버려지는 톱밥서 99% 고순도 플라스틱 원료 얻는다 작성일 11-01 27 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">화학연, 셀룰로오스를 고압·정제 공정 줄인 3단계 공정 개발<br>3단계 전환공정 거쳐 최대 99% 고순도 페트병 원료물질 생산</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="5M2T0i3GCF"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c4045829ba0407856ee4d604b52cb71835780f30eaaf64882779e1bf5d302ac9" dmcf-pid="1RVypn0Hvt" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="황동원(앞줄 왼쪽) 화학연 박사와 화학연 연구진, 포스텍 연구진. 화학연 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202611/01/dt/20261101140841801ssfz.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="Z8GgOzsAl3" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202611/01/dt/20261101140841801ssfz.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 황동원(앞줄 왼쪽) 화학연 박사와 화학연 연구진, 포스텍 연구진. 화학연 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="81105d1b04d50821964b5cd85facee522b7142c08cdb00b0a1e7315374a3230a" dmcf-pid="tUXNCBIkC1" dmcf-ptype="general"><br> 버려지는 목재 톱밥을 플라스틱 원료로 바꾸는 생산 공정을 개선해 순도 99% 이상의 바이오플라스틱 원료를 생산할 수 있는 공정 기술이 개발됐다.</p> <p contents-hash="441387bc01156d002772c28744de3b86b1e3be8266658db650613d24351b40ac" dmcf-pid="FuZjhbCEv5" dmcf-ptype="general">기존 고압 반응·정제 과정을 줄이면서 중간물질을 순차적으로 전환하는 공정으로 친환경 페트병과 식품 포장재, 의료용 섬유 등에 활용할 수 있는 친환경 원료 생산 기반을 마련했다는 평가다.</p> <p contents-hash="cad7529f72b5b9bb709fec82b42efb58c67f9e9d11783f63e8fbaecfeb82d403" dmcf-pid="375AlKhDTZ" dmcf-ptype="general">한국화학연구원은 황동원 박사 연구팀이 한지훈 포스텍 교수팀과 함께 비식용 바이오매스를 ‘2,5-푸란디카복실산’(FDCA)’으로 전환하는 공정을 개발했다고 1일 밝혔다.</p> <p contents-hash="00373a738cc7c81bfd12517c1465df194fa5ca4eb6a89f17e847eff5d3757f49" dmcf-pid="0z1cS9lwSX" dmcf-ptype="general">FDCA는 주로 옥수수에서 얻은 과당과 설탕 등을 원료로 제조한다. 석유계 플라스틱 원료인 테레프탈산(PTA)을 대체할 수 있는 바이오 기반 화학원료다.</p> <p contents-hash="d1f54fd6d7ab5b02579fdc3353bf1c93abd84f8864bdcb3d6793a3ec0bafd6f9" dmcf-pid="pqtkv2SrSH" dmcf-ptype="general">목재의 주성분인 셀룰로오스를 중간물질로 전환한 뒤 FDCA를 만들거나, 새로운 촉매를 적용해 전환 효율을 높여왔다.</p> <p contents-hash="6dbd39b96e6bebb1798f7e8cd64fdc3c31709abccf165f21fd24b2107ccadf87" dmcf-pid="UBFETVvmSG" dmcf-ptype="general">하지만 구조가 단단하고 분해하기 어려운 목재를 활용하기에 중간물질이 쉽게 변질돼 생산효율이 떨어지는 문제가 있다.</p> <p contents-hash="f590695c9db2b5660c8a9e4d2e7e2e9ef8bea5632381a25798dc0b7d5ebb723b" dmcf-pid="ub3DyfTsCY" dmcf-ptype="general">일부 기존 공정에서는 고농도 염산과 염소계 용매를 사용하고 높은 압력을 견디는 밀폐설비가 필요하고, 중간물질을 분리·정제하는 과정도 거쳐야 한다.</p> <p contents-hash="0923cce3294d5423b6d39af7eb54e87cce327e2ee0e5706201ad46b8034dc997" dmcf-pid="7K0wW4yOWW" dmcf-ptype="general">연구팀은 고압 반응을 줄이고, 이후 중간물질을 별도로 분리·정제하거나 용매를 교체하는 과정을 최소화해 셀룰로오스를 중간물질로 전환하는 3단계 공정을 개발했다.</p> <p contents-hash="082ebb4fcfb903f4275139f897d8e11a999145106e168cc986a6be15a0b969a2" dmcf-pid="z9prY8WITy" dmcf-ptype="general">이 공정에서 셀룰로오스는 중간물질인 5-브로모메틸푸르푸랄(BMF)과 5-아세톡시메틸푸르푸랄(AMF), 2,5-푸란디카복실산(FDCA)로 순차적으로 전환됐다.</p> <p contents-hash="f4b81a37986ad95953dd257efb85b8d5cc8c5a0684df67ce9f98888cae9cad6e" dmcf-pid="q2UmG6YCCT" dmcf-ptype="general">그 결과, 셀룰로오스에서 BMF를 얻는 수율은 최대 82%에 달했고, 생산성은 기존 공정보다 3배 이상 높았다.</p> <p contents-hash="7b710657dacf9732211ef8c11dac4ae0b4f7c4ebe3b818cc2856d3a7130b796f" dmcf-pid="BVusHPGhvv" dmcf-ptype="general">실제 10ℓ 반응기에서 수율 73∼79%를 기록했고, 할로겐계 물질 사용량은 기존 염산 기반 공정보다 30배 이상 줄었다.</p> <p contents-hash="d46693f121d90f3e210cde162b7e5d340140fa2d06783217e17ee66681373972" dmcf-pid="bf7OXQHlSS" dmcf-ptype="general">다음 단계에서 BMF를 상온인 25도에서 AMF로 연속 전환했다. 1ℓ 규모 반응기에서 한 번 통과시키는 것만으로 95% 이상의 수율을 얻었다.</p> <p contents-hash="23ba33750c351263d56c1f60ffa90208cae4934f5ca48a5e531ae2b33af59a75" dmcf-pid="KRVypn0HWl" dmcf-ptype="general">최종 단계에서는 AMF를 추가 정제하지 않고 바로 산화시켜 순도 99% 이상의 FDCA를 생산했다.</p> <p contents-hash="4180feeba85539f79056a76dc3148824e961f7ca6a5a8666d82341cf214bc69e" dmcf-pid="9efWULpXWh" dmcf-ptype="general">전체 공정을 감안할 때 FDCA의 총 질량 기준 수율은 셀룰로오스 기준 최대 56.8%, 목재 톱밥 기준 45.5%로 나타났다.</p> <p contents-hash="90f829ba10454060cd3badb7902349973146faf22e40290a574e57ea8979d807" dmcf-pid="2d4YuoUZhC" dmcf-ptype="general">이는 2022년 네덜란드 흐로닝언대 등의 셀룰로오스 기준 총 질량 수율 32.7%보다 높은 결과라고 연구팀은 설명했다.</p> <p contents-hash="15b62cba8c9471870462eaeb533f67675c161005235da069aada0eff44c68bfa" dmcf-pid="VJ8G7gu5WI" dmcf-ptype="general">온실가스 배출과 화석자원 이용도 대폭 줄여 친환경 공정임을 확인했다.</p> <p contents-hash="3888b13600c7b890833f2f63dfbd2d578f9b74218015707e8664d11a015f23f4" dmcf-pid="fi6Hza71lO" dmcf-ptype="general">연구팀은 공정 시뮬레이션 전 과정을 평가한 결과, FDCA 1㎏ 생산 시 온실가스 배출량은 이산화탄소 환산량 기준 2.77㎏으로, 기존 식용 당 기반 공정과 비교해 6.91㎏보다 약 60% 적었다. 화석자원 사용량도 47.9% 감소했다.</p> <p contents-hash="f66ffd6d0fc70edce5d09e51539945d94e5cb0f4e8e211b84d84214e98442381" dmcf-pid="4nPXqNztCs" dmcf-ptype="general">황 박사는 “식용 자원 대신 목질계 바이오매스를 활용한 플라스틱 원료 제조 단계별 공정을 효율화했다는 데 의미가 있다”며 “의류용 섬유와 각종 플라스틱 생활용품 등 바이오 기반 폴리에스터 소재 원료로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="e442b7ea727e9142cf677b24f067bdf6fe9a8661b505eda051c15292192810d7" dmcf-pid="8LQZBjqFym" dmcf-ptype="general">이준기 기자 bongchu@dt.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 디지털타임스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "AI 직원, 밥값 하고 있나"…SKT, 에이전트 성과 검증 나섰다 11-01 다음 한화생명, BLG에 0대2 패배…'롤드컵' 8강 진출 좌절 11-01 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
