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농경잔류물로부터 헤미셀룰로오스 가수분해물 생산을 위한 산촉매 열수 분별공정의 특성 비교
Comparison of Characteristics of Acid-catalyzed Hydrothermal Fractionation for Production of Hemicellulose Hydrolyzate from Agricultural Residues 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.60 no.3, 2022년, pp.414 - 422  

황종서 (광운대학교 환경공학과) ,  오경근 (단국대학교 화학공학과) ,  유경선 (광운대학교 환경공학과)

초록
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본 연구의 목적은 국내 대표적인 농경잔류물인, 볏짚과 보릿짚을 이용하여 헤미셀룰로오스 부분의 최대 가용화를 위한 산 촉매 열수 분별공정의 타당성을 조사한 것이다. 1.2-2.9 범위의 반응가혹도(CS; Combined reaction severity)에서 다양한 분별 조건들을 사용하여 초기 반응조건 기준을 설정했다. 볏짚의 경우, 160 ℃의 반응온도, 0.75%(w/v)의 H2SO4, 20분의 반응시간, 그리고 1:15의 고체/액체 비율을 가진 반응 조건에서 56.6%의 헤미셀룰로스 당 수율을 얻을 수 있었으며, 보릿짚의 경우, 150 ℃ 반응온도, 0.75%(w/v) H2SO4, 15분의 반응시간, 1:10의 고체/액체 비율에서 83.0%의 헤미셀룰로스 당 수율을 얻었다. 따라서, 볏짚과 비교하여 보릿짚의 경우 산촉매 열수분획을 효과적으로 수행할 수 있었다. 분별과정 후 남은 분획된 고형분은 볏짚과 보릿짚에서 각각 48.5%와 57.5%였다. 분별된 볏짚과 보릿짚의 XMG(Xylan+Mannan+Galactan) 함량은 17.3% 및 17.6%에서 6.0% 및 2.6%로 각각 감소하였으며, 이는 원료 짚 기준으로 각각 16.7% 및 8.5%에 해당한다. 또한, 보리 짚의 산촉매 열수분별 과정에서 과도한 분해로 인해 셀룰로오스 및 XMG의 5.6% 및 8.5%만 손실된 반면, 볏짚의 셀룰로오스 및 XMG 손실은 6.4% 및 26.6%이었다. 볏짚의 헤미셀룰로스 당은 산 촉매 열수 분별공정중, 다소 높은 반응가혹도로 인해 심하게 과분해된 것에 기인한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The objective of this work was to investigate the feasibility of acid-catalyzed hydrothermal fractionation for maximum solubilization of the hemicellulosic portion of two typical agricultural residues. The fractionation conditions converted into combined reaction severity (CS) in the range of 1.2-2....

주제어

표/그림 (8)

참고문헌 (29)

  1. Prasad, S., Singh, A., Korres, N. E., Rathore, D., Sevda, S. and Pant, D., "Sustainable Utilization of Crop Residues for Energy Generation: A Life Cycle Assessment (LCA) Perspective," Bioresour. Tehcnol., 303, 122964-122978(2020). 

  2. Van Meerbeek, K., Muys, B. and Hermy, M., "Lignocellulosic Biomass for Bioenergy Beyond Intensive Cropland and Forests," Renew Sustain Energy Rev, 102, 139-149(2019). 

  3. Opia, A. C., Hamid, M. K. B. A., Syahrullail, S., Abd Rahim, A. B. and Johnson, C. A., "Biomass as a Potential Source of Sustainable Fuel, Chemical and Tribological Materials-Overview," Mater Today Proc, 39(2), 922-928(2020). 

  4. Jovic, T. H., Kungwengwe, G., Mills, A., and Whitaker, I. S., "Plant-Derived Biomaterials: A Review of 3D Bioprinting and Biomedical Applications," Front. Mech. Eng., 5(19), 1-18(2019). 

  5. DiGregorio, B. E., "Biobased Performance Bioplastic," Mirel. Chemistry & Biology, 16, 1-2(2009). 

  6. Demirbas, M. F., Mustafa, B. and Havva, B., "Potential Contribution of Biomass to the Sustainable Energy Development," Energy Convers Manag., 50(7), 1746-1760(2009). 

  7. Dincer, I., "Renewable Energy and Sustainable Development: a Crucial Review," Renew Sustain Energy Rev., 4(2), 157-175(2000). 

  8. Koh, L. P. and Jaboury, G., "Biofuels, Biodiversity, and People: Understanding the Conflicts and Finding Opportunities," Biol Conserv., 141(10), 2450-2460(2008). 

  9. Cherubini, F., "The Biorefinery Concept: Using Biomass Instead of Oil for Producing Energy and Chemicals," Energy Convers Manag., 51(7), 1412-1421(2010). 

  10. Jeong, J. M., Kim, E. C., Venkatanagappa, S. and Lee, J. S., "Review of Rice: Production, Trade, Consumption, and Future Demand in Korea and Worldwide," Korean J. Crop. Sci., 62, 157-165(2017). 

  11. Kim, S. and Dale, B. E., "Global Potential Bioethanol Production from wAsted Crops and Crop Residues," Biomass Bioenerg., 26, 361-375(2004). 

  12. Gadde, B., Bonnet, S., Menke, C. and Garivait, S., "Air Pollutant Emissions from Rice Straw Open Field Burning in India, Thailand and the Philippines," Environ. Pollut., 157, 1554-1558(2009). 

  13. Ranjan, A., Khanna, S. and Moholkar, V., "Feasibility of Rice Straw as Alternate Substrate for Biobutanol Production," Appl. Energy, 103, 32-38(2013). 

  14. Hendriks, A. T. W. M. and Zeeman, G., "Pretreatments to Enhance the Digestibility of Lignocellulosic Biomass," Bioresour. Tehcnol., 100, 10-18(2009). 

  15. Kim, S. and Dale, B. E., "Global Potential Bioethanol Production from Wasted Crops and Crop Residues," Biomass Bioenergy, 26, 361-375(2004). 

  16. Chen, Y., Sharma-Shivappa, R. R., Keshwani, D. and Chen, C., Appl. Biochem. Biotechnol., 142, 276-290(2007). 

  17. FAOSTAT. Food and agriculture organization of the United Nations, http://faostat.fao.org/site/567/DesktopDefault.aspx?PageID567#ancor (Accessed Oct. 2021). 

  18. Linde, M., Galbe, M. and Zacchi, G., "Simultaneous Saccharification and Fermentation of Steam-pretreated Barley Straw At Low Enzyme Loading and Low Yeast Concentration," Enz. Microb. Tech., 40, 1100-1107(2007). 

  19. Alvira, P., Tomas-pejo, E., Ballesteros, M. and Negro, M. J., "Pretreatment Technologies for An Efficient Bioethanol Production Process Based on Enzymatic Hydrolysis: A Review," Bioresour. Technol., 101, 4851-4861(2010). 

  20. Oliva, J. M., Saez, F. S., Ballesteros, I., Gonzalez, A., Negro, M. J., Manzanares, P. and Ballesteros, M., "Effect of Lignocellulosic Degradation Compounds from Steam Explosion Pretreatment on Ethanol Fermentation by Thermotolerant Yeast Kluyveromyces Marxianus," Appl. Biochem. Biotechnol., 105, 141-154(2003). 

  21. Hendriks, A. T. W. M. and Zeeman, G., "Pretreatments to Enhance the Digestibility of Lignocellulosic Biomass," Bioresour. Tehcnol., 100, 10-18(2009). 

  22. Alvira, P., Tomas-pejo, E., Ballesteros, M. and Negro, M. J., "Pretreatment Technologies for An Efficient Bioethanol Production Process Based on Enzymatic Hydrolysis: A Review," Bioresour. Technol., 101, 4851-4861(2010). 

  23. Ramos, L. P., "The Chemistry Involved in the Steam Treat of Lignocellulosic Materials," Quim. Nova, 26(6), 863-871(2003). 

  24. Bozell, J. J., "Feedstocks for the Future-Biorefinery Production of Chemicals from Renewable Carbon," Clean, 36(8), 641-647(2008). 

  25. Sluiter, A., Hames, B., Ruiz, R., Scarlata, C., Sluiter, J., Templeton, D. and Crocker, D., Determination of structural carbohydrates and lignin in biomass (NREL/TP-510-42618). National Renewable Energy Laboratory(2008). 

  26. Sluiter, A., Hames, B., Ruiz, R., Scarlata, C., Sluiter, J. and Templeton, D., Determination of sugars, byproducts, and degradation products in liquid fraction process samples (NREL/TP-510-42623). National Renewable Energy Laboratory(2006). 

  27. Lee, J. W. and Jeffries, T. W., "Efficiencies of Acid Catalysts in the Hydrolysis of Lignocellulosic Biomass over a Range of Combined Severity Factors," Bioresour. Technol., 102, 5884-5890(2011). 

  28. Guo, G. L., Chen, W. H., Chen, W. H., Men, L. C. and Hwang, W. S., "Characterization of Dilute Acid Pretreatment of Silvergrass for Ethanol Production," Bioresour. Technol., 99, 6046-6053(2008). 

  29. Overend, R. P. and Chornet, E., "Fractionation of Lignocellulosics by Steam/aqueous Pretreatments," Philos. Trans. R. Soc. London, A321, 523-536(1987). 

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