Hemicellulose Recovery from Lignocellulosic Material Hydrolyzed by Water

Various recovery methods were investigated to maximize hemicellulose recovery from lignocellulosic material hydrolyzed by pure water. The pretreatment conditions of water hydrolysis were $170\~180^{\circ}C$ and 1 hour of reaction time. The percentage of hemicellulose solubilized increased as the temperature increased from 170 to $180^{\circ}C$. However, significant decomposition of sugar was observed at temperature of $180^{\circ}C$. From the results of water hydrolysis, the total amount of glucan in solid residue and liquid hydrolyzate was close to the total glucan in the original biomass. For hemicellulose, however, there was a significant difference between both contents. To prove this difference, various recovery methods were proposed. From the total sugar accountability (sugar in liquid + sugar in solid), it was confirmed that hemicellulose recovery in the hydrolyzate was increased if the product including both hydrolyzate and solid residue was physically stimulated by such as heating and ultrasound irradiation. This indicated that, in commercial scale processes that much bigger substrate sizes are used and a sufficient amount of leaching solvent can not be used after pretreatment, a significant amount of oligomers could be trapped in the solid matrix.

물로 가수분해된 섬유성 기질로부터 hemicellulose 회수

섬유성 기질을 물 가수분해하여 생긴 당을 최대한 회수하는 여러 회수방법을 조사하였다. 사용한 전처리 조건은 반응온도가 $170\~180^{\circ}C$, 반응시간이 1시간이었다. 반응 온도가 170에서 $180^{\circ}C$로 증가함에 따라 xylan의 용해율은 증가하지만 $180^{\circ}C$ 이상에서는 상당양의 당이 분해됨을 알 수 있었다. 가수분해 결과로부터 남은 고체기질과 당화액에서 얻은 당의 물질수지를 조사하였는데 glucan의 경우는 비교적 잘 맞으나, 헤미셀룰로오스는 처리되지 않은 기질에 포함된 초기양과 비교할 때 상당한 차이가 났다. 그래서 여러가지 회수방법을 고안하여 당의 물질수지를 조사한 결과 회수기간동안 열을 가하거나 초음파를 조사하는 방법과 같은 물리적인 자극을 주면 액상에서 헤미셀룰로오스 회수율이 증가되는 것이 확인되었다. 이런 사실로부터 당 회수시 기질이 크고 전처리 후 침출용매를 많이 사용할 수 없는 상업적인 공정의 경우 상당양의 올리고당이 고체기공내 갇혀 액상으로 회수되지 못할 것으로 생각된다.