초록 ▼

1. 바이오디젤 생산 관련
1.1 효소를 이용한 바이오디젤 생산
- 효소를 이용한 바이오디젤 생산에서 가장 큰 문제는 메탄올에 의한 저해임. 이를 해결하기 위해서 본 연구팀에서는 2 가지 방향으로 해결책을 제시하였음. (1) 효소 저해를 막기 위한 기존의 기술을 평가한 결과 그 효과가 미흡하여 본 연구팀에서는 pre-dissolution이라는 새로운 기술을 제안하였고 만족할만한 결과를 얻었음 (KJChE에 발표 : SCI 급), (2) 새로운 생물반응기를 개발하였고 이 생물반응기를 통하여 메탄올 억제를 최소화하고 효소의

1. 바이오디젤 생산 관련
1.1 효소를 이용한 바이오디젤 생산
- 효소를 이용한 바이오디젤 생산에서 가장 큰 문제는 메탄올에 의한 저해임. 이를 해결하기 위해서 본 연구팀에서는 2 가지 방향으로 해결책을 제시하였음. (1) 효소 저해를 막기 위한 기존의 기술을 평가한 결과 그 효과가 미흡하여 본 연구팀에서는 pre-dissolution이라는 새로운 기술을 제안하였고 만족할만한 결과를 얻었음 (KJChE에 발표 : SCI 급), (2) 새로운 생물반응기를 개발하였고 이 생물반응기를 통하여 메탄올 억제를 최소화하고 효소의 안정성은 높이면서 효소를 재사용할 수 있었음 (Bioprocess and Biosystems Engineering in press : SCI 급).
1.2 whole cell을 이용한 바이오디젤 생산
- Whole cell 바이오디젤 생산을 위한 최적의 미생물 선정하였고 이를 고정화하고 건조하는 최적의 공정을 제시하였음. 그리고 whole cell을 이용한 충진층 생물반응기를 개발하여 이를 활용하여 연속적인 바이오디젤 생산 공정을 확립하였음 (Bioprocess and Biosystems Engineering under review). 또한 whole cell 바이오디젤 생산 속도를 증가시키기 위한 다양한 기술 (화학처리, 글리세롤 제거, 초기 글리세롤 투입, 초기 수분 투입 등)을 제안하고 평가하였으며 이 결과는 곧 논문 투고 예정임.
2. 1,3-Propanediol (1,3-PD) 생산 관련
2.1 최적 반응조건
- 통계적 기법을 이용하여 바이오디젤 생산의 부산물인 폐글리세롤로부터 1,3-PD를 생산하는 공정의 주요 변수인 글리세롤 농도, 반응시간, pH, 암모늄 농도, 미량 금속 농도에 대한 최적화를 수행하였음. 기존의 연구가 1,3-PD 최종 농도를 최대화하는 것에 맞춰진 반면 본 연구에서는 1,3-PD 생산성은 최대로 하면서 부산물 생산은 최소로 하는 각각에 대한 local optimization뿐만 아니라 이들을 동시에 만족하는 global optimization도 수행하였음. 현재 이 결과는 논문 투고 준비 중에 있음.
2.2 생물반응기를 이용한 1,3-PD 생산
- 앞에서 찾은 최적의 반응조건으로 1,3-PD를 회분식, 연속회분식, 유가식 등으로 생산하여 그 생산성을 비교하였음. 유가식 배양의 생산성이 크게 높게 나타났으나 생산물 저해를 해결해야하는 과제를 남겼으며 본 연구에서는 다양한 생물반응기 중에서 충진층 생물반응기 (packed-bed bioreactor)를 통하여 해결하고자 하였음. 미생물은 포괄법을 이용하여 고정화하였으며 생물반응기를 연속식으로 운전하였음. 실험결과 생산물 저해는 해결되었으나 낮은 생산성이 문제되었고 충진층의 부피를 크게 하고 유속을 낮춰 체류시간을 늘려주는 방식과 더불어 유입되는 반응물을 강하게 교반하거나 초음파를 가함으로써 생산성을 향상시킬 수 있었음. 본 연구 결과 또한 논문 투고 준비 중에 있음.
3. 통합생물공정 개발
- 부착법으로 고정화된 미생물이 채워진 바이오디젤 생산용 충진층 생물반응기와 포괄법으로 고정화된 미생물이 채워진 1,3-PD 생산용 충진층 생물반응기를 통합한 생물공정 개발 연구를 수행하였음. 바이오디젤로부터 글리세롤 분리는 중력을 이용한 방법으로는 되지 않아 원심분리기를 이용하였고 바이오디젤 생산 속도와 1,3-PD 생산 속도에는 상당한 차이가 있어 연속 공정으로는 불가능하다고 판단하였음. 따라서 바이오디젤 생산과 1,3-PD 생산의 2단계 공정을 구축하였고 이 공정의 특성을 분석하였음.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 8
• Ⅲ. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 10