초록 ▼

핵심기술
바이오 디젤 생산 과정의 부산물로 얻어지는 글리세롤을 기질로 사용하여 미생물 전환을 통한 1,3-propanediol 생산
최종목표
◎ 1,3-PDO 생산농도 : 80 g/ℓ
◎ 1,3-PDO 발효수율 : 0.5 g/g
◎ 1,3-PDO 생산성 : 3.5 g/ℓ/hr
◎ 1,3-PDO 정제 순도 : 95%
◎ 1,3-PDO 회수율 : 80%
개발내용 및 결과
◎ 개발내용
- 발효공정의 효율에 영향을 미치는 구성요소 (배지 조성, 균주 등) 및 운전조건이 1,3-PDO

핵심기술
바이오 디젤 생산 과정의 부산물로 얻어지는 글리세롤을 기질로 사용하여 미생물 전환을 통한 1,3-propanediol 생산
최종목표
◎ 1,3-PDO 생산농도 : 80 g/ℓ
◎ 1,3-PDO 발효수율 : 0.5 g/g
◎ 1,3-PDO 생산성 : 3.5 g/ℓ/hr
◎ 1,3-PDO 정제 순도 : 95%
◎ 1,3-PDO 회수율 : 80%
개발내용 및 결과
◎ 개발내용
- 발효공정의 효율에 영향을 미치는 구성요소 (배지 조성, 균주 등) 및 운전조건이 1,3-PDO 생산에 미치는 영향 인자 조사
- 추출, 흡착, 증류 등의 생물학적 생산물의 분리기술을 이용하여 배양액으로부터 1,3-PDO를 분리 및 정제하는 핵심 기술을 개발하여 회수율 80%이상, 정제순도 95% 이상달성
- 1,3-PDO Scale-up 연구를 위해 100 ℓ 발효기를 구축하며, 실험실 규모 발효기 결과와 100 ℓ 발효기 운전 결과를 비교 하여 안정적으로 운전조건을 확립
◎ 결과
1,3-PDO 생산농도 : >80 g/ℓ
1,3-PDO 발효수율 : >0.5 g/g
1,3-PDO 생산성 : >3.5 g/ℓ/hr
1,3-PDO 정제순도 : >90%
1,3-PDO 회수율 : >80%
기술개발 배경
◎ 바이오디젤 경쟁력 향상을 위해 부산물인 글리세롤의 부가가치화 기술 개발 필요
◎ 국내 1,3-PDO 및 PTT 폴리머 전량을 수입에 의존함
◎ 탈 석유화학원료 및 폐자원 이용 자원순환 정책에 기여함
핵심개발 기술의 의의
석유화학원료를 대체할 수 있는 바이오디젤 폐부산물(글리세롤)을 원료로 활용하여 에너지 절약형인 바이오공정을 통해 고부가 화학원료인 1,3-propanediol(1,3-PDO)을 생산
적용 분야
PTT 폴리머 수입대체, PET, Nylon 대체, 화장품 및 의료분야, 1,3-PDO 친환경적 생산 기술 개발 확대 및 고부가 가치상품 분야 개척

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 8
• 목 차 ... 12
• 표 목차 ... 14
• 그림 목차 ... 15
• 제 1 장 서론 ... 16
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 16
• 1. 개발기술의 개요 ... 16
• 2. 개발기술의 필요성 ... 16
• 2-1. 기술적 측면 ... 16
• 2-2. 산업ㆍ경제적 측면 ... 17
• 제 2 절 국내 •외 관련 기술의 현황 ... 18
• 1. 국내 기술 현황 ... 18
• 1-1. 국내 바이오디젤 생산 및 폐글리세롤 활용 현황 ... 18
• 1-2. 국내 1,3-PDO 생산 기술 개발 현황 ... 18
• 2. 국외 기술 현황 ... 19
• 2-1. 바이오디젤 생산 및 폐글리세롤 활용 현황 ... 19
• 2-2. 국외 1,3-PDO 생산 기술 개발 현황 ... 20
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적 •경제적 파급 효과 ... 21
• 1. 기술적 파급효과 ... 21
• 2. 산업 •경제적 파급효과 ... 21
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 23
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 23
• 1. 최종목표 ... 23
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 24
• 1. 2단계 최종목표 ... 24
• 2. 단계 목표 및 평가 방법 ... 24
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 24
• 1. 1차년도 개발내용 및 범위 ... 24
• 1-1 개발목표 ... 25
• 1-2 개발내용 및 범위 ... 25
• 2. 2차년도 개발내용 및 범위 ... 25
• 2-1. 개발목표 ... 25
• 2-2. 개발내용 및 범위 ... 25
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 26
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 26
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 27
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 27
• 1. 연구개발 결과 ... 27
• 1-1. 폐글리세롤의 공급 및 성분 조사(부록) ... 27
• 1-2. 생물학적 공정을 이용한 1,3-PDO 생산 공정 - 100ℓ 발효기 운전 ... 27
• 가. 실험재료 및 방법(부록) ... 27
• 나. 실험결과 및 고찰 ... 27
• 1) 고농도 균주 배양을 위한 배양액 비교 실험 ... 27
• 2) 순수글리세롤 및 폐글리세롤을 이용한 1,3-PDO 생산 비교 ... 28
• 1-3 1,3-propanediol 분리 및 정제 기술 개발 ... 31
• 가. 1,3-PDO 배양액에서의 미생물 분리 공정 ... 31
• 나. 1,3-PDO 분리 및 추출 공정 ... 31
• 1) 추출 온도에 따른 영향 평가 ... 32
• 2) 추출 시간에 따른 영향 평가 ... 32
• 3) 혼합 용매에 따른 1,3-PDO 추출 ... 33
• 4) 분별 증류 ... 33
• 다. 생물학적 공정에서 생산된 1,3-PDO의 냄새취 및 색깔 제거 공정 기술 개발 ... 34
• 1-4 발효기 시스템 최적화 - 실험실 규모 배치 발효기 이용 ... 34
• 가. 실험 방법(부록) ... 34
• 나. 실험 결과 및 고찰 ... 34
• 1) RSM을 이용한 배지최적화 ... 34
• 2) 계면활성제 첨가에 의한 crude glycerol내 존재하는 발효저해 물질의 제독효과 ... 39
• 3) 반응기 시스템 최적화 ... 41
• 다. 기술개발 결과 유/무형적 성과 ... 43
• 1) 지식재산권 ... 43
• 2) (주) 인우코퍼레이션 기업부설연구소 구축 (그림 3.9, 부록) ... 45
• 3) 발효기 제작 설계, 도면 및 사진 ... 45
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 45
• 1-1 연차별 개발목표 및 개발내용 ... 45
• 가. 1차년도 ... 45
• 나. 2차년도 ... 46
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 47
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 49
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 50
• 부 록 ... 51