Bioethanol Production from Wasted Corn Stalk from Gangwon Province : from Enzymatic Hydrolysis to Fermentation

Among the samples prepared by various pre-treatment methods, the one pretreated by dilute sulfuric acid showed the highest glucose yield in the enzymatic hydrolysis. Statistical analysis of enzymatic hydrolysis revealed that the glucose yield was in proportion to the enzyme dosage, the ratio of the pre-treated sample to the buffer solution, and the reaction time and that the effect of enzyme dosage was predominant in the experiment range. In addition, the glucose yield was estimated to be 76.1% at an optimal enzymatic hydrolysis condition. In a separate hydrolysis and fermentation (SHF), Saccharomyces cerevisiae converted over 80% of glucose from the enzymatic hydrolysis of pre-treated wasted corn stalk by dilute sulfuric acid to bioethanol with 37% of ethanol yield and 0.42 $g/L{\cdot}hr$ of productivity. In the simultaneous saccharification and fermentation (SSF), 59.5% of conversion from glucan to ethanol and 0.20 $g/L{\cdot}hr$ of productivity were achieved. In both SHF and SSF, approximately 88 g of bioethanol could be obtained from 1 kg of wasted corn stalk. The possible amount of bioethanol in Gangwon province were estimated to be 1.9 kiloton with the assumption of the 50% of collection ratio.

강원지역 폐옥수수대로부터 바이오에탄올 생산 : 효소 당화부터 발효까지

다양한 전처리 방법 중에서 묽은 황산법으로 전처리한 폐옥수수대가 효소적 당화 공정을 거쳤을 때 가장 높은 포도당 수율을 보였다. 이 효소적 당화공정을 통계적으로 분석한 결과 효소량, 고액비, 반응시간 모두 당화효율과 비례적인 관계를 보였으며 그 중에서 효소량이 가장 큰 영향을 주는 인자로 파악되었으며 최적 조건에서 76.1%의 당화 효율을 보일 것으로 예측되었다. 분리당화 발효공정에서, Saccharomyces cerevisiae는 효소 당화를 거쳐 얻은 포도당의 80%이상을 에탄올 수율 37%, 생산성 0.42 $g/L{\cdot}hr$로 바이오에탄올을 생산하였다. 동시당화 발효공정에서는 전처리된 시료가 가진 글루칸 59.5%가 0.20 $g/L{\cdot}hr$의 생산성으로 에탄올로 전환되었다. 두 공정을 통해서 얻을 수 있는 폐옥수수대 1 kg 당 바이오에탄올 양은 88 g 정도로 거의 같은 것으로 나타났다. 분리당화 발효공정과 동시당화 발효공정을 통해 강원도 폐옥수수대로부터 생산할 수 있는 바이오에탄올은 수거율 50% 기준으로 약 190만 리터로 예측되었다.