[화학공학] 전분계와 과일을 이용한 바이오 에탄올 제조

1. 서론

전통적으로 에탄올은 주로 곡물이나 사탕수수와 같은 설탕이나 전분 원료를 이용하여 생산되어 왔다. 그러나 세계 인구의 증가와 화석 연료의 고갈, 환경 오염 문제의 심화로 인해 재생 가능하고 지속 가능한 에너지 원에 대한 수요가 급증하고 있다. 특히, 바이오 에탄올은 천연 자원을 활용하여 생산되며 온실가스 배출량이 적어 환경 친화적 에너지로 주목받고 있다. 최근 연구에서는 식량 자원과 경쟁하지 않거나, 폐기물 목적으로 버려지는 재료를 이용한 바이오 연료 개발이 활발히 진행되고 있다. 전분계 원료인 감자, 옥수수, 감귤의 껍질 등은 풍부하게 존재하며, 이들은 효율적인 전환 공정을 통해 높은 수율의 에탄올 생산이 가능하다. 예를 들어, 2020년 기준 세계 옥수수 기반 에탄올 생산량은 약 440억 리터에 달했으며, 이는 교통 연료 사용의 약 3%를 차지하는 수준이다. 특히, 과일 부산물과 전분이 풍부한 농산물의 활용은 폐기물 감축과 더불어 에너지 자립도를 높이는 데 기여한다. 국내에서는 감자와 고구마 같은 전분 원료의 농가 생산량이 매년 증가하는 추세며, 2022년에는 감자 생산량이 약 150만 톤으로 집계되었다. 이러한 재료를 이용…