Effects of Culture Condition on Solubilization of Coal by Microorganisms

배양 조건의 변화가 미생물에 의한 석탄의 액화에 미치는 영향

Biosolubilization of an Australian lignite was investigated by using Streptomyces viridosporus and Poria cocos. In order to solubilize coals effectively they were pretreated by nitric acid both in surface and liquid cultures. The optimum growth pH was 7.5 for S. viridosporus and 4.5 for P. cocos. The effects of various carbon, nitrogen and metal sources on overall solubilization were also studied. Solubility increased with the addition of urea for S. viridosporus, and peptone and tryptone for P. cocos. However carbon and metal sources had little or negative effects on solubilization. Maximum amount of coal solubilized was 85%(w/w) in a batch fermentation culture. Extracellular materials produced by micro-organism were found to be responsible for the coal solubilization. Approximately 70 to 80% of coal solubilization was determined to be the result of non-enzymatic reactions, and the rest to be the result of enzymatic reactions. Characteristics of the solubilized coal were compared with those of original coal and pretreated coal by the approximate and ultimate composition analysis, and IR-spectrum analysis. The spectroscopic results showed that the mechanism of coal solubilization was caused by continuous oxidation.

미생물을 이용한 석탄의 액화 연구를 통하여 몇가지 중요한 결론을 얻을 수 있었다. 호주산 갈탄의 효과적인 전처리제로는 HNOJ가 선정되었으며, S. viridosporus와 P. cocos의 최적 초기 pH는 각각 7.5와 4.5로 나타났으며, S. viridosporus가 초기액화 속도 및 전체 액화능에서 P. cocos 보다 우수한 액화능을 보였다. 액화능을 높이기 위한 첨가제로서는 S S. viridosporus는 요소가 효과적 이었고, p. cocos는 랩톤과 트립톤이 효과척으로 나타났다. 최고 액화능은 회분식 교반기 조업에서 S. viridosporus에서 85 % % (w/w)까지 향상시킬 수가 있었다. 액화 기간은 3.5 일까지 단축할 수가 있었다. 분광학적 분석 결과 및 각 단계별로 석탄의 성분을 분석한 결과에서 미생물에 의한 석탄의 액화는 석탄의 계속적 인 산화현 상에 기인함을 밝혔다. 또한, S. viridosporus에 의한 액화의 기작은 미생물의 외분비 물질에 의하여 진행되며, 액화 가작중 80 %는 이차대사생성물에 의한 비효소반응이였으며, 20%는 효소반응으로 나타났다.