• 공업화학
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• 제26권4호
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• pp.511-514
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• 2015

차세대 바이오에탄올로 주목받고 있는 목질계 바이오매스를 이용한 셀룰로오스 에탄올 생산과정은 셀룰로오스를 단당류로 분해하는 전처리과정이 가장 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 산가수분해와 효소당화과정을 이용하여 볏짚, 톱밥, 복사지, 신문지 등과 같은 목질계 바이오매스로부터 셀룰로오스에탄올을 제조하였다. 전처리과정으로 10~30 wt% 황산을 이용한 산가수분해($100^{\circ}C$, 1 h), celluclast ($55^{\circ}C$, pH = 5.0), AMG ($60^{\circ}C$, pH = 4.5), spirizyme ($60^{\circ}C$, pH = 4.2)을 이용한 효소당화과정(30 min), 산가수분해 후 효소당화과정을 비교하였다. 전처리과정의 수율은 hybrid 과정 > 산가수분해 > 효소당화 순으로 셀룰로오스 에탄올로의 전환이 잘 이루어지는 것으로 나타났으며, 최적 발효시간은 2일이었다. 또한 20 wt% 황산을 이용한 산가수분해 후 celluclast를 이용하여 효소당화를 수행할 경우 톱밥 > 볏짚 > 복사지 > 신문지 순으로 셀룰로오스 에탄올 전환특성이 높게 나타났다.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.349-352
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• 2010

이산화탄소 저감을 위한 바이오에너지의 개발이 활발히 진행되고 있는 가운데 본 연구에서는 산당화과정을 이용하여 볏짚으로부터 셀룰로스 에탄올의 제조공정을 해석하고자 하였다. 전처리 과정으로는 초음파에너지를 이용한 수화과정과 10~30 wt%의 황산을 이용한 산당화과정을 진행하였으며, 발효과정에서는 10~50 wt%의 효모를 이용하여 3~6 일간 발효시켜 셀룰로스 에탄올 수율을 결정하였다. 최적 전처리조건으로는 375W의 초음파세기로 30 min 간 수화시킨 후 20 wt%의 황산을 이용하여 산당화과정을 2 h 동안 진행하는 것을 추천할 수 있으며, 30 wt%의 효모를 이용하여 3일간 발효하는 것이 가장 높은 셀룰로스 에탄올 수율을 얻을 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.74-76
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• 2008

Autohydrolysis at different temperature levels was applied as industrial hemp pretreatment technique for glucose generation. Main structural components removed by autohydrolysis was xylan, which is more sensitive in acidic hydrolysis condition than cellulose or lignin. Higher temperature reaction conditions promoted more biomass components (xylan) removal than lower temperature, which led to better respond to enzymatic saccharification of residual biomass after autohydrolysis. With $185^{\circ}C$ and 60 min, saccharification degree was 53.0% of cellulose in hemp woody core biomass.

• 미생물학회지
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• 제26권3호
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• pp.278-282
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• 1988

볏짚을 이용하여 acetone-butanol을 생산하기 위해 전처리한 볏짚을 C. acetobutylicum KCTC 1037(ATCC 4259)과 Trichoderma viride로부터 얻은 섬유소 분해효소를 이용하여 동시당화 발효법 (SSF)으로 발효하였다. Ball-mill로 처리한 볏짚을 SSF로 발효한 결과 acetate와 butyrate안을 생산하였으나, alkali로 전처리한 기질은 230 mM 이상의 solvent를 생산하였다. 이와 같은 발효의 차이는 볏짚에는 alkali 처리로 분해되는 물질이 있으며, 이 물질이 solvent 생산을 저해하기 때문인 것으로 판단된다. 이러한 solvent 생산 저해물질은 물이나 유기용매에 불용성으로 lignin 유도체 혹은 잔류농약으로 추측된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제15권2호
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• pp.75-79
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• 1987

알코올 발효의 증자공정중에서 많은 에너지가 소요되므로 이를 줄이기 위한 방안으로서 저온증자법으로 Vietnam 산 cassava를 원료로 저온증자의 가능성을 고온증자와 비교 검토하였다. 알코올 발효에 당화 및 액화효소는 저온 및 고온증자에서 동일한 량을 사용하였으며 저온증자의 발효 mash중 소비된 glucose의 알코올 전환수율은 0.468g alcohol/gr. glucose로서 고온증자보다 좋은 결과를 보였다. 그러나 발효 불순물인 fusel oil은 고온증자의 0.48％보다 저온증자에서 0.64％로 다소 많았으나 증류과정에서 에너지소비 증가는 없었다.

• 공업화학
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• 제23권4호
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• pp.399-404
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• 2012

비식량 농업부산물인 왕겨로부터 에탄올 생산을 위한 효율적인 바이오매스 전처리 방법을 탐색하였다. 고온 고압 조건의 회분식 반응기에서 알칼리 용매는 암모니아와 가성소다, 산 용매는 희황산을 사용하였다. 가성소다 용액 처리 후 희황산 용액으로 복합처리한 시료의 효소 당화효율이 82.8%로 가장 높게 나타났고 이때 약 94.7%의 회분 성분 제거율을 보였다. 전처리 왕겨 시료의 효소 당화효율과 회분 성분 제거율 추세가 거의 비슷하게 나타나 왕겨의 효소당화 최대 저해요인이 회분(규산염) 성분임을 알 수 있었다. 따라서 규산염 함량이 높은 바이오매스는 고온 고압 조건하에서 가성소다-희황산 복합 처리법을 적용하는 것이 효소 당화효율 증진에 매우 유리함을 확인하였다.

• 펄프종이기술
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• 제44권3호
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• pp.9-14
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• 2012

Formed fermentation inhibitors during acid saccharification leads to poor alcohol production based on lignocellulosic bio-alcohol production process. In this work, it is focused on the formation of fermentation inhibitors from xylan, which is influenced by reaction tempearature and time of acidic sacharifiaction of xylose and glucuronic acid. In second step of concentrated acid hydrolysis, part of xylose and glucuronic acid was converted to furfuraldehyde and formic acid by dehydration and rearrangement reactions. Furfural was form from xylose, which was highly sensitive to reaction temperature. Formic acid was come from both xylose and glucuronic acid, which supposed to main inhibitor in biobutanol fermentation. Reaction temperature of second hydrolysis was main variables to control the furfural and formic acid generation. Careful control of acid saccharification can reduce generation of harmful inhibitors, especially second step of concentrated sulfuric acid hydrolysis process.

• 산업기술연구
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• 제39권1호
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• pp.15-19
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• 2019

This work focused on characterization of the starch degradation activity from extremophile strain Deinococcus geothermalis. Glucoamylase gene from D. geothermalis was cloned and overexpressed by pET-21a vector using E. coli BL21 (DE3). In order to characterize starch degrading activity of recombinant glucoamylase, enzyme was purified using HisPur Ni-NTA column. The recombinant glucoamylase from D. geothermalis exhibited the optimum temperature as $45^{\circ}C$ for starch degradation activity. And highly acido-stable starch degrading activity was shown at pH 2. For further optimization of starch degrading activity with metal ion, various metal ions ($AgCl_2$, $HgCl_2$, $MnSO_4{\cdot}4H_2O$, $CoCl_2{\cdot}6H_2O$, $MgSO_4$, $ZnSO_4{\cdot}7H_2O$, $K_2SO_4$, $FeCl_2{\cdot}4H_2O$, NaCl, or $CuSO_4$) were added for enzyme reaction. As results, it was found that $FeCl_2{\cdot}4H_2O$ or $MnSO_4{\cdot}4H_2O$ addition resulted in 17% and 9% improved starch degrading activity, respectively. The recombinant glucoamylase from D. geothermalis might be used for simultaneous saccharification and fermentation (SSF) process at high acidic conditions.