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Kafe 바로가기주관연구기관 | (주)이맥솔루션 |
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연구책임자 | 임대재 |
참여연구자 | 김영운 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2021-04 |
과제시작연도 | 2021 |
주관부처 | 환경부 Ministry of Environment |
등록번호 | TRKO202200004712 |
과제고유번호 | 1485017687 |
사업명 | 글로벌탑환경기술개발사업(R&D) |
DB 구축일자 | 2022-07-23 |
키워드 | 유지 폐자원 전처리.다이머산 메틸 에스테르.점·접척제.유기용매 나노분리.친환경 중합체.Used Fat and Vegetable Oil.DAME.Pressue-sensitive.organic solvent nanofiltration.Eco-Polymers. |
연구의 목적 및 내용
(연구의 목적)
· 저급 유지 폐자원(동물유/팜유) 활용 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 (UN-FAME) 분리 및 정제 파일롯 규모 기술 확립
· 다이머산 메틸 에스테르(DAME) 활용 친환경 중합체에 대한 파일롯 규모 기술 확립
· 유지 폐자원 유래 단량체 활용 분자제어 중합기술 개발
· 다이머산 메틸 에스테르 활용 폴리에스테르 폴리올 합성 및 응용기술개발
· 점접착용 폴리에스테르 시제품 합성 및 다중가지 폴리우레탄 시제품 합성
· 동·식물유 폐자원 기술 해외 실증
연구의 목적 및 내용
(연구의 목적)
· 저급 유지 폐자원(동물유/팜유) 활용 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 (UN-FAME) 분리 및 정제 파일롯 규모 기술 확립
· 다이머산 메틸 에스테르(DAME) 활용 친환경 중합체에 대한 파일롯 규모 기술 확립
· 유지 폐자원 유래 단량체 활용 분자제어 중합기술 개발
· 다이머산 메틸 에스테르 활용 폴리에스테르 폴리올 합성 및 응용기술개발
· 점접착용 폴리에스테르 시제품 합성 및 다중가지 폴리우레탄 시제품 합성
· 동·식물유 폐자원 기술 해외 실증 플랜트(테스트베드) 해외 수출용 파일록 규모 기술 확립
· 해외 기술 수출 추진을 위한 현지 적용 가능한 기술 보완 및 파트너 확보
· Phase-1 실증 파일롯 플랜트 운전 최적화 조건 확립 및 기술 해외 수출 확대
· 실증화 설비 생산제품 영업 활성화 및 업체 Test 결과 확보
· Phase-1 실증 파일롯 플랜트 제품 판매를 위한 용도 개발
· 동·식물유 폐자원에서의 지방산 메틸 에스테르 포화/불포화 혼합액의 효율적인 분리를 위한 OSN용 분리막 소재 탐색 및 제조 모의 OSN용 막 TEST
· 파일롯 구축
·저급 유지 폐유지(동물유/팜유) 활용 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 (UN-FAME) 분리 및 정제용 파일롯 구축
·다이머산 메틸 에스테르 및 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 활용 친환경 중합체 합성용 파일롯 구축
·기술 수출 추진을 위한 고산가 유지(동물유/팜유) 폐자원 전처리 파일롯 구축
· 실증 파일롯 플랜트 구축
·저급 폐유지(동물유/팜유)에서 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 분리 및 정제용 실증 파일롯 플랜트 구축
·저점도 친환경 중합체(폴리머) 중합용 실증 파일롯 플랜트(반응설비) 구축
- 저점도 친환경 중합체
- 고점도 찬환경 중합체
·저점도 친환경 중합체(폴리머) 중합용 실증 파일롯 플랜트의 지원 설비 (열매체 보일러) 구축
·고점도 친환경 중합체(폴리머) 중합용 실증 파일롯 플랜트(저진공/고진공 시스템) 구축
·고점도 친환경 중합체(폴리머) 중합용 실증 파일롯 플랜트 지원설비(고형화 설비) 구축
· 양산 설계 패키지 확보 (설계용량)
·저급 동·식물유 폐자원 (동물유/팜유) 활용 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 (UN-FAME) 분리·정제기술 : 1 만톤/년 이상
·다이머산 메틸 에스테르(DAME) 활용 친환경 중합체 2종에 대한 실증화 기술
: 2 만톤/년 이상
(연구의 내용)
[1차년도]
· 저급 유지 폐자원(동물유/팜유) 활용 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 (UN-FAME) 분리, 정제기술 확립
· 다이머산 메틸 에스테르 활용 친환경 중합체에 대한 파일롯 규모 기술 확립
· Phase-1 실증 파일롯 플랜트 운전 최적화 기술 확립
·유지 폐자원 전처리 기술 운전조건 최적화
·유지 폐자원(대두유) 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 분리 및 정제기술 운전조건 최적화
·다이머산 메틸 에스테르 중합 및 정제기술 운전조건 최적화
· 실증화 설비 기술 해외 수출 추진을 위한 파트너 확보 (MOU 협약 등) 및 현지 적용 가능한 기술 보완 (국가별 유지 폐자원 재활용 현황 Data 확보)
· 실증화 설비 생산제품 영업 활성화 및 업체별 Test 결과 확보
· Phase I 확보 중합체 응용성 탐색
·기 합성 폴리에스테르의 응용물성 탐색 : 열가소성 탄성체로의 응용성 관찰
· 에스테르 폴리올 합성 (벤취 및 파일럿 규모) 및 폴리에스테르 합성
·폴리에스테르의 Hard-Soft 세그먼트의 조절 : Hard 세그먼트 부분으로 락타이드 중합 단위를 이용한 분자량 조절
· 합성 친환경 중합체의 기본물성평가
· 합성 친환경 중합체의 응용기술개발
· MF 혹은 UF 지지체 위에 단독 코팅 혹은 더블 코팅, layer-by-layer 코팅을 통한 NF막 제조 연구
· 파일롯 설비 구축
·저급 유지 폐자원(동물유/팜유) 활용 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 분리 및 정제용 파일롯 설비
·다이머산 메틸 에스테르 및 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 활용 친환경 고분자 중합체 합성용 파일롯 설비
[2차 년도]
· 저급 유지 폐자원 (동물유/팜유) 활용 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 분리 및 정제 기술 확립
· 저점도 친환경 중합체(폴리머) 중합용 중합기술 확립
· 기술 해외 수출 추진
·Phase-1 기술 해외 수출을 위한 파일롯 규모 설비 구축 기술 확보
· 해외 기술 수출 및 파일롯 규모 설비 구축 (검토 대상국가 : 중국, 베트남, 인도네시아 등)
· Phase-1 실증 파일롯 플랜트 제품 판매를 위한 용도 개발
· 1차년도 합성 폴리에스테르의 에스테르 폴리올 구조 변화 및 폴리에스테르 합성(벤취 규모)
· 다중가지 폴리우레탄 구조 검토 및 폴리우레탄 합성
· 합성 중합체의 기본물성 및 응용물성평가 : 접착물질과 가소제 효과 관찰
· 폴리에스테르의 접착용도 개발 및 물성평가
· 친환경 중합체 후보물질 선정
· MF 혹은 UF 지지체 위에 단독 코팅 혹은 더블 코팅, layer-by-layer 코팅을 통한 NF 막 제조 기술 확립
· 해외 기술 수출 및 파일롯 규모 설비 구축 (검토 대상국가 : 중국, 베트남, 인도네시아 등)
· Phase-1 실증 파일롯 플랜트 제품 판매를 위한 용도 개발
· 실증 파일롯 플랜트 구축
·저점도 친환경 중합체(폴리머) 중합용 실증 파일롯 플랜트(반응설비) 구축
·저점도 친환경 중합체(폴리머) 중합용 실증 파일롯 플랜트의 지원 설비 (열매체 보일러) 구축
[3차 년도]
· 친환경 중합체 활용 응용기술 개발
· 저점도 및 고점도 친환경 중합체 실증 파일롯 플랜트 기술 확립
· Phase-1/2 실증 파일롯 플랜트 제품 판매를 위한 용도개발
· Phase-1 기술 해외 수출 : 1건
·1차-해외 파트너 MOU 체결 및 기술 수출
· Phase-1에서 개발된 실증 파일롯 플랜트에 대한 상용설비(플랜트) 증설 투자
· 기술 해외수출 확대 및 실증 파일롯 플랜트 제품 해외수출 진행 (컨설팅 진행상황 반영)
· 폴리에스테르 시제품 제조
· 다중가지 폴리우레탄 합성 (벤취규모)
· 핫멜트 접착제 응용용도 개발 및 물성평가 : 중합체의 상분리 등의 관찰 및 응용 물성의 극대화
· 2차년도에서 수행한 메틸 에스테르 포화/불포화지방산 용액과 분자량에 비슷한 물질(염료)에 대한 종류 별 저항성 측정 및 성능평가
· 실증 파일롯 플랜트 구축
·고점도 친환경 중합체(폴리머) 중합용 실증 파일롯 플랜트(반응설비) 구축
- 실증 파일롯 플랜트 용량 : 10㎥/Batch
- 실증 파일롯 플랜트 용량 : 1,000톤/년 (고점도 친환경 중합체)
·저급 폐유지(동물유/팜유)에서 고순도 UN-FAME 분리 및 정제용 실증 파일롯 플랜트 구축 (2018⇒2019)
·기술 수출을 위한 고산가 유지(동물유/팜유) 폐자원 전처리 파일롯 설비 구축 (2019⇒2018) (컨설팅 진행상황 반영)
[4차 년도]
· DAME/DA 활용 고점도 친환경 중합체 실증 파일롯 플랜트 기술 확립
· 해외 기술 수출 추진을 위한 파트너 확보 및 현지 적용 가능한 기술 보완
· Phase-1/2 기술 해외 수출을 위한 상용(플랜트) 규모 기술 확립
· 해외 기술 수출 및 실증 플랜트 규모 설비 구축
· 해외 기술 수출 및 실증제품 판매
· 실증 파일롯 플랜트 구축에 필요한 추가 예산 반영
· Phase2 1단계 정량적 성과를 Phase2 2단계에 추가 반영함
· 기술수출 조기달성을 위한 현지 특허권 침해여부 재점검
· 수출지원 외부 전문가 활용
· 점접착용 폴리에스테르 시제품 제조 및 사업화 지원
· 다중가지 폴리우레탄 시제품 제조 및 사업화 지원
· 접착제 배합 및 접착제 응용용도 개발 및 물성평가
· 주관기관 중합체 예비설계 및 후보물질 선정
· 실증 파일롯 플랜트 구축
·고점도 친환경 중합체(폴리머) 중합용 실증 파일롯 플랜트 진공(저진공/고진공) 시스템 구축
·저급 유지(동물유/팜유) 폐자원 활용 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 (UN-FAME) 분리 및 정제 실증 파일롯 플랜트 구축
·Phase-1/2 기술 해외 수출을 위한 파일럿 규모 설비 구축 (해외)
[5차 년도]
· 동·식물유 폐자원 유래 단량체 활용 분자 제어기술 개발(양산 규모)
· 고점도용 친환경 중합체 실증 파일롯 플랜트 기술 확립
· Phase-1/2 친환경 중합체 양산(플랜트) 설계 패키지 확보
· 해외 기술 수출 (생산 규모 : 5,000 톤/년)
· 4차년도 정량목표 중 이부 미달성 부분에 대한 보완 방안을 강구하여 당해연도 연구계획에 반영을 요함.
·고순도 불포화 지방산 메틸에스테르 : 분리순도
·고순도 불포화 지방산 메틸에스테르 : 분리 수준
·화학적 전환공정을 통한고부가 화학원료 : 중합체 분자량
· Phase2 정량적 성과를 Phase2 2단계에 추가 반영함
· 친환경 중합체 실증 파일롯 플랜트 규모 제조 및 시운전
· 친환경 중합체 시제품 제조 및 사업화
· 친환경 중합체 활용 응용제품제조 및 다양한 용도창출을 통한 사업화
· 친환경 중합체 최종 후보물질의 홍보를 통한 사업화
· 실증 파일롯 플랜트 구축
·고점도 친환경 중합체(폴리머) 중합용 실증 파일롯 플랜트 지원설비(고형화 설비) 구축
[6차 년도]
· 동·식물유 폐자원 유래 단량체 활용 분자 제어기술 개발(양산 규모)
·친환경 중합체 양산(플랜트) 설계 패키지 확보 (설계용량 : 2 만톤/년 이상)
·분자량 : 20,000 g/mol, 전환율 : 95% 이상
· 고점도용 친환경 중합체 실증 파일롯 플랜트 기술 확립
· Phase-1/2 친환경 중합체 양산(플랜트) 설계 패키지 확보
· 개발된 친환경 중합체 제품의 시장 규모, 기존제품 대체 가능성 등을 포함한 경제성 분석을 실시함
· 중합체 전환율 향상 및 분자량 최적화 공정 개선
· 친환경 중합체 실증 파일롯 플랜트 규모 제조 및 시운전
· 친환경 중합체 시제품 제조 및 사업화
· 친환경 중합체 활용 응용제품제조 및 다양한 용도창출을 통한 사업화
· 친환경 중합체 최종 후보물질의 홍보를 통한 사업화
· 실증 파일롯 플랜트 구축
·고점도 친환경 중합체(폴리머) 중합용 실증 파일롯 플랜트 지원설비(고형화 설비) 구축
연구개발성과
· 실증 파일롯 플랜트 운전 최적화 및 기술 해외수출 추진을 위한 파트너 확보
· 기술내용 : 유지 폐자원 전처리 기술, 바이오디젤 생산기술, 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르(UN-FAME) 분리 및 정제기술, 다이머산 메틸 에스테르(DAME) 중합 및 정제기술
· 파일롯 규모 설비 구축, 현지 파트너 확보, 적용 가능기술 보완 및 해외 기술 수출
· 생산 규모 : 5,000톤/년 이상
· 새로운 친환경 중합체의 합성으로 정량적인 연구성과 창출
· 학술지 게재 : SCI 6건, 비SCI 8건
· 국내외 학술회의 발표 : 국내 20건
· 국내 특허 : 출원 12건, 등록 10건
· 국제 특허 : 출원 3건
· 매출액 : 국내 = 2,119억원, 국외 = 0억원
· 기술이전 : 0건
· 인력 양성 : 5명 (석사)
· 고용창출 : 10명
· 선진국에 예속화된 점·접착제 및 핫 멜트 접착제용 폴리머 바인더의 개발
· 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 분리 기술 개발 및 이를 위한 분리막 소재 개발
연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
· 산/학/연으로 구성된 참여기관 및 유관 관련 산업 전문가들을 주축으로 동·식물 유지폐자원을 활용한 연구개발결과를 교류함
· 본 연구과제의 조기 사업회를 위해 고순도 불포화 지방산 메틸 에스테르 및 다이머산메틸 에스테르의 친환경 중합제 제조기술을 활용할 예정임
· 기술 수출을 위해 Phase I 단계에서 해외 특허출원을 위한 준비를 진행하였으며, 글로벌 사업화 계획을 위해 계속적인 해외 시장조사를 진행하여 구체적인 글로벌 상업화 계획을 수립하도록 함
· 유지 폐자원을 활용한 기술로 Phase II에서 수입 대체효과 500억원/년, 수출 효과 150억원/년 등 무역수지 개선 효과가 있음
· 동·식물유 폐자원을 활용하여 고부가 친환경 중합체의 개발로 지속 가능원료 기반의 중합체 기술력 향상
· 다양한 국제 환경규제강화 (기후변화협약, 교토의정서)에 대처하는 기반을 조성하며 쾌적한 환경을 통한 삶의 질을 향상시키는데 기여함
· 온실가스 감축 효과(연간) : 동식물유 폐자원을 활용하여 친환경 중합체 응용제품의 개발로 유용자원 39,000톤/년 활용기준으로 78,000톤/년 온실가스 감축 예상
· 막을 이용한 저급 동식물유 폐자원의 불포화 지방산 메틸 에스테르 분리
(출처 : 요약문 4p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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