A review on thermochemical pretreatment in Lignocellulosic bioethanol production

목질계 바이오에탄올 제조공정에서 열화학적 전처리에 관한 고찰

The production of bioethanol, which is one of the alternative fuel, cause the various problem such as agflation in human society. As a substitute for the feedstock, lignocellulosic biomass have a big potential. However, bioethanol production with cellulosic material is not commercialized due to high cost. Thermochemical pretreatment to improve the rate of enzyme hydrolysis and increase the recovery of fermentable sugar, is required in order to achieve the cost down in bioethanol production. In this study, various problems and technologies for pretreatment is introduced. Acid hydrolysis, alkali hydrolysis, steam explosion, organosolv process, ammonia explosion, and wet oxidation pretreatment remove lignin and hemicellulose, and reduce cellulose crystallinity. Optimization of pretreatment process on various sources of lignocellulosic biomass such as softwood, hardwood, and straw should be performed.

지구온난화에 따른 대체연료의 하나로 바이오에탄올의 생산이 증대되면서 곡물가격 상승과 같은 문제를 야기하고 있다. 차세대 바이오에탄올의 원료로서 목질계 바이오매스는 큰 잠재성에도 불구하고 높은 생산단가로 인하여 상업화 되지는 않고 있다. 생산단가의 절감을 위해 필요한 핵심기술은 가수분해율을 높이고 단당의 회수율을 높이는 것으로 전체 바이오에탄올 생산공정에서 열화학적 전처리이다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 제조공정에서의 열화학적 전처리에 대하여 소개하고 극복해야 할 문제들에 대하여 제시하고자 한다. 산, 알칼리, 열수, 용매, 암모니아, 산소 등을 첨가하는 전처리는 리그닌과 헤미셀룰로오스를 제거하고 셀룰로오스의 결정성을 감소시킨다. 이러한 전처리 방식들은 침엽수, 활엽수, 곡식의 줄기 등 목질계 원료에 따라 최적의 처리 조건들이 확립되어져야 한다.