Biosorption
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Biosorption. 발 표 자 : 최 순 범. 발표 내용. 국내 발효산업의 현황 및 지역전략산업으로서의 생물산업 발효산업체의 애로기술 본 연구의 필요성, 목적 및 연구내용 개발기술의 개요 사업관련 실적 기대효과 및 파급효과. 바이오 산업기술 국내수준 유전자재조합 기술 85% 세포융합 기술 80% 단백질공학 기술 70% 발효 기술 90% 세포배양 기술 65% 생물공정기술 65% 생물엔지니어링 기술 35% 신물질탄생 기술 25%

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Presentation Transcript

Biosorption

발 표 자 : 최 순 범


발표 내용

  • 국내 발효산업의 현황 및 지역전략산업으로서의 생물산업

  • 발효산업체의 애로기술

  • 본 연구의 필요성, 목적 및 연구내용

  • 개발기술의 개요

  • 사업관련 실적

  • 기대효과 및 파급효과


바이오 산업기술 국내수준

유전자재조합 기술 85%

세포융합 기술 80%

단백질공학 기술 70%

발효 기술 90%

세포배양 기술 65%

생물공정기술 65%

생물엔지니어링 기술 35%

신물질탄생 기술 25%

안정성평가 기술 30%

전 체 평 균 60%

기초

기술

대상㈜

한국BASF

생산

기술

LG생명과학

신물질

기술

자료: 산자부(2001)

국내 발효산업의 기술 경쟁력


자동차 ·기계, 생물 ·생명, 문화영상 등

전라북도 3 대 전략산업으로 집중 육성

전라북도의 생물산업 육성 노력

  • “전북 생물산업 육성방안” (2000):

    전략분야로 생물화학, 생물식품분야 선정

  • “(재)전북 생물벤처기업지원센터”:

    생물벤처보육, 기술지원

  • “생물대사물질연구센터” (2004):

    바이오 핵심기반기술 연구개발

  • “전북 생물산업 특화방안” (2003-2010):

    생물화학 등 분야에 8천억규모 투자

  • “생명공학연구원 전북분소” 유치 (2004)

  • “전북 바이오파크 조성계획”


국내 발효업체의애로사항

  • 발효폐기물 발생 현황

  • 고형폐기물 (균체): 연간 25,000톤 (균체 건조중량 15% 함유)

  • 액상폐기물 (기사용 배지): 연간 100,000톤

  • 발효부산물의 처리 현황

  • 해양투기: 연간 120,000톤 (95% 이상)

  • 재활용 (액비): 연간 5,000톤 (5% 이하)

  • 애로사항

  • 국제적 규제: 런던협약 (’96 의정서)에서 해양환경보호를 위한 해양투기 금지

  • 국내 규제: 2002년 9월부터 “해양환경부담금” 부과

  • 따라서 국내발효산업의 국제 경쟁력 유지와 지속가능성 확보를 위해서는

    발효폐기물의 재활용 기술의 개발 및 실용화가 시급함.


생체흡착기술(Biosorption)

  • 정의

  • 죽은 혹은 살아있는 바이오매스를 이용하여 오염물질(중금속, 염료 등)을 제거하는 기술

  • 사용되는 바이오매스: 해조류, 미생물, 생물슬러지, 발효부산물 등

  • 주요 메커니즘

  • Ion exchange, Adsorption, Microprecipitation,

    Surface Complexation, Chelation 등

  • 바이오매스의 특성, 오염물의 형태에 따라 메커니즘이 다름.

  • 상용화 사례

  • BV Sorbex社(캐나다): 금의 회수를 위한 미생물 및 해조류 생체흡착제 상용화

  • Bio-Recovery社(미국): 중금속 제거/회수를 위한 미세조류 고정화 생체흡착제 상용화

  • Advanced Mineral Technology 社: 중금속폐수의 처리를 위한 Bacillus생체흡착제 상용화


중금속 및 염색폐수의 처리기술

화학적 방법

Fenton reaction, Ozonation,

Photochemical Oxidation,

Electrochemical Destruction, etc

  • 화학슬러지 발생

  • 유해성 중간체 생성

  • 운전비용 과다

  • 성능 저조 (특히, 호기처리)

  • 긴 체류시간

  • 가변적인 처리효율

생물학적 방법

혐기처리, 호기처리 등

물리적 방법

활성탄 흡착법, 이온교환수지법,

막 여과법, 침전법 등

  • 처리성능 양호

  • 처리공정 간단

  • 높은 활성탄, 이온교환수지 가격

성능이 우수한 저가의 흡착소재의 개발이 필요함  생체흡착소재


흡착소재의 가격 비교

발효폐기물 유래 생체흡착소재의 경우 가격경쟁력이 탁월하나,

비교적 최신 기술로 기반 연구가 상대적으로 취약함.



반복 재사용 가능성

단순 전처리한 발효폐기물(protonated biomass)은 다음과 같은 성능이 있음. 1. 흡착성능: 활성탄, 이온교환수지와

성능이 유사함.

 소재화 기술 개발시 성능향상이 가능

2. 반복 재사용 가능성: 활성탄과 달리

8회까지 흡/탈착 반복사용이 가능함.


소재화 기술 개발

  • Chemical Modification

  • Physico-Chemical Modification

  • Enzymatic Modification

  • Genetic Engineering


산학협력 실적

전북대 (연구책임자, 생체흡착기술 관련)

“중금속 오염폐수의 처리를 위한 생체흡착기술 개발”, 한국과학재단/McGill Univ., 2000-2002

“생체흡착기술을 활용한 중금속 오염폐수의 처리”, 전북대학교, 2002-2003

“이온교환기능성 생체흡착소재 및 응용공정 개발”, 한국과학재단, 2003-2006

“수계의 경도 제거용 생체흡착제 개발을 위한 기초 연구”, 웅진코웨이개발㈜, 2003-2004


기대효과 및 파급효과

  • 기술적 측면

  • 발효폐기물의 생체흡착소재화 기술분야의 대표적 성공사례로 기억될 것임

  • 저가 생체흡착소재는 기존의 염색폐수흡착제(활성탄, 이온교환수지)를 대체 가능함

  • 개발기술은 중국, 일본 등 발효산업체에 확대 적용이 가능함

  • 경제/산업적 측면

  • 발효폐기물의 해양투기를 절감하여 폐기물처리 비용이 절감됨

  • 발효폐기물의 재활용을 통해 이윤 창출이 가능함

  • 결국, 국내 발효산업의 지속가능성을 확보하고 환경친화 이미지를 제고할 수 있음


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