Abstract
The world demand of renewable bioenergy as an alternative transportation fuel is greatly increasing. Research for bioethanol production is currently being progressed intensively throughout the world. Therefore it will be necessary to develop bioethanol production with cellulosic materials. In this study, the yield of ethanol production was evaluated by simultaneous saccharification and fermentation (SSF) using sodium hydroxide pretreated sorghum ${\times}$ sudangrass hybrids. Composition analysis of 11 varieties of sorghum ${\times}$ sudangrass hybrids was performed for selection of excellent variety to efficiently produce bioethanol. The content of cellulose, hemicellulose, lignin and ash of these varieties were 32~39%, 19~24%, 17~22% and 6~11%, respectively. Among these varieties, 4 varieties of sorghum ${\times}$ sudangrass hybrids were selected for the evaluation of ethanol yield and those were pretreated with 1 M NaOH solution at $150^{\circ}C$ for 30 min using high temperature explosion system. After pretreatment, samples were neutralized with tap water. It contained 52~57% of cellulose. Simultaneous saccharification and fermentation (SSF) was carried out for 48 h at $33^{\circ}C$ by Saccharomyces cerevisiae CHY1011 using Green star variety. The yield of ethanol was 92.4% and the amount of ethanol production was estimated at 6206 L/ha.
본 연구는 바이오에탄올 생산용 작물 선발을 위해 국내재배 가능한 일년생 작물중에서 바이오매스 생산량이 우수한 수수-수단그래스 교잡종에 대한 바이오에탄올 생산성을 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 총 11 품종의 수수-수단그래스 교잡종 대한 화학적 특성 검증 결과 셀룰로오스 함량은 Green Star 품종이 가장 높았으며 발효율 검정을 위해 Green Star, Revolution, KF429 그리고 SS504 4품종을 선발하였다. 2. 선발된 4품종으로부터 발효 당을 추출하기 위해 시료와 1 M NaOH 용매를 1:14의 비율로 혼합하고 $150^{\circ}C$에서 30분간 전처리하였을 때 시료내 셀룰로오스 함량은 55%이상 이였으며, 발효 저해 작용을 하는 리그닌 및 회분 함량은 65%이상 제거 되었다. 3. 전처리물의 당화율 검정을 위해 celli CTEC II 효소 30 FPU/g-cellulose를 사용하였으며 4품종의 당화율은 평균 86%이었다. 4. 수수-수단그래스 교잡종의 발효율 검정은 동시당화발효(SSF)방법으로 수행하였으며 발효균주로는 Saccharomysis cerevisiae CHY1011를 사용하였고, 결과적으로 Green Star의 발효율이 92.4%로 가장 높았으며 에탄올 생산량은 6,206 L/ha임을 확인하였다.
