• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권5호
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• pp.588-598
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• 2017

현재 수송용 연료 첨가제로 유통되고 있는 바이오에탄올은 주로 옥수수와 사탕수수와 같은 식용(1세대) 바이오매스를 활용하여 생산된 것으로 농산물 가격상승 및 윤리적인 차원에서 다양한 문제점을 유발할 수 있다. 이를 해결하기 위해 비식용 자원인 목질계 바이오매스를 활용할 수 있는데, 그 예로 짚과 Bagasse (사탕수수 찌꺼기)와 같은 농업부산물과 목재가공 산업에서 발생하는 톱밥 등의 임업 부산물 등이 있다. 따라서 목질계 바이오에탄올 생산은 2세대 바이오매스의 효과적인 활용 경로가 될 수 있으며, 그 원료는 1세대 자원보다 풍부하며 저렴한 원료의 확보가 가능하다. 이러한 바이오연료를 사용함으로써 얻게 되는 가장 큰 장점으로는 화석연료와 달리 환경에 미치는 영향을 최소화하여 온실가스 감축에 기여하는 것을 들 수 있다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 활용을 통해 이루어질 수 있는 온실가스 감축효과와 ASEAN 국가(인도네시아, 말레이시아, 태국, 필리핀)에서 현재 시행되고 있는 재생에너지에 대한 정부 정책을 연구하였다. 이러한 네 국가에서는 바이오연료에 관한 많은 정책과 인센티브 등이 발전되어 왔으며, 이산화탄소 배출 감축 목표와 바이오연료 의무 혼합률을 점차 증가시킬 것으로 조사되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권6호
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• pp.459-468
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• 2011

SCB액비 처리가 백합나무의 생장에 미치는 영향을 조사하고 수확된 백합나무를 원료로 한 바이오에탄올 생산량 비교를 위하여, 처리량별로 처리구를 설정하고 상대 생장량, 바이오매스 생장량, 엽특성 및 구성당과 에탄올 생산량을 각각 분석하였다. SCB액비 처리를 통해 백합나무의 바이오매스 생장량(64.67 %) 및 Glucose 함량(6.07 %)이 증가하였고 이는 SCB액비에 함유된 양료 성분과 수분 함량이 엽록소 생산에 영향을 끼쳤기 때문으로 사료된다. 바이오에탄올 생산에 앞서 SCB액비 처리되어 생장한 백합나무를 유기용매 전처리 및 약산 전처리를 하였으며 반응 온도($150^{\circ}C$), 승온 시간(40분), 반응 시간(10분)은 모두 동일하게 진행하였다. 전처리 효율은 중 처리구를 유기용매 전처리(w/1% 황산) 하였을 때 잔여율이 44.81%로 가장 높았으며, 치환성 양이온이 전처리 효과를 증진시킨 것으로 보인다. 전처리 된 시료를 동시당화발효하여 바이오에탄올을 생산하였으며 초기 투입량 대비 가장 높은 에탄올 생산 수율은 대 처리구에서 얻을 수 있었으나(16.11%), 바이오매스 생산량을 고려하면 중 처리구의 에탄올 생산량이 가장 많았으며, 대조구 대비 72.93% 증가하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권6호
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• pp.826-837
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• 2015

본 연구에서는 목질계 바이오매스로부터 옥살산 전처리 액상 가수분해산물을 이용하여 바이오에탄올을 생산하였다. 생산된 바이오에탄올은 투과증발에 의해 분리, 농축하였으며 투과증발 잔류물에 대한 항산화 활성을 측정하였다. 옥살산 전처리 후 액상 가수분해산물에는 자일로스($37.28g/{\ell}$)가 대부분을 차지하고 있었으며 발효저해물질인 초산, 푸르푸랄 및 페놀성 화합물을 포함하고 있었다. 전기투석에 의해 초산을 제거하였으며 전기투석 후 가수분해산물로 발효를 수행한 결과 $12.21g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 에탄올 농축 후 투과증발 잔류물의 에틸아세테이트 분획에서는 86.81 mg/100 g(추출물)의 페놀성 화합물을 함유하고 있었으며 DPPH, ABTS 라디칼 소거활성 및 환원력에 대한 $IC_{50}$ 값은 각각 $0.87mg/m{\ell}$, $0.85mg/m{\ell}$, $0.59mg/m{\ell}$로 나타났다. GC-MS로 구성성분을 확인한 결과 당 분해산물과 페놀 유도체들이 검출되었다.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.326-332
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• 2012

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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.141-148
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• 2012

바이오에탄올 생산을 위한 대체 바이오매스 자원으로 갈조류인 다시마의 활용 가능성을 평가하기 위하여 산 가수분해와 에탄올 발효 특성을 검토하였다. 산 가수분해는 발효 가능한 당류의 생산량을 증가시켜 에탄올 생산량을 크게 증가시켰다. 최대 환원당 생산량은 묽은 황산(1.0 N)을 이용하여 $130^{\circ}C$에서 6시간 가수분해하는 조건에서 다시마 건조무게 기준 135 mg/g이었다. Saccharomyces cerevisiae(ATCC 24858)는 글루코오스, 갈락토오스 및 만노오스와 같은 $C_6$-당을 에탄올로 발효시킬 수 있지만 아라비노오스나 자일로오스와 같은 $C_5$-당은 에탄올 발효기질로 이용하지 못하였다. 최적 발효시간은 글루코오스 48시간, 갈락토오스 72시간, 만노오스 96시간으로 단당류에 따라 달랐다. 그럼에도 불구하고 S. cerevisiae를 이용하여 $35^{\circ}C$에서 96시간 발효를 통해 가수분해물로부터 얻을 수 있는 에탄올 생산량은 가수분해물 중의 총환원당으로부터 얻을 수 있는 이론적 생산량에 비해 4배 정도 높은 다시마 건조무게 기준 242 mg/g에 달하였다. 이는 가수분해물에 용존되어 있는 비환원당과 올리고당류들이 에탄올 발효에서 중요한 역할을 하고 있음을 나타낸다. 가수분해 용액 대비 다시마의 주입비율을 1에서 5%(w/v)로 증가시킴에 따라 에탄올 농도는 2.4에서 9.2 g/L로 증가하는 반면 단위무게당 에탄올 생산량은 242에서 185 mg/g으로 감소하였다. 다시마의 에탄올 생산성은 대략 7,400~9,600 kg/ha/year 정도로 평가되어 다시마가 바이오에탄올 생산을 위한 바이오매스 자원으로 매우 유용함을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제23권6호
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• pp.499-503
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• 2008

화석연료의 사용은 개발 한계성 및 고갈 그리고 지구온난화 등과 같은 심각한 문제를 지니고 있어 이를 극복하기 위해 환경 친화적이고 재생 가능한 바이오에탄올이 대두 대고 있다. 현재, 공정의 최적화와 미생물 개발을 통한 생산 단가를 낮추기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 쌀보리, 현미, 옥수수, 절간의 국내산 원료를 바탕으로 각각의 원료의 최적의 전처리 조건을 탐색하여 원료별 특성을 파악하여 동시당화공정발효를 이용하여 에탄올을 생산하였다. 또한 에탄올 생산성과 수율을 높이기 위하여 당화효소를 UV-mutation을 통해 개발한 SGA와 기존의 당화효소인 GA를 비교하였다. 그 결과 모든 원료에서 SGA가 GA보다 우수한 당화력을 나타내어 에탄올의 생산성과 수율을 향상 시켰다. 특히 가장 큰 차이를 보인 현미의 경우 에탄올 최대 농도가 1.25배 증가하여 18.4 g/L가 향상되었다. 또한 최대 농도의 95%도달시간을 비교해 본 결과 GA는 88시간, SGA는 35.98시간을 기록하였다. 이는 SGA의 당화력이 매우 우수함을 입증해준 결과라 할 수 있다.

• 한국작물학회지
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• 제58권1호
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• pp.71-77
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• 2013

본 연구는 바이오에탄올 생산용 작물 선발을 위해 국내재배 가능한 일년생 작물중에서 바이오매스 생산량이 우수한 수수-수단그래스 교잡종에 대한 바이오에탄올 생산성을 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 총 11 품종의 수수-수단그래스 교잡종 대한 화학적 특성 검증 결과 셀룰로오스 함량은 Green Star 품종이 가장 높았으며 발효율 검정을 위해 Green Star, Revolution, KF429 그리고 SS504 4품종을 선발하였다. 2. 선발된 4품종으로부터 발효 당을 추출하기 위해 시료와 1 M NaOH 용매를 1:14의 비율로 혼합하고 $150^{\circ}C$에서 30분간 전처리하였을 때 시료내 셀룰로오스 함량은 55%이상 이였으며, 발효 저해 작용을 하는 리그닌 및 회분 함량은 65%이상 제거 되었다. 3. 전처리물의 당화율 검정을 위해 celli CTEC II 효소 30 FPU/g-cellulose를 사용하였으며 4품종의 당화율은 평균 86%이었다. 4. 수수-수단그래스 교잡종의 발효율 검정은 동시당화발효(SSF)방법으로 수행하였으며 발효균주로는 Saccharomysis cerevisiae CHY1011를 사용하였고, 결과적으로 Green Star의 발효율이 92.4%로 가장 높았으며 에탄올 생산량은 6,206 L/ha임을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.547-547
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• 2006

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.549-549
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• 2006

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVII)
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• pp.94-94
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• 2005