초록 ▼

1차년도에는 포도당, 유기산의 단독/혼합사용에 따른 바이오디젤 생산을 Flask culture를 이용하여 batch를 통해 실험 및 유가배양을 하였고 그에 따른 디젤 조성을 확인하였다. Fermentor를 이용하여 dilution rate와 배지조성 및 교반속도에 따른 연속공정실험을 하였다. 이처럼 1차년도에는 기초적인 데이터를 얻는데 노력하였다. 또한 연속 반응기에 대한 모델링을 하였고 에너지전자이론을 이용하여 수율을 비교하여 보았다.
2차년도에는 회양목과 영산홍을 질산으로 전처리를 하였고 볏짚은 질산,황산, NaOH, 암모

1차년도에는 포도당, 유기산의 단독/혼합사용에 따른 바이오디젤 생산을 Flask culture를 이용하여 batch를 통해 실험 및 유가배양을 하였고 그에 따른 디젤 조성을 확인하였다. Fermentor를 이용하여 dilution rate와 배지조성 및 교반속도에 따른 연속공정실험을 하였다. 이처럼 1차년도에는 기초적인 데이터를 얻는데 노력하였다. 또한 연속 반응기에 대한 모델링을 하였고 에너지전자이론을 이용하여 수율을 비교하여 보았다.
2차년도에는 회양목과 영산홍을 질산으로 전처리를 하였고 볏짚은 질산,황산, NaOH, 암모니아로 전처리를 하였다. 산으로 전처리를 한 경우에는 헤미셀룰로즈의 전처리가 효과가 있었고, 알칼리로 전처리를 할 경우 리그닌 제거효과가 좋았다. 특히 질산의 경우 2%이상의 경우 리그닌 제거 효과도 있었다. 영산홍의 경우 전처리를 할 경우 13배의 유기산의 생산량이 증가하였다. 볏짚을 NaOH로 전처리 했을 때 최고 0.32의 Yield를 얻음, 이유기산을 C. albidus 를 통해 바이오지질 생산을 하였고 C18:1~2가 조성의 80%이였다. 전자이론을 통해 지질생산에서는 0.4g-lipid/g-VFA로 가정 할 수 있다.
3차년도에는 볏짚을 샘플로 통해 최적화 실험을 하였다. Box-behnken모델을 통하여 독립변수를 온도, 기질 농도, pH를 이용하여 표면분석법을 통해서 유기산의 농도와 유기산 효율 최적화를 하였다. 또한 high cell density를 하기 위해서 upflow packed-bed 반응기를 제작하였고 고밀도 배양 실험을 하였다. 하루만에 셀농도는 200%이상 증가하였고, low stream의 셀 농도의 경우 0.4%의 셀이 있었다. 바이오매스로부터 바이오디젤 생산의 전체적인 경제성평가는 superpro designer 프로그램을 토대로 capital cost 를 고려하였고, kinetic parameter는 실험데이터와 assumption data를 이용하였다. 지질경제성의 경우 고밀도배양을 이용한 다단계반응기의 대한 데이터였다. 지질의 축적률, 유기산으로부터 지질로 가는 효율,원료의 가격등에 따라서 크게 가격이 달라지고 이를 통해 1$/L 이하의 가격으로도 만들 수 있을 것이고 이를 통해 미생물지질이 경제성이 있을 것이라는 증거가 되는 중요한 연구결과가 될 것이다.
총 연구기간 동안, 바이오매스로부터 유기산 생산에 대한 최적화 실험을 하였고 이러한 유기산으로부터 바이오디젤의 생산에 대한 연구결과를 확인 할 수 있었다. 추가적으로 지질을 추출한 셀로부터 다시 유기산으로 전환시키는 연구를 수행하여, 원료의 절감을 할 수 있었다. MSC-HCDC를 통해서 B=0.5일 때약 9g/L/h의 생산성, 즉 고생산성의 바이오디젤 생산 시뮬레이션을 할 수 있었고 이러한 시뮬레이션을 이용한 scale-up으로 실제적으로 바이오디젤을 경제적으로 생산하는 데 큰 도움을 줄 것이다.