펄프와 종이 산업의 전망은 에너지와 자원 효율성을 늘리고 이산화탄소 배출량을 줄이는 데에 달려 있음. EU의 지원으로 진행되는 PROVIDES프로젝트가 친환경 펄프 생산을 위한 획기적인 기술을 개발했다고 보도함.
종이생산을 위한 펄핑은 오래 전에 개발된 에너지 집약적인 기술을 사용하고 있음. 더 적은 에너지를 통해 지속가능한 방법으로 양질의 펄프를 효율적으로 생산할 수 있는 친환경적 생산 기술이 필요함. 펄프와 종이 산업은 저탄소 바이오경제에 이바지 하면서 자원-효율적 세계로의 도약에 많은 기여를 할 것으로 기대됨.
PROVIDES프로젝트 참여자들은 나무와 원목질 섬유소를 위한 혁신적인 기술을 개발하였음. 프로젝트 책임자인 Annita Westenbroek은 프로젝트의 목표는 펄프 및 종이생산에서 에너지 절감 40%, 이산화탄소 방출량 절감 80% 달성이었다고 밝힘.
PROVIDES의 기술은 deep eutectic solvents (DES)기술에 기반한 새로운 수준의 자연적 용액을 사용함. 각 DES 구성요소는 100도를 넘는 융해점을 가지고 있지만 혼합할 경우 실온에서 낮은 휘발성을 갖는 액체를 형성함.
15년 전에 발견된 DES는 이미 전기화학분야에서 적용되었으나 자연 DESs 가 아주 높은 리그닌 용해성을 가지고 있어 새로운 펄핑 용액으로 사용될 수 있다는 것이 밝혀진 것은 불과 5년 전임. Annita Westenbroek에 따르면, PROVIDES 프로젝트 연구자들은 저온과 대기압에서 작동하는 DES를 사용하여 나무에서 리그닌을 분리함으로써 종이제조를 위한 양질의 셀룰로스 섬유를 확보할 수 있었다고 전함.
PROVIDES프로젝트 팀은 100여개가 넘은 DES를 개발하였으며 그 중 몇몇은 독특한 용해점을 가지고 있어 나무를 부드럽게 분류해 내는 것으로 증명됨. 이렇게 생산된 셀룰로스 섬유는 곧고 모양이 잘 잡혀있어 뛰어난 내부결합력과 내구성을 갖는 종이를 만들 수 있음.
또한 PROVIDES 프로젝트팀은 수성펄프로부터 구성성분의 분리를 향상시킨 최초의 소수성(hydrophobic) DES를 개발하였음.
DES는 친환경적이며 재생가능하고 자연분해성을 가지며 펄프 및 종이 사업에서는 한번도 사용된 적 없는 비용효율이 높은 용액임. 또한 DES의 발견은 최소한의 에너지로 폐기물 및 이산화탄소 배출을 최소화하여 펄프를 생산할 수 있는 방법을 제공함으로써 펄프 산업의 발전 가능성을 제시하였음. 또한 이러한 기술의 사용은 최소 에너지, 최소 비용이라는 자원효율성 을 통해 펄프산업의 지속가능성을 증대시키는 역할을 하였음.
또한 DES는 종이 재활용을 위한 셀룰로스 섬유 재생에도 활용될 수 있을 것으로 기대됨. 하지만 임상기술이 사용화 되기까지는 많은 기술격차가 극복되어야함.
PROVIDES 프로젝트팀은 탈리그닌화 공정을 최적화하여 DES의 복구 및 재활용 방법을 개선하는 것을 목적으로함. 현재 연구원들은 환경 및 기후 조건 등을 검증하기 위한 보다 큰 규모의 DES 실험을 진행할 수 있는 파일럿 단계 연구를 준비 중에 있음.
PROVIDES 프로젝트의 궁극적 목적은 에너지 소비와 비용을 최소화하면서 양질의 제품을 생산함으로써 전통적인 펄프 제조 공정을 바꾸는 것에 있음. Annita Westenbroek는 EU 펄프 및 종이산업의 기후목표가 달성될 수 있도록 DES 기술을 2030년까지 상용화할 계획이라고 밝힘.
출처
https://cordis.europa.eu/result/rcn/240121_en.html
https://cordis.europa.eu/article/id/400949-bio-based-innovation-builds-europes-bioeconomy_en.html
https://cordis.europa.eu/project/rcn/197317_en.html
