• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권1호
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• pp.86-94
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• 2011

열분해 온도와 체류시간을 달리하며 급속 열분해 공정을 통해 얻어진 백합나무 바이오오일로부터 분말 형태의 열분해리그닌(pyrolytic lignin)을 회수하였다. 바이오오일을 구성하고 있는 열분해리그닌의 특성을 이해하고 급속 열분해 실험 조건 - 반응 온도, 체류시간 - 이 열분해 과정에서 리그닌에 미치는 영향을 살펴보기 위해 수율을 비롯한 다양한 화학적, 구조적 분석을 수행하였다. 열분해 온도가 증가하고, 체류시간이 줄어들수록 바이오오일로부터 회수되는 열분해리그닌의 수율은 증가하였다. 열분해리그닌의 분자량은 백합나무 MWL (milled wood lignin)에 비해 1/10 수준인 약 1,200 mol/g로 측정되었다. 열분해리그닌 내 포함된 작용기 함량과 $^{13}C$ NMR 분석을 통해 바이오매스가 열분해되는 동안 탈메톡실화 반응과 리그닌의 propane side chain 분해반응이 우세하게 일어난다는 사실을 확인하였다.

• 한국임산에너지학회:학술대회논문집
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• 한국산림바이오에너지학회 2011년도 정기총회 및 학술연구발표회
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• pp.127-129
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• 2011

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제47권4호
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• pp.486-497
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• 2019

The non-isothermal and isothermal pyrolysis properties of H lignin and P lignin extracted from different biorefinery processes (such as supercritical water hydrolysis and fast pyrolysis) were studied using thermogravimetry analysis (TGA) and pyrolyzer-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS). The lignins were characterized by ultimate/proximate analysis, FT-IR and GPC. Based on the thermogravimetry (TG) and derivative thermogravimetry (DTG) curves, the thermal decomposition stages were obtained and the pyrolysis products were analyzed at each thermal decomposition stage of non-isothermal pyrolysis. The isothermal pyrolysis of lignins was also carried out at 400, 500, and $600^{\circ}C$ to investigate the pyrolysis product distribution at each temperature. In non-isothermal pyrolysis, P lignin recovered from a fast pyrolysis process started to decompose and produced pyrolysis products at a lower temperature than H lignin recovered from a supercritical water hydrolysis process. In isothermal pyrolysis, guaiacyl and syringyl type were the major pyrolysis products at every temperature, while the amounts of p-hydroxyphenyl type and aromatic hydrocarbons increased with the pyrolysis temperature.

• 한국연초학회지
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• 제26권2호
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• pp.141-151
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• 2004

This study was conducted to evaluate the characterization of the pyrolysis products of tobacco constituents such as cellulose, lignin and tobacco additives. The pyrolysis condition was designed to simulate the pyrolysis/distillation zone$(200\~600^{\circ}C)$ and combustion zone$(700\~950^{\circ}C)$of burning com in the smoking cigarette. The pyrolysis products were determined by GC/MS after pyrolysis using Double-Shot pyrolyzer. In the case of cellulose and lignin, the number of pyrolysis product in the condition that simulate the pyrolysis/distillation zone was much more than the combustion zone simulating one. The major products of cellulose were levoglucosan, furfural, and 1, 6-anhydro-$\beta$-D-glucofuranose and that of lignin were phenol, 2-methoxy phenol, and 1, 2-dimethoxy benzene. In the case of tobacco additives such as 2, 6-dimethyl pyrazine, maltol, and piperonal, the pyrolysis products of these additives were evaporated from the pyrolyszer at least $96\%$ intactly. These results indicate that tobacco constituents such as cellulose and lignin were thermally degraded at the pyrolysis/distillation zone and thoroughly broke down at the combustion zone, but tobacco additives were intactly evaporated from burning com of smoking cigarette.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권6호
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• pp.31-42
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• 2007

국산 침 활엽수재의 열분해 및 해부학적 특성에 관해 조사하기 위해 침엽수재 3종(소나무, 리기다소나무, 낙엽송) 및 활엽수재 3종(단풍나무, 물푸레나무, 굴참나무)의 화학적 성분분석, TG-DTA (Thermogravimetric Analysis & Differential Thermal Analysis), 메틸렌블루 흡착성능(MBA) 및 SEM 관찰을 하였다. TG-DTA에서 시료는 $1{\ell}/min$로 $N_2$ 가스가 유입되는 조건하에 $10^{\circ}C$/min의 숭온속도로 최대 $10^{\circ}C$까지 탄화되었다. 화학적 성분분석 결과 모든 시료에서 전형적인 목재 주성분의 함량을 나타냈다. TG-DTA 결과, 침엽수재의 탄화수율이 활엽수보다 높았으며 목재 주성분 중 리그닌의 탄화수율이 가장 높았다. 모든 시료가 전형적인 목재 열분해의 TGA, DTG, DTA 곡선을 나타냈지만, 침 활엽수재 간에 몇 가지 차이점이 나타났다. 리그닌의 함량이 열분해에 큰 영향을 미쳤으며, 리그닌의 분자구조에 따라 중량감소와 탄화수율이 크게 달라졌다. 메틸렌블루 흡착성능 시험 결과 침엽수재의 MBA가 활엽수재보다 높았으며 소나무의 MBA가 가장 높았지만, 활성탄이나 백탄보다는 약 23배, 4씩 낮았다. SEM 관찰 결과 탄화 과정에서 전체적인 목재의 구조와 목재 섬유의 섬유구조가 그대로 유지됨을 확인하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권3호
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• pp.266-274
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• 2014

목재의 열분해 메카니즘을 심층적으로 이해하기 위하여 소나무재(Pinus densiflora Sieb. et Zucc.) 톱밥을 $180{\sim}450^{\circ}C$에서 열분해시켜 얻은 목탄과 휘발성 물질을 원소분석, IR과 GC/Mass로 분석하였으며, 활성화 과정이 목탄의 구조에 미치는 영향을 알아보기 위하여 $600^{\circ}C$에서 탄화시킨 것과 $750^{\circ}C$에서 활성화시킨 목탄을 원소분석 및 IR로 분석하였다. 그 결과, 목분의 열분해는 $240^{\circ}C$ 부근에서 본격적으로 일어나기 시작하며, $270^{\circ}C$까지는 화학적 구조가 크게 변하지 않았지만, $300^{\circ}C$에서 원소의 성분비와 IR 스펙트럼이 급격하게 변하는 것이 관찰되었다. 또 리그닌의 방향족 고리가 $450^{\circ}C$에서도 여전히 관찰되고 있는 것으로 보아 이 온도에서 분해되지 않은 리그닌이 일부 남아있음을 알 수 있다. 활성화 시간은 활성탄의 화학구조에 영향을 미치지 않았다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제40권3호
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• pp.204-211
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• 2012

본 연구에서는 유동형 열분해 장치를 이용하여 리기다소나무를 $400{\sim}550^{\circ}C$ 범위에서 체류시간 1.9초 동안 급속 열분해하여 바이오오일, 탄, 가스를 각각 생산하였다. 열분해 생산물의 수율은 열분해 온도에 따라 크게 영향 받았다. 바이오오일의 수율은 $500^{\circ}C$ 조건에서 가장 높았으며, 기건 바이오매스 대비 64.9 wt%로 나타났다. 열분해 온도가 높아질수록 탄 수율은 36.8 wt%에서 11.2 wt%로 급격히 감소한 반면 가스 생성량은 16.1 wt%에서 33.0 wt%로 증가하였다. 바이오오일의 수분함량과 발열량은 열분해 온도에 매우 민감한 것으로 나타났으며, 온도가 높아질수록 수분함량은 26.1 wt%에서 11.9 wt%로 감소한 반면, 발열량은 약 16.6 MJ/kg에서 19.3 MJ/kg로 증가하였다. 모든 온도조건에서 생산된 바이오오일에는 공통적으로 22종의 화합물이 확인되었고, 이들은 셀룰로오스 유래 물질 10종과 리그닌 유래 물질 12종으로 분류하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권3호
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• pp.350-359
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• 2016

본 연구에서는 팜 부산물인 empty fruit bunch (EFB)의 시료 특성을 분석하고 유동형 열분해기를 이용하여 $400{\sim}550^{\circ}C$ 범위에서 체류시간 1.3초간 급속열분해 공정을 진행하였다. 또한, 반응온도에 따른 열분해 주요 산물(바이오오일, 바이오차, 가스)의 수율과 물리화학적 특성 변화를 구명하였다. EFB의 화학조성 및 원소분석을 통해 시료 내 칼륨 함량이 8400 ppm으로 많은 것을 확인하였다. 열중량분석에서 나타난 특성으로 볼 때 EFB 시료 내 칼륨의 촉매작용에 의해 셀룰로오스의 분해가 촉진된 것으로 추측된다. $500^{\circ}C$까지의 온도범위에서는 바이오오일의 수율이 증가하고 가스의 수율이 감소하였으며 바이오차는 수율에 큰 변화가 없었던 반면, $500{\sim}550^{\circ}C$까지의 온도범위에서는 바이오오일과 바이오차의 수율이 감소하였고 가스의 수율이 증가하였다. 각 조건별로 생성된 바이오오일은 수분함량 20~30%, 발열량 15~17 MJ/kg 범위의 값을 나타냈으며, 점도 11 cSt (centistoke), 전산가(total acid number) 100 mg KOH/g oil 미만으로 나타났다. 기체크로마토그래프 분석을 통해 EFB 바이오오일로부터 셀룰로오스계 화합물(9종)과 리그닌계 화합물(17종)을 확인하였다. 리그닌계 화합물 중 특히 phenol이 다량 검출되었으며 이는 전체 화합물 농도의 25%에 해당하는 양이다.