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증류수를 이용한 거대억새 내 무기성분 제거 효과 및 열분해 특성 변화 관찰
Evaluation of Primary Thermal Degradation Feature of M. sacchariflorus After Removing Inorganic Compounds Using Distilled Water 원문보기

목재공학 = Journal of the Korean wood science and technology, v.41 no.4, 2013년, pp.276 - 286  

김재영 (서울대학교 농업생명과학대학 산림과학부) ,  오신영 (서울대학교 농업생명과학대학 산림과학부) ,  황혜원 (서울대학교 농업생명과학대학 산림과학부) ,  문윤호 (농촌진흥청 바이오에너지작물센터) ,  최준원 (서울대학교 농업생명과학대학 산림과학부)

초록
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본 연구에서는 30, 60, $90^{\circ}C$의 증류수를 이용하여 거대억새 내에 존재하는 무기성분을 제거한 후 원료의 화학적 변화 및 열분해 특성 변화를 관찰하였다. 증류수 처리 온도가 증가할수록 거대억새의 탄소함량은 44.0% (control)에서 46.2% ($90^{\circ}C$ 처리)로 증가하였으며 산소함량은 49.3% (control)에서 47.0% ($90^{\circ}C$ 처리)로 감소하였다. 또한 증류수 처리 온도가 증가함에 따라 거대억새 내 회분 함량은 4.6% (control)에서 3.2% ($90^{\circ}C$ 처리)로 점차적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 주요 단당류 정량 분석 결과 무기성분 제거에 따른 시료의 당 손실은 없는 것으로 확인되었으며 결정화 영역 분석을 통해 셀룰로오스/헤미셀룰로오스 영역의 구조적인 변형도 일어나지 않았음을 알 수 있었다. 무기성분 정량 결과 거대억새 내에는 칼륨(5,644 ppm), 인(3,995 ppm), 마그네슘(1,403 ppm), 칼슘(711 ppm) 등이 상당량 존재하는 것으로 나타났다. 열중량 분석을 통해 거대억새 내 무기성분 함량이 감소할수록 최종적으로 생성되는 탄의 수율이 감소함을 확인하였다. 또한 시료 내 무기성분 함량이 감소함에 따라 최대반응온도($T_M$) 및 최대분해율($V_M$)이 증가하는 경향을 보였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The goal of this study was to investigate change of thermal decomposition feature of miscanthus (Miscanthus sacchariflorus) after removal of inorganic constituents using distilled water (D.I-w; 30, 60 and $90^{\circ}C$). The carbon content was increased whereas the oxygen content was decr...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 특히 거대억새의 경우 일반 목질계 바이오매스와 비교했을 때 약 10배 이상의 무기성분을 함유하고 있기 때문에 거대억새 내 무기성분이 열분해 특성변화에 미치는 촉매적 역할을 심도 있게 구명할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 각 시료별 중량 변화를 연속적으로 측정하는 감량곡선(Differential Thermogravimetric)을 이용하여 이를 확인하고자 하였다(Fig. 1). 100℃까지는 거대억새내의 수분이 증발되며 생기는 중량변화임을 확인할 수 있다(Kim et al.
  • 본 연구에서는 거대억새 내 존재하는 무기성분이 열분해 시 미치는 촉매적 역할을 구명하기 위해 30, 60, 90℃의 증류수를 이용해 일정량의 무기성분을 제거하였으며, 이에 따른 화학조성 및 열분해 특성 변화를 조사하였다. 거대억새의 무기성분 제거 효율은 90℃에서 가장 높았으며 이때에 초기 회분 함량(4.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
바이오매스가 차세대 대체에너지원으로 손꼽히는 이유는? 친환경/신재생에너지에 속하는 바이오에너지는 태양에너지를 통해 얻어지는 생물자원, 농림수산자원, 여러 유기 폐기물 등의 다양한 바이오매스로부터 생산되는 에너지를 뜻한다(박현태, 2006). 바이오에너지의 원료가 되는 바이오매스는 전 세계 연간 생산량이 석유 전체 매장량과 비등할 정도로 풍부하며 변환 효율이 높아 쉽게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 NOx, SOx 등의 환경 유해 물질을 발생시키지 않기 때문에 차세대 대체에너지원으로 손꼽히고 있다(Tan & Li, 2000). 이 때문에 유럽이나 미국 등의 선진국에서는 수 십년 전부터 바이오매스와 바이오에너지에 대한 연구를 지속적으로 수행해 왔으며, 최근 들어서는 다양한 변환공정을 이용해 실제로 바이오에너지를 생산하는 상용화 단계에 이르고 있다(Wright, 2006).
바이오에너지란 무엇인가? 또한 점차적인 화석연료 고갈로 인한 고유가 등의 문제로 인류는 미래의 삶을 영위할 수 있게 해줄 친환경 대체에너지에 대한 관심을 갖게 되었다. 친환경/신재생에너지에 속하는 바이오에너지는 태양에너지를 통해 얻어지는 생물자원, 농림수산자원, 여러 유기 폐기물 등의 다양한 바이오매스로부터 생산되는 에너지를 뜻한다(박현태, 2006). 바이오에너지의 원료가 되는 바이오매스는 전 세계 연간 생산량이 석유 전체 매장량과 비등할 정도로 풍부하며 변환 효율이 높아 쉽게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 NOx, SOx 등의 환경 유해 물질을 발생시키지 않기 때문에 차세대 대체에너지원으로 손꼽히고 있다(Tan & Li, 2000).
바이오에너지와 같은 대체에너지에 대한 관심이 높아진 이유는? 최근 들어 화석연료의 과다 사용으로 인한 지구온난화와 환경오염 등의 사회/환경적 문제가 급속히 대두되고 있다. 또한 점차적인 화석연료 고갈로 인한 고유가 등의 문제로 인류는 미래의 삶을 영위할 수 있게 해줄 친환경 대체에너지에 대한 관심을 갖게 되었다. 친환경/신재생에너지에 속하는 바이오에너지는 태양에너지를 통해 얻어지는 생물자원, 농림수산자원, 여러 유기 폐기물 등의 다양한 바이오매스로부터 생산되는 에너지를 뜻한다(박현태, 2006).
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