• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.106.1-106.1
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• 2010

본 연구는 팜 부산물로부터 바이오 에탄올을 생산하는 전처리-당화-발효 공정의 첫 번째 단계인 전처리 공정에서 팜 부산물을 NaOH를 이용하여 효율적으로 전처리하고자 하였다. 암모니아 침지법과 NaOH 침출법을 비교한 결과 팜 부산물에 대해서는 암모니아 침지에 의한 탈리그닌 효과가 적으며 NaOH 전처리가 적합한 방법임을 알 수 있었다. 40-100 mesh 크기의 팜 부산물을 이용하여 반응온도(110, 130, $150^{\circ}C$), 반응시간(20, 40, 60분) 및 NaOH 농도(5%, 11%)의 변화에 따른 팜 부산물의 탈리그닌율과 글루코스 및 자일로스 회수율 간의 상호관계를 확인하였다. $150^{\circ}C$까지의 온도 조건에서 온도에 의한 자일로스의 분해는 일어나지 않는 것으로 확인되었다. 팜 부산물의 탈리그닌율은 시간이 증가할수록 증가하였으며, 높은 NaOH 농도에서 더 높은 것으로 나타났다. 그러나 글루코스 및 자일로스의 회수율은 높은 농도에서 낮게 나타났으며, 시간이 지날수록 감소하여 손실이 많은 것으로 나타났다. 따라서 NaOH 농도가 낮을수록 당 회수율은 높게 나타나지만, 탈리그닌율이 낮아 당화 효율이 떨어지므로 효소 당화 후에 최종 당 회수율이 높은 NaOH 농도 조건을 결정하여야 하겠다.

• 한국의류학회지
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• 제26권12호
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• pp.1749-1755
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• 2002

본연구의 목적은DP가공에 의한 가교화를 통해 텐셀의 피브릴화를 조절할 때 DP가공 방법 및 NaOH전처리 효과를 물성, 표면형태, 역학적 성질 및 태의 변화의 관점에서 고찰하는데 있다. SEM 분석결과DP가공에 의해 피브릴 발생 정도는 감소하였다. DP가공 방법에 있어 서 WF법과 PDC법에 따른 물성의 차이는 나타나지 않았다. 역학적특성의 경우 DP가공은 DP가공 방법에 상관없이 효소처리한 직물의 인장선형성에는 큰 영 향을 주지 않았으나 인장에 너지, 굽힘 강성, 압축선형성, 압축 레질리언스, 기하학적 거칠기는 감소시켰고 인장 레질리언스, 굽힘이력, 압축에너지는 증가시켰다. 전단특성은 WF법에서는 증가한 반면, PDC법에서는 감소하여 DP가공 방법에 따른 차이를 나타내었다. WF법이 PDC법보다 더 높은 Koshi, Numeri, Fukurami 값을 보였으며, 종합태 값은 비슷하게 나타났다. NaOH 전처 리에 의해 수지부착량은 감소하였으나 감량률은 증가하였으며, DP성/물성은 더 낮게 나타났다. NaOH 전처리에 의해 인장선형성, 인장에너지, 압축 레질리언스, 전단 및 굽힘특성은 증가하였으나 인장레질리언스와 압축선형성, 압축에너지, 표면특성은 감소하였다. NaOH 전처리한 경우 Koshi는 증가하였고, Numrei와 Fukuramil는 감소하였으며, 종합태 값은 가장 낮았다. 처리한 시료들은 각각 다른 감성과 촉감을 나타냈다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2006년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.304-306
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• 2006

본 연구에서는 하수슬러지의 감량화 방안으로 초음파-알칼리 전처리를 통한 하수슬러지의 가용화 특성과 전처리된 하수슬러지의 비메탄활성도(SMA) 실험을 통한 메탄가스 발생 특성을 살펴본 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 하수슬러지의 전처리에서 초음파와 알칼리의 단독 전처리보다는 초음파-알칼리 전처리의 경우, 또한 단일주파수 초음파보다는 이중주파수 초음파의 경우 SCOD 가용화율과 처리시간에 있어 더 효과적임을 알 수 있었다. 알칼리(40meq/L NaOH), 초음파(15, 20, 15+20kHz), 알칼리와 초음파 전처리시(15, 20, 15+20kHz with 40meq/L NaOH)시 반응시간 45분에서 하수슬러지의 세포파괴도가 가장 높게 나타난 것은 알칼리(40meq/L NaOH)와 이중주파수 초음파 15+20kHz 전처리로 조사되었으며, 이때 세포파괴도는 98.7%로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.431-435
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• 2016

본 논문에서는 감마선 조사가 NaOH 전처리를 이용한 우드칩의 당화에 미치는 영향을 살펴보았다. 당화량은 전처리된 우드칩에 효소를 이용하여 가수분해한 후 생성된 환원당과 포도당 양을 측정하여 확인하였다. 10 g/L NaOH 처리한 우드칩을 각각 50, 100, 200 kGy 세기의 감마선을 조사하여 당화량을 측정하였다. 우드칩의 가수분해 수율을 비교했을 때, 200 kGy 감마선 조사한 우드칩에서 가장 높은 환원당 함량 12.2 g/L이 얻어졌다. 또한 전처리 과정에서의 감마선 조사 단계의 영향을 평가하기 위하여 우드칩을 먼저 50, 100, 200 kGy 감마선 조사한 후, 10 g/L NaOH 로 전처리하였다. 200 kGy 감마선 조사 후 NaOH 전처리를 수행했을 때 환원당 함량은 13.4 g/L로 전처리 이후의 감마선 조사구보다 증가하였고, 7.9 g/L 포도당을 얻을 수 있었다. 이러한 결과로부터 감마선 조사가 셀루로오즈 바이오매스 전처리에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권2호
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• pp.265-272
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• 2023

목질계 바이오매스는 조성분간의 결합이 치밀하고 높은 함량의 리그닌을 포함하여 전처리 공정이 필수적이다. 전처리 용매 중 테트라하이드로퓨란(THF)은 유기용매로 재사용이 가능하다는 장점이 있다. THF는 가격이 저렴하고 다양한 반응 조건에서 선택적으로 리그닌을 제거하고 물 혹은 이온성 액체와 공용매로 사용된다. 수산화 나트륨(Sodium hydroxide)은 바이오매스 내 ether결합을 파괴하여 리그닌을 우선적으로 용해시키며 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스의 표면적을 확장시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 NaOH/THF 공용매 전처리 공정을 적용하여 효과적 리그닌을 제거를 위한 전처리 특성을 파악하고 후속 공정인 산촉매 전환 공정을 통해 최적의 레불린산 전환 수율을 얻었다. 전처리 공정은 NaOH/THF 공용매 비율을 16가지 부피 비율로 수행되었으며 반응조건은 180℃에서 60분으로 고정하였다. 최적의 공용매 조건은 NaOH(5 wt%)/THF 공용매 90:10(v/v%)이였으며 76.8% 글루칸을 수득과 함께 90.1%의 리그닌을 제거하였다. 전처리 후속 공정인 산촉매 전환 공정은 반응시간 30~90분, 반응온도 160~200 ℃로 수행하였을 때, 산촉매 전환 공정의 최적 조건은 180 ℃에서 반응시간 60분이었며, 이 때의 레불린산 전환수율은 84.7%이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.18-24
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• 2012

최근의 식량자원과 충돌의 우려가 있는 전분질계 에탄올 생산에 문제점이 대두되고 있고, 기존의 화석에너지를 대신할 새로운 재생가능 에너지개발에 대한 요구가 지속적으로 증가하면서 새로운 에너지 자원으로서 셀룰로오즈 계열 바이오매스가 지속적인 주목을 받고 있다. 하지만 지난 수십 년 간의 연구에도 불구하고 셀룰로오직 에탄올이 가격 경쟁력을 가지지 못하는 이유는 셀룰로오스 계열 바이오매스의 구성성분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌의 분리과정이 어렵고, 전처리 과정 중 생산되는 부산물질에 의한 당화 및 발효율이 낮다는 점과, 당화를 위해 다량의 효소가 필요하고 가격이 비싸다는 점이다. 바이오 에탄올 생산을 위한 전처리 공정 기술을 상용화 단계까지 효율적이고, 경제적으로 구축하기 위해서는 경제성이 확보되고 원천 기술 적용이 가능한 바이오매스의 선정과 더불어 기존 기술들의 문제점을 파악, 극복하면서 전체 생산 수율을 높이는 동시에 에너지 저감형태의 새로운 전처리 공정 기술 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제 점을 해결하기 위해 이전부터 많은 연구가 이루어진 농업 부산물 계열의 볏짚과 그 특성이 비슷할 것으로 보이는 보릿짚을 바이오매스로 선택하여 보편적으로 이용되고 있는 염기 전처리를 적용하여 그 특성에 대하여 파악해 보고자 하였다. 보릿짚은 볏짚과 비교하였을 때 셀룰로오스와 리그닌의 함량이 각각 41.60%와 17.56%로 그 함량이 비슷하게 나타났고 가축 사료로 사용되고 있는 볏짚에 비해 수급단가 또한 상대적으로 낮아 매우 경제적인 바이오매스로 보여진다. 보릿짚을 이용한 암모니아 침지 반응을 통한 볏짚과의 비교에서는 암모니아 농도; 15%, 반응온도; $60^{\circ}C$ 반응시간; 24hr의 조건에서 전처리 후 리그닌 제거율 29.09%, 가수분해도 64.78%(16.01 g/L), 에탄올 수율 56.50%(8.65 g/L)로 나타나 볏짚에 비해 그 효과가 낮은 것으로 나타났지만 암모니아에 의한 전처리에 상당한 효과가 있는 것으로 보여진다. NaOH 침지 반응은 NaOH 농도; 2%, 반응온도; $85^{\circ}C$, 반응시간; 1hr 동안 반응하여 볏짚과 암모니아 침지 반응에 대한 비교를 통해 그 특성을 파악하였다. NaOH 침지 반응 후 보릿짚의 상대적인 리그닌 제거율; 24.15%, 가수분해도; 58.40%(15.39 g/L), 에탄올 수율 52.56%(8.35 g/L)의 결과를 얻어, 보릿짚이 암모니아를 이용한 전처리와 NaOH를 이용한 전처리 즉 염기 용매를 이용한 전처리에 있어 효과적인 리그닌 제거가 가능한 것으로 결론 지을 수 있고 본 연구 결과를 바탕으로 차 후 NaOH와 암모니아 침지 반응 및 침출 반응의 최적화 연구를 통해 각 전처리의 최적화 조건을 설정할 수 있을 것으로 보인다.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.241-246
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• 2014

본 연구는 바이오에탄올을 생산하고자 대표적인 임업부산물인 낙엽을 바이오매스로 하여 전처리 과정을 거친 후 효소가수분해 공정을 적용하여 당화반응 특성을 비교 하였다. 전처리 방법은 화학적으로 산(HCl), 알칼리(NaOH, $NH_3$)처리하였고 각각 침지법, 교반법, 고압멸균법을 적용하여 실험하였다. 처리 효율은 효소가수분해 진행 후 포도당 생산량으로 확인하였다. 실험결과, 알칼리 전처리에서는 산 전처리 대비 18% 높은 글루코즈 생산량을 보여 바이오에탄올 생산을 위한 임업폐기물 화학적 전처리 방법으로는 알칼리처리가 효율이 더 높은 것으로 확인되었다. 또한 화학적 처리방법 중 각 방법을 적용하여 비교한 결과, 모든 방법이 알칼리-수산화나트륨 처리하였을 때 가장 높게 나왔다. 본 연구의 결과를 바탕으로 목질계 바이오매스 중 하나인 낙엽을 기질로 전처리 및 효소가수분해 공정의 가능성을 확인하였고 차후 바이오에탄올 생산에도 영향을 미칠 것으로 예상된다.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.27-40
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• 2022

본 연구에서는, 탈수슬러지 및 음식물류폐기물의 효율적인 병합혐기성소화를 위해 폐기물의 혐기성소화 가능성 및 열화학적 전처리 방법에 대해 평가하였다. 폐기물의 혐기성소화 가능성 평가 결과, 음식물류폐기물이 탈수슬러지에 비해 혐기성미생물에 의해 분해 가능한 유기물 농도 및 methane yield가 각각 2.2배, 1.3배 더 높게 평가되었다. 바이오가스 발생량의 증대를 위해서는, 음식물류폐기물의 혼합비율을 증가시키는 것이 필요할 것으로 판단되었으며, 열화학적 전처리 효율은 반응온도, NaOH 주입량, 반응시간, 혼합비율 조건에 대해 평가하였다. 전처리 효율 및 탈수능을 통해 평가한 결과, 최적 열화학적 가용화 전처리 조건은 반응온도 140℃, NaOH 주입량 60 meq/L, 반응시간 60 min, 혼합비율 1:5로 평가되었다. 최적 열화학적 가용화 전처리 조건 적용 전과 후의 methane yield를 비교한 결과, 전처리를 적용한 경우에서, 가스발생속도 및 methane yield가 각각 1.6, 1.5배 증가하였다. 따라서, 탈수슬러지 및 음식물류폐기물의 효율적인 병합혐기성소화를 위해서는 음식물류폐기물의 혼합비율을 증가시키며, 폐기물의 전처리를 통해 가용화 효율을 증대시키는 것이 필요하다고 판단된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.513-516
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• 2011

본 연구에서 NaOH, Acetic acid, Silane 처리는 천연섬유와 matrix간의 계면 결합에 불리하게 작용하는 wax, lignin, hemicellose 등을 제거하기 위한 방법 중의 하나이다. 이러한 화학적 처리에 따른 왕겨분말의 형태학적 변화와 열적특성 변화를 관찰하였다. 전처리 조건으로 농도는 1.5%, 3%, 9%이며 각각 30min, 60min, 90min을 처리하였다. 처리하지 않은 왕겨 분말과 NaOH, Acetic acid, Silane 처리를 한 왕겨 분말의 성분을 Energy dispersive spectroscopy(EDS)로 분석하였으며, Scaning electron microscopy(SEM)으로 표면을 관찰하였다. 표면의 상태가 NaOH, Acetic acid, Silane 처리를 하였던 왕겨 분말이 처리를 하지 않았던 왕겨 분말보다 비교적 깨끗해지고, 크랙이 발생함을 확인하였다. 또한 전처리가 된 상태에서 수분흡수율을 측정하고, 처리를 하지 않은 왕겨 분말과 NaOH, Acetic acid, Silane 처리를 한 왕겨 분말을 Thermogravimetric Analysis(TGA)로 열분석을 실시하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.930-937
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• 2007

본 연구에서는 소나무 종류인 Pinus densiflora로부터 채취한 수피를 이용하여 수용액으로부터 구리 제거를 위한 회분식 흡착 실험을 수행하였다. 구리 흡착에 수피의 화학적 처리가 미치는 효과를 알아보기 위해 1 N 수산화나트륨(NaOH)과 1 N 염산(HCl)을 이용하여 전처리하였다. 구리 농도가 100 mg/L이고 pH가 $3\sim6$인 수용액에서 수산화나트륨(NaOH)을 이용한 수피의 화학적 전처리는 구리의 흡착량을 $139\sim184%$ 정도 증가시키는 효과를 나타냈으나, 염산(HCl)을 이용한 수피의 전처리는 구리의 흡착량을 $37\sim42%$ 정도 감소시키는 효과를 나타냈다. 대체적으로 수피에 의한 구리 흡착은 pH $5\sim6$에서 최대 흡착량을 나타내기는 하였으나, 주어진 pH 범위내에서 수용액의 pH가 구리 흡착에 미치는 효과는 크지 않았다. 수피의 구리 흡착은 유사 2차 동역학 모델로 설명이 가능하였으며, 수산화나트륨(NaOH)으로 전처리한 수피의 경우 초기 농도가 100 mg/L에서 2배로 증가함에 따라 유사 2차 동역학 모델식으로부터 계산된 흡착량$(q_e)$은 6.58 mg/g에서 12.77 mg/g로 증가한 반면에 속도 상수$(k_2)$는 0.284 g/mg/min에서 0.014 g/mg/min으로 감소하였다. 수피의 구리 흡착특성은 Langmuir와 Freundlich 등온식에 의해 모두 잘 표현되는 것으로 나타났다. 수피에 존재하는 카르복실산(carboxylic acid, RCOOH)이 구리 이온의 흡착에 관여하는 것이 확인되었으며, 특히 수산화나트륨을 이용하여 전처리한 수피에서 나타나는 구리의 높은 흡착효율은 수피에 존재한 에스테르(ester) 화합물과 카르복실산(carboxylic acid) 화합물이 가수분해되어 생성된 카르복실산 염(sodium carboxylate) 때문인 것으로 판단되었다.