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[설명]

20만 원 이하의 예산으로 가정이나 소규모 실험 환경에서 진행할 수 있도록 필요한 재료, 도구, 그리고 실험 방법을 단계별로 안내해드릴게요.

1. 실험 개요

[1] 목표 : 음식물 쓰레기(주로 탄수화물이 풍부한 것)를 발효시켜 에탄올을 생성

[2] 과정 : (1) 음식물 쓰레기 준비 및 당분 추출

(2)당분을 효모로 발효하여 에탄올 생성

(3) 에탄올 분리를 위한 증류

2. 준비물 목록 (총 예산 약 18만 원 기준)

구분 품목 설 명 예상 가격

발효용 발효통 (5~10L) 밀폐 가능한 통 (김치통 가능) 5,000~10,000원

효모(건조 이스트) 빵 만들 때 쓰는 효모 2,000~5,000원

(사카로마이세스 세레비시아)

설탕 당 부족 시 추가용 2,000원

재료 준비용 믹서기 음식물 쓰레기 분쇄 0원 (가정용 사용)

거름망 or 체 찌꺼기 제거용 2,000원

온도계 발효 온도 확인 5,000원

증류용 간이 증류장치 실험용 유리 증류기 or 40,000~100,000원

(실험 키트) 스테인리스 주방 증류기

알코올 측정기 알코올 농도 측정 10,000~15,000원

(비중계 or 알코올계)

보조도구 pH 시험지 발효 중 pH 확인 3,000원

스토브/가열기 증류 시 가열용 가정용 인덕션 사용

고무장갑/보호안경 실험 안전 장비 5,000원

유리 실험 기구는 중고 사이트나 다이소/쿠팡 등에서 저렴하게 구매 가능

3. 실험 절차

1 단계 : 음식물 쓰레기 준비

[1] 적합한 재료: 밥, 빵, 과일 껍질, 고구마, 감자 등 전분/당분 많은 것

부적합한 재료: 고기, 기름진 음식, 소금기 많은 것 (발효 저해)

[2] 방법 (1) 음식물 쓰레기를 작게 자르거나 믹서로 갈기

(2) 따뜻한 물(약 60℃)에 섞어 당분 추출 → 걸러서 액체만 받기

2단계 : 당화 (필요 시)

[1] 감자나 고구마처럼 전분이 많은 재료는 당화 과정 필요

[2] 아밀라아제(엿기름 또는 효소)를 넣고 55~65℃에서 1시간 유지

3단계 : 발효

[1] 당액이 30 ℃일 때 효모 투입 (약 12% 비율)

[2] 밀폐 발효통에 담아 뚜껑 닫고, 이산화탄소 빠져나갈 수 있게 에어락 또는 작은 구멍 확보

[3] 실온에서 5~7일 발효 (최적온도 25~35℃)

[4] 발효가 끝나면 냄새가 약간 시큼하고 거품 적어짐

4단계 : 증류

[1] 발효액을 거름망으로 걸러서 찌꺼기 제거

[2] 증류기구에 담고 천천히 가열 (에탄올은 78.5℃에서 증류됨)

[3] 알코올계로 농도 확인 (5~15% 정도 가능)

* 주의사항

[1] 불꽃 주의 : 에탄올은 인화성 물질, 절대 화기 가까이 X

[2] 환기 필수 : 실내에서 실험 시 반드시 창문 열기

[3] 식용 금지 : 실험용 에탄올은 절대 마시면 안 됨

[4] 법적 이슈 : 대량 생산·판매는 주세법 위반 가능, 가정 실험용만 허용