Translate

2017년 9월 14일 목요일

나무에서 설탕을 추출하기



(From waste materials such as wood chips and corn cobs, UD researchers are extracting sugars that can replace petroleum in the manufacture of thousands of consumer products. Credit: Evan Krape/ University of Delaware)
 목재에서 설탕을 얻어낸다는 이야기는 조금 이상하게 들릴지 모르지만, 충분히 가능한 일입니다. 왜냐하면, 식물 세포벽의 주성분인 셀룰로오스나 헤미셀룰로오스 모두 다당류로 효소를 이용해서 분해하면 더 단순한 당류가 되기 때문입니다. 목재를 가수분해해서 얻은 당을 목당(wood sugar)라고 부르며 여기에는 글루코오스를 비롯, 크실로오스, 만노오스, 갈락토스 등 여러 당류가 풍부하게 존재합니다. 목당 가운데 식용으로 주로 사용하는 것은 자일로스입니다.
 그런데 이렇게 단순한 당류 분자를 얻으면 이는 여러 가지 화학 제품의 원료로 사용될 수 있습니다. 이를 이용해서 석유 화학 제품을 대신할 바이오매스 제품을 만들 수 있다는 점은 매우 매력적인 이야기입니다. 사람이 먹을 수 없는 작물의 줄기, 뿌리, 잎 등 기타 부분과 목재 폐기물, 종이 폐기물에 있는 섬유질을 분해해서 매우 유용한 물질을 만들 수 있기 때문입니다.
 하지만 실제로 그런 경우를 보기 어려운 이유는 간단합니다. 화학 처리를 하는 비용이 비싸서 경제성이 없기 때문입니다. 물론 자일로스 같이 현재도 사용하는 경우가 있긴 하지만, 더 다양한 분야에서 활용될 수 있는 원료 물질을 만들려면 저렴한 처리 공정을 개발해야 합니다.
 델라웨어 대학의 에너지 혁신 촉매 센터(Catalysis Center for Energy Innovation)의 연구팀은 미 에너지부의 지원을 받아 목재 등에 있는 섬유질 성분을 쉽게 분해해 더 유용한 성분으로 만들 수 있는 공정을 개발했습니다. 이들이 만든 반응 공정의 핵심은 과거 두 단계로 이뤄지던 공정을 하나로 줄여 에너지, 물, 비용을 크게 줄였다는 것입니다.
 일반적인 처리 공정은 일단 전처리를 한 후 그 다음 가수분해(hydroloysis)를 통해 복잡한 고분자 다당류를 더 단순한 당류로 바꾸는 것입니다. 델라웨어 대학의 새 공정은 전처리 필요없이 섭씨 85도 정도의 낮은 온도에서 반응이 가능하며 비용과 에너지를 크게 줄일 수 있다는 것이 연구팀의 설명입니다.
 물론 이렇게 해서 과연 상업성있는 원료 물질을 얻을 수 있는지는 더 검증이 필요한 부분이지만, 버려지는 농업 및 임업 폐기물을 이용해서 더 유용한 물질을 만드려는 연구는 앞으로 지속가능한 삶을 위해서 중요한 부분일 것입니다.
 참고 




댓글 없음:

댓글 쓰기