VTT, 스낵용 바이오유래 직립형 파우치 개발
종이를 바이오유래 물질로 코팅…차단성 높아
지속가능한 포장재는 환경에 미치는 영향을 줄여줄 뿐만 아니라 소재 및 운송비를 줄이는 데에도 도움이 될 수 있다. 아울러 소비자들의 선호도도 점차 높아지고 있다.
최근 Research and Markets의 보고서에 따르면, 재활용 가능, 바이오유래 및 지속가능한 포장재에 대한 국제적 수요가 연평균 7.7%로 성장해 2025년에는 4,403억 달러 규모에 이를 것으로 예상된다.
이는 지속가능한 포장재를 사용하거나 이에 대해 투자할 것이라는 브랜드 기업들의 잇따른 발표로도 입증되고 있다.지난 1월 Unilever는 2025년까지 자사 플라스틱 포장재 전부가 완전 재사용가능, 재활용가능 또는 퇴비화 되는 것으로 교체될 것이라고 약속했다. 같은 달 Procter & Gamble은 재활용 및 환경관리 기업인 Terra Cycle 및 Suez와 협력해 해변에서 수거된 플라스틱을 최대 25% 함유하고 있는 재활용 가능 샴푸통을 세계 최초로 개발했다.
Dell도 재활용 해양플라스틱을 25% 사용한 산업계 최초의 포장용기 기술을 개발했다.
3월 초 PepsiCo와 바이오테크놀러지 선도기업 Danimer Scientific은 PepsiCo의 지속가능한 포장재 목표를 달성하는데 도움이 될 생분해성 플라스틱필름 개발을 위한 팀을 구성했다. 그리고 이번에 핀란드 VTT기술연구센터(VTT Technical Research Centre of Finland)는 특허출원 중인 자사의 효소적 고농도 셀룰로오스 나노섬유화(high consistency enzymatic fibrillation of cellulose, 이하 HefCel)를 이용해 100% 바이오유래 직립형 경량 파우치를 개발했다.
이 파우치는 종이 물질에 다양한 바이오유래 코팅을 해 산소, 기름 및 미네랄 오일 차단성이 뛰어난 것이 특징이다. VTT의 Jari Vartiainen 선임 연구원은 “직립형 파우치가 향후 2~3년 안에 상업적으로 이용 가능하게 될 것”이며 “과자칩, 감자칩, 뮤즐리 등과 같은 기름진 건조 음식에 적합하다”고 설명했다. 또한 그는 “산업계 파트너들과 협력해 2015년부터 이 기술을 개발해 왔다. HefCel기술은 에너지를 적게 사용하는 산업용 혼합기를 이용해 고농도로 나노 셀룰로오스를 생산할 수 있는 저렴한 방법”이라며 “생산 콘셉트는 고비용의 가수분해 없이 펄프 섬유의 효율적 나노섬유화를 가능하게 해주는 맞춤형 셀룰로오스 효소 혼합물을 기반으로 하고 있다”고 말했다.
연구소에 따르면, 특허출원 중인 회사의 효소적 고농도 셀룰로오스 나노섬유화(HefCel)기술은 나노 셀룰로오스를 저렴하게 생산할 수 있는 방법으로, 나노 셀룰로오스 고형성분이 10배 높아질 수 있다고 한다. 또한 이 나노 셀룰로오스는 농도가 15~25%로 기존 생산방법으로 만든 것에 비해 1~3% 높다.
△ 핀란 드 VTT기술연구센터가 개발한 100% 바이오유래 직립형 경량 파우치의 모습
PepsiCo, 바이오유래 퇴비화가능필름에 박차
바이오테크놀러지기업 Danimer와 협력 강화
PepsiCo는 국제 식품 및 음료사업에서 요구되는 지속가능한 연포장재를 개발하기 위해 바이오테크놀러지기업 Danimer와 생분해성 필름 수지 개발에 관한 계약을 체결했다고 밝혔다.
이번 계약은 오랫동안 이어온 PepsiCo의 스낵 브랜드를 위한 바이오유래 퇴비화가능 포장재 개발을 포함한 협력관계를 바탕으로 이루어졌으며, Danimer Scientific의 Nodax™ PHA공장의 확대를 촉진할 것으로 기대하고 있다. 2016년 10월 PepsiCo는 동사의 가치사슬 전반에서 온실가스 배출 감소와 모든 포장재를 회수 및 재활용 가능하도록 디자인한다는 내용을 담은 2025년 지속가능성 의제(agenda)를 발표했다. 이 목표는 사업 전략에 지속가능성을 통합시킴으로써 장기간 최고 수준의 재정적 효과를 가져다줄 수 있게 하려는 PepsiCo의 목적성 개선활동의 일환이다. 이번 협력은 Nodax PHA 바이오플라스틱을 동사의 차세대 식품포장에 도입함으로써 스낵 식품 포트폴리오를 완전히 생분해되는 소재로 전환하는데 도움이 될 것이다.
PepsiCo의 부사장이자 CSO인 Mehmood Khan 박사는 “PepsiCo는 지속가능성을 위해 전체론(holistic)적인 접근방식을 취해왔다. 첫 번째 목표는 장기적인 수익성을 얻는 것으로, 이를 위해서는 환경적인 영향을 줄이면서도 우리 사업이 성장할 수 있도록 지속가능한 해법이 요구된다. Danimer Scientific의 기술을 규모화하려는 우리 계획은 온실가스를 저감하고 회수가능하면서 재활용가능한 포장재 목표를 동시에 달성하기 위한 발걸음이다”라고 말했다.
Danimer Scientific의 CEO Stephen Croskrey는 “우리는 지난 7년간 PepsiCo와 관계를 형성해 왔다. 세계 최대 식품 및 음료기업으로써 제품에서 환경적 영향을 최소화 시키려는 PepsiCo의 노력은 지속가능성으로 가는 여정에 있어서 실질적 문제들을 해결해 나가게 해줄 것”이라고 말했다.
Nodax PHA는 생물학적으로 얻어지는 기름(oil)을 발효해 미생물에서 자연적으로 얻어질 수 있는 바이오고분자이다. Danimer에 따르면, 재생가능 바이오매스를 이용해 생산된 Nodax PHA는 지속가능하게 수급될 뿐만 아니라 단기적으로도 성능 및 가격적인 측면에서 여러 단기 사용용 석유유래 플라스틱을 대체할 수 있음이 입증되었다.
또한 염수 조건에서 안전하게 분해되고 어떤 독성 물질도 남기지 않음을 검증받으며, Vincotte International로부터 세계 최초로 해양생분해인증(Marine Biodegradable certification)을 받았다.
Nodax PHA는 7개의 Vincotte 인증을 받았으며, 산업 및 가정용 퇴비화 가능하고, 혐기, 토양, 민물 및 해양환경에서 생분해되며 바이오유래이다. Nodax PHA를 포함한 모든 Danimer Scientifics의 바이오고분자는 식품 접촉용으로 FDA 승인을 받았다.
△ PepsiCo는 국제 식품 및 음료사업에서 요구되는 지속가능한 연포장재를 개발하기 위해 바이오테크놀러지기업 Danimer와 생분해성 필름수지 개발에 관한 계약을 체결했다.
Nestle와 Danone, 100% 바이오 PET병 상업화 나서
‘NaturALL Bottle Alliance’ 프로젝트 추진
세계 양대 생수 기업들이 100% 바이오 기반 PET용기의 상업 규모 생산을 위하여 미국 캘리포니아의 기업과 협력하고 있다고 밝혔다.
‘NaturALL Bottle Alliance’로 불리는 이 새로운 프로젝트에는 Nestle와 Danone이 캘리포니아 웨스트 새크라맨토에 위치한 Origin Materials과 협력하고 있다.
최근 코카콜라에서는 30%이상 식물성 원료를 함유해 유명해진 PlantBottle을 만들고 있다. 코카콜라는 Virent of Madison, Avantium Research and Technology of Amsterdam, Gevo Inc.의 3개 회사와 함께 식물유래 100% 바이오기반 용기에 대한 실험 생산에 매진하고 있다. Nestle와 Danone, Origin Materials의 협력 프로젝트에서는 100% 재생가능 PET로 만들어진 병을 상업적으로 생산하는 미래를 기대하고 있다.
Origin Materials의 CEO인 John Bissell은 “현재 시장에 나와 있는 기존 기술들은 30% 바이오PET를 만드는 것이다. 우리의 혁신적인 기술은 상업적인 규모로 100% 바이오기반 병을 생산하는 것을 목표로 한다. 협력 업체들의 도움으로 Origin Materials는 이미 파일럿 규모에서 입증된 기술의 상업화를 진행할 수 있게 되었다”라고 밝혔다.
동사는 웨스트 새크라맨토에 위치한 파일럿 공장에서 80% 바이오기반 PET로 만들어진 병 샘플을 생산했다. 올해는 새로운 설비에서 60%이상 바이오기반 PET 생산 개시가 예정되어 있으며, 내년에는 더 높은 비율의 바이오기반 PET를 생산한다. 현 단계의 바이오기반 PET의 초기 생산 목표는 5,500톤이다.
이 프로젝트의 목표는 2020년까지 95% 바이오기반 함량을 달성하는 공정을 개발하고, 최종 목표는 100%라고 한다. Danone의 연구개발 책임자인 Fredric Jouin은 “우리는 기존 화석연료 재료를 바이오기반 포장재료로 대체할 수 있다고 믿고 있다. 서로 다른 분야의 전문가들과 자원들을 하나로 합치고 팀을 형성함으로써 100% 재생가능 및 재활용가능 PET 플라스틱을 보다 빠르게 상업화 규모로 개발할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
Nestle와 Danone은 Origin Materials의 연구 성과를 개별적으로 확인한 후에 이번 협력 프로젝트에 참여하기로 결정했다고 한다. Origin Materials는 버려진 판지, 톱밥, 목재 칩과 같은 바이오매스를 이용해 바이오기반 파라자일렌을 만들고 있다. 이 방식은 식품 목적의 토지나 다른 자원을 이용하지 않는다. 미래 원료에는 쌀겨, 짚, 농업 잔류물 등이 포함된다.
Nestle의 연구개발 책임자인 Klaus Hartwig은 “가까운 미래에 산업계가 식품 생산과 경쟁하지 않고 재생가능한 포장 원료를 이용한다는 것은 놀라운 일로, 보다 나은 지구에 기여하는 것이다”라고 밝혔다.
△ Nestle, Danone과 Origin Materials가 100% 바이오기반 PET용기의 상업 생산을 위해 ‘NaturALL Bottle Alliance’프로젝트를 진행하고 있다.