친환경 산업동향

제목 [미국] 맥주 폐기물에서 만들어지는 바이오플라스틱
작성자 tawake88
조회수 616

Christopher M. Thomas가 Empire Farm Brewery의 이벤트 코디네이터인 Jackie Wood를 만나게 된 것은 행운이었다. Thomas는 뉴욕 주립대학의 박사 후 연구원으로서 식품 산업계의 폐기물을 생분해성 플라스틱으로 변환시키는 공정을 실험했다고 한다. 그는 쓰고 버려진 곡물을 원하고 있으며, Wood의 고용주는 그것을 많이 갖고 있다. 시라쿠스에 위치한 맥주회사인 Empire는 최근에 여러 다양한 주류를 양조하기 위하여 보리, 허브, 홉의 경작을 늘렸으며, 여기서 많은 양의 곡물 폐기물이 발생하고 있다

 

양조업자의 폐 곡물(Brewers’ spent grain: BSG)은 모든 양조장에서 다량 생산되는 축축한 갈색 혼합물이다. 실제로 BSG는 소규모 양조장의 고형 폐기물의 약 85%를 차지하고 있다. 이들 중 일부는 매립 처분되지만 다른 일부는 양조업자 협회의 친환경 처분 지침을 따라서 젖소에게 제공되거나, 바이오연료로 변환시키거나, 퇴비화시키거나, 제빵용 분말로 분쇄되고 있다. 그러나 이런 방법들은 문제들이 있다. 앞의 3가지 방식에는 많은 비용이 들며, 마지막 방식에서는 미식가들이 좋아할만한 풍미가 얻어지지 못한다.

 

한편 Thomas는 BSG를 바이오플라스틱 생산에 이용하는 것이 2가지 장점이 있다고 밝혔다. 그는 “매립지에서 버려지는 쓰레기에서 생분해성 포장을 만들 수 있다 또한 이들은 모든 환경에서 분해될 수 있기 때문에 담수, 해수, 하수에서 모두 아무런 문제가 없다.”라고 밝혔다. 지금까지 Empire에서는 BSG를 인근 농장의 젖소들에게 제공해 왔다. 젖은 상태의 BSG는 너무 무겁기 때문에 이들을 먼 곳까지 운송하는 것은 많은 비용이 소요되고 있다. Wood는 “우리의 BSG에서 바이오플라스틱을 만드는 것은 완벽한 해결책이다.”라고 밝혔다.  

 

과거에 사람들은 옥수수에서 바이오연료를 만드는 것과 유사한 컨셉으로 식물에서 적접 바이오플라스틱을 만드는 것을 시도해왔다. 그러나 석유에서 플라스틱을 만드는 것과 비교하여 생분해성 포장을 위하여 변환될 수 있는 특정 식물을 재배하는 것에는 너무 많은 비용이 들게 되다. 샌프란시스코에 위치한 변환 기술 벤처기업인 Full Cycle Bioplastics의 Dane Anderson은 1980년대에 회사 1곳이 설탕에서 생분해성 샴프병을 생산하려고 했지만 설탕 가격이 급등하면서 파산하게 되었다고 설명했다.

 

그러나 BSG는 모든 구성요소를 갖추고 있기 때문에 바이오플라스틱 생산에서 큰 이익이 된다고 Thomas는 밝혔다. 그 중 하나가 긴 사슬의 당 분자인 다당류(polysaccharide)가 풍부하다는 것이다. 이들 다당류 사슬을 효소나 산을 이용하여 끊어서 단순한 당분자로 만들면 세균의 먹이가 된다고 한다. 일부 세균들은 이들 당을 지질로 변환시킨 후에 에너지원으로 저장한다고 한다. 폴리하이드록시알카노에이트(polyhydroxyalkanoates: PHAs)라는 부르기도 힘든 이름의 이들 세균의 지질은 건조된 형태의 미생물 배양물에서 추출될 수 있다. 이어서 PHAs는 열성형이나 3D 프린터를 통하여 맥주캔 용 고리를 포함하여 여러 형태의 플라스틱 제품을 만드는데 이용되게 된다.

 

흥미로운 점은 화학자들은 PHAs를 천연 폴리에스터(polyester)로 묘사한다는 것이다. 이들은 석유 유래 폴리에스터와 유사한 구조를 갖고 있지만 분자 배열에서 차이가 있다. 이러한 점 때문에 다른 종류의 세균들에게는 훌륭한 식사가 된다고 Anderosn은 설명했다. 따라서 PHAs는 플라스틱의 성질을 유지하지만 환경에 대해서는 안전한 것이다. Case Western Reserve 대학의 거대분자 과학자인 Rigoberto Advincula는 “PHAs는 생분해성에 소화가 될 수 있기 때문에 해양 생명체나 물고기들에게 해를 끼치지 않는다. PHAs는 생분해되는 폴리에스터인 것이다.”라고 밝혔다.

 

두 사람이 만났을 때에 Wood는 맥주 양조가 어떻게 진행되는지를 설명했다. 한편 Thomas는 폐기물들이 어떻게 식기구, 쇼핑 비닐, 맥주캔 고리 및 우리가 이용하는 여러 플라스틱 제품들의 생산에 이용될 수 있는지를 설명했다고 한다. 그러나 이들의 협력에도 문제가 확인되었다. Empire에서 적어도 2017년에는 바이오플라스틱 생산을 상업적을 실현하기에 충분한 수준으로 원료를 만들어내지 못하는 것으로 확인된 것이다. 때문에 Empire에서는 다른 양조장들과 협력하는 것으로 희망하고 있다. Wood는 “뉴욕주의 여러 양조업체들이 이 새로운 협력 사업에 참여할 것으로 믿고 있다. 그리고 우리는 그 최전선에 스는 것을 희망한다.”라고 밝혔다

 

아직은 맥주 포장이 생분해되지는 못하지만 언젠가는 그렇게 될 것이다. 만일 당신이 이를 보다 빨리 이루기를 원한다면 이론적으로는 당신이 더 많은 맥주를 마셔서 BSG를 더 많이 생성되게 해야 한다. 어쨌든 이번 맥주 축제에서는 당신이 맥주를 마시는 것이 미래의 분해가능 맥주 포장을 만드는데 도움이 될 것이다.

 

출처: 한국바이오안전성정보센터(KBCH)『바이오화학산업동향(TWB)』

원문출처: http://www.sierraclub.org/sierra/green-life/brewing-beer-bioplastics-oktoberfest-tale

첨부파일
[170926] SIERRA Oktoberfest Story cover WB.jpg