초록 ▼

핵심기술
- 홍조류 원료의 특성을 고려한 연속식 산당화 반응기의 개발 및 이를 통한 당화수율 향상과 발효저해물질 생성량의 최소화기술 (batch 대비 (1/10)
- 변이균주 KCTC1815P 균주는 세계 최고 성능의 혼합당 발효능을 보여주며 원균주 대비 4배의 에탄올 생산능력
최종목표
홍조류를 바이오매스로 이용하여 원료의 전처리, 당화, 발효 등 전 공정에 대한 원천기술 확보 및 장애기술을 해결하고 40 L/day 시험생산을 통해 홍조류 유래 바이오에탄올 생산기술을 확립함
개발내용 및 결과
- 홍조

핵심기술
- 홍조류 원료의 특성을 고려한 연속식 산당화 반응기의 개발 및 이를 통한 당화수율 향상과 발효저해물질 생성량의 최소화기술 (batch 대비 (1/10)
- 변이균주 KCTC1815P 균주는 세계 최고 성능의 혼합당 발효능을 보여주며 원균주 대비 4배의 에탄올 생산능력
최종목표
홍조류를 바이오매스로 이용하여 원료의 전처리, 당화, 발효 등 전 공정에 대한 원천기술 확보 및 장애기술을 해결하고 40 L/day 시험생산을 통해 홍조류 유래 바이오에탄올 생산기술을 확립함
개발내용 및 결과
- 홍조류와 같은 새로운 해양 바이오매스를 원료로 이용하여 바이오에탄올을 생산하는 세계 최초의 원천기술개발 연구를 수행함
- 본 기술의 핵심역량기술은 당화와 혼합당 발효기술로서 이 두가지 기술에 대한 21건의 원천기술 특허와 18편의 논문을 연구성과로 도출함
- 연속식 당화기술을 통해 얻어진 당화액으로부터 에탄올 3.5 %(v/v)까지 얻을 수 있는 기술을 개발
- 잔류섬유소에 대하여 위탁기관 SSF기술 적용 시 추가로 6.4%의 에탄올 생산이 가능하여 건조원료 1톤 당 약 103.5 리터의 에탄올 생산성 확인함
- 당화기술의 핵심은 발효성 당을 최대로, 저해물질을 최소화하는 기술이며 발효기술의 핵심은 높은 혼합 당농도에서 substrate/product inhibition을 최소화하는 기술로서 본 사업을 통해 높은 원천기술 연구성과를 이루었다고 사료됨
기술개발배경
전세계적인 화석연료의 고갈 및 지구온난화 문제 해결
핵심개발기술의 의의
- 홍조류 우뭇가사리로 바이오에탄올을 생산하는 기술은 세계 최초로 시도된 기술이며 본 사업을 통해 여러 가지 핵심기술을 개발하였고 이와 함께 장애기술을 파악하여 그 대안을 제시함
-현재 본 기술은 (주)바이올시스템즈에 기술이전 되어 그 회사를 통해 국산화 및 플랜트 기술 수출을 진행 중
적용분야
수송용 바이오에탄올, 바이오 플랫폼 케미컬 생산

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 4
• <기술개발사업 주요 연구성과> ... 8
• 목차 ... 22
• <그림 차례> ... 24
• <표 차례> ... 29
• 제 1 장 서론 ... 31
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 31
• 제 2 절 국내·외 관련기술 및 특허 현황 ... 35
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 41
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 41
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 41
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 42
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 46
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 46
• 1. 실험방법 ... 46
• 2. 실험결과 ... 52
• 가. 산당화 공정 ... 52
• 1) 우뭇가사리 당화기술 (주관기관) ... 52
• 2) 침출식 공정에 의한 물질수지 정립 (경기대학교) ... 76
• 2-1) 경기대학교 연구 요약 ... 89
• 3) 섬유소 산당화 (단국대학교) ... 90
• 3-1) 단국대학교 연구 요약 ... 117
• 4) 산당화 공정 결론 ... 118
• 나. 효소당화 공정 ... 119
• 1) 섬유소 효소당화 (주관기관) ... 119
• 2) 홍조류 섬유소 분해효소 대량생산 시스템 개발 (한국생명공학연구원) ... 140
• 3) AHG 의 galactose 전환 효소 개발 (고려대학교) ... 168
• 4) 효소 당화공정 결론 ... 175
• 다. 발효공정 ... 176
• 1) B. custersii 을 이용한 에탄올 발효 (주관기관) ... 176
• 2) 유산균 이용 발효(서울대학교) ... 195
• 3) Butanol 발효 (광주과학기술연구원) ... 255
• 4) 재조합 효모를 활용 저비용 동시당화 프로세스 검증 (한국생명공학연구원) ... 276
• 5) 발효공정 결론 ... 281
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 282
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 288
• 제 4 절 최종 결론 ... 299
• 최종보고서 요약서 ... 302
• 기술개발사업 수행중 발생한 연구기자재 등의 발생품관리현황 ... 303
• 주관기관의 사업성과 활용계획서 ... 316
• 부 록 - 논문 및 특허 증빙자료 - ... 317