[논문]바이오 에탄올 생산을 위한 부들의 전처리 공정

김완중; 박지순; 서영범

문제 정의

미국이나 유럽에서 볼 수 있듯이 셀룰로식 에탄올 생산에 대한 그 중요성은 점차 증대되고 있고, 우리나라 또한 저탄소 녹색성장이라는 주제로 이 문제를 국가 정책적으로 적용하여 시행하려하고 있다. 따라서 본 실험은 물가상승을 유발시키지 않는 바이오매스인 부들을 이용해 셀룰로식 바이오 에탄올 생산을 위한 전처리 공정과 이에 따라 나타나는 섬유의 변화를 연구하였다.
이런 추세라면 고유가의 지속에도 화석연료 사용은 점차 확대될 것이고 이에 따라 지구대기의 이산화탄소 배출량 또한 크게 증가할 것이며, 이는 지구온난화를 가속시킬 것이다. 이에 대처하기 위해 선진국 8 개 정상들은 지난 2005년 7월에 지구온난화에 대한 국제사회의 우려에 동조하여 지구온난화의 주요원인인 온실가스를 줄 일 수 있는 획기적인 방법들을 모색하기로 합의하였다. 이러한 국제적 추세는 화석연료를 대체할 자연자원으로부터 대체 에너지 연구개발에 대한 관심을 다시 고조시키고 있다.

제안 방법

실험하였다. 그리고 각 각의 물성은 조습처리된 시편을 사용하여 회분 (TAPPI T244 cm-99), 내절도(TAPPI T 423 om-89), 인장강도(TAPPI T 494 om-88), 평활도(TAPPI T 479 om-99), 파열강도를 TAPPI Standard에 의거하여 실험하였다. 광학적 특성은 백색도(Technidyne color Touch2 Model ISO)을 이용하여 측정하였고, 불투명도는(Technidyne color Touch2 Model ISO)을 이용하여 측정하였다.
전처리 공정은 실험용 다이제스터을 이용하여 부들과 촉매제를 활용하여 전처리하였으며, 펄핑 공정은 SODA펄핑 제법을 이용하여 실험하였고, 표백 공정은 C₁O₂, H₂O₂를 이용하여 실험하였다. 그리고 각 각의 물성은 조습처리된 시편을 사용하여 회분 (TAPPI T244 cm-99), 내절도(TAPPI T 423 om-89), 인장강도(TAPPI T 494 om-88), 평활도(TAPPI T 479 om-99), 파열강도를 TAPPI Standard에 의거하여 실험하였다.
l에서 나타내었다. 전처리에 의한 섬유의 영향은 전처리 공정을 거친 시료를 사용한 펄프의 수초지를 제작 후 그 수초지의 물리적 강도를 측정하여 판단하였다. 그래서 전처리공정을 거친 펄프의 물리적 강도를 확인하면, 전처리공정에 의한 섬유의 영향을 판단할 수 있었다.

이론/모형

그리고 각 각의 물성은 조습처리된 시편을 사용하여 회분 (TAPPI T244 cm-99), 내절도(TAPPI T 423 om-89), 인장강도(TAPPI T 494 om-88), 평활도(TAPPI T 479 om-99), 파열강도를 TAPPI Standard에 의거하여 실험하였다. 광학적 특성은 백색도(Technidyne color Touch2 Model ISO)을 이용하여 측정하였고, 불투명도는(Technidyne color Touch2 Model ISO)을 이용하여 측정하였다.

성능/효과

그리고 고해시, 단섬유로 이루어진 부들 펄프가 짧은 고해시간의 고해 공정을 거치면서 나타나는 섬유의 물리적 강도 증가가 목재 펄프를 이용한 수초지의 물리적 강도에 약 80〜90%까지 따라가는 것을 확인할 수 있었고, 전처리 공정의 변화에 따라 부들펄프를 이용한 수초지의 물리적 강도의 변화를 확인할 수 있었다. 그 중 산전처리을 통한 부들펄프의 물리적 강도는 목재 펄프의 약 40〜45%로 확인 할 수 있었으며, 알칼리 전처리을 통한 부들펄프의 물리적 강도는 목재펄프의 약 80%로 확인 할 수 있었다.
그래서 전처리공정을 거친 펄프의 물리적 강도를 확인하면, 전처리공정에 의한 섬유의 영향을 판단할 수 있었다. 그리고 고해시, 단섬유로 이루어진 부들 펄프가 짧은 고해시간의 고해 공정을 거치면서 나타나는 섬유의 물리적 강도 증가가 목재 펄프를 이용한 수초지의 물리적 강도에 약 80〜90%까지 따라가는 것을 확인할 수 있었고, 전처리 공정의 변화에 따라 부들펄프를 이용한 수초지의 물리적 강도의 변화를 확인할 수 있었다. 그 중 산전처리을 통한 부들펄프의 물리적 강도는 목재 펄프의 약 40〜45%로 확인 할 수 있었으며, 알칼리 전처리을 통한 부들펄프의 물리적 강도는 목재펄프의 약 80%로 확인 할 수 있었다.
있었다. 또한 산 전처리 수율과 알칼리 전처리 수율은 약 19~23%로 측정되어 큰 차이를 보이지는 않았고, 부들 펄프가 목재 펄프에 비해 적은 고해에너지로 높은 물리적 강도의 증가가 보인다. 그리고 부들의 고유의 특성인 높은 불투명도를 활용한 기능성을 갖춘 용지 개발이 가능할 것으로 보인다.
바이오 에탄올의 생산을 위한 전처리중 산 전처리로 인한 섬유의 손상을 알칼리 전처리을 통해 물리적 성질이 보완되는 것을 확인할 수 있었고, 알칼리 전처리 공정을 통한 추출액도 산 전처리을 통한 추출액과 같이 바이오 에탄올을 생산에 이용할 수 있었다. 또한 산 전처리 수율과 알칼리 전처리 수율은 약 19~23%로 측정되어 큰 차이를 보이지는 않았고, 부들 펄프가 목재 펄프에 비해 적은 고해에너지로 높은 물리적 강도의 증가가 보인다.

후속연구

또한 산 전처리 수율과 알칼리 전처리 수율은 약 19~23%로 측정되어 큰 차이를 보이지는 않았고, 부들 펄프가 목재 펄프에 비해 적은 고해에너지로 높은 물리적 강도의 증가가 보인다. 그리고 부들의 고유의 특성인 높은 불투명도를 활용한 기능성을 갖춘 용지 개발이 가능할 것으로 보인다.
시작되었다. 이후 오일가격이 안정되고 경제적 측면에서 그 활용가치가 낮아짐에 따라 지속적인 연구가 이루어지지 못 하였다. 하지만 최근 수년간 중국, 인도, 그리고 브라질을 대표하는 개발도상국들의 에너지 수요 확대가 다시 국제유가를 급등시켰고, 국제 에너지 수요가 2050년에는 현재보다 50%까지 증대될 것으로 예상됨에 따라 1970년대와 같이 다시 유가가 하락하는 일은 앞으로 없을 것으로 보인다.

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