Two-step Acid Hydrolysis Method for Producing Fermentable Sugar from Lignocellulosic Biomass

For obtain fermentable sugar, we conducted acid hydrolysis with lignocellulosic biomass without enzyme. The lignocellulosic biomass used pinus rigida and Palm residues (EFB; empty fruit bunches). In the acid hydrolysis, we consider the hydrolysis condition to reduce a denatured sugar. So this study was conducted 2-step acid hydrolysis. First-step hydrolysis used high concentration (72 wt%) sulfuric acid at $80^{\circ}C$. At the condition, we obtained 11.49 wt%, 32 wt% glucose conversion for pinus rigida and EFB. After the step, the liquor was dilute until 9~15 wt% acid concentration and conducted second hydrolysis at $50{\sim}120^{\circ}C$. In the second hydrolysis, we obtained maximum glucose conversion (pinus rigida 86.8 wt% (39 g/L) and EFB 95.3 wt% (32.4 g/L)) at 9 wt% acid concentration and $120^{\circ}C$ for 80 min. All samples through the process are analyzed on the basis of mass balance.

발효당 생산을 위한 목질계 바이오매스의 2단 산당화

목질계 바이오매스를 이용하여 효소를 사용하지 않고 발효당을 얻기 위해 황산을 이용한 당화를 수행하였다. 바이오매스로는 pinus rigida와 palm농업 부산물인 EFB를 사용하였다. 산을 이용한 당화에서는 당의 과분해 생성물을 줄이기 위한 당화조건을 생각해 보아야 한다. 따라서 본 연구에서는 목질계 바이오매스를 이용한 2단 산당화를 수행하였다. 산을 이용한 1차 가수분해에서는 72 wt%의 황산을 이용하여 $80^{\circ}C$에서 반응시켰을 경우 가장 높은 당화율을 보였고 pinus rigida와 EFB 각각 11.49 wt%, 32 wt%의 당화율을 보였다. 이후 1차 가수분해에서 얻은 액상을 9~15 wt%의 산농도가 되도록 묽혀 $50{\sim}120^{\circ}C$의 온도로 2차 가수분해를 진행했다. 2차 가수분해시 9%의 황산농도와 $120^{\circ}C$의 온도조건에서 80분간 반응시켰을 때 최종 글루코오스 당화율은 pinus rigida의 경우 86.8 wt.% (39 g/L), EFB의 경우 95.3 wt%(32.4 g/L)를 얻을 수 있었다. 각 단계에서 분석된 결과는 물질수지를 통해 확인하고 당화 효율을 비교해 보았다.