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본 연구의 목적은 자원으로서 재활용이 가능한 셀룰로오스 함유 유기성 폐기물을 산 가수분해하여 가용성 당을 생성한 후 부가가치성 상품 제조의 원료로 사용하기 위한 가능성을 타진하고 셀룰로오스의 산 가수분해에 대한 역학을 연구하여 반응시간과 당 전환율을 최적화 시키는데 있다. 실험은 150∼170 에서 0.5∼7% 황산을 사용하여 0∼200분간 가수분해를 실시하였다. 최대 당 전환율은 약 30∼34%로 나타났으며 동일 산 농도에서 반응 온도가 높을수록 최적 반응시간이 급격히 단축되었고, 동일 온도에서도 산 농도가 높을수록 최적 반응시간이 단축되었다. 각 조건에서의 반응속도 상수 k1, k2를 산출하였고, 셀룰로오스 함유 유기성 폐기물의 최적 반응 조건을 160 /3% 황산과 170 /1% 황산으로 선정하여 음식물쓰레기, 폐지 및 옥수수 줄기를 가수분해 한 결과 당 생성율이 각각 24∼29%, 21∼24%, 17∼20%로 나타났다. 음식물쓰레기의 경우에는 전분 뿐 만 아니라 헤미셀룰로오스를 다량 함유하고 있으므로 각 성분의 최적 조건을 이용하여 다단계 가수분해를 실시하면 당 생성율이 증가될 것으로 판단된다. 폐지의 경우에는 크기를 더 잘게 파쇄하거나 충분히 부풀리는 전처리를 한다든지 고 액 혼합비를 달리 함으로써 당 수율을 더욱 높일 수 있을 것으로 사료된다. 옥수수 줄기의 경우에는 헤미셀룰로오스와 리그닌을 다량 포함하고 있으므로 2단계 가수분해를 실시하거나 당 생성 억제 작용을 하는 리그닌을 제거하여 가수분해를 실시 할 경우 당 생성율을 높일 수 있을 것으로 판단된다.
The main objectives of this research were to obtain the optimum reaction conditions of cellulose material by means of sulfuric acid hydrolysis, and to determine the propriety of low-grade biomass as feedstocks for the fermentation industry. Experiments of cellulose hydrolysis were performed in the ranges of 150∼170 for 0∼200 min, and the results were used to determine the kinetic parameters(i.e. k1, k2 and Cp, etc.), which were, then, applied to calculate the maximum glucose conversions(CPmax) and the corresponding reaction times(topt) for the hydrolysis of low-grade cellulose material. Under the optimum conditions determined from the study, it was found that the maximum glucose yields of food wastes(WS), waste paper(WP), and corn stalks(CS) were 24∼29 g glucose/100 g FW, 21 ∼24 g glucose/100 g WP, and 17∼20 g glucose/100 g CS, respectively. Low-grade biomass such as food wastes, waste paper and corn stalks were turned out to be promising feedstocks for the production of valuable end-products.
The main objectives of this research were to obtain the optimum reaction conditions of cellulose material by means of sulfuric acid hydrolysis, and to determine the propriety of low-grade biomass as feedstocks for the fermentation industry. Experiments of cellulose hydrolysis were performed in the ranges of 150∼170 for 0∼200 min, and the results were used to determine the kinetic parameters(i.e. k1, k2 and Cp, etc.), which were, then, applied to calculate the maximum glucose conversions(CPmax) and the corresponding reaction times(topt) for the hydrolysis of low-grade cellulose material. Under the optimum conditions determined from the study, it was found that the maximum glucose yields of food wastes(WS), waste paper(WP), and corn stalks(CS) were 24∼29 g glucose/100 g FW, 21 ∼24 g glucose/100 g WP, and 17∼20 g glucose/100 g CS, respectively. Low-grade biomass such as food wastes, waste paper and corn stalks were turned out to be promising feedstocks for the production of valuable end-products.
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참고문헌 (5건) : 자료제공( 네이버학술정보 )
| 번호 | 참고문헌 | 국회도서관 소장유무 |
|---|---|---|
| 1 | (2003) 에너지기술정보/대체에너지기술/바이오에너지, http://racer. kemco.or.kr/inc/index_frame, 에너지관리공단 대체에너지개발보급센터/기술개발본부 | 미소장 |
| 2 | (2003) "음식물쓰레기 감량 자원화 정책 추진성과 평가 및 장기개선 방안에 관한 연구, 한국폐기물학회 | 미소장 |
| 3 | (1945) Hydrolysis of cellulose and decomposition of sugars in dilute acid at high temperature, | 미소장 |
| 4 | (1979) Design and evaluation of a plug flow reactor for acid hydrolysis of cellulose, | 미소장 |
| 5 | (2002) 전분 함유 유기성 폐기물의 산 가수분해 특성, | 미소장 |
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