알루미나 흡착제의 물리적 특성으로 식물유래 타르 및 왁스 성분 포함 불순물의 제거를 효과적으로 하기 위해서 적절한 기공크기가 필요했다. 따라서 일정한 기공크기에서 표면적이 다른 알루미나 4가지를 제조하여 흡착제 처리 실험을 하였다. 그 결과 표면적이 증가할수록 바이오매스 유래 유기물이 더 많이 흡착/제거됨을 확인했다.
<h2>동일한 기공크기에서 알루미나의 표면적 변화에 따른 영향</h2> <p>알루미나 흡착제의 물리적인 특성 중 식물유래 타르 및 왁스 성분을 포함한 불순물을 효과적으로 제거하기 위해서 적절한 기공크기가 필요함을 알 수 있었다. 이를 토대로 일정한 기공크기에서 다양한 표면적을 가지는 다공성 메조기공 알루미나를 제조하여 표면적 변화에 따른 흡착제 처리 효과를 조사하였다. 본 실험에서는 일정한 기공크기(기공지름: 3.0-3.3 nm)에서 표면적이 다른 네 종류의 알루미나(Table \( 2,3 \mathrm{~A}-1 \sim 3 \mathrm{~A}-4) \) 를 제조하여 흡착제 처리 실험을 수행하였다. 흡착제 처리를 한 후 헥산 침전을 수행한 결과를 Fig. \( 4 \mathrm{~A} \) 에 나타내었다. 알루미나 \( 3 \mathrm{~A}-1\left(172 \mathrm{~m}^{2} / \mathrm{g}\right) \), \( 3 \mathrm{~A}-2\left(243 \mathrm{~m}^{2} / \mathrm{g}\right) \), \( 3 \mathrm{~A}-3\left(329 \mathrm{~m}^{2} / \mathrm{g}\right), 3 \mathrm{~A}-4\left(470 \mathrm{~m}^{2} / \mathrm{g}\right) \) 순으로, 즉, 표면적이 증가할수록 paclitaxel 순도는 조금씩 증가함을 알 수 있었다. 반면 수율은 표면적 증가에 따라 거의 변화가 없다가 \( 3 \mathrm{~A}-4 \) \( \left(470 \mathrm{~m}^{2} / \mathrm{g}\right) \) 에서 오히려 감소함을 알 수 있었다. 이러한 결과는 흡착제의 표면적이 증가할 수록 불순물이 효과적으로 제거되어 후속 공정인 헥산 침전에서 paclitaxel 순도는 증가하는 반면 특정 표면적 이상에서는 흡착되는 paclitaxel이 많아져 paclitaxel 수율은 감소하는 것으로 판단된다. 흡착제 처리 후 흡착제에 붙은 성분들의 경향을 확인하기 위하여, 흡착제 처리 후 여과하여 흡착제를 회수하고 이를 메탄올로 세척하여 HPLC 분석을 수행하였다. Fig. 5A에 서 보는 바와 같이 표면적 변화에 따라 \( \mathrm{HPLC} \) 크로마토그램에서 피크 패턴에 차이를 보임을 확인할 수 있었다. 알루미나 \( 3 \mathrm{~A}-1\left(172 \mathrm{~m}^{2} / \mathrm{g}\right), 3 \mathrm{~A}-2\left(243 \mathrm{~m}^{2} / \mathrm{g}\right), 3 \mathrm{~A}-3\left(329 \mathrm{~m}^{2} / \mathrm{g}\right) \) 에 비해 \( 3 \mathrm{~A}-4\left(470 \mathrm{~m}^{2} / \mathrm{g}\right) \) 에서 상대적으로 높은 불순물 및 paclitaxel 피크를 확인할 수 있었다. 즉, 특정 표면적 이상에서는 바이오매스 유래 타르 및 왁스 성분을 포함한 불순물 이외에도 paclitaxel이 많이 흡착되어 후속 공정인 헥산 침전에서 paclitaxel 순도와 수율에 영향을 미침을 알 수 있었다. 흡착제 처리 후 흡착제에 붙은 유기물의 양을 정량하기 위하여, \( \mathrm{TGA} \) 분석을 수행하였다[21]. Fig. \( 6 \mathrm{~A} \) 에서 보는 바와 같이 흡착제에 붙은 유기물의 양은 \( 3 \mathrm{~A}-1(15.8 \mathrm{wt} \%) \), \( 3 \mathrm{~A}-2 \) (18.7 wt\%), 3A-3 (18.8 wt\%), 3A-4 (25.5 wt\%) 순으로 나타났다. 표면적이 증가할수록 바이오매스 유래 유기물이 더 많이 흡착/제거됨을 정량적으로 확인할 수 있었다. 일반적으로 흡착제(예, 활성탄, 탄소 물질)의 표면적이 클 수록 바이오매스 유래 타르 성분 제거에 효과적인 기존의 보고들과 일치함을 알 수 있었다.</p>