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NTIS 바로가기KSBB Journal, v.26 no.5, 2011년, pp.417 - 421
전형진 ((주)창해에탄올) , 이병오 (전북대학교 생물공정공학과) , 강경우 ((주)창해에탄올) , 정준성 ((주)창해에탄올) , 정봉우 (전북대학교 생물공정공학과) , 최기욱 ((주)창해에탄올)
Because beverage waste contains a lot of sugar, it can be used as a valuable resource for energy. But beverage waste is discharged through the water treatment. To prevent the waste of the energy resource, we produced bioethanol by using beverage waste in this study. In order to produce bioethanol, w...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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식음료폐기물을 이용하여 바이오에탄올을 생산하는 실험에서 어떤 결과를 얻을 수 있었는가? | 본 연구에서는 생산단계나 유통단계에서 사용되지 못하고 버려지는 식음료폐기물을 이용하여 바이오에탄올을 생산하였다. 본 연구 결과 식음료폐기물의 pH가 3.24로 분석되어 S. cerevisiae에 의한 발효공정의 수율이 낮을 것으로 예상되어 NaOH와 같은 염기성 물질을 첨가하여 pH를 최적조건인 4.5로 조절하였다. 식음료폐기물을 영양원을 첨가하지 않고 발효한 경우 효모의 영양원 부족으로 인해 에탄올 농도 (13.8 g/L)와 발효 수율 면에서 낮게 분석되었다. 이를 보완하기 위해 전분질계 에탄올 생산공정에서 발생되는 폐액을 영양원으로 첨가한 결과 효모의 생육 조건을 개선시킬 수 있었으며 식음료폐기물에 함유된 당을 모두 사용할 수 있어 에탄올 농도 또한 45 g/L이상으로 분석, 발효속도 또한 발효 폐액을 10 vol%이상 첨가했을 시 발효 30시간이면 완료할 수 있었다. 결론적으로 식음료폐기물은 단독발효는 식음료폐기물에 함유된 영양원이 부족하여 효모의 생장을 억제하여 높은 에탄올 생산 수율을 기대하기 힘들기 때문에 영양원을 첨가해야만 높은 수율을 기대할 수 있었으며, 영양원으로서 전분질계에탄올 공정에서 발생되는 발효 폐액을 첨가할 경우 매우 우수한 효과를 나타내는 것으로 분석되었다. 또한 식음료 폐기물 발효액을 이용하여 증류와 탈수공정을 통해 에탄올을 농축시킬 수 있었고, 그 결과 99.7 wt%의 연료용 무수 에탄올을 생산할 수 있었다. 이는 폐기물인 바이오매스와 저렴한 영양원 (발효폐액)을 이용하여 바이오에탄올 생산할 수 있음으로 인해 에탄올 생산 비용에서 가장 큰 부분을 차지하는 바이오매스 부분을 절감 할 수 있어 에탄올 생산 단가를 낮출 수 있을 것이라 판단되며 생산 공정 또한 복잡하지 않아 향후 Scale-up을 통한 상업화에도 매우 많은 가능성을 가지고 있다고 판단된다. | |
2세대 바이오매스의 장단점은? | 다음으로 2세대 바이오매스를 이용한 에탄올 생산 공정은 볏짚, 보릿짚, 억새와 같은 셀룰로스계 바이오매스를 이용한다. 2세대 바이오매스는 1세대 바이오매스와 비교하여 가격이 저렴하고, 양 또한 풍부하다는 장점을 가지고 있지만, 셀룰로스계 바이오매스는 식물의 복잡한 구조로 인해 발효 가능한 당으로 전환하기가 힘들며, 당으로 전환하기 위한 전처리 공정의 수반으로 인한 생산단가도 높아진다는 단점이 있다 [4-9]. | |
식음료폐기물이 에탄올의 발효기질로서 활용 가능한 이유는? | 이러한 식음료폐기물은 현재 다른 용도로서 활용되지 못 하고 제조업체에서 대부분 폐수처리를 통하여 처리되고 있어 많은 비용이 사용되고 있는 실정이며, 또한 이러한 유기성폐기물의 활용에 대한 방안으로 현재 메탄과 수소 생산과 같은 바이오가스 생산에 대한 연구에 편중되어 있다. 하지만 식음료폐기물에는 다량의 당이 함유되어 있기 때문에 저장과 수송이 용이한 액체연료인 에탄올의 발효기질로서 활용가능성을 충분히 가지고 있으며, 또한 당이 단당류로 존재하기 때문에 당화공정이 필요하지 않으므로 공정상 매우 유리하며 폐기물을 에너지원으로 재사용을 할 수 있으므로 친환경적이며 경제적인 공정이라는 장점을 가지고 있다 [13-14]. |
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