• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.448-452
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• 2016

새로운 수송용 에너지자원으로 각광받는 바이오매스의 효율적인 당화를 위한 전처리방법이 연구되고 있다. 최근 바이오매스의 에너지 전환 공정 중 전처리 비용이 높은 비중을 차지하고 있으며 이중 폐수처리가 커다란 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 폐수발생을 줄이고 재사용이 용이한 유기용매(Organosolv)를 이용한 전처리를 수행하였으며, 전처리 바이오매스의 잔류 고형물의 양과 제거된 성분의 양을 이용하여 바이오매스의 전처리 효과를 효소당화를 통해 알아보았다. 전처리에 사용한 유기용매로는 99.5 wt% 에탄올을 사용하였고, 초본계 바이오매스인 옥수수대(corn stover)를 이용하여 전처리 하였다. 전처리 효과는 $130{\sim}190^{\circ}C$ 조건에서 시간대별로 진행하여 전처리된 바이오매스의 효소당화를 통하여 확인하였다. 효소당화결과로 가장 높은 글루코오스 당화율을 보였던 전처리 온도는 $190^{\circ}C$에서 반응시간 70분 이상의 조건 이였으며, 이 때 68% 이상의 당화율을 얻을 수 있었다. 또한 전처리 바이오매스의 잔류 고형물(Solid remaining)은 70% 이상이었고, 대부분의 셀룰로오스(Cellulose)와 헤미셀룰로오스(Hemicellulose)의 손실이 미비하여 대부분의 당 성분을 회수할 수 있다는 장점을 보였다.

• 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.

• 한국분무공학회지
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• 제21권3호
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• pp.144-154
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• 2016

This review will be concentrated on the spray characteristics of biobutanol and its blends fuels in internal combustion engines including compression ignition, spark ignition and gas turbine engines. Butanol can be produced by fermentation from sucrose-containing feedstocks, starchy materials and lignocellulosic biomass. Among four isomers of butanol, n-butanol and iso-butanol has been used in CI and SI engines. This is due to higher octane rating and lower water solubility of both butanol compared with other isomers. The researches on the spray characteristics of neat butanol can be classified into the application to CI and SI engines, particularly GDI engine. Two empirical correlations for the prediction of spray angle for butanol as a function of Reynolds number was newly suggested. However, the applicability for the suggested empirical correlation is not yet proved. The butanol blended fuels used for the investigation of spray characteristics includes butanol-biodiesel blend, butanol-gasoline blend, butano-jet A blend and butanol-other fuel blends. Three blends such as butanol/ethanol, butanol/heptane and butanol/heavy fuel oil blends are included in butanol-other fuel blends. Even though combustion and emission characteristics of butanol/diesel fuel blend in CI engines were broadly investigated, study on spray characteristics of butanol/diesel fuel blend could not be found in the literature. In addition, the more study on the spray characteristics of butanol /gasoline blend is required.

• 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.