Characteristics of Carbozymethylated Substrates from Delignified Autohydrolyzed Substrates

This study was performed to evaluate the characteristics of the carboxymethylated substrate from high reactive autohydrolyzed cellulose (HRC) and those of commercial α-cellulose (CAC) and refiner mechanical pulp (RMP). Saccharification rates of HRC substrate were achieved over 70% with 12 hr hydrolysis, about 90% with 24 hr, and 99.5% with 72 hr. CMCase and avicelase activities of cellulase onozuka were 4.09 ㎛ G/mg·min and 14.0 ㎛ G/mg·min, respectively. There were no any significant changes in cellulase activities with this substrate. The saccharification rates of CAC and RMP were very low, 57% and 38% with 72 hr, respectively. Those lignin-zero autohydrolyzed substrates, HRC and CAC, were highly carboxymethylated at the high alkali concentration, near 30%, for 3 hr. reaction, and resulted in 1.13-1.15 of D.S., besides 0.85 of D.S. from RMP. Water solubilities of carboxymethylated substrates were increased with an increase of D.S., 98-98.5% from HRC and CAC and 31.5% from RMP. RMP which has low specific surface area showed lower water retention values, compared to high values of 435 and 321% from CAC and HRC, respectively. There were no direct relationship between surface area and swelling ratio of the substrates.

탈리그닌한 자기가수분해 시료로부터 준비한 카복시메틸화 시료의 특성

본 연구는 자기가수분해전 처리를 통하여 제조한 반응성이 높은 셀룰로오스(high reactive cellulose, HRC)기질의 카르복시메틸화(carboxymethylation, CM화) 특성을 알기 위하여 수행되었으며, 비교를 위하여 시판 알파셀룰로오스(commercial α-cellulose, CAC) 및 침엽수 리파이나기계펄프(Refiner mechanical pulp, RMP) 2종의 시료를 사용하였다. HRC는 12시간 당화처리로 70%, 24시간 처리로 90%, 72시간 처리로 99.5%의 높은 당화율을 나타냈다. 아울러 Cellulase 효소활성에 있어서 처리 전후에 측정된 CMCase 및 Avicelase의 효소활성의 큰 변화가 없었다. 이에 대하여 72시간 처리로 CAC는 57%의 당화율을, 리그닌을 많이 포함하는 RMP는 38%의 매우 낮은 당화율을 보였다. CM화시 리그닌함량이 낮은 HRC 및 CAC시료의 CM화가 용이하였고, 1.13-1.15의 높은 치환도를, 리그닌함량이 많은 RMP는 0.85 정도의 낮은 치환도를 나타냈다. 모든 시료에서 알칼리의 농도는 30%, 3시간 처리가 가장 높은 치환도를 보여주었다. CM화물로부터의 수용성부분은 HRC 및 CAC에서 98-98.5%, RMP 로부터는 31.5%로 매우 낮았다. 비표면적이 낮은 RMP는 보수도가 매우 낮았으며, 비표면적이 높았던 CAC 및 HRC는 435% 및 321%의 매우 높은 보수도 값을 나타냈다. 팽윤도에 있어서는 비표면적과는 무관하게 HRC, RMP 그리고 CAC 순으로 팽윤율이 커졌다.