Lignocellulosic biomass conversion to biofuels such as ethanol and other value-added bio-products including activated carbons has attracted much attention. The development of an efficient, cost-effective, and eco-friendly pretreatment process is a major challenge in lignocellulosic biomass to biofuel conversion. Although several modern pretreatment technologies have been introduced, few promising technologies have been reported. Microwave irradiation or microwave-assisted methods (physical and chemical) for pretreatment (disintegration) of biomass have been gaining popularity over the last few years owing to their high heating efficiency, lower energy requirements, and easy operation. Acid and alkali pretreatments assisted by microwave heating meanwhile have been widely used for different types of lignocellulosic biomass conversion. Additional advantages of microwave-based pretreatments include faster treatment time, selective processing, instantaneous control, and acceleration of the reaction rate. The present review provides insights into the current research and advantages of using microwave-assisted pretreatment technologies for the conversion of lignocellulosic biomass to fermentable sugars in the process of cellulosic ethanol production.
The focus of this study was to observe the growth of Chlorella vulgaris and Botryococcus braunii under mixotrophic conditions (i.e., added acorn) with the aim of increasing biomass and triacylglycerols (TAGs) content. The result of investigation indicated that the acorn contains a lot of carbonate (87.29%) and glucose (97.99 mg%). A significant growth of biomass was obtained when grown in acorn rich environment comparing to autotrophic conditions. 3 g/L acorn yielded the highest biomass concentration for these strains. Thus, the biomass productivity with 3 g/L acorn was obtained 2.31 times and 2.10 times higher than that of authotrophic conditions for Chlorella vulgaris and Botryococcus braunii, respectively. The maximum amount of TAGs was reached 14.35% and 18.41% for Chlorella vulgaris and Botryococcus braunii, respectively, in the growth medium with 5 g/L acorn. The effect of acorn could enhance the investigated microalgae growth, biomass productivity and TAGs content. This provides a feasible way to reduce the cost of bioenergy production from microalgae.
Utilization of biomass as a substitute fuel for conventional energy systems have been grown larger everyday in the world. In particular, co-firing of biomass in a large coal power plant are common in Korea after the introduction of RPS since 2012, and the application of biomass-derived fuel is now spreading to district heating and power, industrial energy supply, and transportation sectors. For biomass to energy, appropriate conversion process is needed to satisfy the fuel requirements of a specific energy system. In this study, various kinds of thermochemical conversion technologies will be presented for renewable fuel productions from biomass.
The regression equations of dry weight of planktonic biomass upon physico-chemical characteristics of fifteen ponds in three replicates under the influence of artificial feed, broiler manure, buffalo manure, N:P:K (25:25:0) and a control pond was obtained after one year of experimental period by using stepwise regression method. Water samples from each of the ponds were analyzed daily. However, the average values were calculated on the basis of 15 day intervals designated as fortnight. In artificial feed supplemented pond the regression of average nitrates on dry weight of planktonic biomass accounted for 71.7% of the variation in biomass. In broiler manure fertilization pond the regression of total nitrogen on dry weight of planktonic biomass held it responsible for more than 74.6% of variation in biomass. In buffalo's manure fertilized pond more than 82% of the variations in biomass were due to total nitrogen. In case of N:P:K (25:25:0) treated pond 66% of the variation in the dry weight of planktonic biomass was due to average nitrates. The control pond showed the dependence of biomass on light penetration. This equation explained more than 62 percent of variation in biomass. Other variables also showed some contribution towards variation in biomass under all the treatments in these regression studies.
사육밀도를 달리 했을 때 지렁이 개체군의 생체량 증가를 위한 최적 사육밀도를 추정하려고 하였다. 실험결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 사육밀도 S-2과 S-3에서 상대증체량, 생체중 증가율과 유기물 전환효율이 높은 값을 나타내어, 지렁이 개체군의 최대 생체량을 얻기 위한 최적 사육밀도로 추정되었다. 이를 지렁이 생체중과 먹이량의 비율로 나타내면 1:32-1:48의 범위였다. 2. 사육밀도 S-1(1:16)에서 모든 조사시기의 분립생산량이 유의하게 많았고 분립비율도 유의하게 높았다($$P{\leq_-}0.05$$). 3. 사육밀도 S-3(1:48)에서 지렁이 생체중당 난포수와 분립생산량이 가장 많았다($$P{\leq_-}0.05$$). 4. 사육밀도가 높아지고 사육기간이 길어짐에 따라 분립의 전 질소함량, 유효인산함량, 양이온치환능력(CEC) 및 양이온 함량이 증가되는 경향이었다. 5. 유기농업에서 지렁이 분립은 상토 재와 토양개량제 및 작물보호를 위한 농자재로서 잠재적 유용성은 매우 높다고 판단된다.
신품종 포플러류의 식재(10,000본/ha) 당년생일 때 직경, 수고, 재적$(D^2H)$등 몇가지 조사특성에 의한 biomass 생산량과 생산량 추정식을 유도한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 현사시의 평균 건물 생산량은 줄기 2.86, 가지 0.41, 잎 0.70, 전체가 3.97t/ha이었으며 건중량 대 생중량의 비는 줄기 0.47, 가지 0.36, 잎 0.31, 전체가 0.41로 나타났다. 양황철나무의 경우 평균 건물생산량은 줄기 1.48, 가지 0.54, 잎 0.71, 전체가 2.73t/ha이었으며 건중량 대 생중량의 비는 줄기 0.42, 가지 0.37, 잎 0.28, 전체가 0.36이었다. 2. Biomass 생산량(건중량 및 생산량) 추정은 현사시의 경우 직경만으로 비교적 정확히 추정할 수 있었지만 양황철나무의 경우 직경 식재 당년생에서는 어느 특성으로도 추정이 어려울 것으로 생각된다. 3. Biomass 생산량(건중량) 분포비율은 현사시의 경우 줄기, 가지, 잎이 각각 73, 10, 17$\%$로 나타났으며 양황철나무는 줄기, 가지, 잎이 각각 54, 20, 26$\%$로 나타나 줄기 건중량에 의한 가지, 잎, 전체 건중량을 추정할 수 있었다.
바이오매스는 현재 석유, 천연가스, 석탄 등 화석 연료에서 얻을 수 있는 액체 연료와 유기 화합물을 생산할 수 있는 지속 가능한 대체 자원이다. 화석 연료를 사용하면 온실가스를 배출하기 때문에 바이오매스와 같은 탄소중립적 원료를 사용하는 것은 기후 변화 대응에 기여할 수 있다. 바이오매스 원료로부터 석유 대체 화학 제품과 연료를 생산하기 위한 생물학적 및 화학적 공정이 제안되었지만, 바이오매스에 포함된 높은 산소 함량때문에 화석 연료를 완전히 대체하기 어렵다. 석유와 유사한 연료와 화학 물질을 생산하려면 바이오매스 파생물에 존재하는 산소 원자를 제거하거나 산소 기능기를 전환해야 하며, 이는 촉매 화학적 수첨탈산소화에 의해 달성될 수 있다. 바이오매스 열분해 오일, 리그노셀룰로오스 유래 화학물질, 지질과 같은 원료를 탈산소 연료 및 화학물질로 전환하기 위해 수첨탈산소화가 진행되었다. 높은 표면적의 금속 산화물 또는 탄소에 지지된 귀금속 및 전이 금속으로 구성된 다기능성 촉매는 효율적인 수첨탈산소 촉매로 사용되었다. 본 총설에서는 문헌에서 제안된 촉매를 확인하고 이러한 촉매를 이용한 수첨탈산소 반응 시스템이 논의하였다. 문헌에 보고된 수첨탈산소화 방법을 기반으로, 실현 가능한 수첨탈산소화 공정 개발 방향이 제시하였다.
본 실험은 광도가 곰솔(Pinus thunbergii Parl.) 유묘의 생장과 물질생산에 어떠한 영향을 미치는 가를 알고자 자연전광이 100, 50, 30, 10% 및 2%로 조절된 야외포지에서 1997년 5월부터 1998년 10월까지 실시되었다. 곰솔의 수고생장 및 근원경생장은 1,2차년을 통하여 자연전광에서 가장 높악으며, 50%에서의 수고생장은 1,2차년도 각각 대조구의 96.4, 88.9%로, 근원경생장은 각각 94.1 77.6%로 조상되엇다, 30%이하로 상대광도가 낮아질수록 수고 및 근원경생장이 급격히 감소 되었으며, 근원경생장의 감소율이 수고생장의 감소율보다 높게 나타났다. 2차년도의 2%에서는 시험 유묘 모두가 고사하였다. 물질생산량도 광도가 낮아짐에 따라 감소되었으며, 1, 2차년도 모두 뿌리의 감소율이 잎, 줄기보다 높았고, 1차년도에는 줄기의 감소율이, 2차년도에는 잎이 감소율이 가장 낮았다. T/R율은 1차년도에는 50%에서,3.55, 2차년도에는 10%에서 4.88로 가장 높았다.
The purpose of this study was to investigate the effects of the hydraulic retention time (HRT) and organic loading rate (OLR) on microbial characteristics and treatment efficiency in sewage treatment using aerated submerged biological filter (ASBF) reactor. This reactor combines biodegradation of organic substrates by fixed biomass with a physical separation of biomass by filtration in a single reactor. Both simulated wastewater and domestic wastewater were used as feed solutions. The experimental conditions were a temperature of 17 to $27^{\circ}C$, a hydraulic retention time of 1 to 9hr, an organic loading rate of 0.47 to $3.84kg\;BOD/m^3{\cdot}day$ in ASBF reactor. This equipment could obtain a stable effluent quality in spite of high variation of influent loading rate. Total biomass concentration. biofilm thickness and biofilm mass increased an exponential function according to the increasing OLR. The relationships between water content and biofilm density were in inverse proportion. The percentage of backwash water to influent flow was almost 9%. The separation efficiency of biomass was the percentage of 91 to 92 in ASBF reactor. The sludge production rates in feed solutions of simulated wastewater and domestic wastewater were 0.14~0.26 kg VSS/kg BODrem, 0.43~0.48 kg VSS/kg BODrem, respectively.
Spatial distributions of phytoplankton biomass and nutrients were examined to investigate the magnitude of phytoplankton blooms along the marginal ice zone (MIZ) in the northwestern Weddell Sea during austral summer of 1995. High phytoplankton biomass was associated with the MIZ in the study area. Vertical stability induced by meltwater appears to be the most important factor controlling phytoplankton biomass distribution. Nitrate concentrations are significantly depleted within the upper water column at the phytoplankton biomass maximum. The time required to attain the observed nutrient depletion was calculated from phytoplankton biomass and nitrate depletion, which ranges from 27 to 68 days in transect 4 and from 33 to 145 days in transect 3. Phytoplankton production was also calculated from nitrate depletion and time-scales of nitrate depletion, which varies from 272 to 1752 mg C m$^{-2}$ day$^{-1}$ in transect 4 and from 327 to 2648 mg C m$^{-2}$ day$^{-1}$ in transect 3. In the Southern Ocean where primary productivity shows large temporal and spatial variations, the productivity measurement from nutrient depletion can provide an average rate of primary production during phytoplankton bloom.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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