• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.48 no.3
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• pp.328-336
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• 2020

Parachlorella sp. is an efficient fatty acid producer that can be used in the production of biofuels, feeds, and fertilizers. Microalgae show varying responses to culture conditions, even those within the same species. In this study, growth and fatty acid composition of a newly isolated Parachlorella sp. from the Nakdong river of Korea in different culture media were investigated. The microalga was cultivated in 400 ml bubble column photobioreactors using BG-11, BBM, TAP, and modified TAP (MTAP) media. It was shown that using BBM led to greater fatty acid accumulation (34%), while using TAP medium led to greater biomass productivity (0.34 g/l/day). Composition of the TAP medium was modified to have the N:P ratio of BBM while also varying concentrations of N and P to improve fatty acid productivity. One of the modified TAP media, MTAP-1 (104.8 mgN/l, 135.2 mgP/l, N:P ratio = 0.77), showed the highest fatty acid concentration of 0.69 ± 0.04 g/l, while those from TAP and BBM were 0.48 ± 0.06 g/l and 0.40 ± 0.02 g/l, respectively. The results showed that microalgal fatty acid productivity could be enhanced by changing the N:P ratio and concentrations.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.171.2-171.2
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• 2011

지속가능한 발전과 저탄소 녹색성장의 개념이 대두되면서 우리나라를 비롯한 주요 선진국은 자국의 화석연료 의존도를 낮추고 대체에너지로 환경친화적이며, 청정에너지로 각광받는 신 재생에너지의 활용에 경제적, 정책적 지원을 아끼지 않고 있는 실정이다. 실제로 유럽에서는 바이오매스의 일종인 우드칩을 활용한 가정용 보일러가 보급되고 있으며, 동남아시아에서는 열대식물을 이용한 저온열분해를 활용하여 바이오디젤을 생산하고 있다. 우리나라의 경우 대부분의 바이오매스는 발생되는 임야에서 재이용되거나 경제성이 있을 경우에 운송되어 재활용되고 있으며, 임부목과 같은 일부 바이오매스는 수익성이 없어 발생현지에 방치되는 경우도 있다. 본 연구에서 주목한 왕겨의 경우 미곡종합처리장에서 대량으로 발생되지만 그 활용도에 있어서 축적된 바이오에너지에 비해 에너지회수율이 저조하다고 할 수 있다. 왕겨는 임야에서 발생되는 폐목재나 다른 바이오매스에 비해 함유되어 있는 수분이 적고(12%), 휘발분의 함량이 많으며(58%), 고정탄소(17%), 회분(13%)로 열분해/가스화에 적용가능하다. 본 실험에서 생산된 합성가스의 활용방법으로는 보일러를 이용한 스팀 및 전력생산, 가스엔진을 이용한 전력생산, 폐열회수 등이 있으며 생산된 합성가스를 활용하기 위해서는 오염물질의 정제특성에 대한 연구가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 합성가스 내에 존재하는 분진, 타르, HCl, HCN, $NH_3$의 제거효율을 조사하였다.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.40 no.3
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• pp.282-285
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• 2012

In this study, the ability of Chlorella vulgaris and Dunaliella salina to use biomass resources for anaerobic digestive biogas production was examined. The differences in cell wall structure pretreatments affecting the yield of soluble products showed that D. salina is a better candidate for biogas production than C. vulgaris. There was no significant difference between pretreated and non-pretreated D. salina in terms of methane production yield by inocula obtained from anaerobic digestion systems. Therefore, D. salina is a suitable algal biomass for biogas production due to its high biomass productivity, simple pretreatment needs, and easy conversion to biogas.

• Journal of Life Science
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• v.25 no.12
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• pp.1450-1457
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• 2015

To overcome the depletion of fossil fuels and environmental problems in future, the research and production of biofuels have attracted attention largely. Thermophilic microorganisms produce effective and robust enzymes which can hydrolyze plant biomass and survive under harsh bioprocessing conditions. Caldicellulosiruptor bescii, which can degrade unpretreated plants and grow on them, is the one of the best candidates for consolidated bioprocessing (CBP). C. bescii can hydrolyze pectin efficiently as well as the major plant cell wall components, cellulose and hemicelluloses. Many glycosyl hydrolases and carbohydrate lyases with multidomain structure play an important role in plant biomass decomposition. Recently genetic tools for metabolic engineering of C. bescii have developed and bioethanol production from unpretreated biomass is achieved in C. bescii. Here, we review the recent studies for biomass degradation by C. bescii and bioethanol production in C. bescii in order to provide information about metabolic engineering of themophilic bacteria and biofuel development.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.57 no.5
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• pp.81-88
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• 2015

바이오매스는 유망한 신재생 에너지이다. 바이오매스는 액체 및 기체 연료로 전 환 할 수 있고, 다양한 공정을 통해 열 및 전력을 생산시키는데 사용된다. 바이오매스 가스화 공정은 바이오매스를 일산화탄소, 이산화탄소, 수소 및 메탄으로 이루어진 합성 가스로 전환시키는 기술이다. 바이오매스를 이용한 합성 가스 생산 및 활용은 세계적으로 늘어나는 에너지 필요성을 충족시킬 수 있는 대체에너지이다. 현재, 바이오매스 가스화의 주요 원료는 목질계 우드 칩을 주로 사용하고 있지만, 일반적으로 우드칩의 경우 수분을 다량 함유하고 있기 때문에 가스화 공정을 위해서는 별도의 건조처리를 필요로 한다. 우드칩의 건조에는 많은 에너지가 소요되고, 다량의 우드칩 건조에는 시간과 기상 및 공간적인 환경에 영향을 받는다. 본 연구에서는 미건조 우드칩의 가스화 공정을 위하여 미건조 우드칩에 숯을 각각 10, 30, 50 % 비율로 혼합하여 실험을 수행하였고, 실험결과 생산된 합성가스의 CO 농도 는 숯의 비율에 따라 14.9 ~ 25.6 % 증가되는 경향을 나타내었지만, 반대로 $CO_2$ 및 $CH_4$ 농도는 감소하였다. 이에 따라 합성가스 생산을 위한 미건조 우드칩과 숯의 최적혼합비율은 약 30 %로 판단되며, 발열량은 $1285.7kcal/Nm^3$, Gas yield는 $2.3Nm^3/kg$ 로 나타났다. 이에 적절한 숯의 혼합사용은 미건조 우드칩의 직접적인 가스화에 도움이 될 것으로 사료되며, 바이오매스 건조 공정에 필요한 에너지를 절약할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.20 no.3
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• pp.231-235
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• 2011

Ligneous biomass such as wood pellet is characterized as carbon neutral which has no carbon dioxide emission ; additionally, it can be used as an alternative fuel by co-firing without additional plant reformation as well as for maintaining stability of fuel supply. We can develop CDM project while co-firing by using biomass into conventional coal fired thermal power plant with AM0085 CDM methodology, and it's possible to prove additionality as fuel cost per kWh is higher than bituminous. The study shows that the electricity by biomass can reduce green house emission by $0.6737tCO_2$ per MWh.

• Journal of the KSME
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• v.55 no.7
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• pp.32-36
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• 2015

최근 화석 연료의 과다 사용에 따른 에너지 자원 고갈 및 환경오염에 대한 우려가 증가함에 따라 비화석연료 기반의 재생가능하고 지속가능하며, 환경친화성이 높은 에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 농산폐기물, 폐목재, 에너지작물, 도시고형폐기물, 미세조류, 거대조류 등 육상 및 해상에서 발생하는 바이오매스는 재생가능한 에너지원으로서 화석원료와는 달리 사용 후 발생하는 이산화탄소를 다시 흡수하는 탄소중립(carbon-nutral)의 특성을 갖고 있어 전세계적으로 많은 주목을 받고 있다. 바이오연료 중 당질계원료를 이용하는 바이오에탄올 및 식물성유지를 이용하는 바이오디젤은 현재 상업적인 생산이 이루어지고 있으나, 이들 1세대 바이오연료는 식량자원과의 경쟁이라는 원천적인 한계를 가지고 있고, 분자구조식에 산소를 포함하고 있기 때문에 기존 화석원료에서 출발하는 가솔린, 항공유 및 디젤과 비교하였을 때 에너지 함량이 낮은 단점이 있다. 따라서 기존 1세대 바이오연료에서 탈피하여, 식량자원과 경쟁이 없으며, 또한 분자구조식에 산소를 적게 포함하거나 아예 포함하지 않는 바이오연료("drop-in" 바이오연료) 생산에 많은 관심이 집중되고 있다. 이 글에서는 최근 그린공정으로 대표되는 초임계 유체를 이용한 "drop-in" 바이오연료를 제조하기 위한 바이오매스 액화의 기술동향을 소개하고자 한다.

• Clean Technology
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• v.27 no.4
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• pp.325-331
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• 2021

In this study, bio-carbons were produced by activation process from unused biomass (Grade 3 wood pellet and spent coffee grounds) to determine the removal performance of formaldehyde and acetaldehyde. The activation experiments were conducted in a fixed bed reactor using CO₂ as an activation agent. The temperature of the activation reactor and input of CO₂ were 900 ℃ and 1 L min^-1 for all the experiments. The maximum BET surface area of about 788 m² g^-1 was obtained for bio-carbon produced from Grade 1 wood pellet, whereas about 544 m² g^-1 was achieved with bio-carbon produced from spent coffee grounds. In all the experiments, the bio-carbons produced were mainly found to have micro-porous nature. A lower ash amount in raw material was favored for the high surface area of bio-carbons. In the removal test of formaldehyde and acetaldehyde, the bio-carbon produced from spent coffee grounds showed excellent adsorption performance compared with woody biomass (Grade 1 wood pellet and Grade 3 wood pellet). In addition, the comparative experiment of commercial impregnated activated carbon and bio-carbon produced from spent coffee grounds was conducted. In terms of formaldehyde removal performance, the commercial impregnated bio-carbon was excellent, while bio-carbon produced from spent coffee grounds was excellent in acetaldehyde removal.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.6
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• pp.579-586
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• 2013

The shortage of fossil fuel and problem of greenhouse gas exhaustion drive the production of biopolymer in a environment-friendly manner. Polyurethane is a polymer formed by reacting an isocyanate (-NCO) with a polyol (-OH) to form urethane link (-NHCOO-). Polyurethane is one of the most widely used polymers in automobile, construction and chemical industries. Two monomers for the polymerization of polyurethane, polyols and isocyanates, can be produced from renewable biomass such as plant oil, cellulose, lignin and etc. Biopolyol production from plant oil has already been implemented in commercial-scale production. In this paper, recent progresses on bio-based approaches on the production of biopolyols, bio-isocyanates and bio-substituent or isocyanate from bio-feedstock are reviewed alongside polymerization and characterization of biopolyurethane for industrial applications.

• Journal of Energy Engineering
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• v.24 no.3
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• pp.1-5
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• 2015

This study is to investigate the effect of torrefaction on enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass for bio-ethanol production. As a pretreatment, the torrefaction of lignocellulosic biomass was conducted in temperature of $250{\sim}350^{\circ}C$ in the absence of oxygen. Tween-80, nonionic surfactant, was tested to enhance saccharification efficiency by coping with hydrophobicity resulted from torrefaction. As a result, the glucose production from enzymatic hydrolysis of biomass pretreated by torrefaction was greater than that obtained from the non-pretreated biomass. Sugar conversion was higher when the biomass was saccharified with addition of tween-80. It was found that torrefaction can be applied as a preptreatment for lignocellulosic biomass and tween-80 is needed to enhance its enzyme saccharification.