• 제목/요약/키워드: enzymatic pretreatment

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Effect of chemical input during wet air oxidation pretreatment of rice straw in reducing biomass recalcitrance and enhancing cellulose accessibility

  • Morone, Amruta;Chakrabarti, Tapan;Pandey, R.A.
    • Korean Journal of Chemical Engineering
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    • 제35권12호
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    • pp.2403-2412
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    • 2018
  • The present study was aimed at evaluating the effect of variable sodium carbonate ($Na_2CO_3$) loading during wet air oxidation (WAO) pretreatment of rice straw in reducing biomass recalcitrance. The research study was intended to increase the cellulose recovery, hemicellulose solubilization, lignin removal in the solid fraction and limiting the generation of inhibitors in the liquid fraction while reducing the chemical input. The operating condition of $169^{\circ}C$, 4 bar, 18 min and 6.5 g/L $Na_2CO_3$ loading resulted in maximum cellulose recovery of 82.07% and hemicellulose solubilization and lignin removal of 85.43% and 65.42%, respectively, with a total phenolic content of 0.36 g/L in the liquid fraction. The crystallinity index increased from 47.69 to 51.25 along with enzymatic digestibility with an increase in $Na_2CO_3$ loading from 0 to 6.5 g/L as a result of removal of barriers for saccharification via effective cleavage of ether and ester bonds cross-linking the carbohydrates and lignin as indicated by FT-IR spectroscopy. A further increase in the $Na_2CO_3$ loading to 9.5 g/L did not significantly increase the sugar release. Thus, it was concluded that 6.5 g/L $Na_2CO_3$ during WAO is sufficient to increase the delignification and deacetylation, leading to significant changes in apparent cellulose crystallinity inter alia improvement in cellulose accessibility and digestibility of rice straw.

NaOH를 이용한 우드칩의 당화 전처리에 대한 감마선 조사 영향 연구 (Effect of Gamma Irradiation on Wood Chip Saccharification Pretreated with NaOH)

  • 김수미;최종일;조민호;김종덕
    • 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.

암모니아 재순환 침출공정을 이용한 볏짚의 전처리 (Pretreatment of Rice Straw by Using Ammonia Recycled Percolation Process)

  • 강춘형
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권1호
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    • pp.89-95
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    • 2009
  • 볏짚은 섬유소와 헤미셀루로우스의 함유량이 높아, 바이오에탄올 생산을 위한 잠재적 가치가 매우 높은 목질계 바이오매스 원료이다. 본 연구에서는 볏짚으로부터 바이오 에탄올 생산하기 위한 전처리 공정으로써 암모니아 재순환 침출 공정을 적용하였다. 특히 생성된 고형물의 조성과 효소 가수분해도에 전처리 공정의 온도와 반응시간 그리고 암모니아의 농도가 미치는 영향을 조사하였다. 실험을 행한 전처리 공정의 온도, 반응시간, 그리고 암모니아의 범위는 차례로 $150{\sim}190^{\circ}C$, 10~90 min 그리고 0~20 wt%이다. 전처리 공정을 통하여 약 84%의 리그닌과 20~80%의 헤미셀루로우스가 용해되었다. 또, 15 wt%의 암모니아 수용액을 이용하여 $170^{\circ}C$에서 90 min 동안 전처리한 고형 잔재물의 경우 15 FPU/g of glucan의 셀루라제 효소를 첨가하여 약 90%의 효소 가수분해도를 얻을 수 있었다. 셀루라제와 자일란나아제를 함께 사용하면 가수분해도가 현저하게 향상되였으며, 이는 헤미셀루로우스가 가수분해 과정에서 중요한 방해제 역할을 하고 있음을 보여주는 것이다. $150^{\circ}C$에서 20 min 동안 15%의 암모니아수로 전처리된 시료를 이용한 동시당화발효 실험과 동시당화공동발효 실험에서는 각각 13.8 g/L(초기 glucan을 기준으로 81%)와 15.2 g/L(초기 glucan과 xylan의 합을 기준으로 89%)의 에탄올이 생성되었다.

토양, 지하수 중 미세플라스틱 분석법에 관한 고찰 (The review on standard method of microplastics in soil and groundwater)

  • 권종범;최현희;박선화
    • 분석과학
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    • 제37권3호
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    • pp.174-188
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    • 2024
  • 본 연구에서는 토양 및 지하수 중 미세플라스틱(MP) 분석법 표준화를 위해 관련 국내·외 연구동향을 검토하고 매체 별 시료채취 방법, 전처리 방법 및 분석 장치의 종류 등에 관한 대표적인 방법을 리뷰하였다. 토양 시료채취는 시료채취 지점선정, 채취 깊이 및 시료량을 고려하고 있으며 대부분 15 cm 이내(표토) 깊이에서 약 1 kg의 시료를 혼합채취하는 것으로 파악되었다. 지하수 시료채취는 정치방법과 연속흐름방법 중 연속흐름방식이 대표적이고 채취량 300~1,000 L 구간에서 유량 2~6 L/min로 채취하며 현장 여과하였다. 처리 방법은 두 매체에 공통적으로 유기물 분해와 밀도차 분리로 나뉘며 유기물 분해방법인 H2O2, 산, 알칼리, 효소 활용 중 H2O2가 추천된다. 밀도 분리는 NaCl, ZnCl2, ZnBr2 등의 시약 중 NaCl이 주로 사용되나 분석하고자 하는 MP의 밀도에 따라 시약을 선택적으로 활용할 수 있다. 분석 기기는 비파괴적 분석법인 FTIR, Raman과 파괴 분석법인 Py-GC/MS가 대표적이다. µ-FTIR은 직경 10 ㎛ 이상 Raman은 1 ㎛ 이상의 MP 재질과 개수 분석이 가능하나 전처리를 통해 유기물과 같은 분광분석의 방해요소를 충분히 제거해야 한다. Py-GC/MS는 복잡한 전처리가 필요 없고 특정 재질의 정량분석이 가능하여 지속적으로 연구되어지고 있다.

효소처리에 의한 양모섬유의 개질 (II) -효소처리 양모의 염색성 고찰 - (Modification of Wool Fiber by Enzymatic Treatment(II) -The Dyeing Behavior of Wool Fiber Enzyme-treated-)

  • 김태경;심창섭;조민정;임용진
    • 한국염색가공학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.206-215
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    • 1993
  • In the prior study, wool gabardines were treated with alkaline proteases which were some kinds of enzyme to decompose protein, and their tensile strengths were determined, and the surface of the fibers were also observed using a scanning electron microscope. Enzylon ASN 30 and Alkalase 2.5L DX did not show much effect on the weight loss of wool, however, the weight loss of wool increased considerably with treating Esperase 8.0L. Pretreatment of wool with dichloloisocyanuric acid before protease-treatment increased the weight loss of wool to a great extent. In this study, the enzyme treated wools dyeing behaviors with acid dye, Milling Cyanine 5R, were mainly investigated. The protease-treatment remarkably increased not only the rate of dyeing but also the saturation dye uptake. From these results, it seemed likely that the structural relaxation of adhesive filler of interscale or intercellular cement facilitated the dye penetration into the fibers, at the same time, the change in the inner structure of the wool fibers by the protease made the fixation of the dyes more efficient.

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효소처리에 의한 양모섬유의 개질 (I) (Modification of Wool Fiber by Enzymatic Treatment (I))

  • Park, Jung-A;Park, Jeoung-Young;Lim, Yong-Jin
    • 한국염색가공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.7-12
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    • 1991
  • Wool gabardines were treated with alkaline proteases, and their tensile strerigth and dyeing behavior were obtained. Enzylon ASA 30 and Alcalase 2.5L DX did not show much effect on the weight loss of wool, but Esperase 8.0L decreased the weight of wool to a great extent. Pretreatment of wool with dichloroisocyarturic acid before protease-treatment increased the weight loss of wool considerably. Weight loss was accompanied by serious strength decrease and the use of sodium sulfate in the protease-treatment had not effect on the strength retention, only lowering the weight loss of wool. Protease-treatment of wool increased dyeability considerably, which may be due to the change in the inner structure of wool fiber by protease.

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셀룰라아제의 전처리가 펄프의 고해도 및 종이의 물리적 성질에 미치는 영향 (Effect of Cellulase Pretreatment on Beatability of Pulp and Physical Properties of Paper)

  • 송구현;고원건;박진원;;임영기
    • KSBB Journal
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    • 제14권4호
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    • pp.470-475
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    • 1999
  • Several enzyme were applied to Laubholz Bleached Kraft Pulp(LBKP) to evaluate the influence on beatability which was measured in Schopper Riegler value, and the results were compared with untreated pulp. Among the types of enzyme, cellulase was found to be the most effective. Addition of cellulase increased the beatability by 28% at optimum condition. Strength properties such as tensile strength and folding endurance also increased with enzymatic treatment by 12% and 46%, respectively. However, excessive dosage of cellulase had an adverse effect on strength properties in spite of the high beatability. Fibrillization by cellulase and destruction of fiber by excessive reaction was observed by Scanning Electron Microscopy(SEM).

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분광광도계를 이용한 L-tyrosine과 L-DOPA 혼합물의 분석방법 (Assay Method of L-tyrosine and L-DOPA Mixture Using Spectrophotometer)

  • 김지현;유영제
    • KSBB Journal
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    • 제5권2호
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    • pp.191-194
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    • 1990
  • Tytosine은 방향족 아미노산이고, L-DOPA는 orth위치에 수산화기를 하나 더 가지는 tyrosine유도체이다. L-DOPA는 효소에 의하여 tyrosine으로부터 전환되어 생성할 수 있는데 반응액에서 두 물질을 분리, 분석하는 것은 상당히 어렵다. 본 논문에서는 두 아미노산 혼합물을 UV/VIS spetrophotermeter를 이용하여 동정함으로써 두 물질이 구분되는 두 파장을 결정하였고 두 파장에서 혼합물의 흡광도를 측정함으로써 농도를 정량하는 분석 system을 확립하였다. 이 방법은 사료에 아무런 전처리가 필요없으므로 손쉽고 간단하게 분석에 사용할 수 있다.

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Hepatoprotective Effects of the Acteoside on Carbon tetrachloride \ulcornerInduced Liver Damage in Mice

  • Oh, Deuk-Hee;Lee, Kyung-Jin;Woo, Eun-Rhan;Choi, Chul-Yung;Jeong, Hye-Gwang
    • 대한약학회:학술대회논문집
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    • 대한약학회 2003년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.1
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    • pp.175.1-175.1
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    • 2003
  • The protective effects of acteoside, a phenylethanoid glycoside, on carbon tetrachloride-induced hepatotoxicity and the possible mechanisms involved in this protection were investigated in mice. Pretreatment with acteoside prior to the administration of carbon tetrachloride significantly prevented the increased serum enzymatic activities of alanine and aspartate aminotransferase in a dose-dependent manner. (omitted)

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Hepatoprotective effects of Platycodi Radix on carbon tetrachloride-induced liver damage in mice

  • Lee, Kyung-Jin;Park, Sung-Jun;Choi, Chul-Yung;Kim, Young-Sup;Chung, Young-Chul;Jeong, Hye-Gwang
    • 대한약학회:학술대회논문집
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    • 대한약학회 2002년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2
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    • pp.290.2-290.2
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    • 2002
  • The protective effects of a Platycodi Radix (Changkil: CK), the root of Platycodon grandiflorum A. DC (Campanulaceae). on carbon tetrachloride-induced hepatotoxicity and the possible mechanisms involved in this protection were investigated in mice. Pretreatment with CK prior to the administration of carbon tetrachloride significantly prevented the increased serum enzymatic activities of alanine and aspartate aminotransferase in a dose-dependent manner. (omitted)

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