지구온난화에 따른 대체연료의 하나로 바이오에탄올의 생산이 증대되면서 곡물가격 상승과 같은 문제를 야기하고 있다. 차세대 바이오에탄올의 원료로서 목질계 바이오매스는 큰 잠재성에도 불구하고 높은 생산단가로 인하여 상업화 되지는 않고 있다. 생산단가의 절감을 위해 필요한 핵심기술은 가수분해율을 높이고 단당의 회수율을 높이는 것으로 전체 바이오에탄올 생산공정에서 열화학적 전처리이다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 제조공정에서의 열화학적 전처리에 대하여 소개하고 극복해야 할 문제들에 대하여 제시하고자 한다. 산, 알칼리, 열수, 용매, 암모니아, 산소 등을 첨가하는 전처리는 리그닌과 헤미셀룰로오스를 제거하고 셀룰로오스의 결정성을 감소시킨다. 이러한 전처리 방식들은 침엽수, 활엽수, 곡식의 줄기 등 목질계 원료에 따라 최적의 처리 조건들이 확립되어져야 한다.
지구온난화에 따른 대체연료의 하나로 바이오에탄올의 생산이 증대되면서 곡물가격 상승과 같은 문제를 야기하고 있다. 차세대 바이오에탄올의 원료로서 목질계 바이오매스는 큰 잠재성에도 불구하고 높은 생산단가로 인하여 상업화 되지는 않고 있다. 생산단가의 절감을 위해 필요한 핵심기술은 가수분해율을 높이고 단당의 회수율을 높이는 것으로 전체 바이오에탄올 생산공정에서 열화학적 전처리이다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 제조공정에서의 열화학적 전처리에 대하여 소개하고 극복해야 할 문제들에 대하여 제시하고자 한다. 산, 알칼리, 열수, 용매, 암모니아, 산소 등을 첨가하는 전처리는 리그닌과 헤미셀룰로오스를 제거하고 셀룰로오스의 결정성을 감소시킨다. 이러한 전처리 방식들은 침엽수, 활엽수, 곡식의 줄기 등 목질계 원료에 따라 최적의 처리 조건들이 확립되어져야 한다.
The production of bioethanol, which is one of the alternative fuel, cause the various problem such as agflation in human society. As a substitute for the feedstock, lignocellulosic biomass have a big potential. However, bioethanol production with cellulosic material is not commercialized due to high...
The production of bioethanol, which is one of the alternative fuel, cause the various problem such as agflation in human society. As a substitute for the feedstock, lignocellulosic biomass have a big potential. However, bioethanol production with cellulosic material is not commercialized due to high cost. Thermochemical pretreatment to improve the rate of enzyme hydrolysis and increase the recovery of fermentable sugar, is required in order to achieve the cost down in bioethanol production. In this study, various problems and technologies for pretreatment is introduced. Acid hydrolysis, alkali hydrolysis, steam explosion, organosolv process, ammonia explosion, and wet oxidation pretreatment remove lignin and hemicellulose, and reduce cellulose crystallinity. Optimization of pretreatment process on various sources of lignocellulosic biomass such as softwood, hardwood, and straw should be performed.
The production of bioethanol, which is one of the alternative fuel, cause the various problem such as agflation in human society. As a substitute for the feedstock, lignocellulosic biomass have a big potential. However, bioethanol production with cellulosic material is not commercialized due to high cost. Thermochemical pretreatment to improve the rate of enzyme hydrolysis and increase the recovery of fermentable sugar, is required in order to achieve the cost down in bioethanol production. In this study, various problems and technologies for pretreatment is introduced. Acid hydrolysis, alkali hydrolysis, steam explosion, organosolv process, ammonia explosion, and wet oxidation pretreatment remove lignin and hemicellulose, and reduce cellulose crystallinity. Optimization of pretreatment process on various sources of lignocellulosic biomass such as softwood, hardwood, and straw should be performed.
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문제 정의
본 연구에서는 바이오에탄올의 차세대 원료로서 목질계 바이오매스를 사용하기 위해 필요한 기술적 현안에 대하여 고찰하고자 한다. 특히, 전체 공정에서 높은 비중을 차지함에도 불구하고 기술적 한계로 지적되고 있는 열화학적 전처리 방법들에 대하여 고찰한다.
압력 등에 대한 최적조건이 고려되어야 한다. 이하에서는 각각의 열화학적 전처리방법을 소개하고 서로의 장단점에 대하여 고찰한다.
리그닌과 헤미셀룰로오스를 다량으로 함유하는 목질계를 원료로 한 바이오에탄올의 생성에서는 전처리의 비중은 더욱 높아진다. 전처리의 목적은 바이오에탄올 제조의 다음공정에서 진행되는다당류의 가수분해 및 에탄올 발효의 효율을 높이기 위한 것이다. 효과적인 전처리는 섬유소의 결정성을 감소하여 효소의 흡착면을 증대시켜야 하며.
대하여 고찰하고자 한다. 특히, 전체 공정에서 높은 비중을 차지함에도 불구하고 기술적 한계로 지적되고 있는 열화학적 전처리 방법들에 대하여 고찰한다.
가설 설정
b) A large fraction of xylose was released in oligometric form. If this is taken into consideration the xylose yield increases to 76.
성능/효과
첫 째, 셀룰로오스와 헤 미 셀룰로오스의 저 분 자화를 통한 수용성 단당류의 획득, 둘째, 수용성 단당류의 효과적인 발효, 셋째, 전체 공정을 통하여 에너지의 소비를 최소화해야 하며 마지막으로 잔류물로서의 리그닌의 재이용등이 이루어져 한다";. [Fig.
첫째, 원료의 공급측면에서 화석연료에 비해 고루 분포되어 있어 획득이 용이하고 안전한 점, 둘째, 원료생산의 경제적 측면에서의 장점, 셋째. 화석연류와 비교하여 지구온난화 가스의 배출량이 적은 점.
후속연구
염기 처리, 암모니아, 열수 처리 전처리 방식의 경제성 평가를 수행하여 각각의 처리방식에 따르는 경비는 비슷한 것으로 보고하면서, 에탄올의 생산량과 촉매의 회수 등 많은 변수들을 고려해야 함을 주장하였다. 목질계 바이오매스를 원료로 한 바이오에탄올 생산 공정 전체에 대한 경제성 평가를 포함하여 어떠한 전처리 방식이 경제적인가를 판단할 수 있는 수학적 모델의 정립 및 프로그램화가 필요하다고 사료된다. 전처리 방식의 평가에 있어 고려해야 될 사항에 대하여[Fig.
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