• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.179.1-179.1
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• 2011

Pretreatment of cellulosic biomass is necessary before enzymatic saccharification and fermentation. The objective of this study was to evaluate the effect of combined aqueous ammonia-dilute sulfuric acid treatment on cellulosic biomass. Miscanthus was pretreated using aqueous ammonia and dilute sulfuric acid solution under high temperature and pressure conditions to be converted into bioethanol. Aqueous ammonia treatment was performed with 15 %(w/w) ammonia solution at $150^{\circ}C$ of reaction temperature and 20 minutes of reaction time. And then, dilute sulfuric acid treatment was performed with 1.0 %(w/w) sulfuric acid solution at $150^{\circ}C$ of reaction temperature and 10 minutes of reaction time. The compositional variations of this combined aqueous ammonia-dilute sulfuric acid treatment resulted in 68.0 % of cellulose recovery and 95.7 % of hemicellulose, 81.3 % of lignin, 89.1 % of ash removal respectively. The enzymatic digestibility of 90.5 % was recorded in the combined pretreated Miscanthus sample and it was 14.7 times higher than the untreated sample. The ethanol yield in the Simultaneous Saccharification and Fermentation was 90.4 % of maximum theoretical yield based on cellulose content of the combined pretreated sample and it was about 98 % compared to the ${\alpha}$-cellulose ethanol yield.

• KSBB Journal
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• 제13권3호
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• pp.312-319
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• 1998

The dilute-acid pretreatment/hydrolysis of hemicellulose in oak wood using a percolation reactor was investigated. The experimental conditions ranged 160∼180$^{\circ}C$ and 0.05∼0.2 wt.% sulfuric acid. XMG(xylan+mannan+galactan) recovery was higher when sulfuric acid was used as leaching solvent than water. Also it was important for high XMG recovery to keep leaching temperature higher after reaction. XMG recovery was decreased as the size of wood chips was increased. At an optimum condition (reaction condition= 170$^{\circ}C$, 0.1% sulfuric acid, 1ml/min, 10min, leaching condition=0.1% sulfuric acid, 2mL/min, 20 min), the product yield and the sugar concentration were about 92% and 2.7%, respectively.

• 유기물자원화
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• 제19권3호
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• pp.79-89
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• 2011

강원도에서 확보한 폐옥수수대는 글루칸 44.6 %, 자일란 23.8 %, 리그닌 23.8 %, 회분 4.5 %, 기타 8.1 %로 이루어져 있다. 묽은 황산을 이용한 전처리 공정을 통계적 방법인 완전요인배치으로 분석한 결과 온도가 가장 중요한 변수로 나타났으며 자일로스 수율 기준으로 처리 시간과 농도에 비해 각각 3.5배와 3.2배 큰 영향력을 보여주었다. 포도당 수율에 대해서도 온도의 영향력이 가장 큰 것으로 나타났지만 포도당 수율은 전체적으로 5 % 이내의 낮은 값을 나타내었다. 마이크로웨이브와 초음파 각각을 이용한 전처리 공정은 그 효과가 크지 않거나 미미하였으나 묽은 황산처리와 복합적으로 적용했을 때는 그 효과는 상당히 큰 것으로 나타났다. 특히 마이크로웨이브와 묽은 황산처리를 순차적으로 적용했을 때 자일로스 수율은 2배 넘게 향상되었다. 향후에는, 다양한 복합 전처리 공정에 대한 심도있는 연구와 더불어 전처리와 효소당화 공정의 최적화에 대한 연구를 수행할 계획이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.244.2-244.2
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• 2010

Biological conversion of biomass into fuels and chemicals requires hydrolysis of the polysaccharide into monomeric sugars. In this study, dilute sulfuric acid used as a catalyst for the pretreatment of rapeseed straw. Hydrolysis can be performed enzymatically, and with dilute or concentrate mineral acids. Dilute-acid hydrolysis of rapeseed straw was optimized through the utilization of combined severity. Evaluation criteria for optimization of the pretreatment conditions were based on high xylose recovery and low inhibitor contents in the hydrolyzates. In addition, this paper reports the compositional analysis of hydrolyzate liquors and solid residues, xylose and glucose mass balance closures, and digestibility results of the acid pretreated rapeseed straw.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권6호
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• pp.838-850
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• 2015

본 연구에서는 국산 소경 신갈나무를 이용하여 약산 전처리를 실시하고, 당으로부터 변환된 푸르푸랄 및 레불린산의 함량 변화를 평가하였다. 약산 전처리는 반응온도($140-180^{\circ}C$), 반응시간(10-30분), 황산 촉매 농도(0-2%, w/w)에 따라 수행하였고, 전처리 후 액상 내 글루코오스, XMG (자일로오스 + 만노오스 + 갈락토오스), 푸르푸랄, 레불린산의 함량을 측정/분석하였다. 글루코오스는 반응온도의 상승, 반응시간과 황산 촉매 농도의 증가에 의해 그 함량이 높아져 최대 16.02%까지 나타났으나, 황산 촉매 농도 2% (반응온도 $170^{\circ}C$ 이상, 반응시간 20분 이상)에서 함량이 감소하였다. 한편, XMG 함량은 반응온도의 영향을 크게 받았고, 반응온도와 황산 촉매 농도의 증가에 따라 1.63%까지 감소하 였으며, 반응시간의 증가에 의한 함량변화는 적었다. 푸르푸랄 함량은 반응온도, 반응시간, 황산 촉매 농도 증가에 따라 높아져 초기시료 중량 대비 최대 7.61% (반응온도 $180^{\circ}C$, 반응시간 20분, 1% 황산 촉매 농도)로 나타났으나, 전처리 조건이 최대 푸르푸랄 함량 조건보다 가혹해지면서 감소하는 경향이 발생하였다. 레불린산 함량은 반응온도, 반응시간, 황산 촉매 농도가 증가함에 따라 높아졌고, 특히 반응온도 $170^{\circ}C$ 이상에서 급격한 함량 증가를 확인하였으며, 최대 10.98% (반응온도 $180^{\circ}C$, 반응시간 30분, 2% 황산 촉매 농도)로 나타났다. 반면 황산 촉매를 투입하지 않았을 경우 모든 반응온도, 반응시간 조건에서 푸르푸랄 및 레불린산 함량은 1% 미만으로 나타났다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.660-660
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• 2003

• 펄프종이기술
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• 제31권4호
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• pp.23-29
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• 1999

The effect of dilute sulfuric acid treatment was examined to improve recyclability of coated brokes. Turbidity , electric conductivity , and cationic demand of the white water from coated broke prepared from an alkaline base paper was determined. Sulfuric acid treatment was found to be effective in dissolving undisintegrated substances such as binders, pigments, and fibers. The properties of papers prepared by adding the broke to pulp stock up to 30% dry weight were examined . With the increase of broke addition, retention, sizing degree and smoothness were improved ; on the other hand, formation uniformness, air permeability and internal bonding strength were decreased. The extent of improvement by broke addition was greater for the surfuric acid-treated broke than the control broke. It was concluded that the use of coated broke should be limited within 10-15% weight of the product for either type of broke.

• 한국표면공학회지
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• 제53권3호
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• pp.87-94
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• 2020

Herein, sulfonated carbon nanotubes (CNT) have been prepared in dilute sulfuric acid (H₂SO₄) via a novel sulfonation approach based on gas-liquid interfacial plasma (GLIP) at room temperature. The sulfonic acid groups and total acid groups densities of CNT after GLIP treatment in 2 M H₂SO₄ for 45 min can reach to 0.53 mmol/g and 3.64 mmol/g, which is higher than that of sulfonated CNT prepared under 0.5 M / 1 M H₂SO₄. The plasma sulfonated CNT has been applied as catalysts for the conversion of microcrystalline cellulose to glucose. The effect of hydrolysis temperature and hydrolysis time on the conversion rate and product distribution have been discussed. It demonstrates that the total conversion rate of cellulose increasing with hydrolysis temperature and hydrolysis time. Furthermore, the GLIP sulfonated CNT prepared in 2 M H₂SO₄ for 45 min has shown high catalytic stability of 85.73 % after three cycle use.

• KSBB Journal
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• 제24권4호
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• pp.361-366
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• 2009

본 연구에서는 반응표면분석법 (RSM)을 따른 고추 대의 묽은 황산을 이용한 자일로즈 분별 공정을 통해 고추대 시료로부터 최적의 자일로즈 수율을 얻을 수 있는 반응조건을 예측할 수 있었다. 실제 실험 결과 최적 반응은 온도 $147^{\circ}C$, 산 농도 2.8% $H_2SO_4$, 반응시간 21 min. 임을 알 수 있었고 최적 조건에서의 실험결과는 예측 값 78% 보다 약 7% 낮은 71% 자일로즈 수율을 얻을 수 있었다. SEM과 XRD분석을 통해 전처리 전후의 시료의 이미지 분석을 하여 산 전처리 공정을 통해 섬유소 기질 외 다른 성분인 반 섬유소가 분해 되어 추출액상으로 자일로즈로 용해 되었음을 가시적으로 확인 할 수 있었고 전처리 된 고추대의 결정화 도가 전처리 전보다 증가했음을 확인 할 수 있었다. 이로써 비결정성 물질인 반섬유소와 기타 성분들이 묽은 황산을 이용한 자일로즈 분별공정에 의해 분리되었음을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권2호
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• pp.177-183
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• 2014

본 연구에서는 거대해조류 중 갈조류에 속하는 모자반으로부터 환원당 및 platform chemicals로 알려진 levulinic acid의 생산을 위하여 묽은 산 촉매를 이용한 수열가수분해법을 수행하였다. 반응조건의 최적화를 위하여 반응표면분석법을 적용하였다. 모자반으로부터 환원당과 levulinic acid의 생성에 미치는 반응인자들의 영향 및 상호작용을 알아본 결과, 실험조건 내에서 반응온도, 촉매농도, 반응시간이 낮거나 짧을수록 많은 양의 환원당이 생성되었다. 반면에 높은 반응온도와 촉매농도에서 levulinic acid 농도가 증가하였고, 일정 반응시간 이후에는 크게 영향을 미치지 못하였다. 환원당 생성에 있어서 최적의 반응조건은 반응온도 $160.1^{\circ}C$, 촉매농도 1.0%, 그리고 반응시간 20.2분의 조건에서 15.28 g/l가 생성되었다. 또한 $189.5^{\circ}C$, 2.93%, 48.8분의 조건에서 2.65 g/l의 levulinic acid를 얻었다. 이러한 결과는 해양자원 중 거대 해조류로부터 당과 platform chemicals을 확보할 수 있는 가능성을 제시함으로써 화석자원의 대체에 활용할 기본정보를 제공하고자 하였다.