KR20240019597A - 색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어 방법 및 시스템, 및 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조 방법 - Google Patents
색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어 방법 및 시스템, 및 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240019597A KR20240019597A KR1020220097461A KR20220097461A KR20240019597A KR 20240019597 A KR20240019597 A KR 20240019597A KR 1020220097461 A KR1020220097461 A KR 1020220097461A KR 20220097461 A KR20220097461 A KR 20220097461A KR 20240019597 A KR20240019597 A KR 20240019597A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- value
- supernatant
- polyhydroxyalkanoate
- purification process
- solution
- Prior art date
Links
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 title claims abstract description 237
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 235
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 title claims abstract description 223
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 146
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 121
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 121
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 197
- 239000012045 crude solution Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 claims description 124
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 117
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 101
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 89
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 71
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 29
- 229960002218 sodium chlorite Drugs 0.000 claims description 27
- UKLNMMHNWFDKNT-UHFFFAOYSA-M sodium chlorite Chemical compound [Na+].[O-]Cl=O UKLNMMHNWFDKNT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 26
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 22
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 22
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 19
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 9
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 230000003544 deproteinization Effects 0.000 description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 33
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 32
- SJZRECIVHVDYJC-UHFFFAOYSA-M 4-hydroxybutyrate Chemical compound OCCCC([O-])=O SJZRECIVHVDYJC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 19
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 16
- REKYPYSUBKSCAT-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypentanoic acid Chemical compound CCC(O)CC(O)=O REKYPYSUBKSCAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 10
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 9
- WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-M 3-hydroxybutyrate Chemical compound CC(O)CC([O-])=O WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- ALRHLSYJTWAHJZ-UHFFFAOYSA-M 3-hydroxypropionate Chemical compound OCCC([O-])=O ALRHLSYJTWAHJZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- PHOJOSOUIAQEDH-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxypentanoic acid Chemical compound OCCCCC(O)=O PHOJOSOUIAQEDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- IWHLYPDWHHPVAA-UHFFFAOYSA-N 6-hydroxyhexanoic acid Chemical compound OCCCCCC(O)=O IWHLYPDWHHPVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-N R3HBA Natural products CC(O)CC(O)=O WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- AFENDNXGAFYKQO-VKHMYHEASA-N (S)-2-hydroxybutyric acid Chemical group CC[C@H](O)C(O)=O AFENDNXGAFYKQO-VKHMYHEASA-N 0.000 description 6
- FYSSBMZUBSBFJL-VIFPVBQESA-N (S)-3-hydroxydecanoic acid Chemical compound CCCCCCC[C@H](O)CC(O)=O FYSSBMZUBSBFJL-VIFPVBQESA-N 0.000 description 6
- MUCMKTPAZLSKTL-NSHDSACASA-N (S)-3-hydroxylauric acid Chemical compound CCCCCCCCC[C@H](O)CC(O)=O MUCMKTPAZLSKTL-NSHDSACASA-N 0.000 description 6
- NDPLAKGOSZHTPH-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxyoctanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)CC(O)=O NDPLAKGOSZHTPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- -1 polybutylene adipate terephthalate Polymers 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 5
- OCKGFTQIICXDQW-ZEQRLZLVSA-N 5-[(1r)-1-hydroxy-2-[4-[(2r)-2-hydroxy-2-(4-methyl-1-oxo-3h-2-benzofuran-5-yl)ethyl]piperazin-1-yl]ethyl]-4-methyl-3h-2-benzofuran-1-one Chemical compound C1=C2C(=O)OCC2=C(C)C([C@@H](O)CN2CCN(CC2)C[C@H](O)C2=CC=C3C(=O)OCC3=C2C)=C1 OCKGFTQIICXDQW-ZEQRLZLVSA-N 0.000 description 4
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 4
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 4
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- XBUXARJOYUQNTC-UHFFFAOYSA-N ()-3-Hydroxynonanoic acid Chemical compound CCCCCCC(O)CC(O)=O XBUXARJOYUQNTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OXSSIXNFGTZQMZ-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxyheptanoic acid Chemical compound CCCCC(O)CC(O)=O OXSSIXNFGTZQMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HPMGFDVTYHWBAG-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxyhexanoic acid Chemical compound CCCC(O)CC(O)=O HPMGFDVTYHWBAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FMHKPLXYWVCLME-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxy-valeric acid Chemical compound CC(O)CCC(O)=O FMHKPLXYWVCLME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 description 3
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 108010056079 Subtilisins Proteins 0.000 description 2
- 102000005158 Subtilisins Human genes 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 2
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000004629 polybutylene adipate terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920009537 polybutylene succinate adipate Polymers 0.000 description 2
- 239000004630 polybutylene succinate adipate Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229940024999 proteolytic enzymes for treatment of wounds and ulcers Drugs 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940057950 sodium laureth sulfate Drugs 0.000 description 2
- SXHLENDCVBIJFO-UHFFFAOYSA-M sodium;2-[2-(2-dodecoxyethoxy)ethoxy]ethyl sulfate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOCCOCCOCCOS([O-])(=O)=O SXHLENDCVBIJFO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- HBAQYPYDRFILMT-UHFFFAOYSA-N 8-[3-(1-cyclopropylpyrazol-4-yl)-1H-pyrazolo[4,3-d]pyrimidin-5-yl]-3-methyl-3,8-diazabicyclo[3.2.1]octan-2-one Chemical class C1(CC1)N1N=CC(=C1)C1=NNC2=C1N=C(N=C2)N1C2C(N(CC1CC2)C)=O HBAQYPYDRFILMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004400 Aminopeptidases Human genes 0.000 description 1
- 108090000915 Aminopeptidases Proteins 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000005367 Carboxypeptidases Human genes 0.000 description 1
- 108010006303 Carboxypeptidases Proteins 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090000317 Chymotrypsin Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQVPPLWYIDMWDA-UHFFFAOYSA-N OS(=O)(=O)c1ccccc1.CCCCCCCCCCCC[Na] Chemical compound OS(=O)(=O)c1ccccc1.CCCCCCCCCCCC[Na] CQVPPLWYIDMWDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090000526 Papain Proteins 0.000 description 1
- 102000057297 Pepsin A Human genes 0.000 description 1
- 108090000284 Pepsin A Proteins 0.000 description 1
- 208000037534 Progressive hemifacial atrophy Diseases 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 1
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960002376 chymotrypsin Drugs 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 235000019784 crude fat Nutrition 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- UQLDLKMNUJERMK-UHFFFAOYSA-L di(octadecanoyloxy)lead Chemical compound [Pb+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O UQLDLKMNUJERMK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000008570 general process Effects 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000031852 maintenance of location in cell Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 229940055729 papain Drugs 0.000 description 1
- 235000019834 papain Nutrition 0.000 description 1
- 238000012017 passive hemagglutination assay Methods 0.000 description 1
- 229940111202 pepsin Drugs 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 235000019419 proteases Nutrition 0.000 description 1
- 230000003946 protein process Effects 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 1
- 229960001322 trypsin Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/62—Carboxylic acid esters
- C12P7/625—Polyesters of hydroxy carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
폴리하이드록시알카노에이트(PHA)를 포함하는 조액을 정제하는 과정에서 색가를 모니터링하고, 이를 기초로 정제 공정 조건을 실시간으로 조절함으로써, 우수한 색 품질의 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 안정적으로 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 제조하기 위한 정제 공정에서 색가를 모니터링하여 정제 공정을 제어하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이를 이용하여 색 품질이 우수한 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
폴리하이드록시알카노에이트(polyhydroxyalkanoate, PHA)는 수많은 미생물에 의해 생성되고, 세포내 저장 물질로 사용되는 여러 종류의 하이드록시 카르복실산으로 구성되는 생분해성 고분자이다. 폴리하이드록시알카노에이트는 기존의 석유로부터 유래된 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(polybutylene adipate terephthalate, PBAT), 폴리부틸렌 숙시네이트(polybutylene succinate, PBS), 폴리부틸렌 숙시네이트 테레프탈레이트(polybutylene succinate terephthalate, PBST), 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트(polybutylene succinate adipate, PBSA)등과 같은 합성 고분자와 유사한 물성을 가지면서, 완전한 생분해성을 보이며, 생체적합성 또한 우수하다.
구체적으로, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 미생물 세포 내에 축적되는 열가소성의 천연 폴리에스테르 고분자로서, 생분해성 소재로 퇴비화가 가능하고, 유독성 폐기물 발생도 없으면서 최종적으로 이산화탄소, 물, 유기 폐기물로 분해될 수 있다. 특히, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 토양 및 해양 등 어떠한 환경 조건에서도 생분해 되어 환경 친화적인 특성을 갖는다.
폴리하이드록시알카노에이트 수지를 얻는 일반적인 공정에서, 미생물 세포 내에 형성 및 축적된 PHA 입자는 추출 후에도 단백질, 인지질, 폴리펩타이드 등으로 둘러싸여 있기 때문에, 이러한 불순물을 제거하기 위해 탈색, 탈단백 등의 추가적인 정제 공정을 수행하고 있다.
폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조 공정에서, 탈색 및 탈단백을 통해 제거하려는 불순물들은 세포 유래 성분으로 그 종류가 다양하며, 공정 진행 중 실시간으로 고상 PHA 과립 및 액상에 존재하는 불순물을 구분하여 정성 또는 정량할 수 없다는 문제점이 있었다. 특히 PHA 수지 입자에 잔존하는 불순물은 가공 시에 색 유발 및 고분자 물성을 저하시키는 원인으로 양산화 공정에서 엄격히 관리되어야 하나, 앞서 서술한 문제로 인하여 불순물 제거 공정의 실시간 관리가 매우 어려웠다.
이에 본 발명자들이 연구한 결과, 정제 공정 중에 공정액의 색가를 모니터링하고, 이로부터 탈색 등의 정제 조건을 조절하거나 최종 제품의 색가를 예측함으로써, 색 품질이 우수한 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 안정적으로 생산하는 공정을 구현해낼 수 있었다.
이와 같이 본 발명의 과제는 정제 공정 중의 색가 모니터링을 통해 정제 공정을 제어하는 방법 및 시스템, 및 이를 이용하여 색 품질이 우수한 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 수지의 제조를 위한 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액, 또는 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 색가를 측정하고, 상기 색가를 기초로 정제 공정을 제어하는, 정제 공정 제어 방법이 제공된다.
일 구현예에 있어서, 상기 색가 측정은 CIE LAB 색공간에서의 a* 값 측정을 포함하고, 상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화를 기초로 정제 공정 조건을 조절할 수 있다.
다른 구현예에 있어서, 상기 a* 값의 변화는 상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값을 상기 정제 공정 이전의 조액 또는 이의 상등액의 a* 값에 대비하여 확인하거나, 또는 상기 정제 공정의 과정에서 시간에 따른 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화로 확인할 수 있다.
또 다른 구현예에 있어서, 상기 색가 측정은 CIE LAB 색공간에서의 a* 값 측정을 포함하고, 상기 정제액 및 이의 상등액의 a* 값을 기초로 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 CIE LAB 색공간에서 b* 값을 예측할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 수지의 제조를 위한 정제 공정을 수행하는 정제부; 상기 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액, 또는 상기 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 색가를 측정하는 모니터링부; 및 상기 색가를 기초로 정제 공정을 제어하는 제어부를 포함하는, 정제 공정 제어 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)를 포함하는 조액으로부터 정제 공정을 거쳐 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 제조하는 방법에 있어서, (a) 상기 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액의 색가를 측정하는 단계; 및 (b) 상기 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 색가를 측정하는 단계; 중에서 적어도 하나의 단계를 포함하는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법이 제공된다.
일 구현예에 있어서, 상기 단계 (a)에서 색가 측정은 상기 공정액 또는 이의 상등액의 CIE LAB 색공간에서 a* 값 측정을 포함하고, 상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화에 따라 정제 공정의 조건을 조절할 수 있다.
다른 구현예에 있어서, 상기 방법은 상기 조액 또는 이의 상등액의 a* 값을 측정하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 조액 또는 이의 상등액의 a* 값에 대비한 상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화를 확인할 수 있다.
또 다른 구현예에 있어서, 상기 정제 공정은 탈색 공정을 포함하고, 상기 탈색 공정은 제 1 산화제, 제 2 산화제, 또는 이들의 순차 사용에 의해 수행되고, 상기 제 1 산화제가 아염소산나트륨(NaClO2)을 포함하고, 상기 제 2 산화제가 과산화수소(H2O2)를 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 있어서, 상기 탈색 공정은 상기 제 2 산화제에 의해 수행되고, 하기 식 (1A)를 만족하는 경우에 상기 탈색 공정에 투입되는 산화제의 양을 증가시킬 수 있다.
a0 < a30 (1A)
상기 식 (1A)에서, a0은 상기 조액의 a* 값이고, a30은 상기 제 2 산화제의 투입 후 공정액의 a* 값이다.
또 다른 구현예에 있어서, 상기 탈색 공정은 상기 제 1 산화제 및 상기 제 2 산화제의 순차 사용에 의해 수행되고, 하기 식 (1B)를 만족하는 경우에 상기 탈색 공정에 투입되는 1차 산화제 및 2차 산화제 중 적어도 하나의 양을 증가시킬 수 있다.
a0' > a30' (1B)
상기 식 (1B)에서, a0'는 상기 조액 중 상등액의 a* 값이고, a30'는 상기 제 1 산화제의 투입 후 공정액 중 상등액의 a* 값이다.
또 다른 구현예에 있어서, 상기 단계 (b)에서 색가 측정은 상기 정제액 및 이의 상등액의 a* 값 측정을 포함하고, 상기 정제액 및 이의 상등액의 a* 값을 기초로 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 CIE LAB 색공간에서 b* 값을 예측할 수 있다.
또 다른 구현예에 있어서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 b* 값은 하기 식 (2A)로 예측될 수 있다.
b* = Y + (X1 x a1) + (X2 x a2)
(2A)
상기 식 (2A)에서, a1은 상기 정제액의 a* 값이고, a2는 상기 정제액 중 상등액의 a* 값이고, Y는 10 내지 21이고, X1은 -2.5 내지 4.0 이고, X2는 -3.5 내지 3.0이다. 보다 구체적으로 Y는 14.68 내지 16.68이고, X1은 -0.39 내지 1.61이고, X2는 -1.35 내지 0.65이다.
또 다른 구현예에 있어서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 b* 값은 하기 식 (2B)로 예측될 수 있다.
b* = Y' + (X1' x a1') + (X2' x a2')
(2B)
상기 식 (2B)에서, a1'은 상기 정제액의 a* 값이고, a2'는 상기 정제액 중 상등액의 a* 값이고, Y'는 4 내지 15이고, X1'은 -7 내지 -1이고, X2'는 -8 내지 -1이다. 보다 구체적으로 Y'는 8.15 내지 10.15이고, X1'은 -5.15 내지 -3.15이고, X2'는 -5.04 내지 -3.04이다.
또 다른 구현예에 있어서, 상기 예측된 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 b* 값이 목표 b* 값보다 클 경우, 정제 공정을 추가로 수행할 수 있다.
또 다른 구현예에 있어서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트를 포함하는 조액은 폴리하이드록시알카노에이트를 포함하는 발효액을 고액 분리하여 바이오매스를 얻는 단계; 상기 바이오매스에 계면활성제를 포함하는 첨가제를 혼합하여 현탁액을 얻는 단계; 상기 현탁액 내의 상기 바이오매스를 파쇄하여 슬러리를 얻는 단계; 및 상기 슬러리를 고액 분리하는 단계를 포함하는 방법에 의해 준비될 수 있다.
본 발명의 방법 및 시스템에 따르면, 정제 공정 중에 색가를 모니터링하고 이를 기초로 정제 공정 조건을 조절하여 불순물을 보다 효과적으로 제거할 수 있고 최종 제품의 색가를 예측하여 미리 대응할 수 있기 때문에, 우수한 색 품질의 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 안정적으로 제조할 수 있다.
도 1은 색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어 방법을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2a는 일 구현예에 따른 정제 공정(탈색에 H2O2만 이용)을 포함하는 PHA 수지의 제조방법을 나타낸다.
도 2b는 다른 구현예에 따른 정제 공정(탈색에 NaClO2/H2O2 이용)을 포함하는 PHA 수지의 제조방법을 나타낸다.
도 3a는 일 구현예에 따른 PHA 수지의 제조방법에서 정제 공정의 경과 시간에 따른 색가를 모니터링한 결과이다.
도 3b는 다른 구현예에 따른 PHA 수지의 제조방법에서 정제 공정의 경과 시간에 따른 색가를 모니터링한 결과이다.
도 4a는 일 구현예에 따른 PHA 수지의 제조방법에서 PHA 수지의 예측 b* 값과 실측 b* 값의 상관관계를 나타낸다.
도 4b는 다른 구현예에 따른 PHA 수지의 제조방법에서 PHA 수지의 예측 b* 값과 실측 b* 값의 상관관계를 나타낸다.
도 5는 본 발명에서 가정하는 최종 PHA 수지의 색가 예측 개념을 모식적으로 나타낸다.
도 6은 CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) LAB 색공간의 L*, a*, b*의 개념을 나타낸다.
도 2a는 일 구현예에 따른 정제 공정(탈색에 H2O2만 이용)을 포함하는 PHA 수지의 제조방법을 나타낸다.
도 2b는 다른 구현예에 따른 정제 공정(탈색에 NaClO2/H2O2 이용)을 포함하는 PHA 수지의 제조방법을 나타낸다.
도 3a는 일 구현예에 따른 PHA 수지의 제조방법에서 정제 공정의 경과 시간에 따른 색가를 모니터링한 결과이다.
도 3b는 다른 구현예에 따른 PHA 수지의 제조방법에서 정제 공정의 경과 시간에 따른 색가를 모니터링한 결과이다.
도 4a는 일 구현예에 따른 PHA 수지의 제조방법에서 PHA 수지의 예측 b* 값과 실측 b* 값의 상관관계를 나타낸다.
도 4b는 다른 구현예에 따른 PHA 수지의 제조방법에서 PHA 수지의 예측 b* 값과 실측 b* 값의 상관관계를 나타낸다.
도 5는 본 발명에서 가정하는 최종 PHA 수지의 색가 예측 개념을 모식적으로 나타낸다.
도 6은 CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) LAB 색공간의 L*, a*, b*의 개념을 나타낸다.
이하 본 발명에 대해 다양한 구현예를 들어 구체적으로 설명한다.
본 명세서에서 각 구성요소를 지칭하는 용어는 다른 구성요소들과 구별하기 위해 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 또한 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서 "포함"한다는 기재는 특정 특성, 영역, 단계, 공정, 요소 및/또는 성분을 구체화하기 위한 것이며, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 특성, 영역, 단계, 공정, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위해 사용되는 것이고, 상기 구성 요소들은 상기 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로 구별하는 목적으로 사용된다.
색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어 및 PHA 수지의 제조
본 발명의 일 측면은 색가 모니터링을 통한 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 수지의 정제 공정 제어 방법을 제공한다. 상기 정제 공정 제어 방법은, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 수지의 제조를 위한 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액, 또는 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 색가를 측정하고, 상기 색가를 기초로 정제 공정을 제어하는 것이다.
상기 공정액은 PHA 조액으로부터 정제 공정(예: 탈색 공정 또는 탈단백 공정 등)을 진행하는 과정에서 얻을 수 있으며, 상기 정제액은 정제 공정이 완료된 이후에 얻을 수 있다. 상기 조액, 공정액 및 정제액은 PHA, 불순물, 용매 등을 포함할 수 있으며, 용액, 현탁액, 분산액, 슬러리 등의 형태를 가질 수 있다. 또한 상기 조액, 공정액 또는 정제액으로부터 상등액을 분리하여 색가를 측정할 수 있으며, 상기 상등액은 원심분리, 침전법 등에 의해 하부에 가라앉은 불용성 고체를 제외한 상부의 액체를 의미한다.
이와 같이 본 발명은 공정 중에 색가 모니터링을 포함하며, 이러한 방식은 분석하고자 하는 샘플의 전처리가 따로 필요 없고 빠른 분석과 즉각적인 결과 확인이 가능하다는 장점이 있다. 본 발명에서 모니터링하는 색가는 CIE LAB 색공간에서의 a* 및 b*이며, 분광광도계(spectrophotometer)를 사용하여 측정할 수 있다. 도 6은 CIE LAB 색공간에서의 L*, a*, b*에 대한 개념을 도식적으로 나타낸다(출처: https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1118148&cid=40942&categoryId=33048). 도 6을 참조하여, a* 값은 적색과 녹색 중 어느 색에 더 가까운가를 나타내며 음수이면 녹색에 가깝고 양수이면 적색에 가까운 것을 의미한다. b* 값은 청색과 황색 중 어느 색에 더 가까운가를 나타내며 음수이면 청색에 가깝고 양수이면 황색에 가까운 것을 의미한다.
폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조 공정에서, 정제 공정을 통해 제거하려는 불순물들은 세포 유래 성분으로 그 종류가 다양하며, 정제 공정 진행 중 실시간으로 고상 PHA 과립 및 액상에 존재하는 불순물을 구분하여 정성 또는 정량할 수 없다는 문제점이 있었다. 특히 PHA 수지 입자에 잔존하는 불순물은 가공 시에 색 유발 및 고분자 물성을 저하시키는 원인으로 양산화 공정에서 엄격히 관리되어야 하나, 앞서 서술한 문제로 인하여 불순물 제거 공정의 실시간 관리가 매우 어려웠다.
본 발명자들은 불순물이 많을수록 최종 PHA 수지의 b* 값이 상승하므로, b* 값이 최종 PHA 수지의 불순물 함량을 일정 부분 반영한다는 점에 주목하였다. 이에 본 발명자들은 다수의 정제 공정에서 색가를 모니터링한 데이터를 분석한 결과, 정제 공정 중에 측정된 a* 값이 최종 PHA 수지의 b* 값과 가장 유의미한 관계를 가지는 것을 발견하였다(표 1 참조)
이에 따라 본 발명에서 상기 색가 측정은 CIE LAB 색공간에서의 a* 값 측정을 포함할 수 있다.
도 1은 색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어 방법을 예시적으로 나타낸다. 도 1을 참조하여, 상기 방법은 상기 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액의 CIE LAB 색공간에서 a* 값의 모니터링(S100) 및/또는 상기 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 a* 값의 모니터링(S200)을 포함한다.
일 구현예에 따르면, 상기 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화를 기초로 정제 공정 조건을 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 a* 값의 변화는 상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값을 상기 정제 공정 이전의 조액 또는 이의 상등액의 a* 값에 대비하여 확인하거나, 또는 상기 정제 공정의 과정에서 시간에 따른 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화로 확인할 수 있다.
구체적인 일례로서, 정제 공정 초기의 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화를 모니터링하여 증가/감소에 따라 정상/비정상을 구분하고, 비정상인 경우 탈색 공정에 투입되는 산화제를 증량할 수 있다. 이를 위해, 상기 방법은 상기 조액 또는 이의 상등액의 a* 값을 측정하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 조액 또는 이의 상등액의 a* 값에 대비하여 상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화를 확인할 수 있다.
구체적인 다른 예로서, 정제 공정이 진행되는 과정에서 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화를 계속적으로 모니터링하여 증가/감소에 따라 정상/비정상을 구분하고, 비정상인 경우 탈색 공정에 투입되는 산화제를 증량할 수 있다. 이를 위해 정제 공정이 개시된 이후 일정 시간 간격, 예를 들어 10분 간격, 20분 간격, 또는 30분 간격으로 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값을 반복 측정하고, 이들 a* 값을 비교하여 감소 또는 증가 여부를 확인할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 a* 값을 기초로 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 CIE LAB 색공간에서 b* 값을 예측할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 색가 모니터링을 통한 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 수지의 정제 공정 제어 시스템을 제공한다. 상기 정제 공정 제어 시스템은, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 수지의 제조를 위한 정제 공정을 수행하는 정제부; 상기 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액, 또는 상기 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 색가를 측정하는 모니터링부; 및 상기 색가를 기초로 정제 공정을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 정제부는 예를 들어 탈색부 및 탈단백부를 포함할 수 있으며, 상기 탈색부에 PHA 조액이 투입되어 탈색된 이후에 공정액은 상기 탈단백부를 거침으로써 탈단백까지 완료된 정제액을 제공할 수 있다. 또한 상기 탈색부에는 pH 조절을 위한 산 또는 알칼리 성분, 및 탈색을 위한 1종 이상의 산화제가 투입될 수 있으며, 탈색은 1회 이상 수행될 수 있다. 상기 탈단백부에는 pH 조절을 위한 산 또는 알칼리 성분, 및 탈단백을 위한 1종 이상의 단백질분해효소가 투입될 수 있다. 이에 따라 상기 탈색부 및 탈단백부는 각각 반응기를 구비하고, 상기 반응기에는 원료와 시료 투입을 위한 투입구, 공정액 또는 정제액의 배출을 위한 배출구, 및 온도 조절기를 구비할 수 있으며, 이들 반응기 간의 투입구와 배출구를 연결하는 파이프 등의 연결부를 구비할 수 있다.
상기 모니터링부는 예를 들어 샘플의 색가 측정이 가능한 분광광도계를 포함할 수 있다. 또한 상기 모니터링부는 상기 정제부에 구비되는 각 반응기로부터 일부 조액, 공정액 또는 정제액의 샘플을 추출하는 추출기를 포함할 수 있고, 상기 공정액 또는 정제액 샘플로부터 상등액을 분리하기 위한 원심분리기 등도 포함할 수도 있다.
상기 제어부는 상기 모니터링부에서 측정된 색가 정보를 받아 분석(비교, 해석, 판단, 예측 등)하는 분석기를 구비할 수 있다. 이와 같은 색가 정보 전송을 위해 상기 제어부와 상기 모니터링부는 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 상기 제어부는 상기 분석기에서 분석된 결과에 따라 정제 공정 조건을 조절하거나 추가적인 정제 공정 수행 여부의 피드백을 전달하는 처리기를 추가로 구비할 수 있다. 상기 제어부는 상기 정제부와도 전기적으로 연결되어 상기 처리기에서 전달되는 피드백에 따라 정제 공정의 흐름이 제어될 수 있다.
본 발명의 방법 및 시스템에 따르면, 이와 같이 공정 중에 색가를 모니터링한 결과를 기초로 실시간으로 정제 공정에 적용함으로써, 불순물을 보다 효과적으로 제거할 수 있고 최종 PHA 수지의 색가를 예측하여 미리 대응 가능하기 때문에, 우수한 색 품질의 PHA 수지를 안정적으로 제조할 수 있다.
이에 본 발명의 또 다른 측면은, 색가 모니터링을 통한 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법을 제공한다. 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법은, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)를 포함하는 조액으로부터 정제 공정을 거쳐 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 제조하는 방법에 있어서, (a) 상기 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액의 색가를 측정하는 단계; 및 (b) 상기 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 색가를 측정하는 단계; 중에서 적어도 하나의 단계를 포함한다.
본 발명의 방법에서, 상기 정제 공정은 예를 들어 탈색 공정 및 탈단백 공정을 포함할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 방법에서 각각의 공정 및 단계를 구체적으로 설명한다.
폴리하이드록시알카노에이트
폴리하이드록시알카노에이트(PHA)는 그 분자 구조에 따라 결정성(crystalline), 반결정성(semicrystalline), 또는 비결정성(amorphous) 폴리하이드록시알카노에이트로 구분될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 비결정성 폴리하이드록시알카노에이트를 포함할 수 있다. 비결정성 폴리하이드록시알카노에이트의 경우 특유의 유연성과 점착성(tackiness)으로 인해 수계 정제 과정에서 반복적 고액 분리 및 세척이 어려워 최종 정제된 PHA 내에서도 불순물 함량이 높아 제품화에 어려움이 있다. 그러나 본 발명의 방법에 따르면 비결정성 PHA의 정제 과정에서 2종의 산화제를 순차적으로 사용하는 탈색을 수행함으로써 최종 제품의 색도를 현저히 개선할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 반결정성 폴리하이드록시알카노에이트를 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에 따르면, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 결정성 폴리하이드록시알카노에이트를 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에 따르면, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 비결정성 폴리하이드록시알카노에이트, 반결정성 폴리하이드록시알카노에이트 및 결정성 폴리하이드록시알카노에이트 중에서 2종 이상을 포함할 수 있다.
상기 폴리하이드록시알카노에이트는 2-하이드록시부티레이트(2-HB), 3-하이드록시부티레이트(3-HB), 3-하이드록시프로피오네이트(3-HP), 3-하이드록시발레레이트(3-HV), 3-하이드록시헥사노에이트(3-HH), 3-하이드록시헵타노에이트(3-HHep), 3-하이드록시옥타노에이트(3-HO), 3-하이드록시노나노에이트(3-HN), 3-하이드록시데카노에이트(3-HD), 3-하이드록시도데카노에이트(3-HDd), 4-하이드록시부티레이트(4-HB), 4-하이드록시발레레이트(4-HV), 5-하이드록시발레레이트(5-HV) 및 6-하이드록시헥사노에이트(6-HH)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 반복단위를 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 이성질체를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 구조 이성질체, 거울상 이성질체 또는 기하 이성질체를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 구조 이성질체를 포함할 수 있다.
상기 폴리하이드록시알카노에이트는 단일 중합체 또는 공중합체일 수 있다. 일 구현예에 따르면 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 공중합체를 포함할 수 있고, 구체적으로 중합체 사슬에 상이한 반복단위들이 불규칙하게(randomly) 분포되어 있는 2개 이상의 상이한 반복단위들을 함유하는 공중합체를 포함할 수 있다.
일례로서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 4-하이드록시부티레이트(4-HB) 반복단위를 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 폴리하이드록시알카노에이트 내의 4-HB 반복단위의 함량은 상기 폴리하이드록시알카노에이트의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 이상, 1 중량% 이상, 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 20 중량% 이상, 30 중량% 이상, 40 중량% 이상, 50 중량% 이상, 또는 60 중량% 이상일 수 있고, 또한 100 중량% 이하, 99 중량% 이하, 90 중량% 이하, 80 중량% 이하, 70 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 4-하이드록시부티레이트(4-HB) 반복단위를 25 중량% 이상 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 4-HB 반복단위를 포함하는 공중합체일 수 있다. 상기 폴리하이드록시알카노에이트에 4-HB와 함께 공중합될 수 있는 반복단위의 예로는 젖산, 글리콜산, 2-하이드록시부티레이트(2-HB), 3-하이드록시부티레이트(3-HB), 3-하이드록시프로피오네이트(3-HP), 3-하이드록시발레레이트(3-HV), 3-하이드록시헥사노에이트(3-HH), 3-하이드록시헵타노에이트(3-HHep), 3-하이드록시옥타노에이트(3-HO), 3-하이드록시노나노에이트(3-HN), 3-하이드록시데카노에이트(3-HD), 3-하이드록시도데카노에이트(3-HDd), 4-하이드록시발레레이트(4-HV), 5-하이드록시발레레이트(5-HV) 및 6-하이드록시헥사노에이트(6-HH)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 4-HB 반복단위 외에 3-HB, 3-HP, 3-HH, 3-HV, 4-HV, 5-HV 및 6-HH로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 반복단위를 포함할 수 있다. 일례로서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트는 4-HB 반복단위 및 3-HB 반복단위를 포함하는 공중합체를 포함할 수 있고, 구체적으로 폴리-3-하이드록시부티레이트-co-4-하이드록시부티레이트(P3HB-co-4HB)를 포함할 수 있다.
상기 PHA는 1종 또는 2종 이상의 PHA를 포함할 수 있고, 예를 들어 제 1 PHA, 제 2 PHA, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 제 1 PHA는 비결정성 PHA일 수 있고, 상기 제 2 PHA는 반결정성 PHA일 수 있다. 상기 제 1 PHA는 예를 들어 4-HB 반복단위를 15 중량% 내지 60 중량%, 15 중량% 내지 55 중량%, 20 중량% 내지 55 중량%, 25 중량% 내지 55 중량%, 30 중량% 내지 55 중량%, 35 중량% 내지 55 중량%, 20 중량% 내지 50 중량%, 25 중량% 내지 50 중량%, 30 중량% 내지 50 중량%, 35 중량% 내지 50 중량% 또는 20 중량% 내지 40 중량%로 포함할 수 있다. 상기 제 2 PHA는 예를 들어 4-HB 반복단위를 0.1 중량% 내지 30 중량%, 0.5 중량% 내지 30 중량%, 1 중량% 내지 30 중량%, 3 중량% 내지 30 중량%, 1 중량% 내지 28 중량%, 1 중량% 내지 25 중량%, 1 중량% 내지 24 중량%, 1 중량% 내지 20 중량%, 1 중량% 내지 15 중량%, 2 중량% 내지 25 중량%, 3 중량% 내지 25 중량%, 3 중량% 내지 24 중량%, 5 중량% 내지 24 중량%, 5 중량% 내지 20 중량%, 5 중량% 초과 내지 20 중량% 미만, 7 중량% 내지 20 중량%, 10 중량% 내지 20 중량%, 15 중량% 내지 25 중량% 또는 15 중량% 내지 24 중량%로 포함할 수 있다. 또한 상기 PHA는 제 1 PHA 및 상기 제 2 PHA가 20:80 내지 80:20, 또는 30:70 내지 70:30의 중량비로 혼합된 것일 수도 있다.
폴리하이드록시알카노에이트의 조액
폴리하이드록시알카노에이트의 조액은 발효 공정에 의해 생산될 수 있다.
상기 발효를 통한 폴리히드록시알카노에이트의 생산 방법은 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들어 특정 기질에서 배양된 야생형 또는 트랜스제닉 미생물을 이용한 발효를 통해 폴리히드록시알카노에이트를 생산할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
발효 이후 생성된 폴리하이드록시알카노에이트는 미생물의 세포 내부에 축적되므로, 이를 분리 정제하는 과정이 반드시 필요하다.
예를 들어, 발효액으로부터 폴리하이드록시알카노에이트가 함유된 바이오매스를 분리한 뒤, 계면활성제 등을 첨가하고 미생물의 세포를 파쇄하여 폴리하이드록시알카노에이트만을 분리하는 공정을 거칠 수 있다.
일례로서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트를 포함하는 조액은 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)를 포함하는 발효액을 고액 분리하여 바이오매스를 얻는 단계; 상기 바이오매스에 계면활성제를 포함하는 첨가제를 혼합하여 현탁액을 얻는 단계; 상기 현탁액 내의 상기 바이오매스를 파쇄하여 슬러리를 얻는 단계; 및 상기 슬러리를 고액 분리하는 단계를 포함하는 방법에 의해 준비될 수 있다.
먼저 미생물에 의한 발효액을 원심 분리나 막 분리와 같은 기계적 분리 방법 또는 그 외 공지된 방법에 의해 고액 분리하여 폴리하이드록시알카노에이트가 축적된 세포를 포함하는 바이오매스를 분리할 수 있다.
분리된 바이오매스는 용매와 혼합하여 고형분 농도를 조절할 수 있다. 또한 상기 바이오매스는 계면활성제와 혼합될 수 있으며, 상기 계면활성제로는 예를 들어 음이온성 계면활성제 또는 비이온성 계면활성제가 사용될 수 있고, 구체적으로 소듐라우레스설페이트(sodium laureth sulfate), 소듐라우릴설페이트, 도데실소듐설페이트, 도데실소듐벤젠설포네이트 등이 사용될 수 있다. 그 결과 바이오매스, 계면활성제 등을 포함하는 현탁액이 얻어질 수 있다.
이후 상기 현탁액 내의 상기 바이오매스를 파쇄하며, 상기 파쇄는 기계적 파쇄(물리적 파쇄) 또는 화학적 파쇄(비기계적 파쇄)로 수행될 수 있다. 예를 들어 상기 파쇄는 초음파 파쇄, 고가압 파쇄 또는 밀링(milling) 파쇄로 수행될 수 있다. 상기 초음파 파쇄는 예를 들어 20 Hz 이상의 에너지량으로 10분 내지 60분 동안 수행될 수 있다. 또한 상기 고압 파쇄는 예를 들어 10 bar 이상의 압력으로 1분 내지 60분 동안 수행될 수 있다. 또한 상기 밀링 파쇄는 콜로이드밀, 비드밀, 볼밀 등에 의해 1분 내지 60분 동안 수행될 수 있다.
파쇄 이후 폴리하이드록시알카노에이트의 미립자 및 세포벽 등의 셀 유래 불순물을 포함하는 슬러리를 얻을 수 있으며, 상기 슬러리를 원심 분리나 막 분리와 같은 기계적 분리 방법 또는 그 외 공지된 방법에 의해 고액 분리함으로써 폴리하이드록시알카노에이트의 조액을 얻을 수 있다.
상기 폴리하이드록시알카노에이트의 조액은 미량의 셀 유래 불순물(단백질, 지방류 등)을 포함하여 추가의 정제 과정이 필요하다.
예를 들어 상기 조액 내의 단백질 함량은, 상기 조액 내의 전체 고형분 중량을 기준으로, 3.5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2.7 중량% 이하, 또는 2.5% 이하일 수 있고, 또한 0.1 중량% 이상, 1 중량% 이상, 또는 1.5 중량% 이상일 수 있다.
또한 상기 조액 내의 지방류 함량은, 상기 조액 내의 전체 고형분 중량을 기준으로, 1.5 중량% 이하, 1.3 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.7 중량% 이하일 수 있고, 또한 0.1 중량% 이상, 0.2 중량% 이상, 또는 0.3 중량% 이상일 수 있다.
또한 상기 조액 내의 고형분 함량은, 상기 조액 총 중량을 기준으로 1 중량% 이상, 3 중량% 이상, 5 중량% 이상, 7 중량% 이상, 또는 10 중량% 이상일 수 있고, 또한 80 중량% 이하, 50 중량% 이하, 30 중량% 이하, 20 중량% 이하, 또는 15 중량% 이하일 수 있다.
또한 이와 같이 준비된 조액으로부터 원심분리, 침전법 등에 의해 상등액만을 분리하여 색가 측정에 사용할 수 있으며, 이에 대해서는 후술하는 색가 모니터링 부분에서 구체적으로 설명한다.
정제 공정
상기 조액으로부터 PHA 수지의 제조를 위한 정제 공정은 탈색 공정을 포함할 수 있다.
상기 탈색 공정은 상기 1종 이상의 산화제를 상기 조액에 투입하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 탈색 공정은 제 1 산화제, 제 2 산화제, 또는 이들의 순차 사용에 의해 수행되고, 상기 제 1 산화제가 아염소산나트륨(NaClO2)을 포함하고, 상기 제 2 산화제가 과산화수소(H2O2)를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 탈색 공정은 상기 제 2 산화제에 의해 수행될 수 있다.
상기 탈색 공정에서 상기 과산화수소의 사용량은, 상기 조액 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 이상, 0.02 중량% 이상, 0.03 중량% 이상, 0.04 중량% 이상, 0.05 중량% 이상, 0.06 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.2 중량% 이상, 0.3 중량% 이상, 0.4 중량% 이상, 또는 0.5 중량% 이상일 수 있고, 또한 2.0 중량% 이하, 1.7 중량% 이하, 1.5 중량% 이하, 1.3 중량% 이하, 1.2 중량% 이하, 1.1 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.9 중량% 이하, 0.8 중량% 이하, 0.7 중량% 이하, 또는 0.6 중량% 이하일 수 있다.
상기 탈색 공정은 염기성 pH 조건에서 수행될 수 있으며, 예를 들어 상기 2차 탈색 시의 pH 범위는 7 이상, 7.5 이상, 8 이상, 또는 8.5 이상일 수 있고, 또한 13 이하, 12 이하, 11 이하, 10.5 이하, 10 이하, 9.5 이하, 또는 9 이하일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 2차 탈색은 pH 7 내지 13, 또는 pH 8 내지 13에서 수행될 수 있다. 보다 구체적인 일례로서, 상기 2차 탈색은 pH 8 내지 11, 또는 pH 8 내지 10에서 수행될 수 있다.
이러한 염기성 pH로 조정하기 위해 알칼리 성분이 투입될 수 있다. 상기 탈색 공정에서 pH 조정을 위해 사용되는 알칼리 성분의 예로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 탄산나트륨 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 조액은 이와 같은 알칼리 성분을 적정량 포함하여 목적하는 염기성 pH로 조절될 수 있다.
또한 상기 탈색 공정에서 온도는 40℃ 이상, 45℃ 이상, 50℃ 이상, 55℃ 이상 또는 60℃ 이상일 수 있고, 또한 90℃ 이하, 80℃ 이하, 75℃ 이하, 70℃ 이하 또는 65℃ 이하일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 2차 탈색은 40℃ 내지 90℃, 또는 50℃ 내지 70℃의 온도에서 수행될 수 있다.
또한 상기 탈색 공정에 소요되는 시간은 10분 이상, 30분 이상, 또는 50분 이상일 수 있으며, 또한 3시간 이하, 2시간 이하, 또는 1시간 30분 이하일 수 있고, 구체적인 예로서 30분 내지 1시간 30분일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 탈색 공정은 상기 제 1 산화제 및 상기 제 2 산화제의 순차 사용에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 탈색 공정은 상기 제 1 산화제에 의한 1차 탈색 공정, 및 상기 제 2 산화제에 의해 2차 탈색 공정을 순차로 포함할 수 있다.
상기 1차 탈색 공정은 아염소산나트륨(NaClO2)을 포함하는 1차 산화제에 의해 수행될 수 있다. 상기 아염소산나트륨을 산화제로 이용하여 탈색을 수행할 경우, 색도 개선 효과가 크면서, 다른 염소계 산화제(NaClO 등)와는 달리 분자량 저하가 거의 발생하지 않는다. 이는 아염소산나트륨과의 반응에 의해 조액 내의 셀 유래 불순물(단백질, 지방류 등)이 분해되면서도 PHA 분해는 거의 일어나지 않기 때문이다.
상기 1차 탈색 공정에서 상기 아염소산나트륨의 사용량은, 상기 조액 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 이상, 0.02 중량% 이상, 0.03 중량% 이상, 0.04 중량% 이상, 0.05 중량% 이상, 0.06 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.2 중량% 이상, 0.3 중량% 이상, 0.4 중량% 이상, 또는 0.5 중량% 이상일 수 있고, 또한 1.3 중량% 이하, 1.2 중량% 이하, 1.1 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.9 중량% 이하, 0.8 중량% 이하, 0.7 중량% 이하, 또는 0.6 중량% 이하일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 1차 탈색에서, 상기 아염소산나트륨은 상기 조액 총 중량을 기준으로 0.01 내지 1 중량%, 또는 0.05 내지 1 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 상기 바람직한 아염소산나트륨의 사용량 범위 내에서, 탈색 효과가 충분히 발휘되면서도 분자량 저하가 최소화될 수 있다.
상기 1차 탈색은 산성 pH 조건에서 수행될 수 있으며, 예를 들어 상기 1차 탈색 시의 pH 범위는 7 이하, 6.5 이하, 6 이하, 5.5 이하, 5 이하, 4.5 이하 또는 4 이하일 수 있고, 또한 1 이상, 1.5 이상, 2 이상, 2.5 이상, 3 이상 또는 3.5 이상일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 1차 탈색은 pH 1 내지 7, 또는 pH 2 내지 7에서 수행될 수 있다. 보다 구체적인 일례로서, 상기 1차 탈색은 pH 3 내지 6, 또는 pH 3 내지 5에서 수행될 수 있다.
이러한 산성 pH로 조정하기 위해 산 성분이 사용될 수 있다. 상기 1차 탈색 시에 pH 조정을 위해 사용되는 산 성분의 예로는 인산, 황산, 염산, 질산 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 조액은 이와 같은 산 성분을 적정량 포함하여 목적하는 산성 pH로 조절될 수 있다.
또한 상기 1차 탈색 시의 온도는 40℃ 이상, 45℃ 이상, 50℃ 이상, 55℃ 이상 또는 60℃ 이상일 수 있고, 또한 90℃ 이하, 80℃ 이하, 75℃ 이하, 70℃ 이하 또는 65℃ 이하일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 1차 탈색은 40℃ 내지 90℃, 또는 50℃ 내지 70℃의 온도에서 수행될 수 있다.
또한 상기 1차 탈색에 소요되는 시간은 10분 이상, 30분 이상, 또는 50분 이상일 수 있으며, 또한 3시간 이하, 2시간 이하, 또는 1시간 30분 이하일 수 있고, 구체적인 예로서 30분 내지 1시간30분일 수 있다.
상기 2차 탈색은 과산화수소(H2O2)를 포함하는 2차 산화제에 의해 수행될 수 있다. 상기 2차 탈색 시의 pH 조건과 이를 위해 투입되는 알칼리 성분의 예시, 산화제의 투입량, 온도 및 시간 조건은 앞서 과산화수소를 사용한 탈색 공정에서 예시한 바와 동일하게 수행할 수 있다.
이와 같이 앞서의 1차 탈색 단계에서 아염소산나트륨을 산화제로 사용한 뒤 2차 탈색의 산화제로 과산화수소를 사용하는 경우, 2차 탈색 이후 불순물(단백질 및 조지방)의 함량이 현저히 감소할 수 있고, 고형분(PHA) 회수 시에 불순물이 재흡착되는 비율도 감소될 수 있다. 이에 따라 후속하는 탈단백 단계에서 단백질 분해를 위한 효소 투입량을 줄일 수 있어서 생산단가를 낮출 수 있다. 또한 상기 2차 탈색에서의 과산화수소의 사용량은, 아염소산나트륨(1차 산화제)과의 순차 사용으로 인해 보다 적은 양도 가능할 수 있다.
상기 탈색 공정 이후에 탈단백 공정이 수행될 수 있다. 상기 탈단백 공정은 단백질분해효소(protease)에 의해 수행될 수 있다. 상기 단백질분해효소의 예로는 알칼라제, 펩신, 트립신, 파파인, 키모트립신, 아미노펩티다제, 카르복시펩티다제 등을 들 수 있으며, 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 상기 탈단백은 염기성 pH 조건에서 수행될 수 있으며, 예를 들어 상기 탈단백 시의 pH 범위는 7 이상, 7.5 이상, 8 이상, 또는 8.5 이상일 수 있고, 또한 12 이하, 11 이하, 10.5 이하, 10 이하, 9.5 이하, 또는 9 이하일 수 있다. 또한 상기 탈단백 공정의 온도는 40℃ 이상, 45℃ 이상, 50℃ 이상, 55℃ 이상 또는 60℃ 이상일 수 있고, 또한 90℃ 이하, 80℃ 이하, 75℃ 이하, 70℃ 이하 또는 65℃ 이하일 수 있다.
또한 이와 같은 정제 공정 중에 공정액에서 상등액만을 분리하거나, 또는 정제 공정 이후에 정제액에서 상등액만을 분리하여 색가 측정에 사용할 수 있으며, 이에 대해서는 후술하는 색가 모니터링 부분에서 구체적으로 설명한다.
색가 모니터링을 통한 정제 공정 조건 제어
일 구현예에 따르면, 본 발명의 방법은 상기 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액의 색가를 측정하고 해석하여 정제 공정의 조건을 조절하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 상기 색가 측정은 상기 공정액 또는 이의 상등액의 CIE LAB 색공간에서의 a* 값 측정을 포함하고, 상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화에 따라 정제 공정의 조건을 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 a* 값의 변화는 상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값을 상기 정제 공정 이전의 조액 또는 이의 상등액의 a* 값에 대비하여 확인하거나, 또는 상기 정제 공정의 과정에서 시간에 따른 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화로 확인할 수 있다.
구체적인 일례로서, 정제 공정 초기의 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화를 모니터링하여 증가/감소에 따라 정상/비정상을 구분하고, 비정상인 경우 탈색 공정에 투입되는 산화제를 증량할 수 있다. 이를 위해, 상기 방법은 상기 조액 또는 이의 상등액의 a* 값을 측정하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 조액 또는 이의 상등액의 a* 값에 대비한 상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화를 확인할 수 있다.
구체적인 다른 예로서, 정제 공정이 진행되는 과정에서 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화를 계속적으로 모니터링하여 증가/감소에 따라 정상/비정상을 구분하고, 비정상인 경우 탈색 공정에 투입되는 산화제를 증량할 수 있다. 이를 위해 정제 공정이 개시된 이후 일정 시간 간격, 예를 들어 10분 간격, 20분 간격, 또는 30분 간격으로 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값을 반복 측정하고, 이들 a* 값을 비교하여 감소 또는 증가 여부를 확인할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 본 발명의 방법은 상기 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 색가를 측정하고, 이를 기초로 최종 PHA 수지의 색가를 예측하는 단계를 포함한다. 예측된 색가가 목표 색가를 충족하지 못할 경우 추가적인 정제 공정을 수행할 수 있다.
구체적으로, 탈단백 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 a* 값을 모니터링하고 이로부터 최종 PHA 수지의 b* 값을 예측함으로써 적합 여부를 판정하고, 비적합의 경우 탈색 공정을 추가로 수행할 수 있다.
도 2a는 일 구현예에 따른 탈색 공정(과산화수소만 이용)을 포함하는 PHA 수지의 제조방법을 나타낸다.
도 2b는 다른 구현예에 따른 탈색 공정(아염소산나트륨 등 이용)을 포함하는 PHA 수지의 제조방법을 나타낸다.
도 2a 및 2b를 참조하여, PHA 수지의 제조를 위한 정제 공정은 (A) 정제 공정이 비정상으로 진행되는 경우, (B) 정제 공정은 정상으로 진행되었지만 최종 제품의 색가가 비적합하게 예측되는 경우, 및 (C) 정제 공정이 정상으로 진행되고 최종 제품의 색가도 적합하게 예측되는 경우로 나누어 볼 수 있다.
이들 중 (A) 및 (B)의 경우에 색 품질이 낮은 PHA 수지를 얻게 되므로, 색가 모니터링을 통해 적절히 대응하는 것이 필요하다.
Case (A) 정제 공정이 비정상으로 진행되는 경우
초기 PHA 조액 내에 함유된 불순물이 많으면 탈색 공정에서 투입된 산화제가 PHA 입자에 붙은 불순물을 제거하는게 아니라 조액 내에 용해된 불순물과 먼저 반응하여 산화제가 부족해지므로 정상적인 탈색 공정이 진행되지 않는다. 이에 따라 탈색 공정의 정상 진행과 비정상 진행 시의 초기 공정의 색가 변화(공정액의 a* 변화) 양상이 상반된다.
일 구현예에 따르면, 도 2a를 참조하여, 상기 조액의 a* 값에 대비하여 제 2 산화제(H2O2)에 의한 탈색 공정 시에 공정액의 a* 값이 증가하는 경우 비정상으로 판정할 수 있으며, 이에 따라 산화제의 투입량을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 하기 식 (1A)를 만족하는 경우에 상기 탈색 공정에 투입되는 산화제의 양을 증가시킬 수 있다.
a0 < a30 (1A)
상기 식 (1A)에서, a0은 상기 조액의 a* 값이고, a30은 상기 제 2 산화제의 투입 후 공정액의 a* 값이다.
상기 제 2 산화제의 투입 후 공정액의 a* 값의 측정 시점은 예를 들어 상기 제 2 산화제의 투입 후 1분, 5분, 10분, 20분, 30분 또는 60분 경과 시점일 수 있으며, 구체적으로는 상기 제 2 산화제의 투입 후 약 30분 경과 시점일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 도 2b를 참조하여, 상기 조액의 a* 값에 대비하여 제 1 산화제(NaClO2)에 의한 탈색 공정 시의 공정액 중 상등액의 a* 값이 감소한 경우 비정상으로 판정할 수 있으며, 이에 따라 산화제의 투입량을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 하기 식 (1B)를 만족하는 경우에 상기 탈색 공정에 투입되는 1차 산화제 및 2차 산화제 중 적어도 하나의 양을 증가시킬 수 있고, 보다 구체적으로 2차 산화제의 투입량을 증가시킬 수 있다.
a0' > a30' (1B)
상기 식 (1B)에서, a0'는 상기 조액 중 상등액의 a* 값이고, a30'는 상기 제 1 산화제의 투입 후 공정액 중 상등액의 a* 값이다.
상기 제 1 산화제의 투입 후 공정액 중 상등액의 a* 값의 측정 시점은 예를 들어 상기 제 1 산화제의 투입 후 1분, 5분, 10분, 20분, 30분 또는 60분 경과 시점일 수 있으며, 구체적으로는 상기 제 1 산화제의 투입 후 약 30분 경과 시점일 수 있다.
이와 같이 아염소산나트륨을 이용한 탈색 공정 시에는 공정액 중 상등액만의 색가를 모니터링하며, 상기 상등액은 공정액을 원심분리 등에 의해 처리하여 얻을 수 있다.
특히 과산화수소에 의한 탈색 공정과 아염소산나트륨에 의한 탈색 공정에서 공정액(또는 이의 상등액)의 a* 값의 변화에 따른 정상/비정상의 판정은 상반되는데, 도 3a를 참조하여 과산화수소 투입 이후 30분 경과 시점에서 공정액의 a* 값이 증가하는 경우 비정상으로 판정되는 반면, 도 3b를 참조하여 아염소산나트륨 투입 이후 30분 경과 시점에서 상등액 a* 값이 감소하는 경우에 비정상으로 판정될 수 있다.
Case (B) 최종 제품의 색가가 비적합하게 예측되는 경우
한편, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 정제 공정은 정상적으로 진행되더라도, 이후 산화제의 활성이 급감하는 등의 이유로 원하는 최종 물성(색가)을 달성하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
이 경우 정제 공정(예: 탈색 및 탈단백 공정) 이후의 정제액의 색가를 측정하고, 이로부터 최종 PHA 수지의 색가를 예측하여 미리 적절히 조치할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 방법은 상기 정제 공정 이후에 정제액의 색가를 모니터링하여 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 색가를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.
정제 공정 이후의 정재액에는 PHA 입자 표면에 붙어 있던 불순물들이 떨어져 나와 용매 중에 용해된 상태로 존재하게 된다.
이를 고려할 때, 도 5에서 보듯이, 정제액(PHA 및 불순물들이 용매 내에 혼합된 상태)의 색에서 불순물들이 용해되어 있는 상등액만의 색을 제거해주면 정제액 내에 혼합되어 있는 PHA 수지만의 색을 예측할 수 있다는 가정을 세울 수 있다.
이에 따라, 상기 정제액의 색가 측정은 상기 정제액 및 이의 상등액의 a* 값 측정을 포함하고, 상기 정제액 및 이의 상등액의 a* 값을 기초로 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 CIE LAB 색공간에서 b* 값을 예측할 수 있다.
구체적으로, 본 발명자들은 정제 공정을 거쳐 얻은 정제액의 a* 값과 이의 상등액만의 a* 값, 및 최종 PHA 수지의 b* 값을 다수의 공정에서 각각 측정하였고, 이들 데이터를 기초로 통계적 분석을 통해 관계식을 도출할 수 있었다. 상기 통계적 분석 방법은 예를 들어 회귀 분석일 수 있고, 구체적으로 선형회귀 분석 또는 비선형회귀 분석일 수 있으며, 보다 구체적으로 다중선형회귀 분석일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
일례로서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 b* 값은 하기 식 (2A)로 예측될 수 있다.
b* = Y + (X1 x a1) + (X2 x a2)
(2A)
상기 식 (2A)에서, a1은 상기 정제액의 a* 값이고, a2는 상기 정제액 중 상등액의 a* 값이다.
상기 식 (2A)에서 Y는 10 이상, 11 이상, 12 이상, 13 이상, 14 이상, 또는 15 이상, 15.5 이상일 수 있고, 또한 21 이하, 20 이하, 19 이하, 18 이하, 17 이하, 16.5 이하, 또는 16 이하일 수 있다. 상기 식 (2A)에서 X1은 -2.5 이상, -2.0 이상, -1.5 이상, -1 이상, -0.5 이상, 0 이상, 0.3 이상, 또는 0.5 이상일 수 있고, 또한 4.0 이하, 3.5 이하, 3 이하, 2.5 이하, 2 이하, 1.5 이하, 1 이하, 또는 0.7 이하일 수 있다. 상기 식 (2A)에서 X2는 -3.5 이상, -3.0 이상, -2.5 이상, -2 이상, -1.5 이상, -1 이상, 또는 -0.5 이상일 수 있고, 또한 3.0 이하, 2.5 이하, 2 이하, 1.5 이하, 1 이하, 0.5 이하, 또는 0 이하일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 식 (2A)에서 Y는 10 내지 21, 또는 14.68 내지 16.68이고, X1은 -2.5 내지 4.0, 또는 -0.39 내지 1.61이고, X2는 -3.5 내지 3.0, 또는 -1.35 내지 0.65일 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 상기 식 (2A)에서 Y는 약 15.68이고, X1은 약 0.61이고, X2는 약 -0.35일 수 있다.
다른 예로서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 b* 값은 하기 식 (2B)로 예측될 수 있다.
b* = Y' + (X1' x a1') + (X2' x a2')
(2B)
상기 식 (2B)에서, a1'은 상기 정제액의 a* 값이고, a2'는 상기 정제액 중 상등액의 a* 값이다.
상기 식 (2B)에서 Y'는 4 이상, 5 이상, 6 이상, 7 이상, 8 이상, 8.5 이상, 또는 9 이상일 수 있고, 또한 15 이하, 14 이하, 13 이하, 12 이하, 11 이하, 10 이하, 또는 9.5 이하일 수 있다. 상기 식 (2B)에서 X1'은 -7.0 이상, -6.5 이상, -6 이상, -5.5 이상, -5 이상, 또는 -4.5 이상일 수 있고, 또한 -1.0 이하, -1.5 이하, -2.0 이하, -2.5 이하, -3.0 이하, -3.5 이하, 또는 -4.0 이하일 수 있다. 상기 식 (2B)에서 X2'는 -8 이상, -7 이상, -6 이상, -5.5 이상, -5 이상, -4.5 이상, 또는 -4.3 이상일 수 있고, 또한 -1 이하, -1.5 이하, -2 이하, -2.5 이하, -3 이하, -3.5 이하, 또는 -4 이하일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 식 (2B)에서 Y'는 4 내지 15, 또는 8.15 내지 10.15이고, X1'은 -7 내지 -1, 또는 -5.15 내지 -3.15이고, X2'는 -8 내지 -1, 또는 -5.04 내지 -3.04이다. 보다 구체적인 예로서, 상기 식 (2B)에서 Y'는 약 9.15이고, X1'은 약 -4.15이고, X2'는 약 -4.04일 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하여, PHA 수지의 실측 b* 값과 예측 b* 값은 높은 상관 관계를 나타낸다.
이와 같이 정제 공정 이후에 PHA 수지의 b* 값을 예측함으로써, 목표 b* 범위를 벗어나는 경우 고형분(PHA) 회수 이전에 추가적인 정제 공정을 수행할 수 있다. 상기 목표 b* 값은 예를 들어 15 미만일 수 있고, 구체적으로 14 이하, 13 이하, 12 이하, 11 이하, 또는 10 이하일 수 있다.
구체적으로, 상기 제조방법은 상기 예측된 b* 값이 목표 b* 값보다 클 경우 정제 공정을 추가로 수행할 수 있고, 보다 구체적으로 상기 탈색 공정을 추가로 수행할 수 있다. 상기 추가적인 탈색은 1회 이상 수행될 수 있으며, 구체적인 탈색 공정의 조건은 앞서 예시한 바와 같을 수 있다.
정제 이후에는 고형분을 회수하고 수세척 및 탈수를 거쳐 최종 정제된 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 얻을 수 있다.
폴리하이드록시알카노에이트 수지
본 발명의 방법에 따라 제조된 폴리하이드록시알카노에이트 수지는 개선된 색도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 CIE LAB 색좌표의 b* 값은 20 이하일 수 있다. 구체적으로 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 CIE LAB 색좌표의 b* 값은 14 이하, 13.5 이하, 13 이하일 수 있고, 또한 0 이상, 1 이상, 5 이상, 또는 10 이상일 수 있다.
상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 유리전이온도(Tg)는 예를 들어 -45℃ 내지 -10℃, -35℃ 내지 -10℃, -35℃ 내지 -15℃, -35℃ 내지 -20℃ 또는 -30℃ 내지 -20℃일 수 있다.
또한 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 용융 온도(Tm)는 예를 들어 측정되지 않거나, 예를 들면 100℃ 내지 170℃, 100℃ 내지 160℃, 110℃ 내지 160℃, 또는 120℃ 내지 150℃일 수 있다.
본 발명의 폴리하이드록시알카노에이트 수지는 비결정성 폴리하이드록시알카노에이트, 반결정성 폴리하이드록시알카노에이트, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으며, 예를 들어 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지는 결정화 온도(Tc)가 측정되지 않거나, 또는 결정화 온도(Tc)가 60℃ 내지 120℃, 구체적으로 60℃ 내지 110℃, 70℃ 내지 120℃, 또는 75℃ 내지 115℃로 측정될 수 있다.
상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 구성하는 반복단위는 2-하이드록시부티레이트(2-HB), 3-하이드록시부티레이트(3-HB), 3-하이드록시프로피오네이트(3-HP), 3-하이드록시발레레이트(3-HV), 3-하이드록시헥사노에이트(3-HH), 3-하이드록시헵타노에이트(3-HHep), 3-하이드록시옥타노에이트(3-HO), 3-하이드록시노나노에이트(3-HN), 3-하이드록시데카노에이트(3-HD), 3-하이드록시도데카노에이트(3-HDd), 4-하이드록시부티레이트(4-HB), 4-하이드록시발레레이트(4-HV), 5-하이드록시발레레이트(5-HV) 및 6-하이드록시헥사노에이트(6-HH)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지는 4-하이드록시부티레이트(4-HB) 반복단위를 포함할 수 있고, 구체적으로 4-HB 반복단위를 포함하는 공중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지 내의 4-HB 반복단위의 함량은 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 이상, 1 중량% 이상, 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 20 중량% 이상, 30 중량% 이상, 40 중량% 이상, 50 중량% 이상, 또는 60 중량% 이상일 수 있고, 또한 100 중량% 이하, 99 중량% 이하, 90 중량% 이하, 80 중량% 이하, 70 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지는 4-하이드록시부티레이트(4-HB) 반복단위를 25 중량% 이상 포함할 수 있다.
또한 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 중량평균분자량(Mw)은 예를 들어 50,000 이상, 100,000 이상, 200,000 이상, 300,000 이상, 400,000 이상, 또는 500,000 이상일 수 있고, 또한 1,200,000 이하, 900,000 이하, 800,000 이하, 700,000 이하, 또는 600,000 이하일 수 있다.
또한 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 순도는 95% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 98.5% 이상, 98.55% 이상, 또는 98.6% 이상일 수 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: PHA 발효액의 준비
유전자 조작된 E. coli 균주를 이용하여 PHA 발효액을 준비하였다. 먼저 PHA 생성 균주를 종균 배양(seed culture)하여 일정량 확보한 후 주발효를 진행하였다. PHA 생성 균주의 발효를 위해 탄소원으로 포도당 또는 원당을 이용하며 다양한 미네랄 성분들을 영양분으로 첨가하였다. 발효 pH를 조절하기 위해 수산화나트륨 용액 또는 암모니아 가스를 이용하였다. PHA 생성 균주를 이용한 발효 공정은 30-40℃, pH 6-9 사이에서 수행하였다.
제조예 2: PHA 조액의 제조
PHA 발효액을 기계적 방식의 분리기(mechanical separator)에 의해 고액 분리하여, 배양액 불순물과 PHA를 함유한 바이오매스를 분리하였다. 분리된 바이오매스를 총 고형분(total solid) 10~15 중량%가 되도록 조절하고, 반응액의 총 중량을 기준으로 0.13 중량%의 계면활성제(sodium laureth sulfate, 30%, 미원상사)를 첨가하였다. 충분히 교반 후, 고압 균질기(high pressure homogenizer, 베르톨리)을 이용하여 물리적 셀 파쇄를 실시하였다(400~800 bar, 1 pass). 수득된 PHA 용액에 대해 두 번째 고액 분리를 실시하고, PHA 함유 고형분과 셀 유래 불순물을 분리하여 PHA 조액(미정제된 PHA를 함유하는 용액)을 얻었다.
제조예 3A: 탈색 공정 - 과산화수소만 사용
PHA 조액에 20% 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 가하여 pH 9~9.5로 조절한 후, 반응액 총 중량을 기준으로 0.44~0.77 중량%의 30% 과산화수소(H2O2) 수용액을 투입하였다. 탈색 반응은 60℃의 온도로 진탕배양기(IS-971R, JEIO TECH)에서 2시간 진행하였다.
제조예 3B: 탈색 공정 - 아염소산나트륨 및 과산화수소를 순차로 사용
(1) 1차 탈색 공정
10% 인산(H3PO4) 수용액을 사용하여 pH 6.0으로 조절한 23% 아염소산나트륨(NaClO2) 수용액을, PHA 조액(용액) 총 중량을 기준으로 0.22~0.55 중량%로 투입하였다. 10% 인산 수용액을 사용하여 반응액의 최종 pH를 4.0으로 고정하고, 60℃의 온도로 진탕배양기(IS-971R, JEIO TECH)에서 1시간 반응을 진행하였다.
(2) 2차 탈색 공정
1차 탈색된 슬러리에 20% 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 가하여 pH 9~9.5로 조절한 후, 반응액 총 중량을 기준으로 0.22~0.55 중량%의 30% 과산화수소 수용액을 투입하였다. 탈색 반응은 60℃의 온도로 진탕배양기(IS-971R, JEIO TECH)에서 1시간 진행하였다.
제조예 4: 탈단백 공정
탈색 공정을 거쳐 얻은 반응액에 20% 수산화나트륨 수용액을 가하여 pH 9.5로 조절한 후, 반응액 총 중량을 기준으로 0.011~0.044 중량%의 단백질분해효소(AlcalaseTM)를 투입하였다. 탈단백 반응은 60℃의 온도로 진탕배양기(IS-971R, JEIO TECH)에서 2시간 진행하였다. 탈단백 이후, 회수된 고형분(PHA)을 물로 세척하고 건조하여 최종 정제된 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 얻었다.
실험예 1: 공정간 불순물 거동 반영 인자 도출(다중선형회귀 분석)
다양한 조건에서 정제 공정(탈색 및 탈단백)을 거쳐 얻은 정제액에 대해 CIE LAB 색공간의 3가지 색가(L*, a*, b*)를 측정하고, 해당 정제액으로부터 최종 수득한 PHA 수지의 b* 값을 측정하였다. 상기 측정에는 분광광도계(spectrophotometer, CM-5, Konica Minolta)를 사용하였다. 불순물이 많을수록 최종 제품의 b* 값이 상승하여, b* 값이 최종 제품의 불순물 함량을 일정 부분 반영한다고 볼 수 있다.
정제액의 3가지 색가 중에서 어느 것이 단독으로 또는 2가지 색가가 조합하여 최종 제품의 색가(즉 불순물 제거 효과)와 유의미한 관련성이 있는지 분석하였다. 총 67개의 각기 다른 조건의 정제 공정에서 얻은 정제액의 3가지 색가(L*, a*, b*)를 측정하고, 각각의 공정에서 최종 수득한 PHA 수지의 b* 값과 다중선형회귀(multiple linear regression) 분석(n=67)을 수행하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 구 분 | 다중선형회귀 분석(n=67) - PHA 수지의 b* | |||
| βi 계수 | 표준오차 | t 값 | p 값 | |
| 절편 | 12.0446 | 3.4128 | 3.5292 | 7.8 x 10-4 |
| x1 (정제액의 L*) | 0.0370 | 0.1334 | 0.2777 | 0.7821 |
| x2 (정제액의 a*) | 0.7781 | 0.1926 | 4.0408 | 1.5 x 10-4 |
| x3 (정제액의 b*) | 0.1470 | 0.1048 | 1.4030 | 0.1655 |
상기 표에서 보듯이, 다중선형회귀 분석에서 관계의 신뢰성을 판단해주는 지표인 p 값으로 미루어 볼 때, 정제 공정 이후의 정제액의 색가 중에서 a* 값이 최종 PHA 수지의 b* 값과 가장 유의미한 관계를 가지는 것으로 확인되었다.
실시예 1A: 색가 모니터링 (과산화수소만 사용)
과산화수소만을 사용한 탈색 공정을 포함하는 정제 과정에서 색가를 모니터링하였다. 구체적으로 PHA 발효액의 준비(제조예 1), PHA 조액의 제조(제조예 2), 및 과산화수소만을 사용한 탈색 공정(제조예 3A)을 수행하면서 공정액의 색가를 모니터링하였다. 색가 모니터링은 공정액 12 mL를 추출하여 20 mm 석영 셀에 넣은 후 샘플의 투과색의 a* 값을 측정하는 것으로 수행되었다.
먼저 제조예 2에서 얻은 PHA 조액(PHA 발효액에서 세포 파쇄 및 세척을 통해 회수된 뒤 pH 조절/탈색 이전의 PHA 용액)의 a* 값을 얻고, 이후 제조예 3A의 탈색 공정 및 제조예 4의 탈단백 공정을 진행하면서 30분 간격으로 공정액을 샘플링하여 a* 값을 얻었다.
과산화수소를 사용한 탈색 공정 개시(과산화수소 투입) 이후 30분이 경과한 시점에서 측정된 공정액의 a* 값이, 탈색 공정 이전의 PHA 조액의 a* 값에 대비하여 감소하면 정상 진행으로, 증가하면 비정상 진행으로 분류하였다.
그 결과를 하기 표 2 및 도 3a에 나타내었다.
| 공정 | 경과 시간 (h) | 공정액의 a* - 정상 진행 (30분 경과 이후 a* 감소) |
공정액의 a* - 비정상 진행 (30분 경과 이후 a* 증가) |
|||||
| PHA 조액 | 0.0 | 3.76 | 5.80 | 6.50 | 3.18 | 1.99 | 1.16 | 1.16 |
| 탈색 | 0.5 | 2.17 | 1.60 | 2.71 | 7.61 | 7.39 | 4.87 | 4.81 |
| 1.0 | 0.87 | 0.69 | - | 7.62 | 7.39 | 7.35 | 6.14 | |
| 1.5 | 0.34 | 0.29 | - | 7.60 | 7.45 | 6.76 | 5.50 | |
| 2.0 | -0.07 | 0.02 | 0.98 | 7.74 | 7.39 | 6.47 | 5.13 | |
| 탈단백 | 2.5 | -0.36 | -0.55 | -0.12 | 7.59 | 8.07 | 6.53 | 5.36 |
| 3.0 | -0.54 | -0.88 | -0.53 | 7.44 | 8.12 | 6.30 | 5.00 | |
| 3.5 | -0.69 | -1.07 | -0.64 | 7.40 | 8.21 | 6.15 | 4.65 | |
| 4.0 | -0.87 | -1.14 | -0.52 | 7.49 | 8.24 | 5.95 | 4.63 | |
상기 표 2 및 도 3a에서 보듯이, 초기 PHA 조액의 a* 값은 0 내지 7로 측정되었고, 탈색 공정의 정상 진행 시에 30분 경과 이후 공정액의 a* 값은 초기 대비 40~80%까지 감소하였고, 비정상 진행 시에 30분 경과 이후 공정액의 a* 값은 초기 대비 2.0~4.5배까지 증가하였다.
실시예 1B: 색가 모니터링 (아염소산나트륨/과산화수소 사용)
아염소산나트륨 및 과산화수소를 사용한 탈색 공정을 포함하는 정제 과정에서 색가를 모니터링하였다. 구체적으로 PHA 발효액의 준비(제조예 1), PHA 조액의 제조(제조예 2), 및 아염소산나트륨 및 과산화수소를 순차로 사용한 탈색 공정(제조예 3B)을 수행하면서 공정액을 원심분리하여 얻은 상등액만의 색가를 모니터링하였다.
색가 모니터링은 공정액 15 mL를 추출하여 원심분리기(Combi-514R, Hanil)에서 3,800 rpm으로 20분간 원심분리한 후, 상등액 12 mL를 분리하여 20 mm 석영 셀에 넣은 후 샘플의 투과색의 a* 값을 측정하는 것으로 수행되었다.
먼저 제조예 2에서 얻은 PHA 조액(PHA 발효액에서 세포 파쇄 및 세척을 통해 회수된 뒤 pH 조절/탈색 이전의 PHA 용액) 중 상등액만의 a* 값을 얻고, 이후 제조예 3B의 1차 및 2차 탈색 공정 및 제조예 4의 탈단백 공정을 진행하면서 30분 간격으로 공정액을 샘플링하고 이의 상등액을 분리하여 a* 값을 측정하였다.
아염소산나트륨을 사용한 1차 탈색 공정 개시(아염소산나트륨 투입) 이후 30분이 경과한 시점에서 공정액 중 상등액의 a* 값이, 탈색 공정 이전의 PHA 조액 중 상등액의 a* 값에 대비하여 증가하면 정상 진행으로, 감소하면 비정상 진행으로 분류하였다.
그 결과를 하기 표 3 및 도 3b에 나타내었다.
| 공정 | 경과 시간 (h) | 상등액의 a* - 정상 진행 (30분 경과 이후 a* 증가) |
상등액의 a* - 비정상 진행 (30분 경과 이후 a* 감소) |
||||
| PHA 조액 | 0.0 | -1.39 | -0.81 | -1.33 | -1.17 | -1.17 | -1.17 |
| 1차 탈색 | 0.5 | -0.66 | -0.22 | -4.32 | -1.34 | -1.66 | -1.63 |
| 1.0 | -0.78 | -0.21 | -4.48 | -1.86 | -1.90 | -1.80 | |
| 2차 탈색 | 1.5 | -1.00 | -0.43 | -4.41 | -1.82 | -1.98 | -1.91 |
| 2.0 | -0.99 | -0.39 | -4.32 | -1.90 | -2.01 | -1.84 | |
| 탈단백 | 2.5 | -1.08 | -0.41 | -3.77 | - | - | - |
| 3.0 | -1.08 | -0.46 | -3.79 | - | - | - | |
| 3.5 | -1.01 | -0.36 | -3.59 | -1.55 | -1.79 | -1.75 | |
| 4.0 | -1.08 | -0.39 | -3.80 | -1.60 | -1.57 | -1.51 | |
상기 표 3 및 도 3b에서 보듯이, 초기 PHA 조액 중 상등액의 a* 값은 -2 내지 0으로 측정되었고, 탈색 공정의 정상 진행 시에 30분 경과 이후 공정액 중 상등액의 a* 값은 초기 대비 50~75%까지 증가하였고, 비정상 진행 시에 30분 경과 이후 공정액 중 상등액의 a* 값은 초기 대비 3.5배까지 감소하였다.
실시예 2A: PHA 수지의 b* 값 예측 (과산화수소만 사용)
과산화수소만을 사용한 탈색 공정을 포함한 정제 이후 색가(a* 값)를 측정하여 최종 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 색가(b* 값)를 예측하였다. 구체적으로 PHA 발효액의 준비(제조예 1), PHA 조액의 제조(제조예 2), 과산화수소만을 사용한 탈색 공정(제조예 3A) 및 탈단백 공정(제조예 4)을 수행하여 얻은 정제액의 색가를 측정하고 이를 기초로 최종 색가를 예측한 뒤, 고형분 회수를 거쳐 최종 수득된 PHA 수지의 색가를 측정하여 예측 값과 비교하였다.
먼저, 탈단백 공정 이후 정제액을 추출하여 a* 값을 측정하고, 상기 정제액을 원심분리하여 얻은 상등액만의 a* 값을 측정하였다. 이후 고형분 회수를 거쳐 최종 수득된 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 b* 값을 측정하였다. 이와 같은 색가 측정을 21개 샘플에 대해 수행하였으며, 그 결과를 하기 표에 나타내었다.
측정된 색가 데이터를 이용하여 다중선형회귀 분석을 통해 하기 관계식을 도출하였다.
최종 PHA 수지의 b* = 15.68 + (0.61 x a1) + (-0.35 x a2)
여기서 a1은 상기 정제액의 CIE LAB 색공간에서의 a* 값이고, a2는 상기 정제액 중 상등액만의 a* 값이다.
아울러 상기 관계식에 정제액/상등액의 a* 값을 대입하여 최종 PHA 수지의 예측 b* 값을 산출하고, 하기 표에 함께 나타내었다.
| 샘플 | 정제 공정(탈색 및 탈단백 공정) 후 정제액 | PHA 수지 | ||
| 정제액 a* | 정제액 중 상등액 a* |
실측 b* | 예측 b* | |
| 1 | -0.14 | 0.73 | 15.77 | 15.33 |
| 2 | -0.84 | 0.88 | 14.66 | 14.85 |
| 3 | -1.27 | -0.16 | 14.15 | 14.95 |
| 4 | -0.81 | 0.52 | 14.80 | 14.99 |
| 5 | 0.56 | -0.89 | 15.82 | 16.33 |
| 6 | -0.48 | -0.85 | 15.85 | 15.68 |
| 7 | -1.23 | -0.69 | 15.99 | 15.16 |
| 8 | -1.54 | -0.51 | 15.35 | 14.91 |
| 9 | -1.54 | -0.24 | 13.93 | 14.82 |
| 10 | -1.69 | -0.23 | 14.18 | 14.72 |
| 11 | 4.03 | -0.23 | 17.72 | 18.23 |
| 12 | 3.97 | -0.27 | 18.23 | 18.21 |
| 13 | -1.47 | -0.19 | 14.62 | 14.84 |
| 14 | -1.27 | -0.26 | 15.38 | 14.99 |
| 15 | 4.08 | -0.3 | 18.67 | 18.28 |
| 16 | 4.29 | -0.2 | 18.39 | 18.38 |
| 17 | 0.56 | -0.89 | 15.90 | 16.33 |
| 18 | 0.81 | 0.01 | 16.38 | 16.17 |
| 19 | -0.37 | 0.25 | 16.36 | 15.36 |
| 20 | 0.74 | 0.51 | 16.78 | 15.95 |
| 21 | -0.28 | 1.24 | 14.23 | 15.07 |
상기 결과를 이용하여 도 4a에 PHA 수지의 실측 b* 값과 예측 b* 값의 상관 관계를 나타내었고, 상관계수(R2)가 0.8466으로 높음을 확인할 수 있다.
실시예 2B: PHA 수지의 b* 값 예측 (아염소산나트륨/과산화수소 사용)
과산화수소만을 사용한 탈색 공정을 포함한 정제 이후 색가(a* 값)를 측정하여 최종 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 색가(b* 값)를 예측하였다. 구체적으로 PHA 발효액의 준비(제조예 1), PHA 조액의 제조(제조예 2), 아염소산나트륨 및 과산화수소를 순차로 사용한 탈색 공정(제조예 3B) 및 탈단백 공정(제조예 4)을 수행하여 얻은 정제액의 색가를 측정하고 이를 기초로 최종 색가를 예측한 뒤, 고형분 회수를 거쳐 최종 수득된 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 색가를 측정한 뒤 예측 값과 비교하였다.
먼저 탈단백 공정 이후 정제액을 추출하여 a* 값을 측정하고, 상기 정제액을 원심분리하여 얻은 상등액만의 a* 값을 측정하였다. 또한 이후 고형분 회수를 거쳐 최종 수득된 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 b* 값을 측정하였다. 이와 같은 색가 측정을 9개 샘플에 대해 수행하였으며, 그 결과를 하기 표에 나타내었다.
측정된 색가 데이터를 이용하여 다중선형회귀 분석을 통해 하기 관계식을 도출하였다.
최종 PHA 수지의 b* = 9.15 + (-4.15 x a1') + (-4.04 x a2')
여기서 a1'은 상기 정제액의 CIE LAB 색공간에서의 a* 값이고, a2는 상기 정제액 중 상등액만의 a* 값이다.
아울러 상기 관계식에 정제액/정제액 중 상등액의 a* 값을 대입하여 최종 PHA 수지의 예측 b* 값을 산출하고, 하기 표에 함께 나타내었다.
| 샘플 | 정제 공정(탈색 및 탈단백 공정) 후 정제액 | PHA 수지 | ||
| 정제액 a* | 정제액 중 상등액 a* |
실측 b* | 예측 b* | |
| 1 | -0.34 | -1.01 | 14.50 | 14.65 |
| 2 | 0.03 | -0.84 | 13.50 | 12.43 |
| 3 | -0.47 | -0.79 | 13.20 | 14.30 |
| 4 | -0.85 | -0.35 | 14.69 | 14.10 |
| 5 | -1.19 | -0.24 | 14.67 | 15.07 |
| 6 | -1.13 | -0.33 | 13.99 | 15.18 |
| 7 | -1.61 | -0.39 | 17.85 | 17.42 |
| 8 | -1.64 | -0.32 | 18.07 | 17.26 |
| 9 | -1.61 | -0.41 | 17.44 | 17.50 |
상기 결과를 이용하여 도 4b에 PHA 수지의 실측 b* 값과 예측 b* 값의 상관 관계를 나타내었고, 상관계수(R2)가 0.8257로 높음을 확인할 수 있다.
실시예 3: 색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어
상기 실시예 2A에서 탈색 공정이 비정상으로 진행되는 경우, 과산화수소 투입량을 증가(1.5배, 2.0배)시켜 탈색 공정을 진행하고, 이후 탈단백 공정 및 고형분 회수를 거쳐 최종 수득되는 PHA 수지의 b* 값을 측정하였다.
또한 상기 실시예 2A에서 탈색 공정이 비정상으로 진행되는 경우, 탈단백 이후 탈색 공정을 추가로 수행하였고, 이후 고형분 회수를 거쳐 최종 수득되는 PHA 수지의 b* 값을 측정하였다.
또한 상기 실시예 2B에서 탈색 공정이 비정상으로 진행되는 경우, 아염소산나트륨의 투입량을 증가(0.5%)시켜 탈색 공정을 진행하고, 이후 탈단백 공정 및 고형분 회수를 거쳐 최종 수득되는 PHA 수지의 b* 값을 측정하였다.
또한 상기 실시예 2B에서 탈색 공정이 비정상으로 진행되는 경우, 과산화수소의 투입량을 증가(1.5%)시켜 탈색 공정을 진행하고, 이후 탈단백 공정 및 고형분 회수를 거쳐 최종 수득되는 PHA 수지의 b* 값을 측정하였다.
비교예
상기 실시예 3과 동일한 절차로 정제 공정을 진행하되, 탈색 공정이 비정상으로 진행되는 경우에도 별도의 공정 조건의 조절 없이 그대로 진행한 뒤, 실시예 2A 또는 2B에서 도출된 식을 기초로 예측 b* 값을 산출하였다.
상기 비교예와 실시예 3에서 얻은 각 b* 값을 하기 표 6에서 비교하였다.
| 산화제 | 공정 조건 | 비교예 예측 b* |
실시예 3 실측 b* |
b* 감소율 (%) |
| 과산화수소만 이용 |
과산화수소 증량(1.5배) | 21.17 | 17.65 | 16.63 |
| 과산화수소 증량(2.0배) | 20.46 | 17.93 | 12.38 | |
| 탈단백 이후 추가 탈색 | 15.50 | 14.59 | 5.85 | |
| 아염소산나트륨/ 과산화수소 이용 |
아염소산나트륨 증량(0.5%) | 16.73 | 16.10 | 3.77 |
| 과산화수소 증량(1.5%) | 16.73 | 15.35 | 8.25 |
상기 표 6에서 보듯이, 탈색 공정이 비정상으로 진행 시에 산화제를 증량하거나 또는 추가 탈색함으로써 최종 PHA 수지의 b* 값을 낮출 수 있음을 확인할 수 있었다. 특히 산화제를 증량하는 것이 추가 탈색을 수행하는 것보다 b* 값을 낮추는데 보다 효과적임을 확인할 수 있었다.
Claims (16)
- 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 수지의 제조를 위한 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액, 또는 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 색가를 측정하고, 상기 색가를 기초로 정제 공정을 제어하는, 정제 공정 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 색가 측정은 CIE LAB 색공간에서의 a* 값 측정을 포함하고,
상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화를 기초로 정제 공정 조건을 조절하는, 정제 공정 제어 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 a* 값의 변화는
상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값을 상기 정제 공정 이전의 조액 또는 이의 상등액의 a* 값에 대비하여 확인하거나, 또는
상기 정제 공정의 과정에서 시간에 따른 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화로 확인하는, 정제 공정 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 색가 측정은 CIE LAB 색공간에서의 a* 값 측정을 포함하고,
상기 정제액 및 이의 상등액의 a* 값을 기초로 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 CIE LAB 색공간에서 b* 값을 예측하는, 정제 공정 제어 방법.
- 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 수지의 제조를 위한 정제 공정을 수행하는 정제부;
상기 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액, 또는 상기 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 색가를 측정하는 모니터링부; 및
상기 색가를 기초로 정제 공정을 제어하는 제어부를 포함하는, 정제 공정 제어 시스템.
- 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)를 포함하는 조액으로부터 정제 공정을 거쳐 폴리하이드록시알카노에이트 수지를 제조하는 방법에 있어서, (a) 상기 정제 공정 중에 공정액 또는 이의 상등액의 색가를 측정하는 단계; 및 (b) 상기 정제 공정 이후에 정제액 및 이의 상등액의 색가를 측정하는 단계; 중에서 적어도 하나의 단계를 포함하는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 단계 (a)에서 색가 측정은 상기 공정액 또는 이의 상등액의 CIE LAB 색공간에서 a* 값 측정을 포함하고,
상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화에 따라 정제 공정의 조건을 조절하는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 방법은 상기 조액 또는 이의 상등액의 a* 값을 측정하는 단계를 추가로 포함하고,
상기 조액 또는 이의 상등액의 a* 값에 대비한 상기 공정액 또는 이의 상등액의 a* 값의 변화를 확인하는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 정제 공정은 탈색 공정을 포함하고,
상기 탈색 공정은 제 1 산화제, 제 2 산화제, 또는 이들의 순차 사용에 의해 수행되고,
상기 제 1 산화제가 아염소산나트륨(NaClO2)을 포함하고,
상기 제 2 산화제가 과산화수소(H2O2)를 포함하는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 탈색 공정은 상기 제 2 산화제에 의해 수행되고,
하기 식 (1A)를 만족하는 경우에 상기 탈색 공정에 투입되는 산화제의 양을 증가시키는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법:
a0 < a30 (1A)
상기 식 (1A)에서,
a0은 상기 조액의 a* 값이고,
a30은 상기 제 2 산화제의 투입 후 공정액의 a* 값이다.
- 제 9 항에 있어서,
상기 탈색 공정은 상기 제 1 산화제 및 상기 제 2 산화제의 순차 사용에 의해 수행되고,
하기 식 (1B)를 만족하는 경우에 상기 탈색 공정에 투입되는 1차 산화제 및 2차 산화제 중 적어도 하나의 양을 증가시키는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법:
a0' > a30' (1B)
상기 식 (1B)에서,
a0'는 상기 조액 중 상등액의 a* 값이고,
a30'는 상기 제 1 산화제의 투입 후 공정액 중 상등액의 a* 값이다.
- 제 6 항에 있어서,
상기 단계 (b)에서 색가 측정은 상기 정제액 및 이의 상등액의 a* 값 측정을 포함하고,
상기 정제액 및 이의 상등액의 a* 값을 기초로 상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 CIE LAB 색공간에서 b* 값을 예측하는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서,
상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 b* 값은 하기 식 (2A)로 예측되는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법:
b* = Y + (X1 x a1) + (X2 x a2) (2A)
상기 식 (2A)에서,
a1은 상기 정제액의 a* 값이고,
a2는 상기 정제액 중 상등액의 a* 값이고,
Y는 10 내지 21이고, X1은 -2.5 내지 4.0이고, X2는 -3.5 내지 3.0이다.
- 제 12 항에 있어서,
상기 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 b* 값은 하기 식 (2B)로 예측되는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법:
b* = Y' + (X1' x a1') + (X2' x a2') (2B)
상기 식 (2B)에서,
a1'은 상기 정제액의 a* 값이고,
a2'는 상기 정제액 중 상등액의 a* 값이고,
Y'는 4 내지 15이고, X1'은 -7 내지 -1이고, X2'는 -8 내지 -1이다.
- 제 12 항에 있어서,
상기 예측된 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 b* 값이 목표 b* 값보다 클 경우, 정제 공정을 추가로 수행하는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 폴리하이드록시알카노에이트를 포함하는 조액은
폴리하이드록시알카노에이트를 포함하는 발효액을 고액 분리하여 바이오매스를 얻는 단계;
상기 바이오매스에 계면활성제를 포함하는 첨가제를 혼합하여 현탁액을 얻는 단계;
상기 현탁액 내의 상기 바이오매스를 파쇄하여 슬러리를 얻는 단계; 및
상기 슬러리를 고액 분리하는 단계를 포함하는 방법에 의해 준비되는, 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220097461A KR20240019597A (ko) | 2022-08-04 | 2022-08-04 | 색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어 방법 및 시스템, 및 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조 방법 |
| PCT/KR2023/011343 WO2024029930A1 (ko) | 2022-08-04 | 2023-08-02 | 색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어 방법 및 시스템, 및 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220097461A KR20240019597A (ko) | 2022-08-04 | 2022-08-04 | 색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어 방법 및 시스템, 및 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240019597A true KR20240019597A (ko) | 2024-02-14 |
Family
ID=89849627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220097461A KR20240019597A (ko) | 2022-08-04 | 2022-08-04 | 색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어 방법 및 시스템, 및 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240019597A (ko) |
| WO (1) | WO2024029930A1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010009719A (ko) | 1999-07-13 | 2001-02-05 | 성재갑 | 미생물로부터 폴리하이드록시알카노에이트를 분리하는 방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69942060D1 (de) * | 1998-04-08 | 2010-04-08 | Metabolix Inc | Verfahren für die trennung und reinigung von biopolymeren |
| EP1625224B1 (en) * | 2003-05-06 | 2010-07-28 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Purification of biologically-produced 1,3-propanediol |
| ES2319537T3 (es) * | 2003-11-28 | 2009-05-08 | Phb Industrial S.A. | Proceso de recuperacion de polihidroxialcanoatos (phas) procedentes de una biomasa celular. |
| US7514525B2 (en) * | 2007-03-09 | 2009-04-07 | University Of Hawaii | Recovery and purification of polyhydroxyalkanoates |
-
2022
- 2022-08-04 KR KR1020220097461A patent/KR20240019597A/ko unknown
-
2023
- 2023-08-02 WO PCT/KR2023/011343 patent/WO2024029930A1/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010009719A (ko) | 1999-07-13 | 2001-02-05 | 성재갑 | 미생물로부터 폴리하이드록시알카노에이트를 분리하는 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024029930A1 (ko) | 2024-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Riesenberg et al. | High-cell-density cultivation of microorganisms | |
| AU2017221776B2 (en) | Method for obtaining 1-kestose | |
| CN102224251B (zh) | 聚-3-羟基烷酸的凝集体的制备方法 | |
| EP2125865B1 (en) | Solubilization of protease crystals in fermentation broth | |
| US8999067B2 (en) | Fractionation of a lignocellulosic material | |
| EP0145233B1 (en) | Separation processfor a 3-hydroxybutyrate polymer | |
| US20140134678A1 (en) | Method of hydrolyzing cellulose slurry using cellulase and flocculent (as amended) | |
| SU712026A3 (ru) | Способ получени иммобилизованного ферментного препарата глюкозоизомеразы | |
| Kosiorowska et al. | Metabolic engineering of Yarrowia lipolytica for poly (ethylene terephthalate) degradation | |
| KR20240019597A (ko) | 색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어 방법 및 시스템, 및 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조 방법 | |
| US9862980B2 (en) | Process for production of soluble sugars from biomass | |
| Klock et al. | Methods and results for semi-automated cloning using integrated robotics | |
| Ling et al. | Pilot-scale extraction of PHB from recombinant E. coli by homogenization and centrifugation | |
| CN102224250A (zh) | 聚-3-羟基烷酸的生产方法 | |
| US20140377812A1 (en) | Process for the production of optimised liquefied lignocellulosic substrate | |
| Werker et al. | Production Quality Control of Mixed Culture Poly (3-hydroxbutyrate-co-3-hydroxyvalerate) blends using full-scale municipal activated sludge and non-chlorinated solvent extraction | |
| WO1997017459A1 (en) | Process to recover polyesters from transgenic plants | |
| KR20240014223A (ko) | 정제된 폴리하이드록시알카노에이트의 제조방법 | |
| EP0670891B1 (en) | Process for the separation of solid materials from microorganisms | |
| Patil et al. | Separation of Lignocellulosic Biomass Components by Alkali Pretreatment | |
| CA2236894A1 (en) | Process to recover polyesters from transgenic plants | |
| Schell et al. | Changes in physical and chemical properties of pretreated wheat straw during hydrolysis with cellulase | |
| CN106701658B (zh) | 一种分离番茄果实原生质体的方法 | |
| KR101298858B1 (ko) | 용매 회수 방법 및 용매 회수 장치 | |
| Abbas et al. | Bioethanol production from Lignocellulosics: some process considerations and procedures |