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폐목재로부터 리그닌 추출을 위한 Organosolv 전처리공정의 최적화
Optimization of Organosolv Pretreatment of Waste Wood for Lignin Extraction 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.39 no.10, 2017년, pp.568 - 574  

이현수 (광주과학기술원 지구환경공학부) ,  김영모 (광주과학기술원 지구환경공학부)

초록
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본 연구는 폐목재로부터 organosolv 공정을 이용해서 리그닌을 분리할 때 영향을 미치는 주요 3개의 반응조건(반응시간($X_1$), 산 촉매의 농도($X_2$) 및 반응온도($X_3$))을 리그닌 회수율(y) 기준으로 최적화하였다. 중심합성계획법(central composite design, CCD)에 따라 반응온도 $136.4-203.6^{\circ}C$, 산촉매 농도 0-2.5%, 반응시간 26.36-93.64 분의 범위를 가진 실험계획을 수행해서 2차 모델식 및 최적조건을 수립하였다. 2차 모델식은 $y=-79.89+0.91X_1+9.8X_2-2.54{\times}10^{-3}X_1{^2}-2.11X_2{^2}$와 같이 얻었으며, 결정계수(coefficient of determination, $R^2$) 값은 0.8531으로 10% 이내의 유의수준에서 유의성을 나타냈다. 2차 모델식에 따라 예측되는 최고 리그닌 회수율은 12.46 g/100 g of dry wood이며 이때 최적 반응 조건은 반응온도 $178.2^{\circ}C$, 산 촉매 농도 2.32%으로 나타났다. 폐목재 대상 organosolv 공정에서의 리그닌 수율은 반응온도보다는 산 촉매 농도의 영향이 더 크게 나타났으며 반응시간에 의한 영향은 없는 것으로 나타났다. 모델의 변동성 분석(analysis of variance, ANOVA)에 따르면 리그닌 수율(y)에 대한 모델식의 유의확률은 p<0.001로 높은 유의성을 보였다. 최적조건에서 모델의 재현성을 검증한 결과 모델식이 실제공정을 적절하게 모사한 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study was to optimize experimental conditions (time ($X_1$) (ranging of 26.36 - 93.64 min), concentration of sulfuric acid ($X_2$) (ranging of 0-2.5%) and temperature ($X_3$) (ranging of $136.4-203.6^{\circ}C$) for an organosolv pretrea...

주제어

#폐목재   #리그닌   #organosolv 공정   #최적화   #중심합성계획법   #반응표면분석  

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