Dissolving pulp is a low yield(30∼35%) bleached chemical pulp that has a high cellulose content (95% or higher) suitable for use in cellulose derivatives such as rayon, cellulose acetate. This research was studied for dissolving pulp preparation as the raw material of viscose rayon from commertial pulps. (TMP, CP, DIP) In the change of pulp(cellulose) characteristics after sodium hypochlorite and solvolysis treatment. the following results were obtained In the case of sodium hypochlorite pretreatment, we have obtained pulp that high purity cellulose, but degree of polymerization was inclined to decrease less than 170∼240. Comparing sodium hypochlorite pretreatment and solvolysis pretreatment, solvolysis pretreatment is superior to sodium hypochlorite process for making dissolving pulp. We think that the low degree of polymerization of cellulose because of increasing degradation of cellulose during delignification treatment.
The biosorption and desorption of Cd were carried out using brown marine algae, known as the good biosorbent of heavy metals. The content of alginate bound to light metals could be changed by the physical and the chemical pretreatment of Sargassum fluitans biomass. The Cd uptake was independent of the alginate content. In case of protonated biomass, Cd uptake was the lowest because the alginic acid of biomass was dissolved to cadmium solution during the biosorption. The maximum Cd uptake of Sargassum biomass was ranged from 79 mg/g to 139 mg/g. In case of raw biomass, the higher the alginate content of biomass, the higher was the Cd uptake. 100% of Cd and light metals sorbed in the biomass were eluted at 0.1N HCI(pH 1.1). However, the elution efficiency in $CaCl_2$ and $Ca{(NO_3)}_2$solution was varied by the concentration, the solid to liquid ratio and the pH of calcium solution. The distribution coefficient between Cd and protons in the desorption solution at pH ranged from 1.6 to 2.9 was observed on the constant stoichometric coefficient(1.3).
본 연구에서는 바이오 에탄올 생산을 위한 보릿짚의 전처리에 ethanosolv 방법을 적용하여 그 타당성을 조사하였다. 리그닌제거율은 처리 온도와 시간에 따라 증가 하였으며 $180^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 거의 38%정도의 비슷한 제거율을 보였는데 비용절감 등의 부분을 감안할 때 $180^{\circ}C$, 120 min가 적정조건이라는 결론을 얻었다. ethanosolv 전처리 효과를 증대시키기 위하여 2단계의 전처리 방법을 적용하였다. 볶은 후 ethanosolv 한 보릿짚의 경우 리그닌 제거율은 35%정도로 그렇지 않은 경우와 거의 유사하여 볶음이 리그닌제거율에 큰 영향을 미치지 않음을 확인 할 수 있었다. XRD분석을 통하여 전처리 시간과 온도가 증가할수록 결정성은 감소하였다. 볶은 후 ethanosolv 한 것과 ethanosolv 단독 처리한 보릿짚 사이의 결정성은 미소하지만 물리적 변형을 한 단계 더 겪은 볶은 보릿짚이 전체적으로 낮게 나타났다.
미세조류 세포벽은 셀룰로오스가 주요 구성성분으로 리그닌을 포함하지 않아 낮은 온도의 전처리 조건에서도 효과적으로 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 분해가 가능하다. 차세대 바이오매스로 주목 받는 미세조류(Tetraselmis KCTC 12236BP)로부터 $120^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도 조건에서 열수전처리를 이용한 발효당 생산 증대를 위해 공정조건을 최적화하였다. 주요 공정조건인 추출온도, 황산농도와 추출시간에 따른 당화율 변화를 확인하였을 때, 온도와 황산농도가 글루코오스 생산에 큰 영향을 컸으며 당화율이 비례하여 증가하는 경향을 보였다. 경제성을 고려한 열수전처리 최적조건은 $120^{\circ}C$, 2 mol 황산, 40분으로 95.9%의 당화율을 얻을 수 있었다. 탈지미세조류의 황산 열수전처리와 효소당화를 비교했을 때, 황산 열수전처리의 당화율이 2.1배 이상 높고 전처리 시간이 짧아 황산 열수전처리가 효소당화에 비해 효과적인 공정임을 확인하였다.
In this study, we evaluated the methylene blue (MB) adsorption potential of non-treated and UV-C pretreated bacterial biomass from aqueous solution. The UV-C pretreatment denature the biomass and has increased overall functional groups when compared to non-treated biomass. The biosorbent was exposed to various pH, biomass dose, and contact time. The results showed that the dried and UV-C pretreated biomass effectively removed MB within 30 min. Dried and UV-C pretreated biomass of Bacillus pseudomycoides JH 2-2 showed a adsorption of 858.2 and 1072.4 mg/g at optimum conditions (pH: 9.0, contact time: 30 min, biomass dose: 1 g/L). Similarly, dried and UV-C pretreated biomass of Citrobacter freundii JH 11-2 showed an adsorption 868.3 and 954 mg/g at optimum conditions (pH: 9.0, contact time: 10 min, biomass dose: 1.5 g/L). The changes in the functional groups of UV-C pretreated biomass could be responsible for enhanced adsorption of MB. The results obtained have shown that non-treated and UV-C pretreated biomass has a high adsorption capacity for MB dye and can be used as a low-cost biosorbent in wastewater treatments.
해조류는 성장이 빠르고, 낮은 경작지 사용, 높은 이산화탄소 흡수 및 식량자원과 경쟁하지 않는 장점이 있다. 따라서 리그닌이 없는 해조류 사용은 바이오에탄올 생산을 위한 3세대 바이오매스로 주목받고 있다. 산 촉매 열가수분해 전처리법은 해조류로부터 높은 단당을 획득할 수 있는 경제적인 방법 중 하나이다. 고온 전처리 조건들에서 3,6-anhydrogalactoe는 저해물질인 HMF로 전환되는데, 이 저해물질은 세포 성장과 에탄올 생산을 저해한다. 따라서 바이오에탄올을 생산하기 위해 해조류의 탄수화물을 분해할 때는 높은 단당 수율과 낮은 저해물질 생성을 하는 효과적인 전처리 방법이 필요하다. 혼합 당을 이용한 에탄올 발효의 효율을 향상시키기 위해, 고농도 당에 순치한 효모는 혼합 당의 사용을 통해 해조류를 이용한 바이오 에탄올의 생산을 가능하게 한다.
본 연구는 혐기성 소화조에서 바이오 가스 생산을 위한 바이오매스 자원으로서 Chlorella vulagaris와 Dunaliella salina의 이용능력을 확인하였다. 세포벽의 구조에 따라 전처리 후 용해성 물질의 수율이 영향을 받았는데, 이는 D. salina가 바이오 가스 생산 측면에서 C. vulgaris보다 좋은 후보라는 것을 보여준다. 혐기성 소화조에서 얻은 접종원으로부터 전처리하거나 전처리하지 않은 D. salina를 기질로서 메탄가스를 생산하는데 이용하였을 때 메탄 수율 측면에서 큰 차이가 없었다. 그러므로 D. salina는 높은 바이오매스 생산성, 단순한 전처리 필요성, 쉬운 바이오 가스전환 때문에 바이오 가스 생산을 위한 적합한 해조류 바이오매스이다.
불안정한 원유 가격과 지속적인 환경 문제를 야기하고 있는 석유 자원의 대체를 위한 바이오매스 활용 기술 개발과 상업화가 활발히 진행되고 있다. 목질계 바이오매스 전처리와 펄프 제조 과정에서 다량으로 발생하는 리그닌은 바이오에탄올 제조량의 증가와 더불어 발생량 또한 급속히 증가할 것으로 예상되고 있다. 리그닌은 방향족 고분자로 hydroxyl기와 같은 화학 작용기를 갖고 있어 화학 소재 원료로서의 활용이 가능한 저가 부산물이다. 리그닌의 방향족구조와 작용기를 oxypropylation, epxoidation 등을 이용하여 화학적으로 변환시켜 반응성을 향상시키거나, 새로운 화학작용기를 도입함으로써 바이오폴리우레탄, 바이오폴리에스터, 페놀 수지, 에폭시 수지 등 바이오플라스틱 제조에 활용이 가능하다. 본 총설은 리그닌을 활용하여 제조 가능한 바이오플라스틱, 수지, 탄소섬유 등에 대해 소개하고, 관련 최신 연구 동향 및 리그닌 응용 기술에 관한 전망을 소개하였다.
Steam explosion process is an efficient pretreatment method for sparating and utilizing wood main components has attracted attention in utilization of ligno-cellulosic biomass. In order to obtain the effective pretreatment condition. this study was made explosion apparatus. examined the composition. extraction of exploded wood. Wood chips of pine(Pinus densiflora oak (Quercus serrata) and birch wood (Belula platyphylla var. japonica) were treated with a high pressure steam(20-30 kg/$cm^2$, 2-6 minutes). The results can be summarized as follow; In analysis of exploded wood(EXW). It was found arabinose residues rapidly decreased with increasing of steaming time and pressure. Extractives of EXW with sodium hydroxide increased with increasing of steaming-time and- pressure especially extractives 1% sodium hydroxide has higher than other extracted method extractives of hard wood(oak, birch) has higher than pine wood. In EXW extracted with sodium hydroxide and methanol lignin was partially delignified alkali extraction was more delignified than methanol extraction hardwood than pine wood.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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