선진 셀룰로직 공정이 필요한 이유

그러나 이러한 이상적인 원료가 쉽게 얻어지는 것은 아님. 바이오매스를 발효 가능한 당(Sugars: C6 & C5)으로 전환하기 위해서는 특별한 전처리 기술이 필요.

현존하는 모든 1세대 상용 에탄올은 옥수수 알맹이와 같은 전분제품을 사용하여 ‘쉬운’ 방법으로 생산됩니다.
즉, 전분은 분해해서 에탄올 생산에 필요한 당(sugars)으로 전환하는 것이 훨씬 용이합니다.

반면, 셀룰로직 바이오매스는 추출하는 것이 훨씬 더 까다로운 당을 함유하고 있습니다. 왜냐하면 식물내부에 있는 당이 셀룰로스 섬유조직과 조밀하게 결합되어 있는데, 이 셀룰로스 조직이 식물을 지탱하고 외부 공격으로부터 식물내부의 세포를 보호하는 역할을 수행하는 만큼 매우 단단한 조직입니다. 목질계 바이오매스의 경우, 그러한 매우 견고한 세포구조가 나무의 퇴화작용을 더디게 만듭니다.

즉, 식물을 구성하는 당(sugar) 성분인 cellulose(C6)와 hemicellulose(C5)가 리그닌(lignin)과 단단하게 결합된 구조는 가수분해(hydrolysis) 및 발효(fermentation)공정과 같은 바이오공정에 적합해지는 것을 굉장히 방해하게 됩니다. 그러므로 목질계 바이오매스에서 당을 추출하는 것이 가능은 하지만, 상당히 난해하고 비용도 많이 드는 이유입니다.

간단히 말해서, 셀룰로직 공정은 바이오매스를 3가지 구성성분으로 분리시킵니다.
즉, 셀룰로스 및 헤미셀룰로스 (식물의 생명을 관장하는 핵심구성물), 그리고 리그닌 (식물의 핵심구성물을 지탱해주는 “접착제” 역할) 그 후, 셀룰로스와 헤미셀룰로스를 당으로 전환하고 이렇게 생산된 당을 발효한 후, 발효액을 정제하여 에탄올과 기타 제품들을 생산하는 원리입니다.

우수한 셀룰로직 기술의 요건

• 목질계 바이오매스의 난분해성을 극복하여, 리그노셀룰로스의 구조를 해체하고 세미크리스탈 구조의 셀룰로스와 헤미셀룰로스를 분해시킬 수 있는 능력.
• 높은 생산수율로 당(sugar) 및 케미칼을 생산할 수 있는 능력.
• 비용효율성이 높은 바이오매스 원료를 자유롭게 선택하여 활용할 수 있는 유연성이 중요. 기존의 셀룰로직 기술은 한정된 바이오매스만 지원하여 지원되는 바이오매스가 존재하는 곳에만 공장을 지을 수 있는 한계. 즉, 다양한 바이오매스를 지원하여, 경제성 강화 및 공장입지 선정의 재량권도 확대해주는 유연성.
• 셀룰로스만 활용하는 C6 당에 국한되지 않고, 셀룰로스와 헤미셀룰로스를 모두 원료화하는 혼합당(C6 & C5) 생산능력. 그리고 기존의 한계인 단일 케미칼 제품만 지원하는 것이 아니라, 광범위한 종류의 바이오케미칼 제품생산에 적합한 것이 유리. 이로써 R&D의 효율성과 높은 경제성을 달성할 수 있는 기술.
• 리그닌도 회수하여 부가가치를 지닌 부산품으로 활용할 수 있는 기술.
• 후처리 발효공정의 효율성에 악영향을 미치는, 미생물의 성장저해 물질 및 독성 부산물이 생성되는 것을 최소화할 수 있는 기술.
• 비용효율적이고 공정상의 쓰레기 배출량을 최소화할 수 있는 기술.