[르포]삼양의 마법…"옥수수로 플라스틱을 만든다"

전북 군산 삼양이노켐 이소소르비드 생산공장
국내 최초이자 세계서 두 번째 상업화 성공
"석유 연료 제품보다 내열성·투명도 월등"
글로벌 공략 스페셜티 기업으로 도약

전북 군산 삼양이노켐 이소소르비드 상업화 공장 내부. 사진=최서윤 기자

[군산=아시아경제 최서윤 기자] 16일 전북 군산 자유무역단지 내 삼양이노켐 이소소르비드(Isosorbide) 상업화 공장. 2만3000㎡(7000평) 부지에 들어선 4층짜리 공장에선 친환경 플라스틱 소재로 쓰이는 고순도 이소소르비드가 매일 대량으로 생산된다. 연간 생산량은 1만5000t. 삼양그룹은 2009년 개발을 시작해 13년 만에 상업화에 성공했다. 국내 최초이자 세계에선 프랑스에 이어 두 번째다. 덕분에 SK케미칼 등 친환경 플라스틱 생산기업들은 프랑스에서 전량 수입해오던 이소소르비드를 국내에서도 안정적으로 조달받을 수 있게 됐다.

이소소르비드는 전 세계 탄소중립 기조와 맞물려 뜨고 있는 친환경 플라스틱의 원료다. 옥수수, 콩 같은 식물 자원에서 전분을 추출해 화학적으로 가공해 만들어져 화이트 바이오 소재로 불린다. 인체 유해물질로 알려진 석유 유래 소재 비스페놀A(BPA)를 대체해 친환경 플라스틱을 만들 수 있다. 생산 과정에서 이산화탄소를 발생시키지 않아 탄소중립 물질로 분류된다.

이소소르비드 생산공정은 6단계다. 공장에는 얽히고설킨 여러 개의 파이프라인과 펌프, 원심분리기 등 주요 설비 300개가 설치돼 있다. 첫 공정은 공장 맨 위층인 4층에서 시작된다. 지름 2m의 원통형 탱크 3곳에 솔비톨(전분을 원료로 생산) 약 10t을 각각 투입해 진공상태에서 '반응'시킨다. 5~6시간 동안의 반응 공정을 고치면 이소소르비드와 부산물이 생긴다. 이를 다음 공정인 '증류'에서 부산물들의 끓는점이 각기 다른 점을 이용해 분류한다. 부산물에서 막 분리해내 순도가 낮은 이소소르비드는 파이프를 통해 2층으로 내려보내 진다.

공정별에 쓰이거나 생산되는 액체들. 왼쪽부터 솔비톨, 반응액, 증류액, 결정 용해액, 80% 제품액(20%는 물), 고체 제품. 사진=최서윤 기자

다음은 결정화 공정. 온도를 낮추면 소금처럼 이소소르비드의 결정이 만들어진다. 결정 자체는 순수한 이소소르비드 물질이고, 나머지 불순물은 용매에 녹아있는 상태다. 이어 정제공정을 거치면 드디어 물리적으로 순수한 이소소르비드가 추출된다. 장재수 삼양이노켐 생산기술총괄은 "정제설비인 6곳에서 100만분의 1 크기의 아주 미세한 불순물까지 걸러낸다"고 설명했다.

이렇게 만들어낸 이소소르비드를 고객사가 원하는 대로 액체 또는 고체로 제품화하면 공정은 끝난다. 장 총괄은 "전체 공정은 하루 정도 소요된다"며 "모두 자동화돼 있기 때문에 현장엔 직원 2명 정도 배당돼 있고 대부분 컨트롤실에서 24시간 관리한다"고 말했다.

삼양그룹이 이소소르비드 개발에 뛰어든 이유는 무엇일까. 시작은 김윤 삼양홀딩스 회장(당시 삼양사 대표이사 회장)의 아이디어였다. 삼양사가 영위하는 식품과 화학 사업을 융합시켜서 새로운 제품을 개발해보자는 취지였다.

삼양그룹은 옥수수로부터 추출한 전분을 가공할 수 있는 식품 기술과 엔지니어링 플라스틱 등 화학 소재를 생산하는 기술을 동시에 보유한 국내 유일 기업이다. 강호성 삼양이노켐 대표이사는 이날 "화이트 바이오 제품 자체가 식품 베이스"라며 "전분을 플라스틱 원료로 활용하는 연구를 다양하게 시도해왔고, 이소소르비드가 그 첫 번째 작품"이라고 말했다.

냉각수를 이용해 고체 상태로 만든 이소소르비드. 사진=최서윤 기자

단순히 친환경 소재라서가 아니다. 강 대표는 "연구 과정에서 이소소르비드로 만든 제품의 물성 자체가 석유 연료로 만든 제품보다 내열성, 투명도 등에서 월등하다는 것을 발견했다"며 "시행착오도 많았지만 연구개발비(약350억원)를 아끼지 않았고 2014년 세계에서 두 번째로 이소소르비드 상용화 기술 확보에 성공했다"고 설명했다.

해외시장 진출을 위한 준비도 한창이다. 장 총괄은 "폴리머 공장 등은 경쟁사가 있는 유럽보다 중국이나 일본, 한국에 많아서 지리적 이점이 있다"고 했다. 일본 미쯔비시케미칼그룹과는 이미 제품 테스트를 진행 중이다. 김 회장은 "궁극적으로 글로벌 시장 비중을 늘려갈 계획"이라며 "일본을 시작으로 입지를 넓혀가겠다"고 말했다. 내년 퍼스널 케어와 반도체 소재 두 분야 중에 미국 진출도 염두에 두고 있다.

삼양그룹은 2025년 이익의 60% 이상을 스페셜티(고기능성) 제품에서 창출한다는 중장기 계획을 세워 실행 중이다. 작년 10월 반도체 소재 업체 엔씨켐의 지분 49.92%를 인수, 이 같은 내용의 '비전 2025' 달성에 속도를 내기 시작했다.

인수합병(M&A)을 통한 외연 확장은 내년 중 가시화할 전망이다. 강 대표는 "지난해에는 반도체 부문 국내 M&A를 진행했고, 이어 내년 2분기에는 퍼스널 케어와 전자제어 분야에 대한 구체적인 해외 M&A 추진 상황을 보여드릴 수 있을 것"이라고 밝혔다.

16일 장재수 삼양이노켐 생산기술총괄이 전북 군산 이소소르비르 생산공장 컨트롤실에서 취재진에 설명하는 모습. 사진=최서윤 기자

군산=최서윤 기자 sychoi@asiae.co.kr