화학 및 생물학적 방법을 통한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 해중합 및 바이오폴리올 생산 방법
Method for Depolymerization of Poly(Ethylene Terephthalate) (PET) and Production of Biopolyol through Chemical and Biological Methods
특허 요약
본 발명은 산화세륨, 산화철, 세륨-산화철 나노입자를 사용하여 완전한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET) 분해 및 바이오폴리올 생산을 위한 혁신적이고 통합된 화학적/생물학적 접근방법을 제공한다. 나노입자 중 세륨-산화철 나노입자는 비스(2-하이드록시에틸) 테레프탈레이트 (BHET)로의 PET 해중합을 위한 최고의 촉매 성능을 입증했으며 PET 해중합 슬러리에서 추가로 회수되어 다시 재사용되었다. BHET는 탄화수소 분해 박테리아인 녹농균 (Pseudomonas aeruginosa) PR3을 사용하여 생분해되었다. 이 균주는 포화 또는 불포화 지방산을 함유하는 식물성 오일을 바이오폴리올으로 변환하는 세포외 디올 합성 효소를 생산할 수 있다. 또한, 세륨-산화철 나노입자를 바이오폴리올 생산에 추가로 보충하여 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
청구항
번호청구항
1

화학 및 생물학적 방법을 통한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 해중합 및 바이오폴리올 생산 방법에 있어서, (a) 산화세륨 나노입자, 산화철 나노입자, 세륨이 도핑된 산화철 나노입자 중 선택된 하나 이상의 촉매를 사용해 PET를 해당과정(glycolysis)를 통해 해중합하여 비스(2-하이드록시에틸) 테레프탈레이트(BHET)를 생산하는 단계;(b) Pseudomonas aeruginosa 균주가 상기 (a) 단계에서 생산된 BHET를 탄소원으로 사용해 디올 합성 효소를 생산하는 단계;(c) 상기 (b)단계에서 생산된 디올 합성 효소와 식물성 오일을 반응시켜 바이오폴리올을 생산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 및 생물학적 방법을 통한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 해중합 및 바이오폴리올 생산 방법.

2

제1항에 있어서, 상기 (a)단계는 상기 나노입자를 글리콜류 화합물에 분산시킨 후 PET를 첨가하여 실시하는 것을 특징으로 하는 화학 및 생물학적 방법을 통한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 해중합 및 바이오폴리올 생산 방법.

3

제2항에 있어서,상기 글리콜류 화합물은 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 부틸렌 글리콜(butylene glycol), 테트라메틸렌 글리콜(tetramethylene glycol), 펜타에리트리톨(pentaerythritol), 다이에틸렌 글리콜(diethylene glycol)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화학 및 생물학적 방법을 통한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 해중합 및 바이오폴리올 생산 방법.

4

제 1항에 있어서,상기 (a) 단계에서 나노입자는 상기 (a) 단계 이후 미분해된 PET와 해당과정의 생성물을 글리콜류 화합물에서 분리한 후, 별도의 촉매 재생을 위한 공정 없이 글리콜류 화합물에 나노입자가 분산된 상태로 직접 재사용되는 것을 특징으로 하는 화학 및 생물학적 방법을 통한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 해중합 및 바이오폴리올 생산 방법.

5

제1항에 있어서, 상기 식물성 오일은 포화 또는 불포화 지방산을 함유하는 것으로 올레산, 리시놀레산, 리놀레산, 리놀렌산을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화학 및 생물학적 방법을 통한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 해중합 및 바이오폴리올 생산 방법.

6

제1항에 있어서,상기 (c)단계는 성장한 균주가 포함된 배양물을 직접 이용하는 전세포 접근법; 또는 성장한 균주가 포함된 배양물을 원심분리하여 얻어진 세포외 효소를 함유한 상등액을 이용하는 무세포 접근법; 중 하나의 방법을 선택하여 실시되는 것을 특징으로 하는 화학 및 생물학적 방법을 통한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 해중합 및 바이오폴리올 생산 방법.

7

제1항에 있어서,상기 (c) 단계는 세륨이 도핑된 산화철 나노입자를 추가하여 실시되는 것을 특징으로 하는 화학 및 생물학적 방법을 통한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 해중합 및 바이오폴리올 생산 방법.