플라스틱산업 사출 / 압출 / 금형 /원료

바이오매스로부터 대량의 플라스틱 병 제작 가능

미국에서 플라스틱 병을 만드는데 사용되는 주요 성분을 바이오매스로부터 대량 생산할 수 있는 방법이 발견됐다.
메사추세스 공대의 Dauenhauer 교수가 이끄는 연구진은 대부분의 바이오매스를 사용해 75%의 효율로 P-xylene를 생산하는 프로세스를 개발했다.
Dauenhauer 교수는 “이 새로운 발견이 즉각적이고 확실하게 소비자용으로 사용이 가능한 화합물을 효율적이면서도 적은 비용으로, 또한 재생 가능한 형태로 생산할 수 있음을 보여주었다”고 설명했다.
그는 현재 플라스틱 산업에서 생산되는 P-xylene은 원유를 원료로 생산되고 있으나 이번에 개발된 새로운 프로세스를 활용하면 바이오매스로 이와 동일한 물질을 만들어낼 수 있다고 주장했으며, 이렇게 생산된 재생 가능한 화학물질을 기존의 원유 원료 물질과 혼합해 사용할 수 있고, 소비자들은 이 차이를 느끼지 못할 것이라고 주장했다.
새로운 프로세스를 통해 제조된 플라스틱 제품에는 #1이라는 기호가 기재될 예정이다.
Xylene 화학물질은 PET(Polyethylene Terephthalate)로 불리는 플라스틱을 생산하는데 사용되며 이 물질은 음료수병, 음식포장, 합성섬유 등과 같은 생산품에 많이 사용되고 있다.
본 연구에서 제시한 프로세스는 고온의 바이오매스 반응기 내에서 3단계 반응을 거쳐 글루코스를 P-xylene로 전환하기 위해 제올라이트 촉매를 사용한다. Dauenhauer 교수는 이 촉매가 재생가능한 P-xylene를 생산하는 다른 공정들의 문제점인 고비용과 저생산량으로 인한 비효율성을 극복하게 한 중요한 요인이라고 설명했다.
연구팀은 지속적인 촉매 개선 작업을 거쳐 P-xylene 생산 반응을 향상시킬 수 있었으며, 이와 함께 프로세스의 추가적인 개선을 통해 경제성을 향상시킬 수 있었다.
연구진은 바이오매스의 반응 작용이 촉매의 나노구조에 의해 큰 영향을 받음을 발견했으며 반응을 최적화해 75%의 생산율을 얻었다.
이번 연구는 목질섬유소로부터 바이오연료와 화학물질을 생산하는 기술을 개발하기 위한 CCEI(Catalysis Center for Energy Innovation) 연구의 일환으로 수행됐으며, 본 연구센터는 미국 에너지부의 지원을 받는다.
플라스틱 생산에 대한 새로운 발견은 CCEI의 성과 리스트에 새로운 내용을 추가했다.
한편 2010년 CCEI 연구진은 글루코스를 과당으로 전환하는 Tin-Beta 촉매를 개발한 바 있다. 이것은 나무 등의 주요 성분인 셀룰로오스를 기초로 바이오연료와 P-xylene을 포함한 바이오화학물질과 같은 타깃 물질의 생산을 위한 첫 걸음이 됐다.