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NTIS 바로가기신재생에너지 = New & Renewable Energy, v.7 no.3, 2011년, pp.6 - 16
나춘기 (목포대학교 환경공학과) , 송명기 (목포대학교 환경공학과) , 손창인 (한국환경공단 에너지사업단 연구원)
In order to study the utilization of seaweeds as an alternative renewable feedstock for bioethanol production, their properties of hydrolysis and fermentation were investigated. The seaweeds were well hydrolyzed with diluted sulfuric acid. The weight loss of seaweeds reached 75-90%, but only 12-51% ...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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해조류가 매우 유망한 바이오에너지 자원으로 인식되는 이유는 무엇인가? | 해조류는 육상식물에 비해 생산성이 높고 이산화탄소의 저감 효과가 높을 뿐만 아니라 환경친화적이고 지속가능한 방법으로 대량 생산이 용이하다는 점에서 매우 유망한 바이오에너지 자원으로 인식되고 있다(11). 대부분의 해조류는 육상식물과 마찬가지로 셀룰로오스계 세포벽과 전분을 주된 탄수화물 저장 화합물로 축적하고 있지만 매우 넓은 범위의 복합다당류를 포함하고 있다(12-14). | |
바이오에너지가 전 세계적으로 주목받고 있는 이유는 무엇인가? | 화석연료를 대체할 수 있는 신재생에너지 중 바이오연료는 가장 폭넓게 사용되고 있다. 바이오에너지는 재생가능하고 대체에너지의 확보, 환경개선, 원료 재배농가의 소득창출이라는 긍정적 효과를 지니고 있기 때문에 전 세계적으로 주목을 받고 있다. 바이오에너지는 액체, 고체, 기체의 형태로 이용되고 있으며, 그 중 수송용 화석연료를 일정 부분 대체할 수 있는 바이오에탄올과 바이오디젤 등 바이오연료가 많은 주목을 받고 있다. | |
해조류의 바이오에탄올 생산능력을 평가하기 위해 녹조류, 갈조류, 홍조류 등을 대상으로 가수분해공정과 효모발효 공정을 적용해 본 결과 어떤 결론을 얻을 수 있었는가? | (1) 황산 촉매 가수분해에 의한 해조류의 용해율은 80∼90%로 가수분해시간이 증가할수록 증가하였으나 대체로 가수분해시간 4시간 이후에는 그 증가폭이 감소하였다. 환원당 생성량은 다시마를 제외하고는 모두 가수분해 4시간에서 최대값을 나타낸 후 감소하였다. (2) 환원당 생성량과는 달리 최대의 바이오에탄올 생산량을 얻을 수 있는 가수분해시간은 녹조류인 파래와 청각의 경우 4시간, 갈조류인 다시마와 미역의 경우 8시간, 홍조류인 김과 우뭇가사리의 경우 6∼8시간으로 나타나, 녹조류를 제외하고는 모두 최대 환원당 생성시간보다 길었다. (3) 해조류 가수분해물의 에탄올 발효는 순수 단당류인 글루코오스에 비해 지연되었으며, 적정 에탄올 발효시간은 녹조류 48시간, 갈조류와 홍조류 96시간이었다. (4) 해조류 가수분해물의 바이오에탄올 생산량은 환원당으로부터 전환될 수 있는 이론적 생산 가능량에 비해 1.5∼4배 이상 많아 환원당 생성량만으로 해조류의 바이오에탄올 생산성을 평가할 수 없었다. 이는 해조류를 사용하는 제3세대 바이오에탄올 공정의 에탄올 생산수율이 가수분해를 통해 생성된 환원당보다는 에탄올 생산 기질로 이용 가능한 올리고당류나 만니톨과 같은 비환원당류에 의해 지배되고 있음을 시사하였다. (5) 0.5N 황산 수용액을 촉매로 이용하여 130℃에서 4∼8시간 가수분해하고 S. cerevisiae를 효모로 첨가하여 35℃에서 48∼96시간 발효시키는 조건에서 건조중량당 녹조류는 138±37kg/ton, 갈조류는 258±29kg/ton, 홍조류는 343±53kg/ton의 바이오에탄올을 생산할 수 있었다. 각 해조류별 에탄올 생산수율은 김>우뭇가사리≥다시마>미역>파래>청각 순으로 높았다. (6) 이들 해조류 중 갈조류는 생산속도가 빠르고 생산량이 많을 뿐만 아니라 5,000kg/ha/년 이상의 바이오에탄올 생산수율을 얻을 수 있어 바이오에탄올 생산을 위한 해양바이오매스 자원으로 가장 유리하였다. |
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