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분야
hwp1. 해조류 바이오에너지란?
1. 1. 바이오에너지의 종류 및 특징
1. 2. 바이오에탄올 종류 및 특징
1. 3. 국내외 바이오에탄올 산업 및 기술현황
1. 4. 해조류 바이오매스의 특징
2. 홍조류 바이오에탄올 생산 기술
2. 1. 개요
2. 2. 당화공정
2. 3. 발효공정
2. 4. 분리 및 정제공정
3. 향후 기술 전망
4. Aspen plus simulation
5. Conclusion
6. References
해조류는 여타 바이오매스에 비해 생장성이 훨씬 우수 (아열대 지방의 경우 연 4~6회 수확 가능)하며 드넓은 바다를 이용할 수 있으므로 가용재배 면적이 넓고 담수, 토지, 비료 등 원가가 높은 자원의 사용이 적을 뿐 아니라, 목질계의 경우 반드시 제거해야 하는 리그닌 성분이 없으므로 전처리 및 당화공정이 간단하며, 총에너지 전환수율이 높아 동남아 지역에서 대규모 양식을 통해 원료를 확보한다면 당질계 및 전분질계 수준의 공정비용으로 바이오 에탄올을 제조할 수 있다.
바이오매스
원료비 ($/1kL)
공정비 ($/1kL)
원료비 : 공정비
옥수수
390 (69.8)
169 (30.2)
7 : 3
사탕수수
114 (55.3)
92 (44.7)
5.5 : 4.5
Switchgrass
140 (32.8)
287 (67.2)
3.2 : 6.7
홍조류(추정)
154 (47.5)
148 (52.5)
4.7 : 5.2
표 3. 원료별 바이오 에탄올 생산 공정비 비교
2. 홍조류 바이오에탄올 생산 기술
2.1. 개요
해조류는 크게 대형조류 (macroalgae)와 미세조류 (microalgae)로 나누어지며 대형조류에는 다시 홍조류 (red algae), 갈조류 (brown algae), 녹조류 (green algae)로 구분된다. 본 고에서는 홍조류를 이용하여 바이오에탄올을 생산하는 기술을 중심으로 설명하고자 한다. 바이오에탄올은 수송, 저장, 이용상의 이점(기체 바이오에너지 대비)과 생산 방법의 용이성(부탄올 대비)으로 인해 현 시점에서 석유 의존도를 낮출 수 있는 가장 유력한 방안 중의 하나로 평가되는 바이오에너지이다.
홍조류가 에탄올 생산에 적합하다고 판단하는 주된 이유는 에탄올 발효에 이용될 수 있는 탄수화물의 구성성분비가 높다는 점이다. 한 예로 모로코산 우뭇가사리(Gelidium amansii)의 경우 탄수화물이 건조 중량의 75.2%를 차지하는 것으로 조사되었다. 우뭇가사리의 구성 성분을 에 나타내었다.
홍조류 바이오 에탄올 제조 공정은 [당화공정] → [발효공정] → [분리 및 정제공정]으로
구성된다. 당화(saccharification) 또는 가수분해(hydrolysis) 공정은 홍조류 내에 존재하는 고분자 형태의 탄수화물을 발효 미생물이 이용할 수 있는 단량체(monomer)로 전환하는 공
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