• 공업화학
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• 제29권3호
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• pp.350-355
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• 2018

본 연구에서는 굴참나무의 열분해 및 촉매 열분해에 바이오매스 반탄화가 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 굴참나무와 반탄화된 굴참나무의 열분해 및 촉매 열분해 거동은 열중량분석 결과와 회분식반응기를 이용한 급속열분해 반응에서 얻어진 바이오오일의 생성물분포를 비교하여 평가하였다. 굴참나무와 반탄화된 굴참나무의 열중량 곡선 및 미중열중량곡선은 굴참나무 내 헤미셀룰로오스의 제거량은 반탄화 온도 및 시간을 증가시킴에 따라 증가됨을 나타내었다. 굴참나무의 반탄화과정에서 헤미셀룰로오스의 제거로 굴참나무 내 셀룰로오스와 리그닌의 함량이 증가되기 때문에 열분해 과정에서 오일의 수율은 감소하고 고형 촤 수율은 증가하였다. 반탄화 굴참나무의 열분해 오일 중 레보글루코산과 페놀류의 선택도는 굴참나무 열분해 오일에 비해 높았다. 바이오오일 중 방향족 화합물의 함량은 HZSM-5 ($SiO_2/Al_2O_3=30$) 상에서 굴참나무 및 반탄화된 굴참나무의 촉매열분해를 적용함으로써 증가되었다. 굴참나무에 비해, 반탄화 굴참나무는 HZSM-5를 이용한 촉매 열분해를 통한 방향족화합물 형성에 더 높은 효율을 보였고 더 높은 반탄화 온도($280^{\circ}C$) 및 반응온도($600^{\circ}C$)를 적용함으로써 극대화되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제20권1호
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• pp.60-71
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• 1992

To investigate the delignification behaviour in solvolysis pulping process, Populus alba ${\times}$ glandulosa H. and Pinus Kuraiensis S. et Z. were cooked with p-cresol and vater solvent(2:8, 5:5, 8:2 v/v) at $175^{\circ}C$ for 9 cooking time levels(20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, min). Pulp yield, residual lignin content, de lignification rate, decarborhydration rate were determined. Delignification behaviours were analyzed by TEM. 1. The p-cresol-water solvent cooking of P. alba ${\times}$ glandulosa showed good delignification at the solvent system which the mixture ratio of p-cresol and water were 2:8(v/v), while the cooking of P. koraiensis with the p-cresol and water mixture ratio of 5:5 was no good. 2. P. alba ${\times}$ glandulosa showed three step-delignification phenomena at the solvent system which the mixture ratio of p-cresol and water were 2:8(v/v) anti 5:5(v/v). But P. koraiensis showed a first order delignification reaction at the same mixture ratio of p-cresol and water solvent system. 3. In TEM micrograph obtained for the solvent system which the mixture ratio of p-cresol and water was 5:5(v/v), the partial delignification of the cell corner of P. alba ${\times}$ glandulosa and P. koraiensis were observed at 60min. of cooking time. Complete delignification at the cell corner of P. alba ${\times}$ glandulosa was observed at 160min. and that of P. koraiensis was observed of 180min. of cooking time. 4. In optical microscopic observation, fiber separation of P. alba ${\times}$ glandulosa occured at 120min. and that of P. koraiensis began at 140min. of cooking time. 5. At the solvent system which the mixture ratio of p-cresol and water was 5:5(v/v), middle layer on secondary wall($S_2$) and cell corner of P. alba ${\times}$ glandulosa were more selectively delignified than primary wall(P) and outer layer on secondary wall($S_1$). However P. koraiensis did not showed any difference in delignification between cell wall layers and cell corner.

• 펄프종이기술
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• 제31권4호
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• pp.49-57
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• 1999

In CLO2 delignification and bleaching process, formation of chlorate corresponds to a loss of 20-36% of the original CKO2 charge. Because chlorate is inactive and harmful to environmental, it will be of benefit to find methods that can reduce the formation of chlorate during chlorine dioxide bleaching. Chlorate is mainly formed by the reaction HCIO +ClO2 $\longrightarrow$H+ + Cl_ +ClO3-2 On the other hand, AOX in chlorine dioxide bleacing is formed also due to the in-situ produced hypochlorous acid. THus both AOX and chlorate could be reduced by addition of hypochlorous acid. Some paper son the reduction of AOX by additives appeared , but systematic data on chlorate reduction as well as pulp and effluent properties are not available. THus this paper of focused on the effects on the reduction of chlorate and chlorine dioxide bleachability. The additives, fulfamic a챵, AMSO, hydrogen peroxide, oxalic acid were found to eliminate chlorine selectively in chlorine and chlorine dioxide mixture.However, when they were added to bleaching process, sulfamic acid and DMSO showed significant reduction of chlorate formation but hydrogen peroxide and oxalic aicd did not, and significant amount ofhydrogen peroxide was found resided in the bleaching effluent , In addition, sulfamic acid and DMSO decreased the bleaching end ph values while hydrogen peroxide and oxalic acid did not, which also indicated that hydrogen peroxide and oxalic acid were ineffective. The difference might be ascribed to the competitives of hypochlorous acid with lignin, chlorite (CKO2) and additives. Sulfamic acid and DMSO showed better pulpbrightness development but less alkaline extraction efficiency than hydrogen peroxide , oxalic acid and control, which means that insitu hypochlorous acid contributes to the formation of new chromophore structures that can be easily eliminated by alkaline extraction. DMSO decreased the delignification ability of chlorine dioxide due to the elimination of hypochlorous acid, but sfulfamic acid did to because the chlroinated sulfamic acid had stable bleachability. In addition, sulfamic acid, and SMSO shwed decreased color and COD of bleaching effluents, hydrogen peroxide decreased effluent color but not COD content, and oxalic acid had no statistically significant effects. No significant decreases of pulp viocosity were found except for hydrogen peroxide. Based on our results , we suggest that the effectiveness of hydrogen peroxide on the reduction of AOX in literature might be explained by other mechanisms not due to the elimination of hypochlorous acid , but to the direct decomposition of AOX by hydrogen peroxide.

• 공업화학
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• 제31권4호
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• pp.443-451
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• 2020

본 연구에서는, 축분 고형연료의 연료적 가치를 판단하기 위해 물리화학적 특성과 열분해 동역학 분석을 수행하였다. 원소분석과 공업분석결과는 축분 고형연료는 휘발성 물질(64.94%), 탄소(44.35%) 및 수소(5.54%)의 함량이 높았다. 축분 고형연료의 저위발열량(3,880 kcal/kg) 또한 가축분뇨 고형 연료 기준(3,000 kcal/kg)보다 높았다. 열중량분석결과 축분연료는 3개의 분해온도구간을 가졌다. 첫 번째 온도구간(130~330 ℃)은 추출물의 기화, 헤미셀룰로우스 및 셀룰로우스의 분해로 구성되었다. 두 번째(330~480 ℃)와 세 번째(550~800 ℃) 온도 구간들은 리그닌의 분해와 carbonaceous materials 분해에 의한 것이었다. Friedman, FWO, KAS 같은 model free 분석방법에 의해 구해진 축분 고형연료의 열분해에 대한 활성화 에너지 값은 전환율 0.1에서 0.9 범위에서 173.98에서 525.79 kJ/mol로 나타났다. 특히, 전환율이 0.6보다 높은 구간에서 활성화에너지가 크게 증가하였다. Curve fitting 방법을 사용한 동역한 분석은 축분 고형연료가 5단계의 분해 단계로 구분될 수 있는 다단계 반응에 의해 분해됨을 제안하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.443-447
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• 2016

미세조류 세포벽은 셀룰로오스가 주요 구성성분으로 리그닌을 포함하지 않아 낮은 온도의 전처리 조건에서도 효과적으로 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 분해가 가능하다. 차세대 바이오매스로 주목 받는 미세조류(Tetraselmis KCTC 12236BP)로부터 $120^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도 조건에서 열수전처리를 이용한 발효당 생산 증대를 위해 공정조건을 최적화하였다. 주요 공정조건인 추출온도, 황산농도와 추출시간에 따른 당화율 변화를 확인하였을 때, 온도와 황산농도가 글루코오스 생산에 큰 영향을 컸으며 당화율이 비례하여 증가하는 경향을 보였다. 경제성을 고려한 열수전처리 최적조건은 $120^{\circ}C$, 2 mol 황산, 40분으로 95.9%의 당화율을 얻을 수 있었다. 탈지미세조류의 황산 열수전처리와 효소당화를 비교했을 때, 황산 열수전처리의 당화율이 2.1배 이상 높고 전처리 시간이 짧아 황산 열수전처리가 효소당화에 비해 효과적인 공정임을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권1호
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• pp.89-95
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• 2009

볏짚은 섬유소와 헤미셀루로우스의 함유량이 높아, 바이오에탄올 생산을 위한 잠재적 가치가 매우 높은 목질계 바이오매스 원료이다. 본 연구에서는 볏짚으로부터 바이오 에탄올 생산하기 위한 전처리 공정으로써 암모니아 재순환 침출 공정을 적용하였다. 특히 생성된 고형물의 조성과 효소 가수분해도에 전처리 공정의 온도와 반응시간 그리고 암모니아의 농도가 미치는 영향을 조사하였다. 실험을 행한 전처리 공정의 온도, 반응시간, 그리고 암모니아의 범위는 차례로 $150{\sim}190^{\circ}C$, 10~90 min 그리고 0~20 wt%이다. 전처리 공정을 통하여 약 84%의 리그닌과 20~80%의 헤미셀루로우스가 용해되었다. 또, 15 wt%의 암모니아 수용액을 이용하여 $170^{\circ}C$에서 90 min 동안 전처리한 고형 잔재물의 경우 15 FPU/g of glucan의 셀루라제 효소를 첨가하여 약 90%의 효소 가수분해도를 얻을 수 있었다. 셀루라제와 자일란나아제를 함께 사용하면 가수분해도가 현저하게 향상되였으며, 이는 헤미셀루로우스가 가수분해 과정에서 중요한 방해제 역할을 하고 있음을 보여주는 것이다. $150^{\circ}C$에서 20 min 동안 15%의 암모니아수로 전처리된 시료를 이용한 동시당화발효 실험과 동시당화공동발효 실험에서는 각각 13.8 g/L(초기 glucan을 기준으로 81%)와 15.2 g/L(초기 glucan과 xylan의 합을 기준으로 89%)의 에탄올이 생성되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제32권1호
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• pp.28-34
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• 2004

본 연구는 자기가수분해전 처리를 통하여 제조한 반응성이 높은 셀룰로오스(high reactive cellulose, HRC)기질의 카르복시메틸화(carboxymethylation, CM화) 특성을 알기 위하여 수행되었으며, 비교를 위하여 시판 알파셀룰로오스(commercial α-cellulose, CAC) 및 침엽수 리파이나기계펄프(Refiner mechanical pulp, RMP) 2종의 시료를 사용하였다. HRC는 12시간 당화처리로 70%, 24시간 처리로 90%, 72시간 처리로 99.5%의 높은 당화율을 나타냈다. 아울러 Cellulase 효소활성에 있어서 처리 전후에 측정된 CMCase 및 Avicelase의 효소활성의 큰 변화가 없었다. 이에 대하여 72시간 처리로 CAC는 57%의 당화율을, 리그닌을 많이 포함하는 RMP는 38%의 매우 낮은 당화율을 보였다. CM화시 리그닌함량이 낮은 HRC 및 CAC시료의 CM화가 용이하였고, 1.13-1.15의 높은 치환도를, 리그닌함량이 많은 RMP는 0.85 정도의 낮은 치환도를 나타냈다. 모든 시료에서 알칼리의 농도는 30%, 3시간 처리가 가장 높은 치환도를 보여주었다. CM화물로부터의 수용성부분은 HRC 및 CAC에서 98-98.5%, RMP 로부터는 31.5%로 매우 낮았다. 비표면적이 낮은 RMP는 보수도가 매우 낮았으며, 비표면적이 높았던 CAC 및 HRC는 435% 및 321%의 매우 높은 보수도 값을 나타냈다. 팽윤도에 있어서는 비표면적과는 무관하게 HRC, RMP 그리고 CAC 순으로 팽윤율이 커졌다.

• 펄프종이기술
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• 제48권2호
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• pp.34-45
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• 2016

Global warming and climate change have been caused by combustion of fossil fuels. The greenhouse gases contributed to the rise of temperature between $0.6^{\circ}C$ and $0.9^{\circ}C$ over the past century. Presently, fossil fuels account for about 88% of the commercial energy sources used. In developing countries, fossil fuels are a very attractive energy source because they are available and relatively inexpensive. The environmental problems with fossil fuels have been aggravating stress from already existing factors including acid deposition, urban air pollution, and climate change. In order to control greenhouse gas emissions, particularly CO2, fossil fuels must be replaced by eco-friendly fuels such as biomass. The use of renewable energy sources is becoming increasingly necessary. The biomass resources are the most common form of renewable energy. The conversion of biomass into energy can be achieved in a number of ways. The most common form of converted biomass is pellet fuels as biofuels made from compressed organic matter or biomass. Pellets from lignocellulosic biomass has compared to conventional fuels with a relatively low bulk and energy density and a low degree of homogeneity. Thermal pretreatment technology like torrefaction is applied to improve fuel efficiency of lignocellulosic biomass, i.e., less moisture and oxygen in the product, preferrable grinding properties, storage properties, etc.. During torrefacton, lignocelluosic biomass such as palm kernell shell (PKS) and empty fruit bunch (EFB) was roasted under an oxygen-depleted enviroment at temperature between 200 and $300^{\circ}C$. Low degree of thermal treatment led to the removal of moisture and low molecular volatile matters with low O/C and H/C elemental ratios. The mechanical characteristics of torrefied biomass have also been altered to a brittle and partly hydrophobic materials. Unfortunately, it was much harder to form pellets from torrefied PKS and EFB due to thermal degradation of lignin as a natural binder during torrefaction compared to non-torrefied ones. For easy pelletization of biomass with torrefaction, pellets from PKS and EFB were manufactured before torrefaction, and thereafter they were torrefied at different temperature. Even after torrefaction of pellets from PKS and EFB, their appearance was well preserved with better fuel efficiency than non-torrefied ones. The physical properties of the torrefied pellets largely depended on the torrefaction condition such as reaction time and reaction temperature. Temperature over $250^{\circ}C$ during torrefaction gave a significant impact on the fuel properties of the pellets. In particular, torrefied EFB pellets displayed much faster development of the fuel properties than did torrefied PKS pellets. During torrefaction, extensive carbonization with the increase of fixed carbons, the behavior of thermal degradation of torrefied biomass became significantly different according to the increase of torrefaction temperature. In conclusion, pelletization of PKS and EFB before torrefaction made it much easier to proceed with torrefaction of pellets from PKS and EFB, leading to excellent eco-friendly fuels.

• 농업과학연구
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• 제12권1호
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• pp.75-85
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• 1985

본(本) 연구(硏究)는 Lignosulfonic Acid계(系) 감수제(減水劑)를 첨가(添加)한 모르터의 유동성(流動性) 개선(改善)과 강도변화(强度變化)를 구명(究明)하고자 시행(施行)하였다. 1. Plastic 상태(狀態)에서 Pozzolith-84의 첨가량(添加量)을 늘리면 Flow가 증가(增加)하였다. 이는 Pozzolith-84의 첨가(添加) 시(時) 전기적(電氣的) 이중층(二重層)이 형성(形成)되어 시멘트 입자(粒子) 상호간(相互間)에 반발력(反撥力)이 생겨 분산(分散)된 것으로 이 분산작용(分散作用)은 술폰산기(酸基)의 계면활성작용(界面活性作用)에 기인(基因)되며, 시공성(施工性)이 개선(改善)됨에 따라 Precast 제품(製品) 생산(生産) 시(時) 비용절감(費用節減)의 효과(效果)가 있으며, 단위수량감소(單位水量減少)에 의(依)해 구조물(構造物)의 내구성(耐久性)이 개선(改善)된다. 2. 경화(硬化)된 상태(狀態)에서는 P/C가 0.2, 0.4%일 때 보통(普通)모르터의 강도(强度)보다 다소증가(多少增加)되었으며, P/C가 0.8% 이상(以上)일 때 보통(普通) 모르터의 강도(强度) 보다 감소(減少)된 것은 잔류(殘留) 술폰산(酸)($SO_3H$), 무수유산(無水硫酸)($SO_3$)의 화학반응(化學反應)에 의(依)한 것으로 생각된다. 3. 비중(比重)과 압축강도(壓縮强度) 분석(分析) 결과(結果) 고도(高度)의 유의성(有意性)이 있었으며 비중(比重)이 커짐에 따라 압축강도(壓縮强度)도 역시 증가(增加)되었고, 재령(材齡) 7일(日)과 28일(日)의 강도(强度) 분석(分析) 결과(結果) 고도(高度)의 유의성(有意性)이 있었으며, 재령(材齡) 7일(日)의 압축(壓縮) 강도(强度)가 클수록 인장(引張) 휩강도(强度)도 역시 크게 나타났다. 4. Pozzolith-84는 펄프공업(工業)의 폐기물(廢棄物)인 Lignosulfonic Acid Type이며 이를 실용화(實用化)하면 산업폐기물(産業廢棄物)의 활용(活用)에 유익(有益)하다고 생각된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제24권2호
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• pp.51-60
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• 1985

본시험(本試驗)은 우리나라에서 수도(水稻)에 큰 피해(被害)를 주는 벼멸구(Nilaparvata lugens $ST{\AA}L$)에 대(對)한 수도품종(水稻品種)의 저항성반응(抵抗性反應), 항충성(抗蟲性), 화학적성분(化學的成分), 효소(酵素)의 작용(作用)및 벼멸구의 선호성등(選好性等)을 분석(分析)하여 벼멸구에 대(對)한 수도품종(水稻品種)의 저항성기작(抵抗性機作)을 밝히고자 실시(實施)하였으며 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1 유묘(幼苗)의 저항성반응(抵抗性反應)에서 청청(靑靑)벼, 가야(伽倻)벼, 한강(漢江)찰벼, 삼강(三剛)벼, IR-36는 저항성(抵抗性), 남풍(南豊)벼, 영풍(永豊)벼는 중도저항성(中度抵抗性), 진흥(振興), 상풍(常豊)벼, 추청(秋晴)벼는 감수성(感受性)이었다. 2 선호성중(選好性中) 식이선호성(食餌選好性)은 감수성품종(感受性品種)에서 높았고, 저항성(抵抗性)과 중도저항성품종(中度抵抗性品種)에서 낮았다. 이상(以上)과같은 식이선호성(食餌選好性)은 충접종(蟲接種) 72시간이내(時間以內)에 검정(檢定)하여야 한다. 산란선호성(産卵選好性)은 감수성품종(感受性品種)에서 높았고, 저항성(抵抗性)과 중도저항성(中度抵抗性)에서는 낮았으나 이와같은 산란선호성(産卵選好性)은 감수성대조품종(感受性對照品種)과 공시품종(供試品種)을 각(各) 1본(本)씩 짝지어 충(蟲)을 접종(接種)하고 조사(調査)해야 진정(眞正)한 구별(區別)이 된다. 3. 항충성(抗蟲性)에서 감로배설량(甘露排泄量)은 저항성품종(抵抗性品種)에서보다 감수성품종(感受性品種)에서 현저(顯著)히 많았다. 벼멸구의 Amylase 활성(活性)은 저항성(抵抗性)에서보다 감수성품종(感受性品種)에서 높았으며 접종시간(接種時間)의 경과(經過)에 따라 감수성품종(感受性品種)에서 그 변화(變化)가 컸다. 암컷성충(成蟲)의 체중(體重)은 수컷보다 무거웠으며 감수성(感受性)에서 사육(飼育)된 성충(成蟲)의 자웅평균체중(雌雄平均體重)은 저항성품종(抵抗性品種)에서 사육(飼育)된 것보다 무거웠다. 차세대(次世代)의 밀도증식(密度增植)은 감수성(感受性)에서보다 저항성품종(抵抗性品種)에서 현저(顯著)히 낮았다. 4. 수도품종(水稻品種)의 화학적조성성분중(化學的組成成分中) $P_2O_5$, CaO, MgO, Hemicellulose, 엽록소(葉綠素)는 감수성(感受性)에서보다 저항성(抵抗性)에서 함량(含量)이 높았고, Acid detergent fiber, Lignin, Cellulose 는 감수성(感受性)에서 높았다. Esterase isozyme의 영동대(泳動帶)에 있어서 Est ${\beta}-2$는 IR-36을 제외(除外)한 저하성(抵抗性)과 중도저항성품종(中度抵抗性品種)에서, Est ${\beta}-3$는 IR-36에서만 검출(檢出)되었다. 이상(以上)의 결과(結果)로보아 벼멸구의 Amylase 활성정도(活性程度)와 수도(水稻)의 Estrase isozyme의 전기영동(電氣泳動)은 품종저항성(品種抵抗성)을 판정(判定)하는 새로운 방법(方法)으로 이용(利用)할 수 있을 것으로 생각한다.