• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.77-80
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• 2011

본 연구에서는 볏짚, 톱밥, 밤껍질, 땅콩껍질 등 목질계 바이오매스를 이용하여 전처리과정으로 산처리과정을 진행한 후 리그닌 함량변화를 측정하고, 이에 따른 셀룰로오스 에탄올로의 전환특성을 해석하였다. 목질계 바이오매스의 리그닌 함량을 측정한 결과 밤껍질 < 볏짚 < 톱밥 < 땅콩껍질 순으로 리그닌 함량이 높게 측정되었으며, 셀룰로오스 에탄올로의 전환특성은 땅콩껍질 < 톱밥 < 볏짚 < 밤껍질 순으로 우수한 것으로 나타나 산처리과정으로 리그닌의 제거가 필요한 것으로 나타났다. 또한 산처리과정에서 황산의 농도가 증가함에 따라 리그닌 함량이 감소하여 셀룰로오스 에탄올의 수율은 증가하였으며, 최적 황산의 농도는 20 wt%로 선정하였다.

• 공업화학
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• 제26권4호
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• pp.511-514
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• 2015

차세대 바이오에탄올로 주목받고 있는 목질계 바이오매스를 이용한 셀룰로오스 에탄올 생산과정은 셀룰로오스를 단당류로 분해하는 전처리과정이 가장 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 산가수분해와 효소당화과정을 이용하여 볏짚, 톱밥, 복사지, 신문지 등과 같은 목질계 바이오매스로부터 셀룰로오스에탄올을 제조하였다. 전처리과정으로 10~30 wt% 황산을 이용한 산가수분해($100^{\circ}C$, 1 h), celluclast ($55^{\circ}C$, pH = 5.0), AMG ($60^{\circ}C$, pH = 4.5), spirizyme ($60^{\circ}C$, pH = 4.2)을 이용한 효소당화과정(30 min), 산가수분해 후 효소당화과정을 비교하였다. 전처리과정의 수율은 hybrid 과정 > 산가수분해 > 효소당화 순으로 셀룰로오스 에탄올로의 전환이 잘 이루어지는 것으로 나타났으며, 최적 발효시간은 2일이었다. 또한 20 wt% 황산을 이용한 산가수분해 후 celluclast를 이용하여 효소당화를 수행할 경우 톱밥 > 볏짚 > 복사지 > 신문지 순으로 셀룰로오스 에탄올 전환특성이 높게 나타났다.

• Mycobiology
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• 제44권1호
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• pp.48-53
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• 2016

Lenzites betulinus, known as gilled polypore belongs to Basidiomycota was isolated from fruiting body on broadleaf dead trees. It was found that the mycelia of white rot fungus Lenzites betulinus IUM 5468 produced ethanol from various sugars, including glucose, mannose, galactose, and cellobiose with a yield of 0.38, 0.26, 0.07, and 0.26 g of ethanol per gram of sugar consumed, respectively. This fungus relatively exhibited a good ethanol production from xylose at 0.26 g of ethanol per gram of sugar consumed. However, the ethanol conversion rate of arabinose was relatively low (at 0.07 g of ethanol per gram sugar). L. betulinus was capable of producing ethanol directly from rice straw and corn stalks at 0.22 g and 0.16 g of ethanol per gram of substrates, respectively, when this fungus was cultured in a basal medium containing 20 g/L rice straw or corn stalks. These results indicate that L. betulinus can produce ethanol efficiently from glucose, mannose, and cellobiose and produce ethanol very poorly from galactose and arabinose. Therefore, it is suggested that this fungus can ferment ethanol from various sugars and hydrolyze cellulosic materials to sugars and convert them to ethanol simultaneously.

• 한국버섯학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-6
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• 2022

A novel brown rot fungus Phaeolus schweinitzii IUM 5048 was firstly used for ethanol production. It was found that this fungus produced ethanol with various sugars, such as glucose, mannose, galactose and cellobiose at 0.28, 0.22, 0.06, and 0.22 g of ethanol per g of sugar consumed, respectively. This fungus showed relatively good ethanol production from xylose at 0.23 g of ethanol per g of sugar consumed. However, the ethanol conversion rate of arabinose was relatively low (at 0.08 g of ethanol per g sugar). P. schweinitzii was capable of producing ethanol directly from rice straw and corn stalks at 0.11 g and 0.13 g of ethanol per g of substrates, respectively, when the fungus was cultured in a basal medium supplemented with 20 g/L rice straw or corn stalks. These results suggest that P. schweinitzii can hydrolyze cellulose or hemicellulose to fermentable sugars and convert them to ethanol simultaneously under oxygen limited condition.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권1호
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• pp.1-5
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• 2008

Negative environmental consequences of fossil fuels and the concerns about their soaring prices have spurred the search for alternative energy sources. While other alternative energies-like solar, wind, geothermal, hydroelectric, and tidal-offer viable options for electricity generation, around 40% of total energy consumption requires liquid fuels like gasoline or diesel fuel. This is where bio-energy/biofuels is especially attractive, where they can serve as a practical alternative to oil. The production of liquid biofuels for transportation will depend upon a stable supply of large amount of inexpensive cellulosic biomass obtained on a sustainable basis. This paper reviewed development status of transportation bio-energy for vehicles, technical barriers to the production of cellulosic ethanol, and the global future of bio-diesel and ethanol production.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제19권4호
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• pp.319-324
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• 1991

섬유성 가수분해물로부터 효율적으로 ethanol을 생산하는 세 가지 균주를 밀기울 당화액에서의 집적배양에 의해 토양에서 분리하였다. 효모인 KM-09와 KM-402 및 세균인 HG-225의 생리학적 및 생화학적 특성은 각각 Candida sp. 및 Klebsiella sp.과 거의 유사하였다. KM-09와 HG-225 균주는 발효당으로 xylose와 cellobiose를 이용하였고 HG-225는 발효시 넓은 당 이용성을 가졌다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권2호
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• pp.111-118
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• 2007

가속도가 붙은 지구온난화 문제와 수 십년 이내로 예상되는 화석연료의 고갈은 지속가능하면서도 환경친화적인 새로운 형태의 에너지 출현을 필요로 하고 있다. 이러한 추세에 맞추어 태양광, 조력, 지열, 풍력, 수소 에너지와 더불어 바이오에너지가 대체에너지로서 주목받고 있다. 바이오에너지는 태양에너지를 유기물로 변환하는 식물을 재료로 하여 바이오 에탄올이나 바이오디젤 등을 생산하여 사용하는 것으로 대체 에너지가 갖춰야 할 조건을 두루 갖춘 최적의 신재생에너지로 고려되고 있다. 하지만 바이오에너지가 진정한 의미에서의 환경친화적이면서 지속가능성을 갖추기 위해서는 아직 기술적으로 해결해야할 문제점들이 많다. 최근 미국에서 바이오에탄올 생산을 위한 옥수수 소비량이 늘어 곡물 및 사료 가격의 급등 현상으로 이어지고 있다. 또한 이러한 현상은 개발도상국 식량자원의 선진국 유입 등으로 빈곤의 심화 등이 새로운 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 곡물이 아닌 비식용 부위를 이용한 에탄올 생산이 대안으로 여겨지고 있는 바 셀룰로스 에탄올은 이러한 문제점을 극복할 수 있는 대체에너지로서 자리매김하고 있다. 셀룰로스 바이오에탄올은 사람 등의 동물이 소화하지 못하는 바이오매스의 대부분을 차지하는 식물 세포벽을 곰팡이 등에서 분리한 효소로 분해한 후 여기서 생성되는 당을 발효과정을 통해 생산되는 에탄올로서 전술한 바와 같은 문제점을 해결할 수 있는 유망한 대안 에너지로 고려되고 있다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2011년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.81-91
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• 2011

Current fuel ethanol research and development deals with process engineering trends for improving biotechnological production of ethanol. Recently, a large amount of studies regarding the utilization of lignocellulosic biomass as a good feedstock for producing fuel ethanol is being carried out worldwide. The plant biomass is mainly composed of cellulose, hemicellulose and lignin. The main challenge in the conversion of biomass into ethanol is the complex, rigid and harsh structures which require efficient process and cost effective to break down. The isolation of microorganisms is one of the means for obtaining enzymes with properties suitable for industrial applications. For these reasons, crude cultures containing cellulosic biomass degrading microorganisms were isolated from rice field soil, cow farm soil and rotten rice straw from cow farm. Carboxymethyl cellulose (CMC), xylan and Avicel (microcrystalline cellulose) degradation zone of clearance on agar platefrom rice field soil resulted approximately at 25 mm, 24 mm and 22 mm respectively. As for cow farm soil, CMC, xylan and Avicel degradation clearancezone on agar plate resulted around at 24mm, 23mm and 21 mm respectively. Rotten rice straw from cow farm also resulted for CMC, xylan and Avicel degradation zone almost at 24 mm, 23 mm and 22 mm respectively. The objective of this study is to isolatebiomass degrading microbial strains having good efficiency in cellulose hydrolysis and observed the effects of different substrates (CMC, xylan and Avicel) on the production of cellulase enzymes (endo-glucanase, exo-glucanase, cellobiase, xylanase and avicelase) for producing low cost biofuel from cellulosic materials.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.349-352
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• 2010

이산화탄소 저감을 위한 바이오에너지의 개발이 활발히 진행되고 있는 가운데 본 연구에서는 산당화과정을 이용하여 볏짚으로부터 셀룰로스 에탄올의 제조공정을 해석하고자 하였다. 전처리 과정으로는 초음파에너지를 이용한 수화과정과 10~30 wt%의 황산을 이용한 산당화과정을 진행하였으며, 발효과정에서는 10~50 wt%의 효모를 이용하여 3~6 일간 발효시켜 셀룰로스 에탄올 수율을 결정하였다. 최적 전처리조건으로는 375W의 초음파세기로 30 min 간 수화시킨 후 20 wt%의 황산을 이용하여 산당화과정을 2 h 동안 진행하는 것을 추천할 수 있으며, 30 wt%의 효모를 이용하여 3일간 발효하는 것이 가장 높은 셀룰로스 에탄올 수율을 얻을 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권1호
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• pp.51-56
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• 2017

목질계 바이오 매스 전처리에 사용되는 ionic liquid는 전처리 후 100% 회수되지 않아 잔존하는 ionic liquid의 독성이 직접적으로 미생물 균주의 생육에 나쁜 영향을 미쳐 에탄올 발효의 수율 및 생산성을 저해하는 문제를 가지고 있다. 본 연구에서는 ionic liquid에 저해를 받지 않으며 높은 ethanol 생산 효율을 가진 균주를 얻고자 유도적 돌연변이 유발 실험을 진행하였다. 선별된 돌연변이 균주 D452-B2와 D452-S3는 3% [EMIM][Ac]가 포함된 배지에서 glucose 소비속도는 $4.5g{\cdot}l^{-1}{\cdot}h^{-1}$와 $4.4g{\cdot}l^{-1}{\cdot}h^{-1}$로 모균주인 S. cerevisiae D452-2 균주에 비해 6배 가량 증가하였으며, ethanol 생산성은 각각 $1.99g{\cdot}l^{-1}{\cdot}h^{-1}$와 $2.0g{\cdot}l^{-1}{\cdot}h^{-1}$로 27배 가량 증가하였다.