Development and Evaluation of the Attrition Coupled Bioreactors for Enzymatic Hydrolysis of Biomass; Agitated Bead Type Bioattritor for Enzymatic Hydrolysis of Cellulose

Biomass의 고효율 효소당화에 의한 적합한 Attrition Coupled Bioreactor개발에 관한 연구 ; Agitated Bead Type Bioattritor를 활용한 섬유소 당화

The effective saccharification of cellulosic biomass to glucose is the most critical step for the conversion of renwable biomass to alternative liquid fuel. The enzymatic hydrolysis of biomass can be significantly enhanced provide the attrition milling media is added during hydrolysis. The enhancing mechanism of hydrolysis reaction in an agitated bead system was investigated. An attrition-reactor (bioattritor) which installed specially designed torque measuring apparatus was developed, and the potimal saccharification conditions of bioattritor were determined. The relationship between the power consumption required for agitation of attrition-milling media and enhanced extent of hydrolysis of biomass was compared to evaluatic economic feasibility of the process.

에너지소모를 최소화하고 최대의 당화효과를 얻을 수 있는 고효율 당화장치의 개발을 목표로 impeller교반형 bioattritor를 설계, 제작하여 불용성 섬유소를 기질로 실험하였다. Bioattrotor의 효용성과 효소당화촉진 mechan-ism을 규명하였으며, 최적운전조건을 검토하였다. 분쇄 마찰매체함유 반응기에 일정한 탄성계수를 지닌 spiral spring coil을 내장한 torzue측정장치를 개발, 부하되는 torque, power, 그리고 소요에너지를 측정하여 이를 당화촉진과 비교함으로서 bioattritor의 경제성을 검토하였다. 분쇄마찰매체의 첨가량 및 종류, impeller형태, 교반속도는 중요한 요소로서 작용하였다. 비록 더 연구가 필요하나 분쇄마찰매체의 교반에 소모되는 동력은 당화 촉진효과의 증대에 따른 당화시간의 단축과 섬유소의 고효율 전환에 따른 고농도당의 확보등에 의해 보상되리라 예상된다.