• 유기물자원화
• /
• 제23권3호
• /
• pp.51-59
• /
• 2015

가축분뇨 슬러지는 유기물의 농도가 높고 일부 중금속이 높은 농도로 혼합되어 있어 해양에 배출될 경우 환경에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다. 본 연구에서는 가축분뇨 슬러지 처리에 열가수분해 기술을 적용하여 연료화 가능성을 판단하고 최적 운전조건을 도출하고자 하였다. 밀폐형 고압반응기를 사용하여 가축분뇨 슬러지를 $170{\sim}210^{\circ}C$까지 온도변화를 주면서 열가수분해 하였고, 반응 후 생성된 액상생성물과 탈수케이크의 분석을 실시하였다. 반응온도 $190^{\circ}C$로 운전하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났으며, 반응온도 $190^{\circ}C$일 때 고체생성물의 고위발열량은 5,050 kcal/kg, 저위발열량은 4,740 kcal/kg으로 연료로서 충분히 가치가 있는 것으로 판단되었다.

• 유기물자원화
• /
• 제29권4호
• /
• pp.99-106
• /
• 2021

본 연구는 혐기성 소화의 전처리로써 열가수분해와 고액분리가 결합된 공정의 성능을 평가하였다. 탈수케이크는 열가수분해를 통해 가용화되며, 이후 고액분리를 수행한다. 고액 분리된 액상은 혐기성 소화에 기질로써 이용되고 고형물은 열가수분해로 회수된다. 열가수분해의 가용화율(COD 기준)은 45.1-49.3%이며 고액분리와 결합한 공정은 76.1-77.6%로 나타났다. Dual-pool two-step model을 통해 도출된 메탄 발생 특성을 살펴보면 고액 분리된 액상의 전체 분해 가능한 물질 중 분해가 빠른 물질의 비(a)는 0.891-0.911로 열가수분해된 시료에 비해 높게 나타났다. 반면에 분해가 빠른 물질의 반응 속도(kF)는 유사하게 나타났다. 이를 통해 열가수분해와 고액분리가 결합한 공정은 열가수분해를 통해 분해가 빠른 물질을 생성하고, 고액분리를 통해 선별하는 것으로 나타났다.

• KSBB Journal
• /
• 제27권2호
• /
• pp.86-90
• /
• 2012

Ethanol fermentations were carried out using simultaneous saccharification and fermentation (SSF) and separated hydrolysis and fermentation (SHF) processes with monosaccharides from seaweed, Saccharina japonica (sea tangle, Dasima) as the biomass. The pretreatment was carried out by thermal acid hydrolysis with $H_2SO_4$ or HCl. Optimal pretreatment condition was determined at 10% (w/v) seaweed slurry with 37.5 mM $H_2SO_4$ at $121^{\circ}C$ for 60 min. To increase the yield of saccharfication, isolated marine bacteria Bacillus sp. JS-1 was used and 48 g/L of reducing sugar were produced. Ethanol fermentation was performed using SSF and SHF process with Pachysolen tannophilus KCTC 7937. The ethanol concentration was 6.5 g/L by SSF and 6.0 g/L by SHF.

• Journal of Forest and Environmental Science
• /
• 제33권2호
• /
• pp.154-159
• /
• 2017

Enzymatic treatment was conducted to hydrolyze pure cellulose nanofiber (PCNF), holocellulose nanofiber (HCNF), and lignocellulose nanofiber (LCNF) for 6, 24 and 72 hours and thus-obtained nanofibers (1, 3, 5, 10 wt%) were used to reinforce polyvinyl alcohol (PVA). Glucose production yield was increased by enzymatic hydrolysis. Tensile strength and elastic modulus of all PVA nanocomposite reinforced three nanofibers were improved by increasing enzymatic hydrolysis time of nanofibers and these values were higher in order of nanocomposite reinforced with PCNF>HCNF>LCNF. Furthermore, tensile properties of nanocomposite with PCNF were increased by nanofiber content. Thermal stability of PVA was improved by adding nanofibers and by increasing nanofiber content.

• 유기물자원화
• /
• 제29권4호
• /
• pp.107-114
• /
• 2021

본 연구는 하수슬러지의 가용화를 위해 열가수분해와 고액분리 공정을 결합하여 적용하였다. 열가수분해-고액분리 공정으로 전처리한 하수슬러지의 D10, D50와 D90은 각각 8.6, 59.2와 425.1 ㎛로, 열가수분해 단독 처리한 것에 비해 작게 나타났다. 분자량 분포 실험의 결과에 따르면, 열가수분해 단독 처리한 하수슬러지는 10-100kDa 구간의 비율이 가장 높게 나타났다. 반면에, 열가수분해-고액분리된 하수슬러지는 <1kDa 구간의 비율이 48.3%로 가장 높게 나타났다. 단독 열가수분해 처리한 하수슬러지는 10kDa 이상의 구간에서 DOC와 UVA₂₅₄가 높게 나타났다. 반면에 열가수분해-고액분리한 하수슬러지는 <1kDa 구간의 DOC와 UVA₂₅₄가 가장 높은 비율로 나타났다. 열가수분해-고액분리한 하수슬러지의 메탄 전환율은 0.287±0.015 L CH₄/kg COD로 단독 처리한 것에 비해 1.7배 높게 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제28권3호
• /
• pp.401-408
• /
• 2018

The waste seaweed from Gwangalli beach, Busan, Korea was utilized as biomass for ethanol production. Sagassum fulvellum (brown seaweed, Mojaban in Korean name) comprised 72% of the biomass. The optimal hyper thermal acid hydrolysis conditions were obtained as 8% slurry contents, 138 mM sulfuric acid, and $160^{\circ}C$ of treatment temperature for 10 min with a low content of inhibitory compounds. To obtain more monosaccharides, enzymatic saccharification was carried out with Viscozyme L for 48 h. After pretreatment, 34 g/l of monosaccharides were obtained. Pichia stipitis and Pichia angophorae were selected as optimal co-fermentation yeasts to convert all of the monosaccharides in the hydrolysate to ethanol. Co-fermentation was carried out with various inoculum ratios of P. stipitis and P. angophorae. The maximum ethanol concentration of 16.0 g/l was produced using P. stipitis and P. angophorae in a 3:1 inoculum ratio, with an ethanol yield of 0.47 in 72 h. Ethanol fermentation using yeast co-culture may offer an efficient disposal method for waste seaweed while enhancing the utilization of monosaccharides and production of ethanol.

• Carbon letters
• /
• 제14권1호
• /
• pp.34-39
• /
• 2013

Acrylonitrile (AN)-acrylamide (AM) copolymers were prepared by nitric acidic hydrolysis of homopolyacrylonitrile. The acrylamino group increased as a function of hydrolysis time, while crystallinity decreased. Differential scanning calorimetry and a thermal gravimetric analysis indicated that the acylamino introduced by acidic hydrolysis effectively enhanced the cyclization reaction at low temperature due to the change of the cyclization reaction mechanism. Char-yield of AN-AM copolymers also gradually increased with increasing hydrolysis time. The maximum char-yield was 49.48% when hydrolized at $23^{\circ}C$ in 65% nitric acid solution for 18 h, which was 30% higher than that of non-acidic hydrolysis of homopolyacrylonitrile. Simulation of the practical process also showed an increase of char yields, where the char yields were 55.43% and 62.60% for homopolyacrylonitrile and copolyacrylonitrile, respectively, with a hydrolysis time of 13 h.

• 한국잠사곤충학회지
• /
• 제42권1호
• /
• pp.31-35
• /
• 2000

When insoluble sericin was hydrolyzed by treatment of NaOH solution, the solubility was increased with higher treatment temperature and longer treatment time. Whereas it was decreased in addition of NaHSO$_3$. As the results of electrophoresis in sericin powder obtained by the NaOH treatment, a distinguishable band was not confirmed. Average degree of polymerizations(A.D.P.) of sericin hydrolyzed by NaOH solutions were about 19.6∼22.1 and average molecular weight(M.W.) were about 2,200∼2,500. The longer hydrolysis time increased the whiteness of sericin powder. As the results of amino acid analysis, the contents of Thr., Tyr., and Ser. were decreased in NaOH hydrolysis as compared to HCl hydrolysis. In DSC analysis, thermal deformation and pyrolysis peak located at near 230$\^{C}$ and 320$\^{C}$, respectively.

• 유기물자원화
• /
• 제22권1호
• /
• pp.27-34
• /
• 2014

하수슬러지의 처리 및 재활용에 관한 다양한 연구가 진행되었지만 하수슬러지 내에 포함된 80% 이상의 함수율에 따른 높은 에너지 소비 비용으로 저비용의 처리 기술의 요구가 높다. 이에 본 연구에서는 슬러지 처리 시 적은 양에 에너지를 소비하는 열가용화 반응을 적용하여 열가용화 반응온도에 따른 하수슬러지의 점도를 정량화하고자, 반응온도에 따른 탈수슬러지의 토크를 연속적으로 측정하였다. 반응온도가 증가하면 높은 반응온도와 압력에 의해 탈수슬러지는 열가용화 진행되고 슬러지 세포내의 결합수가 자유수로 용출되어 고상의 탈수슬러지는 액상의 슬러리로 변환된다. 이에 반응온도에 따른 점도 측정 결과 293K에서는 $270,180kg/m{\cdot}sec$ 로 높은 점도 값을 보이지만 400K에서는 $12kg/m{\cdot}sec$ 급격히 감소하고 460K 이상에는 $4kg/m{\cdot}sec$로 물의 점도와 유사한 값을 나타낸다. 이 결과를 바탕으로 수치모델링으로 열가용화 반응기 최적 설계를 위한 경계조건으로 점도 함수를 확보하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제37권10호
• /
• pp.583-589
• /
• 2015

본 연구에서는 슬러지 케이크를 열수분해한 탈리액을 대상으로 혐기소화특성을 평가하였으며, 슬러지 탈수케이크의 열수분해후 성상변화 및 열수분해 탈리액의 MAP결정화, MAP결정화 상등액을 이용한 혐기소화공정효율을 고찰하였다. 탈리액의 MAP결정화는 Mg:P의 비가 1.5:1, pH가 9.5인 조건이 최적이었으며, 이때 MAP생성으로 인해 열수분해 탈리액의 암모니아성 질소는 50%, 인산염은 97%가 제거되어 열수분해 탈리액의 혐기소화 전처리 시 효과적임을 알 수 있었다. 기질 대 미생물비(S/I) 0.5 조건에서 중온 회분식 혐기소화조 운전결과 MAP 결정화를 거친 열수분해 탈리액의 최종생분해도는 63%였으며, 분해속도상수 $k_1$은 $0.207day^{-1}$로 17일 동안 이분해성 기질비율($S_1$)이 90% 분해되었고, 나머지 10% ($S_2$)는 $k_2$ ($0.024day^{-1}$)의 느린 속도로 분해되어 열수분해로 인해 슬러지의 생분해성이 높아짐을 알 수 있다. 열수분해 탈리액을 MAP결정화한 후, 탈리액을 대상으로 SCFMR형태의 혐기조를 운전한 결과 HRT 20일(OLR 1.43 g VS/L-d)에서 평균 0.45 v/v-d의 Biogas가 발생하였으며, TVS제거효율은 37~41% 범위로 우수한 혐기소화효율을 나타내었다.