"생분해 페트·인공육 양산" CJ바이오파운드리…AI로 수율 혁신

인공 단백질, 생분해 플라스틱 등 합성생물학 제품을 양산하는 시설 '바이오파운드리'. CJ제일제당(097950)은 주요 고객사가 포진한 미국 등에 시설을 두고 글로벌 시장을 공략 중이다.

지난해 1분기 회사의 고부가가치 아미노산 매출이 전년 동기 대비 32% 늘어난 등 성과도 나온다. 선대 작업자의 노하우를 학습한 인공지능(AI)으로 공정을 개선한 게 혁신의 비법이라는 설명이다.

3일 대전 유성구 대전컨벤션센터(DCC)에서 한국생물공학회가 주최한 춘계학술발표대회 및 심포지엄에서 박찬훈 CJ제일제당 바이오 팀장은 이같은 내용을 공유했다.

화학 공정과 달리 바이오파운드리 공정은 부산물 등 예기지 못한 변수가 많아 이론으로만 설명하기 어렵다. 대규모 시설이면 연구개발(R&D) 데이터에 노이즈도 많이 낀다.

이에 회사는 5년 이상의 실무자 경험을 학습한 AI를 공정 개선에 활용했다. 특정 상황에서 실무자들이 어떤 조치나 피드백을 취했는지를 반영했다.

박 팀장은 "발효 변동성, 비이상성 등 예측·해석하기 어려운 바이오 공정만의 특성이 있다"며 "이론·실험 기반 모델링에 AI와 머신러닝을 결합한 하이브리드 모델링을 발전시켜 R&D의 스케일 업·다운 뿐만 아니라 가속화에 활용하고 있다"고 말했다.
AI 보조를 통한 공정 개선은 수치로도 나타난다. 박 팀장에 따르면 다운스트림(발효·정제) 동일 설비 기준 생산능력(캐파)이 10% 늘어난 사례가 있다. 전체 생산라인에서의 소비 에너지도 10%씩은 감축에 성공했다고 덧붙였다.

AI를 통한 캐파 개선은 이론적으로 예측된 수치를 뛰어넘기도 한다.

박 팀장은 "이온화 공정을 통해 라이신을 크로마토그라피 수지에 흡착하는 등 공정에서도 이런 사례가 확인됐다"며 "경험의 영역이 이론을 뛰어넘는 게 있고, 그런 부분에서 회사가 강하다"고 설명했다.

한편 한국 바이오파운드리 인허가 기준이 까다로워 기업이 연구용이 아닌 양산용 시설은 제대로 국내에 두지 못한다는 일각의 지적도 있다.

박 팀장은 "생산 인허가 문제도 있지만 우리의 경우 고객사가 주로 미국 스타트업 위주여서 해외에 생산 시설을 뒀다"며 "제도 개선 이상으로 수요가 중요하게 작용한다"고 말했다.

이어 "다만 재활용 가능한 페트 생산 등은 시장이 아직 없는 미션인데 정부 투자가 미흡한 점이 아쉽다"고 말했다.

legomaster@news1.kr