일반기술

제지 슬러지의 당화방법

제지 슬러지에 셀룰로스를 가수분해하는 효소인 엔도-베타-1,4-글루카나제 및 베타-글루코시다제를 10:1 내지 3:1의 활성비로 첨가하여 당화시키는 공정을 통해 제지공정에서 발생되는 제지 슬러지를 당화시키는 방법이다. 종이는 주로 나무에서 얻어지는 펄프를 주원료로 하고 각종 화학약품을 처리한 다음 초지, 가공 등의 공정을 통해 생산된다. 종이 생산에 사용되는 제조방법은 상대적으로 화학 오염물질이 적게 발생하고 제조과정에서 발생되는 부산물 역시 낮은 오염도를 가지고 있어 이를 재활용하려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 동일한 나무를 가공하는 제지산업의 경우 목재 가공시 발생되는 목재 부산물을 재활용하여 각종 산업자재 등으로 사용되고 있는 실정이다. 종이 생산과정에서 발생되는 부산물은 수분함량이 높고 목재성분의 함량이 낮아 종래에 사용되던 목재 부산물의 재활용방법에 적용할 수 없기 때문에 이를 재활용할 수 있는 새로운 방법이 개발되고 있다. 일반적으로 제지 슬러지란 종이 생산과정에서 발생되는 주성분이 셀룰로스인 각종 부산물로서 순수한 다당류인 셀룰로스는 화학적 방법에 의해 여러 가지 단당류, 이당류 등의 유용한 당으로 분해될 수 있지만 화학적인 셀룰로스의 분해과정은 비용이 많이 소요되고 오염물질이 다량으로 배출되기 때문에 아직까지 제지 슬러지를 재활용하는 기술이 개발되지 않고 있다. 셀룰로스는 화학적 및 효소적 방법에 의해 가수분해되어 포도당으로 전환될 수 있고 효고적 방법은 오염물질이 거의 발생하지 않아 환경친화적인 방법으로 알려져 있으나 수율이 낮고 시간이 많이 소요되어 화학적 방법을 대치하지 못한다. 이에 종래 효소적 방법을 개량하기 위해 엔도-베타-1,4-글루카나제 및 베타-글루코시다제의 조성비를 달리 하여 당화수율을 측정한 결과 엔도-베타-1,4-글루카나제 및 베타-글루코시다제의 활성도를 나타내는 비율로 혼합하여 처리할 경우 두 효소간의 상승효과를 얻었고 5:1의 비율로 혼합하여 처리할 경우 최대 당화수율을 얻을 수 있어 수율을 향상시키고 처리시간을 단축할 수 있게 되었다.제지 슬러지에 엔도-베타-1,4-글루카나제 및 베타-글루코시다제를 10:! 내지 3:1의 활성비로 첨가하여 당화시키는 공정이다. 화학적 방법에 비해 효소를 이용하는 친환경적 방법으로서 종래의 효소적 방법이 가지는 낮은 수율과 많은 시간이 소요되는 부분을 개선한 방법이다. 엔도-베타-1,4-글루카나제 및 베타-글루코시다제를 동시에 사용함으로써 이들의 상승효과에 의해 제지 슬러지의 당화 수율을 획기적으로 증진시킬 수 있다.폐기물인 제지 슬러지를 이용하여 포도당을 생산함으로써 폐기물 처리비용을 절감할 수 있고, 저렴한 가격으로 생산된 포도당을 각종 산업에 활용할 수 있으므로, 목재성 폐기물의 재활용에 널리 이용될 수 있다. 폐기물을 이용함으로써 저렴한 방법에 의해 포도당을 생산하기 위한 효소적 방법으로서 화학적 방법을 대체하고 있다. 기존 화학합성 기술에 비해 환경오염을 유발하지 않는 생산기술로서 생명공학산업의 급속한 발전과 더불어 그 수요가 점차 늘고 있다.