Comparison of Lignin, Cellulose, and Hemicellulose Contents for Biofuels Utilization among Four Types of Lignocellulosic Crops : 네 종류의 리그노셀룰로오즈계 작물간의 바이오연료이용을 위한 리그닌, 셀룰로오즈, 헤미셀룰로오즈 함량의 비교원문보기
산업혁명 이후로, 사람들은 화석연료를 사용해왔다. 그 결과, 인간사회는 다양한 분야에서 큰 발전을 이루었다. 그러나, 지금에 이르러 화석연료의 사용은 화석연료의 고갈, 그린하우스 기체(GHG)의 배출, 그리고 높은 유가로 인해 사회적인 문제를 야기하고 있다. 그래서, 많은 나라에서 대체에너지와 바이오연료를 위한 바이오매스의 연구에 초점을 맞추어 왔다.
특히, 리그노셀룰로오즈계 작물들은 전 세계적으로 경제적 비용의 감소, 탄소배출, 그리고 높은 에너지 효율면에서 바이오 연료를 위한 전환 가능한 바이오매스 자원으로 관심을 받고 있다. 그래서, 많은 나라에서 바이오연료를 위한 적합한 작물 자원을 조사해왔다. 그리고 바이오매스 식물의 주요 세가지 구성요소중에 ...
산업혁명 이후로, 사람들은 화석연료를 사용해왔다. 그 결과, 인간사회는 다양한 분야에서 큰 발전을 이루었다. 그러나, 지금에 이르러 화석연료의 사용은 화석연료의 고갈, 그린하우스 기체(GHG)의 배출, 그리고 높은 유가로 인해 사회적인 문제를 야기하고 있다. 그래서, 많은 나라에서 대체에너지와 바이오연료를 위한 바이오매스의 연구에 초점을 맞추어 왔다.
특히, 리그노셀룰로오즈계 작물들은 전 세계적으로 경제적 비용의 감소, 탄소배출, 그리고 높은 에너지 효율면에서 바이오 연료를 위한 전환 가능한 바이오매스 자원으로 관심을 받고 있다. 그래서, 많은 나라에서 바이오연료를 위한 적합한 작물 자원을 조사해왔다. 그리고 바이오매스 식물의 주요 세가지 구성요소중에 리그닌의 양은 다당류의 바이오전환을 방해하기 때문에 보다 리그닌이 적은 자원이 더 가치 있는 자원으로 평가되며, 바이오에너지로 전환 가능한 셀룰로오즈와 헤미셀룰로오즈를 포함하는 다당류들은 보다 많은 자원이 더 가치 있는 자원으로 평가된다.
리그노셀룰로오즈계 작물을 평가하기 위해, 이 논문에서는 억새, 스위치그래스, 수수, 그리고 갈대 (수집지역에 따라 총 14개)를 잎과 줄기로 나누어, 리그닌, 셀룰로오즈, 헤미셀룰로오즈의 함량을 비교하였다. 그리고 시료 건물중의 % 함량으로 나타내었다. 또한, 이들 작물 중에 억새는 3종 (참억새, 물억새, 거대억새)간의 비교를 하였다.
본 논문에서는 억새, 스위치그래스, 수수가 갈대보다 리그닌 함량에 있어서 더 가치 있는 리그노셀룰로오즈계 작물로 평가되었다. 이는 5% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 또한 더 가치 있는 자원으로 평가된 작물 중의 하나인 억새의 참억새, 물억새, 거대억새 종 중에서는 물억새가 다른 두 억새종에 비해 높은 셀룰로오즈, 헤미셀룰로오즈 함량과 낮은 리그닌 함량으로 더 가치 있는 자원이라 고려된다. 잎과 줄기의 부위간 비교에서는, 줄기에서의 주요 구성요소 함량들이 잎에서보다 높은 경향을 보였으며, 이에 반해 추출물은 잎이 줄기에서보다 더 높은 경향을 보였다. 각 작물들을 잎과 줄기로 구분하였을 경우에도 주요 구성요소들은 줄기가 더 높은 함량을 보였으며, 갈대는 잎과 줄기에서 모두 다른 작물보다 높은 리그닌 함량을 보여 상대적으로 가치가 낮은 작물로 고려된다. 억새 작물 중 물억새는 잎과 줄기에서 모두 다른 억새종보다 셀룰로오즈와 헤미셀룰로오즈 함량은 높았으며, 리그닌 함량은 낮았다. 이에 물억새종이 잎, 줄기에서 모두 상대적으로 가치있는 억새종으로 고려된다. 수집된 자원들 중에 한국의 제주도 하천리에서 수집해서 재배된 물억새 자원이 리그닌 14.1 %, 셀룰로오즈 36.1 %, 그리고 셀룰로오즈, 헤미셀룰로오즈를 포함하는 호로셀룰로즈 64.2 % 의 함량을 보여, 미국에서 많이 이용되는 스위치 그래스와 같은 외국에서 수집하여 재배한 리그로셀룰로오즈계 작물과 견주어 경쟁력 있다고 평가되었다.
산업혁명 이후로, 사람들은 화석연료를 사용해왔다. 그 결과, 인간사회는 다양한 분야에서 큰 발전을 이루었다. 그러나, 지금에 이르러 화석연료의 사용은 화석연료의 고갈, 그린하우스 기체(GHG)의 배출, 그리고 높은 유가로 인해 사회적인 문제를 야기하고 있다. 그래서, 많은 나라에서 대체에너지와 바이오연료를 위한 바이오매스의 연구에 초점을 맞추어 왔다.
특히, 리그노셀룰로오즈계 작물들은 전 세계적으로 경제적 비용의 감소, 탄소배출, 그리고 높은 에너지 효율면에서 바이오 연료를 위한 전환 가능한 바이오매스 자원으로 관심을 받고 있다. 그래서, 많은 나라에서 바이오연료를 위한 적합한 작물 자원을 조사해왔다. 그리고 바이오매스 식물의 주요 세가지 구성요소중에 리그닌의 양은 다당류의 바이오전환을 방해하기 때문에 보다 리그닌이 적은 자원이 더 가치 있는 자원으로 평가되며, 바이오에너지로 전환 가능한 셀룰로오즈와 헤미셀룰로오즈를 포함하는 다당류들은 보다 많은 자원이 더 가치 있는 자원으로 평가된다.
리그노셀룰로오즈계 작물을 평가하기 위해, 이 논문에서는 억새, 스위치그래스, 수수, 그리고 갈대 (수집지역에 따라 총 14개)를 잎과 줄기로 나누어, 리그닌, 셀룰로오즈, 헤미셀룰로오즈의 함량을 비교하였다. 그리고 시료 건물중의 % 함량으로 나타내었다. 또한, 이들 작물 중에 억새는 3종 (참억새, 물억새, 거대억새)간의 비교를 하였다.
본 논문에서는 억새, 스위치그래스, 수수가 갈대보다 리그닌 함량에 있어서 더 가치 있는 리그노셀룰로오즈계 작물로 평가되었다. 이는 5% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 또한 더 가치 있는 자원으로 평가된 작물 중의 하나인 억새의 참억새, 물억새, 거대억새 종 중에서는 물억새가 다른 두 억새종에 비해 높은 셀룰로오즈, 헤미셀룰로오즈 함량과 낮은 리그닌 함량으로 더 가치 있는 자원이라 고려된다. 잎과 줄기의 부위간 비교에서는, 줄기에서의 주요 구성요소 함량들이 잎에서보다 높은 경향을 보였으며, 이에 반해 추출물은 잎이 줄기에서보다 더 높은 경향을 보였다. 각 작물들을 잎과 줄기로 구분하였을 경우에도 주요 구성요소들은 줄기가 더 높은 함량을 보였으며, 갈대는 잎과 줄기에서 모두 다른 작물보다 높은 리그닌 함량을 보여 상대적으로 가치가 낮은 작물로 고려된다. 억새 작물 중 물억새는 잎과 줄기에서 모두 다른 억새종보다 셀룰로오즈와 헤미셀룰로오즈 함량은 높았으며, 리그닌 함량은 낮았다. 이에 물억새종이 잎, 줄기에서 모두 상대적으로 가치있는 억새종으로 고려된다. 수집된 자원들 중에 한국의 제주도 하천리에서 수집해서 재배된 물억새 자원이 리그닌 14.1 %, 셀룰로오즈 36.1 %, 그리고 셀룰로오즈, 헤미셀룰로오즈를 포함하는 호로셀룰로즈 64.2 % 의 함량을 보여, 미국에서 많이 이용되는 스위치 그래스와 같은 외국에서 수집하여 재배한 리그로셀룰로오즈계 작물과 견주어 경쟁력 있다고 평가되었다.
Since the beginning of the industrial revolution, human have been use fossil fuels. However, at this distance of time, using fossil fuels become an object of public concern with exhaustion of fossil fuels, emission of green-house gas (GHG), and high oil prices. So, many countries have been focused i...
Since the beginning of the industrial revolution, human have been use fossil fuels. However, at this distance of time, using fossil fuels become an object of public concern with exhaustion of fossil fuels, emission of green-house gas (GHG), and high oil prices. So, many countries have been focused into alternative energy and the study of biomass for biofuel. Especially, lignocellulosic crops receive worldwide attention as transferable biomass resource for biofuel because of reducing economically cost, net carbon emission, and higher energy efficiency. And the materials with low lignin content among the three major component of biomass plant are evaluated to more valuable resource because the lignin is interrupt bioconversion of polysaccharides. To estimate more suitable lignocellulosic crops, this study compares the content of lignin, cellulose, and hemicellulose of miscanthus, switchgrass, sorghum, and reed (a total of 14 accessions according to collected site) with separated parts (leaves and stems). And that is appeared the contents % based on dry weight of sample. Among the crops, miscanthus is compared among the three species, M. sinensis, M. sacchariflorus, and M. x giganteus.
In conclusion, this study appears that miscanthus, switchgrass, and sorghum are valuable lignocellulosic crops based on significantly difference in lignin than reed, among the crops and between parts. Although switchgrass is recorded the highest content of polysaccharides among the crops, it is not significantly difference at 5 % significance level. And additionally, miscanthus that is one of the valuable crops is evaluated in three species (M. sinensis, M. sacchariflorus, and M. x giganteus). Among these miscanthus species, Miscanthus sacchariflorus is more valuable miscanthus species in both leaves and stalks. Furthermore, Miscanthus sacchariflorus species in miscanthus has lower lignin content and higher polysaccharides than switchgrass. So it is concerned that Miscanthus sacchariflorus species stack up to switchgrass, though the difference of values don’t mean significantly difference at 5 % significance level. Especially, Miscanthus sacchariflorus collected in Hacheonri, Jejudo, Korea (MFJH) is most valuable relatively as 14.12 % in lignin and 64.23 % in holocellulose. Therefore I suggest that miscanthus in Korea is competitive bioenergy crop comparing other crop in foreign country, such as switchgrass using a lot in USA.
Since the beginning of the industrial revolution, human have been use fossil fuels. However, at this distance of time, using fossil fuels become an object of public concern with exhaustion of fossil fuels, emission of green-house gas (GHG), and high oil prices. So, many countries have been focused into alternative energy and the study of biomass for biofuel. Especially, lignocellulosic crops receive worldwide attention as transferable biomass resource for biofuel because of reducing economically cost, net carbon emission, and higher energy efficiency. And the materials with low lignin content among the three major component of biomass plant are evaluated to more valuable resource because the lignin is interrupt bioconversion of polysaccharides. To estimate more suitable lignocellulosic crops, this study compares the content of lignin, cellulose, and hemicellulose of miscanthus, switchgrass, sorghum, and reed (a total of 14 accessions according to collected site) with separated parts (leaves and stems). And that is appeared the contents % based on dry weight of sample. Among the crops, miscanthus is compared among the three species, M. sinensis, M. sacchariflorus, and M. x giganteus.
In conclusion, this study appears that miscanthus, switchgrass, and sorghum are valuable lignocellulosic crops based on significantly difference in lignin than reed, among the crops and between parts. Although switchgrass is recorded the highest content of polysaccharides among the crops, it is not significantly difference at 5 % significance level. And additionally, miscanthus that is one of the valuable crops is evaluated in three species (M. sinensis, M. sacchariflorus, and M. x giganteus). Among these miscanthus species, Miscanthus sacchariflorus is more valuable miscanthus species in both leaves and stalks. Furthermore, Miscanthus sacchariflorus species in miscanthus has lower lignin content and higher polysaccharides than switchgrass. So it is concerned that Miscanthus sacchariflorus species stack up to switchgrass, though the difference of values don’t mean significantly difference at 5 % significance level. Especially, Miscanthus sacchariflorus collected in Hacheonri, Jejudo, Korea (MFJH) is most valuable relatively as 14.12 % in lignin and 64.23 % in holocellulose. Therefore I suggest that miscanthus in Korea is competitive bioenergy crop comparing other crop in foreign country, such as switchgrass using a lot in USA.
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