산림청 국립산림과학원(원장 남성현)이 국내에서 생산되는 낮은 상품성의 목탄을 이용하여 바이오에탄올 제조 공정의 생산성을 향상시키는데 성공했다고 밝혔다.
국립산림과학원은 바이오에탄올 제조를 위해 초임계수(超臨界水)를 이용하여 목재를 분해, 발효당을 생산하는 공정을 개발하고 있다.
목재를 초임계수로 분해할 때 바이오에탄올 발효를 저해하는 물질들이 생성되는데, 발효저해물질들은 발효를 담당하는 미생물의 활동을 억제하여 바이오에탄올 생산성에 큰 영향을 미치기 때문에 당화액에서 이들을 효과적으로 제거하는 것이 매우 중요하다.
초임계수 : 374℃ 이상의 매우 높은 온도와 대기압의 230배 이상의 압력에서 존재하는 물
하지만 기존 산업에서 발효저해물질 제거에 활용되는 활성탄은 바이오에탄올 제조에 필요한 물질들까지 흡착하여 바이오에탄올의 생산성을 감소시키는 문제로 인해 폭넓게 활용되지 못했다.
실험결과 활성탄의 투입량을 늘림에 따라 대표적 발효저해물질인 5-HMF와 푸르푸랄의 제거율도 증가하였으나, 바이오에탄올 제조에 필요한 포도당과 자일로스의 양은 최대 25%까지 감소하였다.
반면 발효저해물질 제거에 목탄을 적용한 결과, 포도당과 자일로스의 손실 없이 5-HMF과 푸르푸랄이 24시간 내에 90% 이상 제거되었다.
특히 이번 연구에 사용된 목탄은 국내 숯 생산 공정에서 발생하는 상품성이 떨어지는 저급 조각탄으로, 국립산림과학원은 이러한 연구결과가 국내 목탄 산업에 긍정적 효과를 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다.
국립산림과학원 화학미생물과 이성숙 과장은 “발효저해물질 제거를 위해 기존에 이용되어 왔던 활성탄의 단점인 발효당의 손실을 목탄 적용으로 최소화시킬 수 있어 바이오에탄올 생산 공정의 경제성이 개선될 것으로 기대된다”고 밝혔다.
국립산림과학원은 앞으로 목탄의 선택적 흡착이 진행되는 메커니즘에 대한 연구를 지속적으로 수행하여 국내 목탄 산업의 새로운 활로를 모색할 계획이다.
