KR101177343B1 - 바이오디젤 제조시 발생하는 글리세린 함유 폐기물을 에탄올 생성 균주의 배양액 탄소원으로 사용하기 위한 전처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 바이오디젤 제조시 발생되는 글리세린 함유 폐기물을 전처리하여 바이오 에탄올 제조시 균주의 배양액 배지의 탄소원으로 사용하는 것이다.
본 발명의 구성은 바이오디젤 제조시 발생되는 글리세린 함유 폐기물을 가온하여 메탄올을 제거하고, 산을 가해 MONG 성분을 지방산으로 변환시켜 분리함을 특징으로 하는 바이오 에탄올 제조의 탄소원으로 사용하기 위한 바이오디젤 제조시 발생되는 글리세린 함유 폐기물의 정제방법을 개시한다. 또한 상기에서 얻어진 생성물을, 필요에 따라, 중화하여 미반응 산을 제거하는 공정을 추가하는 것도 포함한다.

Description

바이오디젤 제조시 발생하는 글리세린 함유 폐기물을 에탄올 생성 균주의 배양액 탄소원으로 사용하기 위한 전처리 방법 {METHOD OF PRETREATMENT OF GLYCERINE CONTAINING WASTE GENERATING FROM BIO-DIESEL PREPARATION FOR USING CARBON SOURCE OF CULTURE MEDIUM OF MICROORGANISM IN PREPARATION OF BIO-ETHANOL}

본 발명은 바이오디젤 제조시 발생하는 글리세린 함유 폐기물을 에탄올 생성 균주의 배양액 탄소원으로 사용하기 위하여 이를 전처리하는 방법에 관한 것이다. 더 상세히는, 바이오 에탄올 제조시 글리세린을 탄소원으로 대사하여 에탄올을 생성하는 균체를 배양함에 있어서, 바이오디젤 제조시 부생하는 글리세린 함유 폐기물을 사용되는 균체의 증식 배양액의 탄소원으로 이용하기 위한 전처리 방법에 관한 것이다.

최근 석유와 같은 화석 연료의 고갈 및 환경 문제로 바이오디젤 및 바이오 에탄올의 연구, 개발 및 그의 사용이 급증하고 있는 추세이다. 전 세계 바이오디젤의 시장은 지속적인 성장을 거듭하여 2010년 약 33,000천 톤으로 성장이 예상하고 있으며, 지방산 사업과 바이오디젤 산업에서 발생되는 글리세린의 생산량은 약 5,000,000톤 수준을 전망한다. 하지만 글리세린의 시장 규모는 2005년 1,300,000톤 규모이며 가격 하락에 의한 응용시장의 발굴하여 불구하고 2010년 2,200,000톤 규모의 성장이 예상되는 실정이다.

국내의 경우도 바이오디젤 보급 활성화정책에 의해 2006년 보급을 시작한 이래로 매년 0.5%의 혼합 비율에 증가에 힘들어, 2009년에는 250,000톤, 2013년의 경우 약 630,000톤 규모로 성장이 예상되며 이에 대한 부산물로 발생되는 글리세린의 발생량 또한 2009년 25,000톤 수준이다. 하지만 이러한 바이오디젤의 성장에도 불구하고 바이오디젤의 부산물로 발생하는 폐 글리세린을 정제할 수 있는 설비는 국내 연간 7,000톤 규모에 불과하다. 따라서 바이오디젤 생산 과정에서 발생하는 폐글리세롤 이용한 바이오 에탄올 생산 공정이 개발 될 경우, 국외에서도 도입단계에 있는 기술로서 국제적인 기술선점이 가능하며, 저비용/친환경 바이오에탄올이 개발될 것으로 예상되며 바이오디젤, 바이오에탄올 생산 공정의 연계가 가능하여 각각의 생산단가를 낮춤과 더불어 시너지 효과를 낼 수 있는 연구 분야로 기술선점에 의한 바이오에너지 분야에 국제 경쟁력을 갖출 것으로 판단된다.

현재 바이오에탄올은 곡물, 사탕수수, 나무 및 짚 등의 셀룰로오즈 등을 전처리 및 당화 후 배양균주의 탄소원으로 사용하여 바이오 에탄올을 생산하고 있다. 또한, 바이오디젤은 대부분 콩기름, 유체유, 팜 등의 식물성 기름 및 사용되어진 식용유를 원료로 해서 만든 바이오연료로, 통상 메탄올과 염기성 촉매를 이용해 3가의 지방산에 글리세롤이 결합한 트라이글리세리드로부터 글리세롤을 분리한 다음, 지방산에스테르를 만들어 내는 에스테르 교환방법을 통하여 만든다. 이때 발생되는 폐기물의 성분은 글리세린, 물(H₂O), 메탄올, 글리세린 이외의 유기물(MONG: Matter Organic Non Glycerol) 등으로 구성되어 있으며, 여기서 글리세린 이외의 유기물(MONG)은 금속 에스테르(비누) 형태로 되어 있는 성분이 주성분이고, 이는 다시 말하면, 바이오디젤인 지방산 메틸에스테르(FAME: Fatty acid methyl ester)을 얻은 후에 얻어지는 폐기물중의 1종이다.

바이오디젤 제조시 발생되는 글리세린, MONG은 바이오디젤의 사용 증가와 더불어 점차 발생량이 증가하는 추세이며, 이 부산물 중 글리세린을 재활용하기 위하여 글리세린을 정제하는 일반적인 방법인 메탄올 회수, 산분리, 수분증발, 글리세린 박막 증류, 탈색 및 탈취등의 공정을 사용하여야 한다.

그러나 이러한 방법으로 글리세린을 회수하는 것은 처리비용이 높아 경제성이 없는 현실이다. 또한 바이오디젤 제조시 같이 발생되는 MONG은 대부분 폐기되고 있으나, 이러한 물질의 폐기에 따른 환경오염 등의 문제도 부수되어 산업화하는 데는 한계가 있다.

하락하는 글리세린 가격에 대하여 상기 글리세린 함유 폐기물을 정제하여 그 자체로 재활용하는 것은 투입되는 공정비용 대비 경제성이 없고, 또한 MONG는 처리하기 어려우므로, 폐 글리세린에 대한 새로운 처리 방안 및 용도의 개발이 요구되고 있다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 연구한 바, 글리세린 함유 폐기물(이하, "폐글리세린"이라 약칭하기도 한다.)을 가온하여 메탄올을 회수하고, 산을 첨가하여 MONG 성분을 지방산으로 전환시켜 분리하고, 필요에 따라, 잔여 메탄올을 제거하여 글리세린을 주성분으로 하는 혼합물을 얻고, 이를 바이오 에탄올 발효용 균체의 탄소 영양원으로 사용할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다. 메탄올의 제거는 공정 초기단계인 메탄올 회수공정에서 모두 제거될 수도 있다.

바이오디젤을 제조시 생성되는 글리세린 함유 폐기물을 전처리하여 바이오 에탄올 제조용 발효 균체의 배지 영양원으로 사용함으로써 폐기물을 재활용할 수 있고, 또한 추후 바이오 에탄올을 저렴하게 제조할 수 있는 기반을 구축한다. 또한 추후 바이오 에탄올의 제조를 현재의 방법처럼 곡물이나, 식물 섬유질(셀룰로오즈)을 전처리하고 당화하여 에탄올 발효 균주의 탄소원으로 사용되는 방법을 사용하지 않고, 전처리된 글리세롤을 직접 탄소원으로 사용함으로써 저렴하게 바이오에탄올을 제조할 수 있는 기반을 구축한다.

도 1은 글리세린 함유 폐액에 산의 양을 변화시키면서 가하였을 때, 산 종류에 따른 글리세린 함량의 추이를 관찰한 그래프.
도 2는 산의 종류에 따른 MONG의 함량 변화를 나타낸 그래프.
도 3은 산 종류에 따른 회분(ash)의 발생량을 나타낸 그래프.
도 4는 산의 종류에 따라 각 물질의 투입량을 검토한 그래프.
도 5는 YPD 배지 중 사카로마이세스 세레비지아에의 30℃, 200rpm에서의 배양 결과를 보인 그래프.
도 6 내지 도 11은 각각 염산, 황산, 인산, 아세트산, 구연산, 질산을 이용하여 30℃, 200rpm에서 시간대별 배양된 균주의 증식 상태를 보인 그래프.
도 12는 황산과 인산의 혼합산 및 염산과 인산의 혼합산을 이용하여 층분리를 실시 한 후 10% KOH를 사용하여 중화를 한 후 증발을 하여 얻어진 최종산물에 대하여 균주로 접종 및 증식한 결과를 보인 그래프.
도 13은 염산과 인산의 혼합산을 이용한 경우 배치식 전처리와 연속식 전처리의 균주 접촉 및 증식 결과를 보인 그래프.
도 14 내지 도 16은 중화 공정을 생략하고 얻어진 최종산물 중 각각 황산, 인산, 염산에 대하여 산투입량을 pH에 따라 조절하여 균주를 접종 및 증식한 결과를 보인 그래프.
도 17은 순수 글리세린에 MONG성분을 1%, 3%, 5%, 7%, 9% 첨가하여 균주로 배양한 결과를 보인 그래프.

바이오디젤 제조시 발생되는 글리세린을 함유하는 폐기물은 바이오디젤 제조원에 따라 다르며, 통상 바이오디젤 제조시 발생되는 폐기물은 바이오디젤 제조시 사용되는 메탄올을 회수하기 위해 증발한 것이다. 이 폐기물의 비율은 글리세린 약 65~85중량부, 수분 약 0.5~25중량부, 회분 약 1~5 중량부, MONG 약 5~31 중량부를 가지고 있다.

본 발명자가 사용한 글리세린을 함유하는 폐기물은 글리세린이 약 25중량부, MONG가 약 5중량부, 수분 약 38중량부, 메탄올 약 31중량부, 회분 약 2중량부로 구성된 것이며, 메탄올 회수를 위한 증발시, 그 성분은 글리세린 약 78중량부, 수분 약 1중량부, 회분 약 3중량부, MONG 약 19중량부가 된다.

이 폐기물을 반응조에 넣고, 가온하여 메탄올과 수분 일부를 증발시킨다. 증발된 메탄올 및 수분은 냉각기를 통해 회수하여 사용할 수 있다. 이때, 가온하는 온도 및 시간은 특히 한정되는 것은 아니나, 저온에서는 증발시간이 느리고, 지나치게 높은 온도 및 시간에서는 메탄올, 수분뿐 아니라 다른 성분까지 증발되는 등의 문제가 있다. 바람직하기로는 약 85～95℃에서 약 30분 내지 90분 증발시키는 것이다. 또한 연속공정이 가능함으로 연속공정 조작시 포함된 메탄올의 약 10중량%가 되도록 증발 조건을 맞춘다. 이 조작에 의해 계면 활성 성분인 메탄올이 저감되고, 산 처리후 실행되는 층분리 효과가 증대된다.

상기와 같은 증발조작에 의해 메탄올 및 수분의 일부(증발된 메탄올의 약 1~30%)가 증발되고 남은 잔류물에 산을 가해 MONG 성분과 반응시켜 지방산으로 전환한다. 즉, 이 MONG 성분에 산을 가하면, MONG 성분은 산과 반응하여 지방산으로 전환되고, 혼합물은 층분리를 일으켜 지방산은 상층으로 이행되고, 나머지 성분은 지방산의 아래로 층을 형성한다. 이렇게 상 분리된 지방산층을 통상의 방법으로 유수분리하고, 하층 성분 중, 미반응 산을 제거하고, 증발시켜 수분 및 잔류 메탄올을 제거하여 얻어진 혼합물, 즉 글리세린이 주성분인 혼합물을 균체 배양용 배지의 탄소 영양원으로 사용한다. 상기에서 MONG을 지방산으로 전환시키기 위해 사용되는 산으로는 황산, 인산, 염산, 질산, 아세트산, 시트르산 등의 각종 산을 들 수 있으며, 그의 사용량도 많은 것이 생각될 수 있으나, 실제로는 실험에 의하면, 산의 사용량이 많으면, MONG의 분리가 용이하나, 이러한 조작에 코스트가 올라가고, 분리되어 얻어지는 글리세린 혼합물이 사용되는 균체의 배양, 증식에 적합하지 못하고, 반대로 산의 사용량이 적으면 MONG의 분리가 원활하지 못하고 이렇게 분리된 글리세린 혼합물 또한 균체의 배양에 적합하지 못하다. 또한 산의 종류에 따라 균체의 성장, 증식이 다르게 되므로, 이들 산의 종류를 적절하게 선택하는 것이 중요하다.

첨부된 도 1은 글리세린 함유 폐액에 산의 양을 변화시키면서 가하였을 때, 산 종류에 따른 글리세린 함량의 추이를 관찰한 것이다. 이 도에서 아세트산이나 구연산은 산의 양를 증가시킬수록 글리세린 함량이 떨어져 적합하지 않음을 확인할 수 있다. 여기서, 본 발명자는 아세트산이나 구연산과 같은 유기산을 적합하지 않다고 생각하게 되었다.

또한 도 2는 산의 종류에 따른 MONG의 함량 변화를 확인한 것이다. 이 도에서, 황산이나 염산 및 인산은 첨가되는 산의 양이 증가할수록 MONG의 양이 거의 같거나 감소하나, 구연산이나 아세트산 및 질산의 양을 증가시키면 MONG의 양이 증가되는 것을 알 수 있다. 이는 MONG의 지방산화 하기 위하여는 다량의 산이 소요되고, 또한 다량의 이들 산이 첨가되면, 이들 산 자체가 MONG, 즉 비글리세린 유기물로 인식되는 양이 증가되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 이들 산은 폐글리세린의 지방산화를 위한 조작에 사용되기에 적합하지 않은 것으로 판단된다.

도 3은 산 종류에 따른 회분(ash)의 발생량을 검토한 것이다. 도 3에서, 폐글리세린에 황산을 사용한 경우는 황산과 폐글리세린이 반응하여 염이 석출하여 침강물을 형성한다. 이를 분리하여 측정한 것이므로 회분의 발생량이 적은 것으로 나타난다. 한편, 질산의 경우는 폐글리세린과 질산이 반응하여 질산의 질소(N) 성분과 폐글리세린의 회분 성분이 함께 낙스(NO_x)나 질소 기체(N₂)의 형태로, 또는 이들 휘발성 성분과 함께 휘산하여 버리는 것으로 생각된다.

한편 인산의 경우는 폐글리세린의 MONG의 성분인 Na 또는 K와 반응하여 잔류하며, 이는 염산과 황산의 경우도 같다. 이들의 산은 투여량이 증가할수록 회분도 증가함을 알 수 있다. 적절한 산의 투입량은 글리세린의 정제의 관점에서는 pH 3 또는 4 수준이 적절하나 배양의 결과에 비추어 볼 때, 산의 양이 pH 5 이하로 되지 않는 것이 바람직함을 확인할 수 있다. 이 도 3은 염산이나 인산의 경우 산의 투입량이 증가할수록 회분도 증가함을 알 수 있다. 황산의 경우에는 초기의 메탄올 회수량이 중량비 10% 이상일 경우 산투입시 석출되기도 하며, 증발공정에서 수분의 함량이 10% 이하에서 생성염이 석출 분리되어, 회분 측정시 낮게 측정된 것이다.

도 4는 산의 종류에 따라 그의 투입량을 검토한 것이다. 즉, 폐글리세린 500g을 처리함에 있어서, 인산, 염산, 황산, 질산과 같은 무기산의 경우는 pH 4로 도달하는데 모두 20ml 미만이나, 구연산이나 아세트산은 그의 양이 모두 200ml 이상 소요됨을 알 수 있다. 이는 산처리에 유기산을 사용하는 경우, 과량이 소요되어 경제적으로 바람직하지 않음을 알 수 있다.

상기에서, 폐글리세린에 산을 첨가하여 MONG의 지방산화하고 이를 글리세린과 분리하는 것을 설명하였다. 전술한 바와 같이, 산 중에서 유기산이 적합하지 않음을 확인하였으나, 무기산을 사용한 경우에도 얻어지는 글리세린을 함유하는 잔유물을 중화시켜 미반응 산을 제거한다. 중화반응은 통상의 방법에 따라 중화하면 좋다. 즉, 수산화칼륨 등으로 적정하면서 중화하면 된다. 그러나 중화를 하지 않은 시료의 경우에도 균체의 탄소원으로 사용되여 배양되어진다.

그런 다음, 수분과 잔여 메탄올을 제거한다. 최종 산물을 다시 물로 희석하여 사용하기 때문에 수분의 함량을 모두 제거하여야 하는 것은 아니나, 메탄올은 균체에 악영향을 주므로 이를 제거하지 않으면 안된다. 근래, 메탄올을 제거하기 위하여 메탄올 회수 컬럼을 사용하는 것이 통용화 되어 있으므로 이를 사용하면 좋다. 메탄올 제거용 조건은 일반적으로 상압 130℃에서 이루어 지며, 125℃ 진공중 수행하여도 배양의 결과에는 영향을 미치지 않는다. 전술한 조작에 의해 얻어진 글리세린은 KS 규격 M2708-5-7 및 M2708-5-8에 따라 글리세린 및 회분을 정량할 수 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

바이오디젤의 제조후, 발생된 글리세린 함유 폐기물을 분석하여 본 바, 글리세린 25%, MONG 5%, 수분 38%, 메탄올 31%, 회분 2%로 이루어져 있었다. 이 폐기물 500g을 95±3℃에서 1시간 유지하였다. 얻어진 생성물에 황산(농도: 98%, 밀도 1.830 g/ml), 염산(농도: 35.0%, 밀도 1.20 g/ml), 인산(농도: 85.0%, 밀도 1.689 g/ml), 질산(농도: 60.0%, 밀도 1.30 g/ml), 구연산(농도: 30.0%, 밀도 1.0 g/ml) 및 아세트산(농도: 99.0%, 밀도 1.050 g/ml)를 pH를 조정하면서 첨가하고, 층분리를 통해 FA를 제거한 후, 증발하여 생성되는 글리세린 및 MONG의 잔류량으로 MONG의 지방산화를 하고, 전술한 KS 규격 M2708-5-7 및 M2708-5-8에 따라 증발후 잔여량, MONG의 양, 글리세린양, 수분, 회분 등을 측정하고, 그 함량을 백분율로 산출하였다.

그 결과를 아래 표 1 및 표 6에 나타냈다.

	황산
	증발후 잔여량	MONG	글리세린함량	수분	회분	생성염의 양
pH 4	133.22g	3.13%	94.23%	1.52%	1.12%	9.26g
pH 5	134.16g	4.18%	92.11%	2.74%	0.97%	8.00g
pH 6	134.98g	6.05%	91.61%	1.02%	1.29%	5.40g
pH 7	84.56g	3.71%	90.98%	1.82%	3.71%	3.54g

	염산
	증발후 잔여량	MONG	글리세린	수분	회분
pH 4	140.09g	2.28%	88.09%	2.58%	12.62%
pH 5	141.04g	3.03%	87.06%	3.05%	8.78%
pH 6	135.78g	4.17%	87.99%	1.34%	7.23%
pH 7	130.58g	4.71%	86.57%	3.11%	6.52%

	인산
	증발후 잔여량	MONG	글리세린	수분	회분
pH 4	156.82g	5.23%	80.82%	1.33%	12.62%
pH 5	151.56g	5.65%	83.59%	1.98%	8.78%
pH 6	144.86g	5.82%	85.97%	0.98%	7.23%
pH 7	132.50g	5.49%	86.63%	1.36%	6.52%

	질산
	증발후 잔여량	MONG	글리세린	수분	회분
pH 4	144.12g	13.37%	84.58%	1.46%	0.59%
pH 5	143.96g	12.46%	85.09%	1.62%	0.83%
pH 6	142.57g	5.83%	88.17%	1.43%	4.57%
pH 7	124.12g	9.56%	85.59%	1.41%	3.22%

	구연산
	증발후 잔여량	MONG	글리세린	수분	회분
pH 4	152.12g	10.44%	74.46%	3.82%	6.28%
pH 5	150.42g	9.38%	79.56%	3.73%	7.33%
pH 6	138.38g	9.52%	80.03%	3.07%	7.38%
pH 7	126.00g	5.97%	86.29%	1.61%	6.13%

	아세트산
	증발후 잔여량	MONG	글리세린	수분	회분
pH 4	152.63g	23.84%	69.44%	1.07%	5.68%
pH 5	139.46g	11.00%	78.79%	1.85%	8.15%
pH 6	131.94g	5.69%	85.04%	2.38%	8.69%
pH 7	125.22g	2.45%	87.52%	3.33%	6.70%

상기 표 1 내지 6 및 도 1 내지 도 4로부터 질산이나 유기산을 투입한 경우, MONG의 증가로 인해 글리세린의 함량이 감소하여 바람직하지 못하고, 인산의 경우 pH 4까지 산을 첨가하면 회분이 증가하여 글리세린 함량이 감소함을 알 수 있다.

황산의 경우, 증발 공정시 회분이 석출되고, 그에 따라 회분의 함량이 줄어드는 결과를 보였으며, 석출된 회분의 함량을 보정하면 염산과 비슷한 비율의 회분 함량이 계산된다.

참고예 1

사카로마이세스 세레비지아에 499를 YPD 배지에 접종하고, 30℃에서 200rpm 으로 배양하여 균주 특성을 검토하였다.

글루코오즈를 이용한 발효는 최대 4.6g/L의 에탄올을 생산하였다.

pH는 배양 초기 6시간까지 급격히 pH 4 부근에서 떨어지나, 이후 pH 4.3 정도로 안정적으로 유지됨을 확인할 수 있었다. 이 실험 결과를 도 5에 나타내었다.

실시예 2 (글리세린 전처리 결과물의 KOH에 의한 중화)

상기 실시예 1에서 얻어진 전처리된 폐글리세린의 최종 산물을 10% KOH를 사용하여 중화하고 이를 이용하여 상기 참고예 1의 균주를 접종하고, 30℃에서 200rpm 으로 배양하여 균주의 증식을 확인함으로써 바이오 에탄올 제조의 탄소원으로 사용할 수 있다. 대조로서, 순수한 글리세린을 사용하였다.

그 결과를 도 6 내지 도 11에 나타내었다.

실시예 3 (글리세린 전처리 결과물의 KOH에 의한 중화)

황산과 인산의 1:1 혼합산 및 염산과 인산의 1:1 혼합산을 이용하여 실시예 1과 동일하게 조작하여 pH 5까지 혼합산을 가하고, 층분리를 실시 한 후 10% KOH를 사용하여 중화를 한 후 증발을 하여 얻어진 최종산물에 대하여 참고예 1의 균주로 접종 및 증식하였다. 그 결과를 표 도 12에 나타냈다.

실시예 4

글리세린의 전처리를 연속 공정으로 구현하기 위해 염산과 인산의 1:1 혼합산을 이용하여 pH 5까지 혼합산을 투입하고, 층분리 및 KOH 10% 중화 후 증발공정까지를 연속식 폐글리세롤 전처리공정으로 진행하여 결과물을 얻고 이를 참고예 1의 균주로 접종 및 배양을 하여 뱃치식으로 진행한 결과물의 배양 결과와 비교를 한 것을 도 13에 나타내었다. 도 13을 바탕으로 뱃치식으로 폐글리세롤을 전처리 한 것과 연속식으로 폐글리세롤을 전처리 한 것의 균주 배양 결과는 동일한 수준임을 확인할 수 있다.

실시예 5

상기 실시예 1에서 중화 공정을 생략하고 얻어진 최종산물 중 황산, 인산, 염산에 대하여 산투입량을 pH에 따라 조절하여 참고예 1의 균주를 접종 및 증식한 결과를 도 14 내지 도 16에 나타내었다.

결과를 바탕으로 염산의 pH4 및 pH7의 경우 배양의 결과가 대조(control)에 비해 떨어지는 것을 볼 수 있으며, 황산과 인산의 경우 pH7에서의 배양결과가 떨어지는 것을 알 수 있다.

이 실시예를 바탕으로 중화 미처리한 글리세린 함유폐기물의 전처지 생성물도 배양시 균주의 탄소원으로 사용할 수 있음을 알 수 있다.

pH 7에서 공통적으로 배양의 결과가 대조에 비해 떨어지는 이유는 순수 글리세린에 MONG 성분중 FA를 인위적으로 첨가해 준 실험과 비교하면 그 이유를 알 수 있다.

실시예 6

상기 실시예 1의 공정에서 각각 다른 MONG 함량의 영향을 파악하기 위해 순수 글리세린에 MONG성분을 1%, 3%, 5%, 7%, 9% 첨가하여 참고예 1의 균주로 배양한 결과를 도 17에 나타내었다.

3% 수준까지 포함된 MONG의 경우 균주활성의 저해에 영향을 주지 않으나, 그이상의 경우에는 균주 증식에 영향을 주어 증식을 방해함을 확인하였다.

위 실시예 2 및 3으로부터 염산 및 인산으로 전처리한 최종산물을 이용하고, 산 첨가량이 pH 5 내지 6일 때, 균주의 생성, 증식이 우수함을 알 수 있으며, 또한 실시예 5에서와 같이 중화공정을 실시하지 않았을 경우 pH 4 내지 pH 6 사이의 양으로 염산 및 인산으로 폐글리세롤 전처리를 한 결과물로 균주의 탄소원으로 사용한 경우 대조인 순수글리세린을 탄소원으로 사용한 것에 비해 균체의 증가량이 거의 같거나 그 이상인 것으로부터 바이오디젤 제조시 발생되는 글리세린 함유 폐기물을 정제하여 바이오 에탄올의 제조시 균주의 탄소원으로 사용할 수 있음을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 바이오디젤 제조시 발생되는 글리세린 함유 폐기물을 전처리하여 바이오 에탄올 제조시 배지의 탄소원으로 사용함으로서 폐기물을 극히 저렴하고도 산업상 유리하게 이용할 수 있다.

Claims (6)

1. 바이오디젤 제조시 발생되는 글리세린 함유 폐기물을 가온하여 메탄올을 제거하고, 산을 가해 글리세린 이외의 유기물(MONG) 성분을 지방산으로 변환, 분리시켜 얻어진 생성물 중의 MONG 성분 함량이 글리세린 함유 폐기물 전량에 대해 3중량% 이하인 것을 특징으로 하는 바이오 에탄올 제조시 배지의 탄소원으로 사용하기 위한 글리세린 함유 폐기물의 전처리 방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 사용되는 산이 염산 또는 인산임을 특징으로 하는 바이오 에탄올 제조시 배지의 탄소원으로 사용하기 위한 글리세린 함유 폐기물의 전처리 방법.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 염산 또는 인산으로 글리세린 함유 폐기물을 전처리하여 얻어진 생성물의 pH가 4 내지 6인 것을 특징으로하는 바이오 에탄올 제조시 배지의 탄소원으로 사용하기 위한 글리세린 함유 폐기물의 전처리 방법.
   
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 글리세린 함유 폐기물을 염산 또는 인산으로 중화하여 미반응 산을 제거한 후, 다시 가열하여 잔류 메탄올을 제거함을 특징으로 하는 바이오 에탄올 제조시 배지의 탄소원으로 사용하기 위한 글리세린 함유 폐기물의 전처리 방법.
   
5. 제 4항에 있어서, 중화반응을 수산화칼륨으로 수행함을 특징으로 하는 바이오 에탄올 제조시 배지의 탄소원으로 사용하기 위한 글리세린 함유 폐기물의 전처리 방법.
   
6. 제 1항에 있어서, 글리세린 함유 폐기물의 전처리를 배치식 또는 연속식 방식으로 수행함을 특징으로 하는 바이오 에탄올 제조시 배지의 탄소원으로 사용하기 위한 글리세린 함유 폐기물의 전처리 방법.

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