생분해성 고분자의 제조 방법 및 제조 장치
Method And Apparatus for Producing Biodegradable Polymer
특허 요약
(i) 전기화학적 환원 반응에 의해서 CO 2 를 지방족 카르복시산 또는 그 염으로 변환시키는 전기분해 단계; 및 (ii) 배양액 중에서의 미생물의 발효 공정에 의해서, 상기 (i) 단계에서 얻어진 지방족 카르복시산 또는 그 염으로부터 생분해성 고분자를 중합시키는 생합성 단계;를 포함하는 전기화학적 CO 2 환원 반응과 박테리아를 이용한 생분해성 고분자의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
1

(i) 전기화학적 환원 반응에 의해서 CO2를 지방족 카르복시산 또는 그 염으로 변환시키는 전기분해 단계; 및(ii) 배양액 중에서의 미생물의 발효 공정에 의해서, 상기 (i) 단계에서 얻어진 지방족 카르복시산 또는 그 염으로부터 생분해성 고분자를 중합시키는 생합성 단계;를 포함하는, 생분해성 고분자의 제조 방법.

2

청구항 1에 있어서,상기 (i) 전기분해 단계는, 캐소드측에서의 전기화학적 환원 반응에 의해서 CO2가 지방족 카르복시산 또는 그의 염으로 변환되는 것을 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 방법.

3

청구항 1에 있어서,상기 (ii) 생합성 단계는, 상기 (i) 단계에서의 지방족 카르복시산 또는 그 염을 함유하는 캐소드액(catholyte)이 혼합된 배양액 중에서의 미생물의 발효 공정에 의해서 생분해성 고분자가 생합성되는 것을 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 방법.

4

청구항 1에 있어서,상기 지방족 카르복시산 또는 그 염은 탄소수 1 내지 3의 포화 지방족 카르복시산 또는 그 염을 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 방법.

5

청구항 1에 있어서,상기 지방족 카르복시산 또는 그 염은 포름산 또는 그 염을 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 방법.

6

청구항 3에 있어서,상기 지방족 카르복시산 또는 그 염의 농도는 상기 캐소드액 중에서 0.1 내지 10g/L인 것인, 생분해성 고분자의 제조 방법.

7

청구항 1에 있어서,상기 배양액은 인산계 화합물을 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 방법.

8

청구항 7에 있어서,상기 인산계 화합물의 농도는 상기 배양액 중에서 15 내지 35g/L 인 것인, 생분해성 고분자의 제조 방법.

9

청구항 7에 있어서,상기 인산계 화합물은 제1 인산칼륨(KH2PO4), 제2 인산칼륨(K2HPO4) 및 제3 인산칼륨(K3PO4)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 방법.

10

청구항 1에 있어서,상기 미생물은 쿠프리아비두스 속(Cupriavidus genus), 에어로모나스 속(Aeromonas genus), 슈도모나스 속(Pseudomonas genus), 바실러스 속(Bacillus genus), 메틸로박테리움 속(Methylobacterium genus), 로도박터 속(Rhodobacter genus), 클로스트리듐 속(Clostridium genus), 에시디티오바실러스 속(Acidithiobacillus genus), 티오바실러스 속(Thiobacillus genus), 설푸리모나스 속(Sulfurimonas genus), 디설포스포로시누스 속(Desulfosporosinus genus), 디설포비브리오 속(Desulfovibrio genus), 에셰리키아 속(Escherichia genus), 사카로미세스 속(Saccharomyces genus) 및 클로렐라 속(Chlorella genus)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 방법.

11

청구항 1에 있어서,상기 생분해성 고분자는 PHA(폴리히드록시알카노에이트)를 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 방법.

12

청구항 11에 있어서,상기 생분해성 고분자는 PHB(poly-3-hydroxybutyrate), P4HB(poly-4-hydroxybutyrate), P(3HB-co-4HB)(poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate)), PHV(poly-3-hydroxyvalerate), PHBV(poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)), PHBH(poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)) 및 SCL-MCL-PHA(poly(3-hydroxybutyrate-co-medium chain length-3-hydroxyalkanoates))로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 방법.

13

전기화학적 환원 반응에 의해서 CO2를 지방족 카르복시산 또는 그 염으로 변환시키는 전기분해 반응조; 및상기 전기분해 반응조와 유체 연통되어서, 배양액 중에서의 미생물의 발효 공정에 의해서 상기 지방족 카르복시산 또는 그 염으로부터 생분해성 고분자를 중합시키는 생합성 반응조;를 포함하는, 생분해성 고분자의 제조 장치.

14

청구항 13에 있어서,상기 전기분해 반응조는 가스 확산 전극(GDE)을 캐소드로서 구비하는 전기분해 장치를 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 장치.

15

청구항 13에 있어서,상기 전기분해 반응조와 상기 생합성 반응조를 유체 연통하면서, 상기 전기분해 반응조 내의 캐소드액(catholyte)을 상기 생합성 반응조로 이송하기 위한 제1 도관을 더 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 장치.

16

청구항 13에 있어서,상기 생합성 반응조와 상기 전기분해 반응조를 유체 연통하면서, 상기 생합성 반응조 내의 배양액을 상기 전기분해 반응조로 이송하기 위한 제2 도관을 더 포함하는, 생분해성 고분자의 제조 장치.

17

청구항 13에 있어서,상기 생합성 반응조 내의 배양액이 상기 전기분해 반응조로 투입되기 전에, 상기 배양액으로부터 미생물을 분리 및 제거하기 위한 미생물 분리용 멤브레인 모듈을 더 포함하는 것인, 생분해성 고분자의 제조 장치.