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(국문) 펄프슬러지로부터 유용물질 APG 생산기술개발 (영문) Alkyl Polyglucoside Production from Pulp Sludge

연구사업구분 산학협력 고유번호 00-4-50-52
연구기간 주관기관 명지대학교
연구책임자 김해성
연구목적 제지공정에서 피할 수 없이 유실되는 단섬유펄프는 폐수처리공정에서 회분과 함께 floc을 형성하고 펄프슬러지로 배출되는데, 대규모로 값싸게 확보할 수 있는 양질의 섬유소원이지만 형태학적 특성이 제지용 펄프로는 부적합하여 폐기 처리된다.
펄프슬러지의 발생량은 연간 100여만톤으로 톤당 약 5만원의 비용으로 매립되고 있으며, 제지회사에서는 펄프슬러지를 처리하기 위해 많은 비용을 지출하고 있다.
이렇게 폐기 처리되는 펄프슬러지는 물리화학적 특성과 성분이 제지 공정에 따라서 상이하고 동일 공정에서 배출되어도 고지 사용량에 따라서 편차가 크다고 알려져 있으며, 국일제지에서 배출되는 펄프슬러지는 특수지 제조 후의 펄프슬러지로서 셀루로오스의 순도와 함량이 높아서 가장 저렴한 셀루로오스 공급원으로서 재활용 가치가 높다고 판단된다.
따라서 펄프슬러지로부터 양질의 셀루로오스를 확보한다면 환경친화성 계면활성제로서 주목받고 있는 APG(alkyl polyglucoside)를 대규모로 값싸게 생산할 수 있을 것으로 기대된다.

현재 시행되고 있는 APG의 제조법은 트랜스배당화법ansglycosidation)과 직접배당화법(directglycosidation)으로 대별할 수 있는데, 전자의 경우는 포도당과 탄소수가 1～4인 알킬알코올로부터 산촉매를 사용하여 단쇄기 알킬글루코시드라는 반응 중간체를 얻고 탄소수가 8～22인 알킬알코올로 트랜스배당화하여 APG를 얻으며, 후자는 포도당과 탄소수 12～16범위의 장쇄기 알코올을 산촉매하에서 직접반응시키는 무용매법(solvent free system)으로서 대부분의 상용공정은 이 제조법에 근거하고 있다.무용매 직접배당화법에서는 포도당과 장쇄기 알코올이 산촉매와 함께 무수상태에서 반응해야 하므로 반응수가 효과적으로 제거되어야 하고 포도당과 알킬알코올의 몰비로 알킬폴리글루코시드 분자내의 포도당 함량을 조절하여 바람직한 HLB값이 얻어지도록 한다.
본 연구에서는 펄프슬러지로 얻은 셀루로오스로부터 acid-catalyzed glycolysis법으로 glycol glucoside를 얻고 transglucosidation법으로 APG를 합성함으로서 기존의 석유화학계열의 계면활성제가 당면한 환경오염과 생체친화성 등의 문제점을 해결하고 선진국 주도로 생산되고 있는 포도당계열의 APG 생산공정을 개선함은 물론 원재료의 원가절감과 공정개선으로 선진국의 기술특허를 극복함으로서 셀루로오스부터 출발하는 APG의 유생산기술을 확보하고자 한다.

연구내용
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