[한국기술뉴스] 한국세라믹기술원 바이오융합소재센터 이진형연구원 연구팀은 친환경 바이오 연료를 대량 생산하는 바이오매스 연속 처리장치를 개발했다. 개발된 기술은 한국세라믹기술원 산학협력단을 통해 2016년 05월 23일 특허를 출원(출원번호 제1020160063040호)했다. 특허 명칭은 '바이오매스 연속 처리장치 및 이를 이용하여 바이오매스를 연속적으로 처리하는 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

바이오연료는 식물 생명체를 당화 및 발효시켜 에탄올이나 부탄올과 같은 연료를 얻는 기술입니다. 전분계 바이오매스는 별다른 전처리 공정 없이 바이오연료를 얻을 수 있습니다. 그러나 목질계 바이오매스는 리그닌을 분해하는 전처리 과정이 필요합니다. 리그닌 분해는 일반적으로 약산 추출 처리법이나 알칼리 처리법과 같은 화학적 처리법이 사용됩니다. 이를 통해 높은 효율로 고형물을 제거할 수 있습니다. 그러나 추가적인 전처리 과정이 필요하거나, 독성물질이 발생한다는 문제가 있습니다. 독성물질을 방지하기 위해 물리적 처리법이 개발되었습니다. 하지만 연속적인 분쇄가 어려워 대량 전처리 공정이 불가능하다는 단점이 있습니다.

한국세라믹기술원 연구팀은 원심력을 이용해 바이오매스를 연속적으로 처리할 수 있는 물리적 바이오매스 처리법을 개발했습니다.

투입구를 통해 바이오매스를 분쇄 장치로 공급합니다. 분쇄 장치의 내부는 회전하는 샤프트 핀에 의해 힘의 구배가 형성됩니다. 공급된 바이오매스는 세라믹 볼의 마찰에 의해 마멸 분쇄됩니다. 바이오매스는 분쇄가 진행될수록 입자가 작아지고 가벼워져 장치의 상부로 올라갑니다. 장치의 상부에는 회전하는 핀을 포함한 흡입구가 있어 필터보다 작아진 미세입자를 수집통으로 배출시킵니다.

수집 통은 히팅장치와 압력차단 장치를 포함해 바이오매스를 멸균할 수 있습니다. 효소 투입 장치를 포함해 발효를 통한 바이오 연료 제조가 가능합니다. 원심력을 이용한 처리 방법은 충분히 분쇄된 바이오매스를 실시간으로 회수해 연속적으로 바이오매스를 공급할 수 있습니다.

본 기술은 독성물질의 발생이나 추가적인 전처리 공정 없이 연속적으로 대량의 바이오매스 분쇄가 가능합니다. 이를 통해 우수한 경제성을 지닌 친환경적인 바이오 연료를 대량 생산할 수 있을 것으로 기대됩니다.