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문제 정의
- 그 중 syringol, levoglucosan 등 몇몇 고가의 화합물은 1~10퍼센트의 농도를 갖고 있어 고가의, 화학물질의 회수를 통한 부가가치 창출을 기대할 수 있다"I 하지만 국내의 바이오매스 열분해에 대한 연구는 초기 단계로 바이오오일 생산을 위한 기초자료가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 유동 층운 전 변수에 따른 바이오오일의 수율 및 화학적 조성을 파악하여 바이오오일로부터의 고가의 화학물질 회수를 위한 기초자료를 확보하고자 한다. 본 연구에서는 국내 주요 활엽수 중 상수리나무acutissima滑 택하여 다양한 운전조건에서 바이오오일을 회수하였다.
제안 방법
- 따라서 본 연구에서는 유동 층운 전 변수에 따른 바이오오일의 수율 및 화학적 조성을 파악하여 바이오오일로부터의 고가의 화학물질 회수를 위한 기초자료를 확보하고자 한다. 본 연구에서는 국내 주요 활엽수 중 상수리나무acutissima滑 택하여 다양한 운전조건에서 바이오오일을 회수하였다. 회수된 바이오오일을 GC/MS와 GC-FID를 통하여 정성 .
- 본 연구에서는 국내 주요 활엽수 중 상수리나무acutissima滑 택하여 다양한 운전조건에서 바이오오일을 회수하였다. 회수된 바이오오일을 GC/MS와 GC-FID를 통하여 정성 . 정량분석하여 유동층 운전조건에 따른 수율 및 조성 변화를 .
- 회수된 바이오오일을 GC/MS와 GC-FID를 통하여 정성 . 정량분석하여 유동층 운전조건에 따른 수율 및 조성 변화를 .고찰하고자 한다.
- 열분해로 내 잔류된 촤와 회수된 바이오오일의 질량을 측정하여 각 생성물의 수율을 계산하였고, 회수된 바이오 오일의 pH, 함수량, 정성 및 정량 분석을 수행하였다. 오일 내 수분 함량과 정성 .
- 1에 나타내었다. 화합물을 carbohydrate류, furan 류, phenol류, guaiacol류, syringol류로 나누고 각 그룹의 함량을 계산하였다.
- 인자로 알려져 있다9」。). 본 실험에서는 열분해 온도의 영향을 관찰하기 위하여 시료투입량 3.5 g/min, L/D 2.0, Uo/Umf 2.0의 조건에서 온도를 3OO~55O℃ 로 변화시켜 열분해를 수행하였다. 온도에 따른 바이오 오일의 수율 변화와 선행연구자들의 결과를 Fig.
- GC-FID.정량을 위한 컬럼 내 보유시간을 파악하기 위하여 GC/MS를 통한 정성분석을 수행하였다. 동일한 운전조건에서 열분해하여 생산된 상수리나무와 낙엽송 바이오오일의 GC/MS total ion chromatogram 을 Fig.
- 유동층 열분해 운전변수에 따른.수율 및 조성 변화를 관찰하기 위하여 주요변수로 알려진 온도를 300~550℃, 시료투입 량을 2.2~4.9 g/min으로 변화시켜 실험을 수행하였다. 그 밖의 운전조건은 층높이대 직경비(L/D) 2.
대상 데이터
- Resources Recyclin응 Vol. 15, No. 1, 2006 시한 것으로, 내경 7.62cmx길이 80cm의 stainless steel 재질의 유동층 열분해로이다. 유동사로 평균입자직경 (dp) 40 pm의 white fused alumina(NANKO, DN2343)을 사용하였다.
- 62cmx길이 80cm의 stainless steel 재질의 유동층 열분해로이다. 유동사로 평균입자직경 (dp) 40 pm의 white fused alumina(NANKO, DN2343)을 사용하였다. 유동화 가스는 질소를 사용하였고, 열분해로 온도와 동일한 온도로 예열되어 .
- 유동사로 평균입자직경 (dp) 40 pm의 white fused alumina(NANKO, DN2343)을 사용하였다. 유동화 가스는 질소를 사용하였고, 열분해로 온도와 동일한 온도로 예열되어 .열분해로로 투입된다.
- 정량 분석을 위하여 바이오 오일을 메탄올 . 아세톤 혼합액(1:1 vol.)에 용해시켜 시료로 하고 내부표준물질로서 fluoranthene(aldrich, 99%)을 사용하였다. GC/MS와 Guillen등5)의 정성 결과를 이용하여 정성하고, GC-FIDS 이용하여 정량하였다.
- GC/MS와 Guillen등5)의 정성 결과를 이용하여 정성하고, GC-FIDS 이용하여 정량하였다. 정성과 정량에 사용된 분석기는 각각 HP-5MS capillary column(30 mx0.25 mm I.D.; film thickness 0.25 Rm)을 장착한 HP사의 5973 MSD와 6890 FIEX사용하였다. GC/MS와 GC-FIDe 동일한 분석조건을 사용하였고, 오븐 온도는 5분간 40。(2를 유지한 후, 분당 5。(2씩 승온하여 300吃에서 10분간-유지시켰다.
- 그리고 동정된 화합물을 Table 4에 정리하여 나타내 었다. 상수리나무와 낙엽송 바이오오일을 GC/MS library(Wiley275)와 표준품의 보유시간을 이용하여 각각 92, 61종의 화합물을 동정하였다. 동정된 각 오일의 성분 중 주성분 10종은 상수리나무 오일의 경우 acetic acid(l), furfural(8), 2(5H)furanone(l 8).
이론/모형
- )에 용해시켜 시료로 하고 내부표준물질로서 fluoranthene(aldrich, 99%)을 사용하였다. GC/MS와 Guillen등5)의 정성 결과를 이용하여 정성하고, GC-FIDS 이용하여 정량하였다. 정성과 정량에 사용된 분석기는 각각 HP-5MS capillary column(30 mx0.
성능/효과
- TAPPI 법에 따라 참나무류 수종인 상수리나무(0必r%s acutissima), 굴참나무(Qwc”s variabilisf\ 졸참나무serraS)'와 낙엽송(Zar况 leptolepis) 의 회분, 리그닌, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 함량을 Table 3에 나타내었다. 분석 결과 회분이 모두 1% 미만으로 나타나 가연분이 대부분이었고, 상수리나무의 경우 리그닌 15.02%, 셀룰로오스 46.35, 헤미셀룰로오스 36.49%로 나타났다. 낙엽송에 비해 리그닌 함량이 낮고, 홀로셀룰로오스 함량이 높은 것으로 나타나 낙엽송에 비하여 열분해 온도가 낮고 유기산, 아세톨 등과 같은 셀룰로오스 분해 화합물의 함량이 높을 것으로 사료된다.
- 49%로 나타났다. 낙엽송에 비해 리그닌 함량이 낮고, 홀로셀룰로오스 함량이 높은 것으로 나타나 낙엽송에 비하여 열분해 온도가 낮고 유기산, 아세톨 등과 같은 셀룰로오스 분해 화합물의 함량이 높을 것으로 사료된다.
- 5%로 유사한 결과를 나타내었다. 최적온도인 35(TC에서 함수율이 가장 낮았고, 온도가 55SC까지 증가함에 따라 31.6%에서 62.4%까지 '증가하여 오일 수율과 반비 례 하였다. 본 실험 결과에서는 400。(2에서 carbohydrate류 화합물의 농도가 9.
- 4%까지 '증가하여 오일 수율과 반비 례 하였다. 본 실험 결과에서는 400。(2에서 carbohydrate류 화합물의 농도가 9.4%로 최대를 보였고 온도가 증가함에 따라 2차 열분해 반응이 촉진되어 감소하는 경향을 보여 오일수율과 유사한 수율곡선을 보였다. Guaiacol, syringol류화합물은 300~400。(2의 온도구간에서 각각 1.
- 7은 바이오매스 투입량에 따른 주요화합물의 조성을 도시한 것이다. 일반적으로 투입량이 증가할수록 열분해 속도가 낮아져 바이오오일의 조성이 저분자 화합물로 변화될 것으로 예상되나, 본 실험결과에서는 투입량에 따라 함수율과 주요화합물의 조성 모두 큰 변화를 보이지 않았다. 이 결과로 볼 때 실험조건 영역 내에서는 수율과 조성 모두 투입량에 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.
- 일반적으로 투입량이 증가할수록 열분해 속도가 낮아져 바이오오일의 조성이 저분자 화합물로 변화될 것으로 예상되나, 본 실험결과에서는 투입량에 따라 함수율과 주요화합물의 조성 모두 큰 변화를 보이지 않았다. 이 결과로 볼 때 실험조건 영역 내에서는 수율과 조성 모두 투입량에 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.
- 1. 상수리나무의 리그닌, 셀룰로오스 함량은 낙엽송에 비해 셀룰로오스 함량은 높고 리그닌 함량이 적었다. 이로 인해 상수리나무의 바이오오일 수율이 최대인 온도가 낙엽송에 비해 낮게 나타났다.
- 2. 온도가 증가할수록 2차 열분해 반응이 촉진되어오일과 촤의 수율이 감소하고 기상 생성물은 증가하였다. 상수리나무의 바이오오일은 오일 수율이 최대인 35CFC에서 수분함량이 가장 적었고, 오일의 수율과 반비례하였다.
- 온도가 증가할수록 2차 열분해 반응이 촉진되어오일과 촤의 수율이 감소하고 기상 생성물은 증가하였다. 상수리나무의 바이오오일은 오일 수율이 최대인 35CFC에서 수분함량이 가장 적었고, 오일의 수율과 반비례하였다. Carbohydrate류의 농도는 약 40 이에서 최대를 보였고, 온도가 증가함에 따라 고분자 phen이류화합물이 2차 열분해에 의해 저분자 phenol류 화합물로 전환되었다.
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