• 한국균학회지
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• 제39권3호
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• pp.243-248
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• 2011

6탄당과 5탄당을 이용할 수 있는 효모 Picha stipitis를 이용하여 해조류인 구멍갈파래 가수분해 추출물의 단당류로부터 바이오 에탄올을 생산하는 반복 회분식 공정에 대하여 연구하였다. 이러한 공정이 180시간 까지 반복적으로 이루어질 수 있었으며, 약 30 g/L의 총환원당으로 부터 최고 평균 11.9 g/L의 바이오 에탄올이 생산됨을 확인하였다. 이 때 바이오 에탄올 수율은 0.40 (DNS 방법 기준)과 0.37 (TLC 방법 기준)이었으며, 이는 이론치의 78.4%와 72.5%에 해당하는 바이오 에탄올 수율에 해당한다. 이 결과를 다른 측면에서 분석하면, 본 연구 결과로 얻어진 반복 회분식공정에서 건조 구멍갈파래 1 kg에서 39.67 g의 바이오 에탄올을 생산 할 수 있다는 결론을 얻게 되었다. 본 연구를 통하여 구멍갈파래의 가수분해 추출물로부터 바이오 에탄올을 생산할 수 있다는 것을 실험적으로 증명하였고, 상업적인 대량생산이 가능한 공정기술로서 반복 회분식 방법이 적합하다는 것을 확인할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제23권6호
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• pp.494-498
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• 2008

초임계수 처리를 통하여 얻어진 목질계 바이오매스 가수분해 물을 이용한 바이오 에탄올 생산에 대하여 연구하였다. 초임계수 처리 가수분해물은 바이오에탄올 생산을 위한 배지의 탄소원으로 사용되었다. 농축된 초임계수 처리 가수분해물 (SCW3)을 사용하여 효모를 배양하였을 때, 다른 두 가지 초임계수 처리 가수분해물 (SCW1, SCW2) 을 사용한 경우에 비하여 효모의 성장속도가 늦었다. 그리고 모든 경우에 0.51에서 0.56 (%, w/v)의 바이오 에탄올이 생산되었다. 그래서 농축된 초임계수 처리 가수분해물 (SCW3)을 활성탄과 수산화 칼슘으로 전처리하여 페놀류 독성물질을 제거하였다. 활성탄 전처리가 보다 효과적으로 94.6%의 페놀류 화합물을 제거하였고, 바이오 에탄올도 0.96 (%, w/v) 생산 할 수 있게 하였고, 환원당을 기준으로 한 바이오에탄올 수율도 0.5에 이르렀다.

• 신재생에너지
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• 제7권3호
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• pp.6-16
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• 2011

In order to study the utilization of seaweeds as an alternative renewable feedstock for bioethanol production, their properties of hydrolysis and fermentation were investigated. The seaweeds were well hydrolyzed with diluted sulfuric acid. The weight loss of seaweeds reached 75-90%, but only 12-51% of them was converted into reducing sugars after the acid-hydrolysis at $130^{\circ}C$ for 4-6h. The yield of reducing sugars increased with increasing the hydrolysis time up to 4h and then decreased thereafter. In contrast, the ethanol yield from the hydrolysates increased with hydrolysis time except for green seaweeds maximizing at 4h. Optimal fermentation time by Saccharomyces cerevisiae (ATCC 24858) varied with seaweeds; 48h for green seaweeds, 96h for brown and red seaweeds. The ethanol yield from the hydrolysate reached 138${\pm}$37mg/g-dry for green seaweeds, 258${\pm}$29mg/g-dry for brown seaweeds, and 343${\pm}$53mg/g-dry for red seaweeds, which correspond to approximately 1.5-4.0 times more than the theoretical yield from total reducing sugars in the hydrolysates. The results obtained indicate clearly that the non-reducing sugars or oligosaccharides dissolved in the hydrolysate played an important role in producing bioethanol. Considering the productivity and production cost of each seaweed, brown seaweeds such as Laminaria japonica and Undaria pinnatifida seem to be a promissing feedstock for bioethanol production.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권9호
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• pp.1244-1252
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• 2013

Sugar beet pulp is an abundant industrial waste material that holds a great potential for bioethanol production owing to its high content of cellulose, hemicelluloses, and pectin. Its structural and chemical robustness limits the yield of fermentable sugars obtained by hydrolyzation and represents the main bottleneck for bioethanol production. Physical (ultrasound and thermal) pretreatment methods were tested and combined with enzymatic hydrolysis by cellulase and pectinase to evaluate the most efficient strategy. The optimized hydrolysis process was combined with a fermentation step using a Saccharomyces cerevisiae strain for ethanol production in a single-tank bioreactor. Optimal sugar beet pulp conversion was achieved at a concentration of 60 g/l (39% of dry weight) and a bioreactor stirrer speed of 960 rpm. The maximum ethanol yield was 0.1 g ethanol/g of dry weight (0.25 g ethanol/g total sugar content), the efficiency of ethanol production was 49%, and the productivity of the bioprocess was 0.29 $g/l{\cdot}h$, respectively.

• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권12호
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• pp.2413-2420
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• 2018

Sida acuta, a common type of weed in Thailand, contains relatively high cellulose (42.7%) content. We pretreated NaOH to improve glucose recovery from S. acuta. The effect of pretreatment temperature and NaOH concentration was fundamentally investigated based on hydrolysis efficiency with recovery of solid fraction. The pretreatment condition was determined to be 3% NaOH at $60^{\circ}C$ for 9 h, which showed the highest glucose recovery. The hydrolysates obtained by enzymatic hydrolysis of S. acuta were applied to the fermentation of Saccharomyces cerevisiae K35, and a theoretical yield of 97.6% was achieved at 18 h. This indicated that the hydrolysates medium without detoxification had no negative effects on the fermentation. The production of biomass into bioethanol was evaluated based on the material balance of 1,000 g basis. Following this estimation, approximately 28 g and 110 g bioethanol could be produced by untreated and pretreated S. acuta, respectively, and this production was improved about 3.9-fold by NaOH pretreatment. These results again show the importance of pretreatment in biorefinery process.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제51권2호
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• pp.184-190
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• 2023

Bioethanol has recently attracted much attention as a sustainable and environmentally friendly alternative energy source. This study aimed to develop a potential process for bioethanol production by fed-batch fermentation using instant dry yeast. To obtain the highest cell growth, we studied the influence of the initial sugar concentrations and pH of sugarcane molasses in batch fermentation. The batch system employed three levels of sugar concentrations, viz. 10%, 15%, 20% (w/v), and two levels of pH, 5.0 and 5.5. The highest cell growth was achieved at 20% (w/v) and pH 5.5 of molasses. The fed-batch system was then performed using the best batch fermentation conditions, with a molasses concentration of 13% (w/v) which resulted in high ethanol concentration and fermentation efficiency of 15.96% and 89%, respectively.

• KSBB Journal
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• 제23권3호
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• pp.276-280
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• 2008

동시당화발효 공정을 이용한 국내산 원료의 바이오 에탄올 생산성을 비교해 보았다. 먼저 바이오 에탄올 생산비를 절감하기 위해 에탄올 생산의 전처리 공정인 호화, 액화 공정의 최적조건을 탐색하였고 이를 바탕으로 각 원료별 에탄올 생산성을 알아보았다. 그 결과 각 원료별로 모두 다른 최적의 전처리 조건을 나타내었는데, 이는 원료에 따른 전분 입자의 구조 때문인 것으로 판단된다. 또한 에탄올 생산성에 있어서도 원료별로 많은 차이를 보였다. 옥수수의 경우 에탄올 전환 수율이 90.45%로 가장 높았고 발효속도 면에서는 절간고구마 가장 빠른 것으로 나타났다. 이는 대부분의 원료에서 전분함량이 높을수록 에탄올 생산량은 많았지만 발효 속도에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 보아 원료에 포함된 다른 조효소나 보조인자들이 영향을 미치는 것을 의미한다. 그러므로 고효율의 바이오 에탄올을 생성하기 위해서는 각 원료에 따른 특성 파악이 중요하며 발효에 영향을 미치는 요소들에 대하여 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권6호
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• pp.609-614
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• 2010

유기성 폐기물인 음식물쓰레기를 이용하여 유용한 에너지원인 바이오에탄올을 생산하고자 하였으며, 에탄올 생산 균주는 Saccharomyces cerevisiae를 이용하였다. 음식물쓰레기의 당화를 위하여 carbohydrase와 glucoamylase 효소를 이용한 결과 carbohydrase가 glucoamylase보다 당화효율이 우수하였으며, carbohydrase 이용시 건조 음식물쓰레기 기준 glucose 생산량 0.63 g/g-TS을 얻을 수 있었다. 에탄올 생산은 동시당화발효에서 0.44 g/$L{\cdot}hr$, 분리당화발효가 0.27 g/$L{\cdot}hr$이었다.

• KSBB Journal
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• 제23권6호
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• pp.504-508
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• 2008

국내산 라이밀을 이용한 바이오에탄올 생산을 위해 저온 전처리 공정을 도입하여 에탄올 생산성을 비교하였다. 라이밀의 경우 원료 특성상 증자 공정에서 점도 문제가 발생하는데, 이를 해결하기 위해 최적 전처리 조건을 탐색하였으며 이에 따른 에탄올 생산성을 비교하였다. 저온 조건과 점도 저하 효소를 사용함으로서 점도에 따른 발효 저해 현상 해결하였고 전처리 공정에 소요되는 전처리 공정비를 절감할 수 있었다. 또한 pH 조절(pH 4.5) 후 살균 처리 없이 바로 발효가 가능함을 확인할 수 있었다. 발효 초기 총당 함량은 $48{\pm}2.0\;g/L$이었으며, 발효 72시간 이후 에탄올 생성 농도는 $67.4{\pm}1.4\;g/L$, 톤당 에탄올 생산량은 410.9 L (dry base)로 효소 무첨가구보다 에탄올 농도와 톤당 수득량이 각각 15%, 20% 이상 증가하였다. 이와 같은 결과는 기존의 에탄올생산 공정과 비교하여 전처리 공정에 소요되는 시간을 30-50% 이상 줄일 수 있으며, 저온 공정에 따른 에너지 사용 절감 및 초기 시설 투자비를 줄일 수 있어 바이오에탄올 생산을 위한 대체 원료로 충분한 가능성을 보여 주었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제47권3호
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• pp.360-370
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• 2019

Woody crops cultivated in short-rotation coppices are attractive sources of lignocellulosic materials for bioethanol production, since they are some of the most abundant renewable resources. In this study, we evaluated the effects of the growth period on bioethanol production using short-rotation woody crops (Populus nigra ${\times}$ Populus maxiwiczii, Populus euramericana, Populus alba ${\times}$ Populus glandulosa, and Salix alba). The carbohydrate contents of 3-year-old and 12-year-old short-rotation woody crop branches were 62.1-68.5% and 64.0-67.1%, respectively. The chemical compositions of 3-year-old and 12-year-old short-rotation woody crop branches did not vary significantly depending upon the growth period. However, the 3-year-old short-rotation woody crop branches (glucose conversion: 26-40%) were hydrolyzed more easily than their 12-year-old counterparts (glucose conversion: 19-24%). Furthermore, following the fermentation of enzymatic hydrolysates from the crop branch samples (by Saccharomyces cerevisiae KCTC 7296) to ethanol, the ethanol concentration of short rotation coppice woody crops was found to be higher in the 3-year-old branch samples (~ 0.18 g/g dry matter) than in the 12-year-old branch samples (~ 0.14 g/g dry matter). These results suggest that immature wood (3-year-old branches) from short-rotation woody crops could be a promising feedstock for bioethanol production.