식품 부산물에서 고성능 폴리에스터 원료까지…EveryCarbon의 FLAIR 실증

식품 가공 과정에서 나오는 부산물을 단순 폐기물이 아니라 플라스틱 원료로 바꿀 수 있을까. 독일 소재 기업 EveryCarbon은 FLAIR 프로젝트의 하도급 계약을 통해 자사의 순환형 디올 생산 공정을 연구실 단계에서 1만 리터(10m³) 산업 파일럿으로 확대한다. 실증 장소는 식품 제조사 Popp Feinkost다. 핵심은 식품 가공 부산물을 전처리하고, 생물학적으로 전환한 뒤, 고부가 폴리에스터 원료로 만드는 전 과정을 실제 산업 현장에서 연결할 수 있는지 검증하는 데 있다. 4

다만 이번 사업은 규모 확대와 검증을 위한 단계다. 공정이 이미 광범위한 상업 생산에 준비됐다는 증거는 아니다.

무엇을 검증하려 하나

EveryCarbon은 유기성 잔재물을 원료로 삼아 고성능 폴리머에 쓰이는 화학 빌딩블록을 만드는 공정을 개발하고 있다. 함부르크공과대(TU Hamburg)는 이 기술이 미생물 전환과 전통적인 열 공정을 결합해 농업·하수처리·식품 생산에서 나온 폐기물로 고부가 플라스틱용 기초 화학물질을 생산한다고 설명한다. 10

FLAIR는 이 구상을 실제 식품 가공 현장에 적용한다. 목표는 잔재물이 순환형 디올과 엔지니어드 폴리에스터 소재, 특히 EveryCarbon의 ECOne 수지 플랫폼에 사용할 수 있는 원료가 될 수 있음을 산업적으로 의미 있는 규모에서 보여주는 것이다. 24

파일럿 공정은 4단계로 진행된다

1. 기존 10m³ 탱크를 가수분해 설비로 개조

첫 단계는 Popp Feinkost의 1만 리터 탱크를 식품 가공 부산물 가수분해용으로 개조하는 일이다. 기존 가스·온수 인프라와 연결해, 별도의 전용 공장을 새로 짓지 않고도 가동 중인 산업 현장에 원료 전처리 공정을 추가할 수 있는지 시험한다. 4

기존 유틸리티 설비를 재활용하면 초기 설비 투자와 산업 규모 전환까지 걸리는 시간을 줄일 수 있다는 것이 프로젝트의 전제다. 그러나 이 효과는 파일럿 운전으로 확인돼야 할 목표이지, 아직 확정된 성과는 아니다. 14

2. 가수분해액을 연속 발효

전처리된 가수분해액은 연속 발효 공정으로 투입될 예정이다. 이는 한 번의 실험실 배치를 만드는 것보다 훨씬 엄격한 시험이다. 실제 현장의 원료를 안정적으로 다뤄, 목표 화학 중간체를 지속적으로 생산할 수 있어야 한다. 4

연속 생물생산은 독일 연방 도약혁신청(SPRIND)의 ‘순환 바이오제조 챌린지’가 제시한 목표와도 맞닿아 있다. 이 챌린지는 여러 탄소 함유 폐기물 흐름을 연속 바이오생산 방식으로 새 제품으로 전환하는 엔드투엔드 프로토타입을 목표로 한다. 14

3. 슈투트가르트 파일럿에서 디올·ECOne 수지로 전환

프로젝트 설명에 따르면 Popp Feinkost에서 생산된 가수분해액은 EveryCarbon의 슈투트가르트 파일럿 시설로 운송된다. 그곳에서 순환형 디올과 ECOne 엔지니어링 수지로 전환될 예정이다. 4

이 단계는 단순 폐기물 처리나 발효 시험을 넘어, 전 과정을 검증하는 실증으로 만든다.

식품 가공 부산물 → 가수분해액 → 발효 유래 중간체 → 순환형 디올 및 폴리에스터 소재

성공의 기준은 중간체를 만드는 데 그치지 않는다. 생산된 소재가 필요한 품질과 성능 요건을 충족해야 하며, 공장과 슈투트가르트 시설 사이의 운송·인계 과정도 파일럿 규모에서 실행 가능해야 한다.

4. 고분자 개발과 적용처 발굴

TU Hamburg와 함부르크대는 새로운 모노머와 폴리머 개발에 참여할 예정이며, 프라운호퍼 IPA는 데이터 기반 접근으로 적합한 적용처를 예측하고 소재 개발을 앞당기는 역할을 맡는다. 4

즉, 이 실증은 산업적으로 의미 있는 규모에서 원료 빌딩블록을 만들 수 있는지뿐 아니라, 어떤 고분자 조성이나 용도가 공정의 가치를 뒷받침할 수 있는지도 함께 살핀다.

기존 인프라 활용이 중요한 이유

FLAIR의 주요 가정은 활용 가능한 부산물이 발생하고 유틸리티 설비를 이미 갖춘 산업 현장에 순환 소재 생산을 붙일 경우, 규모 확대가 더 수월할 수 있다는 것이다. 식품 가공 잔재물을 폐기물로만 보지 않고 소재 생산을 위한 탄소원으로 활용하겠다는 접근이다. 413

실증에 성공한다면 화석 유래 화학 원료 의존도를 낮추고, 전처리 설비를 새로 구축해야 하는 부담을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 지역에서 발생하는 잔재물을 쓰면 길고 특정 지역에 집중된 석유화학 공급망에 전적으로 의존하지 않는 원료 조달 경로도 만들 수 있다. 4

아직 남은 과제

1만 리터 파일럿은 중요한 규모 확대 이정표지만, 상업성까지 결론 내리지는 못한다. 프로젝트는 앞으로 다음을 보여줘야 한다.

• 성상이 달라질 수 있는 식품 가공 부산물을 사용하면서도 연속 운전을 안정적으로 유지할 수 있는지
• 중간체와 수지가 요구되는 품질·성능 수준에 도달하는지
• 공장과 슈투트가르트 파일럿 시설 사이의 운송 비용과 물류가 감당 가능한지
• 기존 설비 개조와 현지 원료 통합이 기대한 비용·확장성 이점을 실제로 내는지 4

정리하면 FLAIR는 식품 공장이 실용적인 순환 소재 생산 사슬의 출발점이 될 수 있는지를 시험하는 사업이다. 실제 잔재물, 기존 설비, 연속 바이오공정, 후속 폴리머 개발을 하나의 파일럿 시스템으로 연결한다는 점이 이 프로젝트의 핵심이다. 4