초록

목질계 biomass를 대체자원으로 이용하기 위해서는 그 반응성을 높이기 위한 전처리가 필요하며, 많은 전처리 방법중 폭쇄법이 가장 유망한 방법으로 평가되고 있어 본 연구에서는 우리나라 두 수종인 신갈나무와 소나무재를 원료로 1)폭쇄장치의 설계, 제작, 2)목재화학제품의 생산, 3) 효소 및 산가 가수분해, 4) 목재의 사료화 등을 검토하였다.

Abstract ▼

The conversion of renewable biomass resources into chemicals liquid fuels, and feed supplements has gained considerable attention in recent years.
The bulk of raw materials under consideration for this Conversion teclnology" consist of lignocellulosic biomass (wood), which contains 20-30% l

The conversion of renewable biomass resources into chemicals liquid fuels, and feed supplements has gained considerable attention in recent years.
The bulk of raw materials under consideration for this Conversion teclnology" consist of lignocellulosic biomass (wood), which contains 20-30% lignin and 60-80% polysaccharide.
A large number of proposed conversion shemes begin with resource treatment aimed at separating lignin from polysaccharides.
Steam explosion has been shown to be a most suitable pretreatment for the separation of the wood component among those proposed shemes.
In the first two years of this project entiled Conversion of biomass", we have manufactured the newly designed "steam-explosion apparatus" and developed the separation process of wood component.
The last year of this project has concentrated on the development of woody chemicals and feed stock for ruuinent animals and hydrolysis process of steam-exploded wood.
The results are summary as follows;
1. Preparation of carboxymetlylcellulose
2. Preparation of acetylcellose
3. Process of conc. acid hydrolysis and diluted acid hydrolysis
4. Process of enzymatic hydrolysis
5. Preparation of feed stocks
6. Preparation of oligosaccharides

목차 Contents

• 1. 서 론...10
• 2. 연구방법...10
• 3. 결과 및 고찰...10
• 4. 결 론...10
• 5. 참고문헌...10
• 제 1 장 서 론...13
• 제 2 장 연구방법...16
• 제 1 절 목질계 바이오매스의 화학공업 원료로서의 전환...16
• 1. 폭쇄처리 시료의 cellulose 정제(탈리그닌)...16
• 2. Cellulose 정제 및 분석...16
• 3. Carboxy methyl cellulose(CMC) 제조 및 분석...16
• 4. Cellulose acetate 제조 및 분석...17
• 5. Hemicellulose의 회수 및 분석...17
• 제 2 절 폭쇄기의 설계 및 제작...17
• 1. 폭쇄기의 제작...17
• 2. 폭쇄처리...17
• 제 3 절 대체연료 생산을 위한 목질재료의 가수분해에 관한 연구...18
• 1. 폭쇄처리재의 전처리...18
• 2. 효소적 가수분해...18
• 3. 산가수분해에 의한 당화...19
• 제 4 절 폭쇄처리에 의한 목재의 사료화에 관한 연구...19
• 1. 실험I : 여러조건에서 폭쇄처리한 목질류의 화학적 조성분 및 in vitro 소화율 변화...19
• 2. 실험II : 폭쇄처리된 목질재료의 사료가치를 증진 시키기 위한 NH$_3$ 처리효과...20
• 3. 실험III : 면양에 의한 폭쇄처리 목질계 사료의 영양소대사 및 사료 이용성...20
• 4. 실험IV : 폭쇄처리한 목질계사료를 이용한 면양비육 시험...21
• 제 3 장 결과 및 고찰...22
• 제 1 절 목질계 바이오매스의 화학공업 원료로서의 전환...22
• 1. 폭쇄처리 시료의 cellulose 정제...22
• 2. CMC의 제조 및 분석...31
• 3. Cellulose acetate 제조 및 분석...38
• 4. Hemicellulose의 회수 및 분석...41
• 제 2 절 폭쇄기의 설계 및 제작...42
• 제 3 절 대체연료 생산을 위한 목질재료의 가수분해에 관한 연구...44
• 1. 효소 가수분해...44
• 2. 탈리그닌 처리가 효소가수분해에 미치는 영향...46
• 3. 산 가수분해...47
• 제 4 절 폭쇄처리에 의한 목재의 사료화에 관한 연구...48
• 제 4 장 결 론...52
• 제 1 절 제 1 세부과제...52
• 제 2 절 제 2 세부과제...55
• 제 3 절 제 3 세부과제...56
• 제 4 절 제 4 세부과제...58
• 제 5 장 참 고 문 헌...60
• 제 1 세 부 목 차...63
• 1. 서 론...63
• 2. 연구방법...63
• 3. 결과 및 고찰...63
• 4. 결 론...63
• 5. 참고문헌...63
• 목 차...64
• 제 1 장 서 론...67
• 제 2 장 연구방법...70
• 제 1 절 시료의 폭쇄 처리...70
• 제 2 절 폭쇄처리 시료의 Cellulose정제...70
• 1. 추출 정제...70
• 가. 냉수 추출물의 정량...70
• 나. 온수 추출물의 정량...71
• 다. 메탄올 추출물의 정량...71
• 라. 알칼리 추출물의 정량...71
• 2. Holocellulose 제조법에 의한 정제...71
• 3. 아염소산 나트륨 처리에 의한 정제...71
• 4. Solvolysis에 의한 정제...72
• 제 3 절 정제 Cellulose의 분석...72
• 1. Lignin 정량...72
• 2. 구성당 분석...72
• 제 4 절 폭쇄처리제에서 CMC제조...73
• 1. Carboxymethyl화...73
• 2. CMC의 정제...73
• 3. 정제 CMC의 성상분석...73
• 가. 수가용화물과 수불용화물의 분리...73
• 나. 치환도 측정...74
• 다. 팽윤도 측정...74
• 라. IR분석...74
• 제 5 절 폭쇄처리재의lulose 의 활성화...75
• 나. Acetyl 화...75
• 2. Acetylcellulose의 성상분석...76
• 가. Acetylcellulose의 치환도 측정...76
• 나. 리그닌 정량...76
• 다. IR분석...76
• 제 6 절 Hemicellulose의 회수 및 분석...76
• 제 3 장 결과 및 고찰...77
• 제 1 절 폭쇄처리시료의 Cellulose 정제 및 분석...77
• 1. 용제에 의한 탈 lignin...77
• 2. 알칼리 처리에 의한 탈 lignin...80
• 3. 폭쇄재로부터 cellulose 정제...86
• 가. 알카리에 의한 cellulose 정제...86
• 나. 아염소산나트륨에 의한 cellulose 정제...89
• 4. Solvolysis에 의한 정제...99
• 제 2 절 CMC의 제조 및 분석...101
• 1. Carboxymethl화...101
• 2. CMC의 정제 및 성상분석...109
• 3. CM화물의 분석...114
• 제 3 절 Acetylcellulose의 제조 및 분석...120
• 1. Acetyl화...120
• 2. 폭쇄 탈 lignin 시료에서 cellulose acetate 제조...123
• 3. Acetylcellulose의 성상 분석...124
• 제 4 절 Hemicellulose의 회수 및 분석...130
• 제 4 장 결론...133
• 제 5 장 참고문헌...137
• 제 2 세 부 목 차...140
• 1. 서 론...140
• 2. 연구방법...140
• 3. 결과 및 고찰...140
• 4. 결 론...140
• 5. 참고문헌...140
• 제 1 장 서론...143
• 제 2 장 연구방법...145
• 제 1 절 시료조제 및 일반분석...145
• 1. 냉수추출물 정량...145
• 2. 온수추출물 정량...145
• 3. 알칼리추출물 정량...146
• 4. 유기용제추출물 정량...146
• 5. 회분 정량...146
• 6. 리그닌 정량...146
• 7. 목재구성당 분석...147
• 제 2 절 폭쇄장치 제작...148
• 제 3 절 폭쇄처리...148
• 제 4 절 폭채처리재의 조성분 분석...148
• 1. 추출 잔사의 리그닌 정량...148
• 2. 추출 잔사의 구성당 분석...148
• 제 3 장 결과 및 고찰...149
• 제 1 절 시료의 일반분석...149
• 제 2 절 폭쇄장치의 제작...150
• 제 3 절 폭쇄처리제의 조성분 분석...154
• 제 4 장 결론...162
• 제 5 장 문헌...163
• 제 3 세 부 목 차...166
• 1. 서 론...166
• 2. 연구방법...166
• 3. 결과 및 고찰...166
• 4. 결 론...166
• 5. 참고문헌...166
• 제 1 장 서론...169
• 제 2 장 연구방법...173
• 제 1 절 폭쇄처리재의 효소적 가수분해...173
• 제 2 절 폭쇄처리재의 산가수분해...176
• 제 3 장 결과 및 고찰...178
• 제 1 절 폭쇄처리재의 효소적 가수분해...178
• 1. 폭쇄 전처리...178
• 2. 폭쇄처리재의 효소적 가수분해...179
• 3. 효소적 가수분해에 영향하는 인자...181
• 가. 폭쇄처리 조건의 영향...181
• 1) 증기 압력의 영향...181
• 2) 증기 처리시간의 영향...185
• 나. 시료 수분함량의 영향...187
• 다. 시료 입자크기의 영향...188
• 라. 탈리그닌 처리의 영향...190
• 1) 알칼리에 의한 탈리그닌...190
• 2) 메타놀에 의한 탈리그닌...196
• 3) 산소 - 알칼리에 의한 탈리그닌...201
• 4. 효소 가수분해율과 온수 추출물...205
• 5. 효소의 회수 및 재사용...205
• 가. 한외여과에 의한 방법...207
• 나. 친화크로마토그래피에 의한 방법...209
• 다. 회수에 의한 효소의 활성 변화...212
• 6. 폭쇄 리그닌의 성상...213
• 가. 리그닌의 단리 및 성상...213
• 나. 분자량 분포...214
• 제 2 절 폭쇄처리재의 산가수분해 2. 희박 황산에 의한 중합도의 변화...223
• 3. 산가수분해에 의한 중합도의 변화...229
• 4. 산가수분해 리그닌의 성상...230
• 5. 황산의 회수...231
• 제 4 장 결론...234
• 제 5 장 참고문헌...238
• 제 4 세 부 목 차...243
• 1. 서 론...243
• 2. 연구방법...243
• 3. 결과 및 고찰...243
• 4. 결 론...243
• 5. 참고문헌...243
• 제 1 장 서 론...245
• 제 2 장 연 구 방 법...247
• 제 1 절 실험 I : 여러조건에서 폭쇄처리한 목질류의 화학적조성분 및 in Vitro 소화율의 변화...247
• 제 2 절 실험 II : 폭쇄처리된 목질재료의 사료가치를 증진키 위한 NH$_3$ 처리효과...248
• 제 3 절 실험 III : 면양에 의한 폭쇄처리 목질계사료의 영양소대사 및 사료이용성...248
• 제 4 절 실험 IV : 폭쇄처리한 목질계사료를 이용한 면양비육시험...250
• 제 3 장 결 과 및 고 찰...252
• 제 1 절 실험 I : 여러조건에서 폭쇄처리한 목질류의 화학적조성분 및 in vitro 소화율...252
• 제 2 절 실험 II : 폭쇄처리된 목질재료의 사료가치를 증진키 위한 NH$_3$ 처리효과...260
• 제 3 절 실험 III : 면양에 의한 폭쇄처리 목질계사료의 영양소대사 및 사료이용성...265
• 제 4 절 실험 IV : 폭쇄처리한 목질계사료를 이용한 면양비육시험...270
• 제 4 장 결 론...275
• 제 5 장 참 고 문 헌...277