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[국가R&D연구보고서] 반응성 리그닌 생산을 위한 유기용매 폐바이오매스 분별공정 개발
Development of biomass fractionation process using organic solvent for the production of reactive lignin 원문보기

보고서 정보
주관연구기관 주식회사 슈가엔
연구책임자 오경근
참여연구자 곽현 , 류현진 , 김태훈 , 정현진 , 손하영 , 김윤희 , 최준원 , 이재훈 , 허수정 , 황혜원 , 오신영 , JIN XUANJUN , THITHAI VILAYSIT , 이상현 , 박새롬 , 오유진 , 유은진 , 윤정철 , 정다훈 , 조소연
보고서유형1단계보고서
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월2020-01
과제시작연도 2019
주관부처 과학기술정보통신부
Ministry of Science and ICT
과제관리전문기관 한국연구재단
National Research Foundation of Korea
등록번호 TRKO202000003556
과제고유번호 1711081295
사업명 기후변화대응기술개발(R&D)
DB 구축일자 2020-07-29
키워드 바이오매스.리그닌.바이오리파이너리.β-O-4 결합.유기용매.Biomass.Lignin.Biorefinery.β-O-4 linkage.Organic solvent.

초록

1. 유기용매 (ethanol) 및 중성용매 (dioxasolv, ϒ-valerolactone)를 이용하여 바이오매스 내의 리그닌을 선택적으로 추출함
• 초본계 바이오매스 4종에 대하여 ethanol organosolv 분별공정을 적용하였으며, 리그닌 추출에 적합한 바이오매스로 왕겨를 선정하여 공정최적화를 수행함
• 공정운전변수에 따른 리그닌 추출 경향 및 탄수화물 (또는 당류)의 거동을 파악하였으며, 추출된 리그닌의 수율, 순도, 및 화학적 구조 밝힘
• 소나무와 신갈나무로부터 dioxasolv, ϒ-vale

Abstract

□ 연구개발목표
The purpose of this proposed project is to develop an effective biomass fractionation process using organosolv catalyst for production of highly reactive lignin for chemical or enzymatic conversion
○ Development of effective biomass fractionation process for production of highly react

목차 Contents

  • 표지 ... 1
  • 제 출 문 ... 2
  • 보고서 요약서 ... 3
  • 요 약 문 ... 4
  • S U M M A R Y ... 5
  • C O N T E N T S ... 6
  • 목차 ... 8
  • 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 10
  • 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 11
  • 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 13
  • 1 절 유기용매 바이오매스 성분분별을 위한 공정변수 설정 ... 13
  • 1. 유기용매 분별 공정 자료조사 및 실험계획 ... 13
  • 2. 모델 바이오매스를 이용한 유기용매 분별 예비실험 ... 13
  • 3. 리그닌 분석 및 정제수율 제고를 위한 실험설계 ... 16
  • 2 절 유기용매 성분분별 공정이 가능한 바이오매스 탐색 및 선정 ... 19
  • 1. 유기용매 분별공정의 적용, 리그닌 추출평가 ... 19
  • 2. 공정 적용 시 탄수화물 (또는 당류) 손실 분석 ... 26
  • 3 절 Dioxasolv procedure에 의한 리그닌 분리 정제 ... 34
  • 1. 바이오매스 세포벽 미세입자 크기에 따른 천연상태 리그닌 추출 ... 34
  • 2. 바이오매스 분쇄 시간과 입자 크기와의 상관관계 관찰 ... 35
  • 3. 정제 리그닌의 용매 분획 및 리그닌 구조 특성 분석 ... 36
  • 4 절 바이오매스 유기용매 분별 공정 최적화 ... 42
  • 1. 공정 운전 변수에 따른 리그닌 수율 및 순도에 미치는 영향조사 ... 42
  • 2. 공정운전변수 최적화 ... 43
  • 3. 추출된 lignin의 화학적 특성 ... 48
  • 5 절 ϒ-valerolactone platform(GVL)에 의한 리그닌 분리 정제 ... 50
  • 1. γ-Valerolactone(GVL) 에 의한 리그닌 추출 공정 확립 ... 50
  • 2. 반응조건(온도/시간/입자크기)이 GVL-리그닌 추출에 미치는 영향 ... 51
  • 3. 정제 리그닌 구조적 특성 분석 ... 51
  • 4. 리그닌 추출 잔사 특성 분석 및 효소당화에 의한 탄수화물 분리 ... 54
  • 6 절 리그닌 추출을 위한 친환경용매 탐색 및 물리화학적 특성 분석 ... 56
  • 1. 리그닌 추출에 이용할 수 있는 친환경용매 후보군 탐색 ... 56
  • 2. 친환경용매 후보군의 용매로써의 물리화학적 특성 분석 ... 60
  • 3. 친환경용매의 특성과 리그닌 추출 능력 사이의 상관관계 분석 ... 61
  • 4. 친환경용매로 전처리 된 바이오매스의 당화 효율 분석 ... 62
  • 7 절 친환경용매 후보군을 이용한 바이오매스 성분의 용해도 분석 및 리그닌 추출 ... 63
  • 1. 친환경용매에서 바이오매스 성분의 제거율 분석 ... 63
  • 2. 친환경용매를 이용한 리그닌 추출 ... 65
  • 3. 친환경용매에서 리그닌 용해도 분석 ... 67
  • 4. 친환경용매를 이용한 바이오매스로부터의 천연 리그닌 추출 ... 67
  • 8 절 친환경용매의 물성과 바이오매스 성분 용해도 사이의 상관관계 규명 ... 70
  • 1. 친환경용매의 물리화학적 특성 분석 ... 70
  • 2. 친환경용매의 물성과 바이오매스 성분 용해도 사이의 상관관계 해석 ... 71
  • 3. 통계적 해석을 기반으로 리그닌 추출에 적합한 최적의 친환경용매 합성 ... 73
  • 9 절 천연 리그닌의 추출 수율과 순도 향상을 위한 반응 조건 최적화 ... 73
  • 1. 천연 리그닌 추출에 효과적인 공융 용매와 추출 조건 최적화 ... 73
  • 2. 전처리 방법에 따른 천연 리그닌 추출 조건 최적화 ... 76
  • 3. 바이오매스 전처리에 따른 성분의 변화 ... 78
  • 4. 친환경용매를 이용한 천연 리그닌 추출 ... 79
  • 10 절 반응 조건에 따라서 추출된 천연 리그닌의 순도, 물성, 구조 분석 ... 80
  • 1. 천연 리그닌의 잔류 탄수화물, acid-soluble 리그닌, acid-insoluble 리그닌 함량 분석 ... 80
  • 2. 천연 리그닌의 분자량 및 다분산지수 분석 ... 81
  • 3. 천연 리그닌의 β-O-4 ether 결합 함량 분석 ... 82
  • 4. 천연 리그닌의 자외선 흡수능 및 활용 ... 83
  • 5. 보다 간단한 방법으로 추출한 리그닌의 분석 ... 87
  • 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 91
  • 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 95
  • 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 97
  • 제 7 장 참고문헌 ... 98
  • 끝페이지 ... 103

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참고문헌 (25)

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