 바이오플라스틱과 식품첨가물, 정밀화학제품에 들어가는 기초 원료인 ‘바이오슈가(공업용 포도당)’를 대량생산할 수 있는 기술을 국내 연구팀이 개발했다. 고부가가치 부산물도 동시에 생산할 수 있어 산업 다방면에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

 

한국화학연구원은 유주현 바이오화학연구센터 책임연구원팀이 바이오슈가와 고부가가치 부산물을 시험용 공장인 파일럿 플랜트(위 사진)에서 생산하는 데 국내 최초로 성공했다고 5일 밝혔다. 

 

바이오슈가는 억새 등 식물로 만드는 포도당으로, 바이오연료와 플라스틱, 섬유, 포장재 등 다양한 바이오 화학제품의 기초 원료다. 식품이나 식품첨가물 정밀화학제품에도 활용된다. 2017년 바이오화학 제품 세계시장 규모는 3490억 달러인데, 바이오슈가는 그 중 10% 이상을 차지할 것으로 추정된다. 산업 가치가 높은 원료지만, 생산이 까다로워 현재 미국의 아메리칸 프로세스와 영국의 코멧바이오 등 소수의 기업만이 상용화에 성공한 상태다.

 

유 연구원팀은 황산이나 염산 등 유독한 화공약품을 사용하지 않고 물을 주로 사용해 억새풀을 바이오슈가로 만드는 종합공정기술을 개발했다. 억새풀을 잘게 부숴 곤죽을 만든 뒤 압착한다. 분리된 고체를 고온, 고압 환경에서 찐 뒤 갈아 효소를 이용해 분해하면 포도당과 당용액을 얻을 수 있다. 이 가운데 당용액을 농축하면 바이오슈가가 완성된다(아래 사진).

 

이번에 개발된 공정으로 만든 바이오슈가와 부산물들을 찍었다. 왼쪽부터 바이오슈가, 당용액, 효소 가수분해(당화) 뒤 잔여물, 리그닌이다. 한국화학연구원 제공
이번에 개발된 공정으로 만든 바이오슈가와 부산물들을 찍었다. 왼쪽부터 바이오슈가, 당용액, 효소 가수분해(당화) 뒤 잔여물, 리그닌이다. 한국화학연구원 제공

이 과정에서 차례로 액상 비료와 식이섬유, 당의 일종인 자일로스, 목재를 구성하는 구조 섬유인 리그닌 등 활용 가치가 높은 부산물이 나온다. 연구팀은 “경쟁자인 미국과 영국 기업은 부산물로 가축사료용 펠릿 접착제나 기능성 식용당만을 생산할 수 있다”며 “국내 기술이 더 경제성이 높다”고 말했다. 현재 시험공장에서는 하루 바이오슈가 70kg, 액상비료 200L와 자일로스 및 식이섬유 200L, 리그닌 50kg을 생산할 수 있는 상태다.

 

이번 기술은 기존의 화학 공정에 있는 정제 공정이 없어 저렴하고 폐기물이 발생하지 않아 환경에 무리가 없다는 게 장점이다. 유주현 연구원은 “고부가가치 부산물 생산이 가능한데다 정제비용이 들지 않는 만큼 상용화를 확신한다”고 말했다.
 

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