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2014년 (1차년도) : 열화학적 전처리에 의한 목질계 바이오매스 화학적-미세구조 측면에서 분해거동
○ 황산, 옥살산 촉매를 이용하여 같은 조건에서 전처리를 수행하였으며 액상가수분해산물 분석 및 고형 바이오매스의 성분분석을 통해 촉매에 따른 가수분해에 큰 차이가 없음을 확인하였다.
○ 고형바이오매스의 성분은 전처리 전과 비교하여 glucan, lignin 함량은 촉매의 종류와 상관없이 상대적으로 증가하였으며, xylan 함량은 감소하였다.
○ 전처리 전후 고형바이오매스의 CLSM, TEM, TOF-SIMS 분석 결

2014년 (1차년도) : 열화학적 전처리에 의한 목질계 바이오매스 화학적-미세구조 측면에서 분해거동
○ 황산, 옥살산 촉매를 이용하여 같은 조건에서 전처리를 수행하였으며 액상가수분해산물 분석 및 고형 바이오매스의 성분분석을 통해 촉매에 따른 가수분해에 큰 차이가 없음을 확인하였다.
○ 고형바이오매스의 성분은 전처리 전과 비교하여 glucan, lignin 함량은 촉매의 종류와 상관없이 상대적으로 증가하였으며, xylan 함량은 감소하였다.
○ 전처리 전후 고형바이오매스의 CLSM, TEM, TOF-SIMS 분석 결과, 촉매에 따른 리그닌 분해 패턴과 선택적으로 분해시키는 세포종류가 다르게 나타남을 확인하였다.
○ 황산 촉매에서는 주로 2차벽에 분포하는 리그닌, 도관에 분포하는 G-lignin을 분해하며, 옥살산 촉매에 의해서는 주로 1차벽에 분포하는 리그닌, 목섬유에 분포하는 S-lignin을 선택적으로 분해하였다.

2015년 (2차년도) : 열화학적 전처리 가수분해산물로부터 바이오기반 Building Block Chemical인 furfural 생산 및 회수
○ 황산, 옥살산 촉매를 이용하여 전처리 정도를 일정하게 하여 전처리를 수행한 후, 2단계 산 처리 방법을 이용하여 목질계 바이오매스로부터 furfural 생산 조건을 탐색하였다.
○ 1차 산 처리로부터 얻어진 액상 가수분해산물에 포함된 자일로스 농도는 옥살산과 황산 촉매에서 각각 18.86 g/L, 19.35 g/L로 유사한 값을 나타냈다.
○ 반면 올리고머 함량은 황산 촉매에서 높은 값을 나타냈다. 옥살산 전처리와 2차 황산 처리 (황산 0.1 ml, 90분)의 연속과정에서 최대 55.10%의 furfural 생산 수율을 나타냈다.
○ 2차 산 처리 과정에서 반응시간이 증가할수록 furfural 생산 수율은 증가하였다.
○ 생성된 furfural은 XAD-4 resin을 이용하여 대부분 회수하였다.

2016년 (3차년도) : 열화학적 전처리 고형 바이오매스로부터 효소가수분해에 의한 당 생산 및 효소가수 분해 잔사 분석
○ 효소가수분해 결과 모든 조건에서 황산 전처리 바이오매스로부터 높은 당화율을 확인하였고, CSF 값이 증가할수록 옥살산 조건에서는 당화율이 증가한 반면, 황산 조건에서는 감소하는 경향을 확인하였다.
○ 촉매에 따른 효소 흡착 정도를 분석한 결과 옥살산 조건에서 효소의 흡착 정도가 높게 나타났지만, 당화율이 황산 조건보다 낮게 나타남을 통해 리그닌에 대한 효소의 비가역적 흡착 현상에 의한 것으로 판단하였다.
○ 리그닌 단량체 중 S-type 보다 G-type이 효소와의 친화성이 높아 비가역적 흡착을 더 많이 유도하는 것으로 알려져 있어, G-type의 절대적 함량이 더 높은 옥살산 전처리 바이오매스로부터 효소의 비가역적 흡착 현상이 증가하였다.
○ 특히 옥살산 조건에서는 리그닌의 함량뿐만 아니라 특히 G-lignin의 함량이 많은 중간층과 도관벽에서 효소의 비가역적 흡착이 주로 발생한 것임을 간접적으로 확인하였다.
○ 효소가수분해 처리 전과 비교하여 효소 처리에 의해 리그닌 단량체 함량의 큰 변화는 관찰되지 않았다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 11