It is imperative to develop an effective pathway to depolymerize lignin into liquid fuel that can be used as a bioheavy oil. Lignin can be converted into liquid products either by a solvent-free thermal cracking in the absence air, or thermo-chemical degradation in the presence of suitable solvents and chemicals. Here we show that the solvent-assisted liquefaction has produced promising results in the presence of metal-based catalysts. The supercritical ethanol is an efficient liquefaction solvent, which not only provides better solubility to lignin, but also scavenges the intermediate species. The concentrated sulfuric acid hydrolysis lignin (CSAHL) was completely liquefied in the presence of solid catalysts (Ni, Pd and Ru) with no char formation. The effective deoxy-liquefaction nature associated with scEtOH with aid hydrodeoxygenation catalysts, resulted in significant reduction in oxygen-to-carbon (O/C) molar ratio up to 61%. The decrease in oxygen content and increase in carbon and hydrogen contents increased the calorific value bio-oil, with higher heating value (HHV) of $34.6MJ{\cdot}Kg^{-1}$. The overall process is energetically efficient with 129.8% energy recovery (ER) and 70.8% energy efficiency (EE). The GC-TOF/MS analysis of bio-oil shows that the bio-oil mainly consists of monomeric species such as phenols, esters, furans, alcohols, and traces of aliphatic hydrocarbons. The bio-oil produced has better flow properties, low molecular weight, and high aromaticity.
As the biodegradation of wood constituents has been understood as a multi-basidiomycetes and enzymatic processes, this review will focus on the roles of low molecular compounds and radicals working in harmony with fungal enzymes. Wood rotting basidiomycete fungi penetrate wood, and lead to more easily metabolize carbohydrates of the wood complex. The white-rot fungi, having versatile enzymes, are able to attack directly the "lignin barrier". They also use a multi-enzyme system including so-called "feedback" type enzymes allowing for simultaneous degradation of lignin and carbohydrates. The multi-enzymes including laccase support the proposed route by explaining how the high molecular weight enzymes can function in the wood complex. These enzymes may function separately or cooperate each other. In addition, veratryl alcohol oxidase, cellobiose dehydrogenase, arylalcohol dehydrogenase, and particularly low molecular mediators and radicals have an important role in wood biodegradation. However, the possibility of other mechanism as well as other enzymes, as operating as feedback systems in the process of wood degradation, could not be excluded.
The selection of suitable delignification conditions and optimization of process variables is crucial to the successful operation of chemical pulping processes. Soda pulping of Carpolobia lutea was investigated, as an alternative raw material for pulp and paper production. The process was optimized under the influence of three operational variables, namely, temperature, time and concentration of cooking liquor. Equations derived using a second - order polynomial design predicted the pulp yield and lignin dissolution with errors less than 8% and 11% respectively. The maximum variations in the pulp yield using a second order factorial design was caused by changes in both time and alkali concentration. Optimum pulp yield of 43.87% was obtained at low values of the process variables. The selectivity of lignin dissolution was independent of the working conditions, allowing quantitative estimations to be established between the pulp yield and residual lignin content within the range studied.
Effects of exogenous veratryl alcohol addition on the growth of basidiomycete Phanerochaete chrysosporium ME-446 and the induction of lignin peroxidase activity were investigated in this study. The organism was grown in ligninolytic (low-nitrogen) culture conditions in which extracellular enzymes are produced. Analyses showed that a statistically significant decrease of cell growth was associated with the veratryl alcohol addition. The effect of veratryl alcohol addition on LiP activity was nearly instantaneous and this effect diminished with culture aging. The extent of this effect was different depending on the time of addition, which led to a speculation that there might be some other effector species which played a role in regulation of lignin peroxidase activity.
Andrzej Leonowicz;Jolanta Luterek;Maria W.Wasilewska;Anna Matuszewska;M.Hofrichter;D.Ziegenhagen;Jerzy Rogalski;Cho, Nam-Seok
Journal of Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry
/
v.31
no.5
/
pp.1-11
/
1999
Wood components, cellulose and lignin, are degraded simultaneously and the general outline for the complementary character of carbohydrates and lignin decomposition as well as the existence of enzymatic systems combining these processes is still valid. The degradatiion of free cellulose or hemicellulose into monosaccharides has long been known to be relatively simple, but the mechanism of lignin degradatiion wasn ot solved very clearly yet. Anyway the biodegradation of woold constituents is understood at present as an enzymatic process. Kigninolytic activity has been correlated with lignin and manganese peroxidases. At present the attention is paid to laccase. Laccase oxidizes lignin molecule to phenoxy radicals and quinones . This oxidation can lead to the cleavageo f C-C or C-O bonds in the lignin phenyl-propane subunits, resulting either in degradation of both side chains and aromatic rings, or in demethylation processes. The role of laccase lies in the "activation" of some low molecular weight mediators and radicals produced by fungal cultures. Such activated factors produced also in cooperation with other enzymes are probably exported to the wood environment where they work in degradation processes as the ' enzyme messengers." It is worth mentioning that only fungi possessing laccase show demethylating activity. Thus demethylation, the process important for ligninolysis, is probably caused exclusively by laccase. Under natural conditions laccase seems to work with other fungal enzymes , mediators and mediating radicals. It has shown the possibility of direct Bjrkman lignin depolymerization by cooperative activity of laccase and glucose oxidase.
This study was performed to produce the high reactive lignin zero substrates from autohydrolyzed wood resources. In chemical compositions of used raw-materials, there were significant differences between two species, Japanese larch (Larix leptolepis) and oak (Quercus mongolica) woods. Japanese larch contained 25 to 3.5 times higher amounts of extractives than oak wood, which is mainly derived from high content of arabinogalactan in Japanese larch wood. Oak wood has 5% lower lignin content and 3% higher holocellulose and pentosans than larch wood. Concerned to changes in wood components during autohydrolysis pretreatment at 22 kg/cm2 steaming pressure for 5~60 min, glucose content was constant during pretreatment, while hemicellulose and lignin were abruptly changed. Hemicellulose fraction was decreased significantly and lignin contents increased because of its condensation reaction with hemicellulose degradation products. The pH of hydrolyzates during pretreatment was decreased, reached upto pH 3 and since then leveled off. In the case of oak wood, same tendency was observed as in Japanese larch. Autohydrolysis followed by sodium chlorite and sulfite or bisulfite pretreatment was very effective in delignification of the substrates. In particular, two-stage delignification of autohydrolyzed woods with alkali and O2-alkali resulted in very low lignin content substrates, such as 0~0.2% lignin substrate.
This study was performed to find out the types of linkage of carbohydrates in wood cell walls. To study the structure of linkage of carbohydrates in wood cell walls, we have attempted to find out the method holocellulose preparation and optimum condition of enzyme hydrolysis in holocellulose, and fractionate oligosaccharide with products that hydrolized partly by acetolysis and deacetylation in holocellulose. We have achieved four results. These results as follow; 1. At first. we reacted in wood meal $NaClO_2$ 1g per lignin lg for one hour and then the same of quantity $NaClO_2$ for four hours. Through these experiments, we have developed new holocellulose preparation method which had low loss of carbohydrates and high effect of the delignification. 2. The optimum condition of enzyme hydrolysis of holocellulose which had lignin was 0.005M sodium acetate buffer (pH 5.0). We have achieved 7.2% reducing sugar through the procedure that reactioned 0.01g holocellulose putting enzyme 0.03g for 72 hours. It may be supposed that 5.5% of lignin contained in holocellulose prevented enzyme contaction from holocellulose and so this lignin has resulted in the low efficiency of enzyme hydrolysis. 3. We did not fractionated from oligosaccharides which were preparated by the method of acetolysis and deacetylation in holocellulose. The reason is that holocellulose having a lot of lignin prevented prefectly partial hydrolysis from the method of acetolysis and deacetylation. 4. We attempted analysis of six standard substances through HPLC apparatus having sugar pak 1 column which we have changed flow rate and the column temperature variably. These six standard substances were D-glucose, D-mannose, D-xylose, D-galactose and L-rhamnose, L-arabinose, But sugar pak 1 column was not fitted analysis of four substances because D-galactose, D-mannose, D-xylose, L-rhamnose were agreement with elution time. And so, we could not analize four standard substances with sugar pak 1 column.
The Bark lignin(alkali- and acid lignin), bark extractives(hot water-and $Na_2SO_3$ extractives) of Quercus acutissima and Pinus densiflora, and flavonoids were used to detect heavy metal adsorption. The adsorption ratio of heavy metals by lignin was assigned for 40 to 50%, but was not dependent on lignin kinds. However, in case of the addition of light metals such as $Ca^{++}$ and $Mg^{++}$ to lignin the adsorption ratio was increased by 20 to 40%, and $Pb^{++}$ was almost completely adsorbed. On hot water extractives, the adsorption ratio was very low because the substrate was water-soluble, so the substrate should be water-insoluble to adsorb the heavy metals. However, the adsorption ratios of $Cd^{++}$ and $Pb^{++}$ on $Na_2SO_3$ extractives were significantly increased, while those of $Zn^{++}$ and $Cu^{++}$, were similar to lignin. When four kinds of heavy metals were treated to $Na_2SO_3$ extractives together, more than 97% of $Pb^{++}$ and $Cu^{++}$ was adsorbed_ and $Zn^{++}$ was more adsorbed by 40%, and $Cd^{++}$ was not changed, comparing with the case that on kind of heavy metal was treated. There were differences between adsorption ratio of the kinds of flavonoids and heavy metals, and the adsorption ratio of heavy metals was assigned to 20 to 45% per 0.1g flavonoid.
Kraft lignin is a by-product of the pulp and paper industry, obtained as a black liquor after the extraction of cellulose from wood through the Kraft pulping process. Right now, kraft lignin is utilized as a low-grade boiler fuel to provide heat and power but can be converted into high-calorific biofuels or high-value chemicals once the efficient catalytic depolymerization process is developed. In this work, the multi-functional catalyst of Ru-Mg-Al-oxide, which contains hydrogenation metals, acid, and base sites for the effective depolymerization of kraft lignin are prepared, and its lignin depolymerization efficiency is evaluated. In order to understand the role of different active sites in the lignin depolymerization, the three different catalysts of MgO, Mg-Al-oxide, and Ru-Mg-Al-oxide were synthesized, and their lignin depolymerization activity was compared in terms of the yield and the average molecular weight of bio-oil, as well as the yield of phenolic monomers contained in the bio-oil. Among the catalysts tested, the Ru-Mg-Al-oxide catalyst exhibited the highest yield of bio-oil and phenolic monomers due to the synergy between active sites. Furthermore, in order to maximize the extent of lignin depolymerization over the Ru-Mg-Al-oxide, the effects of reaction conditions (i.e., temperature, time, and catalyst loading amount) on the lignin depolymerization were investigated. Overall, the highest bio-oil yield of 72% and the 3.5 times higher yield of phenolic monomers than that without a catalyst were successfully achieved at 350 ℃ and 10% catalyst loading after 4 h reaction time.
Maturation process of alfalfa (Medicago sativa L.) could be prevented by the reduction of lignin content in terms of conventional breeding or transgenic technology. Alfalfa could exhibit higher leaf/stem ratio, with a concern of yield loss. The objective of this study was to compare forage yield and nutritive value of low lignin alfalfa and two reference varieties subjecting to two harvest intervals and three seeding rates. The experimental design was a randomized complete block in a split-split plot arrangement with four replicates, where harvest intervals (28-day and 35-day) were assigned to whole plots, seeding rates were subplots, and varieties were sub-subplots. The weighted mean nutritive value was applied to two production years of 2016 and 2017. Hi-Gest 360 (low lignin alfalfa) provided similar yield potential and increased nutritive value compared to two reference varieties. Over a two-year production period, alfalfa harvested at every 28-day interval provided more economic returns than those at 35-day interval. For the seeding year and first production year, five cuts made by the 28-day interval produced more yield than four cuts by the 35-day interval. Due to limited rainfall in May 2017, a sharp drop of the first cutting overturned the advantage of the five-cut system. Shorter intervals between harvests generally increased crude protein (CP) concentrations. The differences of relative feed value (RFV) between two harvest intervals tended to be great during the first and second cuttings. Overall, harvest interval had a large effect on nutritive value and a more significant effect on alfalfa dry matter yield than variety selection. Seeding rate did not affect alfalfa yield and nutritive value.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.