• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제43권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2015

본 연구에서는 고온증기 및 오존 전처리로 제조된 리그노셀룰로오스 나노섬유의 탈리그닌 처리가 나노섬유 및 나노종이의 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 형태학적 특성 관찰 결과, 탈리그닌 처리에 의해 평균 직경 35 nm 이하의 균일한 섬유가 얻어졌다. 또한 탈리그닌 처리는 리그노셀룰로오스 나노섬유의 비표면적을 크게 향상시켰으며, 특히 오존 전처리의 경우는 탈리그닌 처리에 의해 무처리에 비하여 1.5배 증가하였다. 나노종이 제조 과정 중의 여수시간 또한 탈리그닌 처리에 의해 크게 증가하여, 고온증기 전처리의 경우는 탈리그닌 처리에 의해 무처리와 비교하여 5.4배 증가하였다. 탈리그닌 처리는 나노종이의 백색도를 향상시켰으며, 고온증기 전처리의 경우는 탈리그닌 전과 비교하여 색상차가 41.9로 매우 높게 나타났다. 나노종이의 인장강도, 탄성율 및 신장율도 탈리그닌에 의하여 크게 향상되었으며, 고온증기 전처리 후의 탈리그닌에 의한 나노종이의 인장강도가 142 MPa로 가장 높게 나타났다.

• 공업화학
• /
• 제34권5호
• /
• pp.529-533
• /
• 2023

우리 일상에서 대량으로 생성되는 리그노셀룰로즈(lignocellulose) 물질인 커피 찌꺼기(coffee grounds)를 탄화하여 얻어지는 탄소 소재의 전기화학적 특성과 흡착 성능을 고찰하였다. 커피 찌꺼기를 섭씨 600도 정도의 상대적 저온에서 탄화하여 얻어지는 탄소의 형태적 구조를 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)으로 고찰하였다. Raman 분석을 통하여 얻어진 탄소 재료의 결정성 정보를 얻었다. 기본적인 전기적 특성을 간단한 옴의 관계(Ohmic relation)를 통하여 확인하였다. 나아가, 탄화된 재료가 리튬 이차 전지의 음극(anode) 소재로 활용될 수 있는지 여부를 반쪽 전지(half-cell) 충방전(charge/discharge) 테스트를 통해 살펴보았으며, 초기 음극재의 비용량은 약 520 mAh/g으로 나타났다. 이어서, 커피 찌꺼기 탄화로 얻어진 탄소 소재의 다공성 구조로 인해 분자를 흡착할 수 있음을 자외선(ultraviolet, UV) 흡광도(absorption) 측정을 통해 확인하였다. 탄소 소재의 표면 개질을 통해 극성이 다른 분자들의 선택적으로 흡착할 수 있음을 추가로 확인하였다. 본 연구는 향후 목질계 폐기물의 활용에 대한 중요한 정보를 제공할 것이다.

• 멤브레인
• /
• 제24권2호
• /
• pp.79-87
• /
• 2014

최근 바이오 화학산업, 특히 바이오 리파이너리를 위한 발효공정에서 물질 분리를 위하여 분리막이 적용되고 있다. 이에 본 논문에서는 바이오 화학산업에서 분리막을 응용하고 있는 연구들을 살펴보고자 한다. 특히 전처리로서의 분리막 응용과 발효산물의 분리막 응용을 알아보았다. 다양한 바이오 물질의 분리 및 정제를 위한 공정에서 분리막의 사용을 알아보고 특히 리그노셀룰로스를 이용한 바이오 리파이너리에서의 분리막 사용을 강조하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제46권4호
• /
• pp.368-379
• /
• 2018

Objective of this work is to study the effects of a saline solution used to pretreat lignocellulosic material derived from champak timber. The native lignocellulosic solids, in powder form, were mixed with saline water solutions of three different concentrations and maintained for 2 weeks without stirring. The treated solids were washed, recovered, and then dried under sunlight. The substrates were characterized using X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, and scanning electron microscopy (SEM). The crystallinity (CrI), lateral order index (LOI), total crystallinity index (TCI), and surface morphologies of all the samples were determined. The treated biomass structures were compared with controls. The data show that the structures of all the treated substrates changed, as indicated by CrI. CrI of the treated substrates decreased significantly compared with that of the original wood, as did LOI and TCI quantities, whereas the HBI parameter increased. The results indicate that the saline water pretreatment modified the wood samples.

• KSBB Journal
• /
• 제24권5호
• /
• pp.415-419
• /
• 2009

본 연구에서는 리그노셀룰로스 가수분해물과 유사한 조성을 갖는 합성 용액을 이용하여 무독화 실험을 진행하였다. 생물학적 무독화 방법으로는 peroxidase와 laccase와 같은 효소를 이용하였고, 이온교환과 흡착과 같은 물리화학적 방법으로는 이온교환수지와 활성탄을 이용하였다. 효소 중 peroxidase는 페놀계 화합물의 제거에 탁월한 효율을 보였으며, 5-HMF와 furfural은 활성탄에 의해 거의 모두 제거되었고, 아세트산은 음이온교환수지를 사용하는 것이 가장 효율적이었다. 활성탄과 이온교환수지는 다소간의 당손실을 일으켰다. 무독화 방법은 당화액에 포함되어 있는 저해물질의 조성을 고려하여 결정되어야 한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제29권8호
• /
• pp.1255-1265
• /
• 2019

To investigate the diversity of gastrointestinal microflora and lignocellulose-degrading enzymes in wild Asian elephants, three of these animals living in the same group were selected for study from the Wild Elephant Valley in the Xishuangbanna Nature Reserve of Yunnan Province, China. Fresh fecal samples from the three wild Asian elephants were analyzed by metagenomic sequencing to study the diversity of their gastrointestinal microbes and cellulolytic enzymes. There were a high abundance of Firmicutes and a higher abundance of hemicellulose-degrading hydrolases than cellulose-degrading hydrolases in the wild Asian elephants. Furthermore, there were a high abundance and a rich diversity of carbohydrate active enzymes (CAZymes) obtained from the gene set annotation of the three samples, with the majority of them showing low identity with the CAZy database entry. About half of the CAZymes had no species source at the phylum or genus level. These indicated that the wild Asian elephants might possess greater ability to digest hemicellulose than cellulose to provide energy, and moreover, the gastrointestinal tracts of these pachyderms might be a potential source of novel efficient lignocellulose-degrading enzymes. Therefore, the exploitation and utilization of these enzyme resources could help us to alleviate the current energy crisis and ensure food security.

• 공업화학
• /
• 제32권3호
• /
• pp.348-356
• /
• 2021

The lignocellulose-based dried watermelon rind (WR) was modified with sulfuric acid, namely SWR for enhancement of methylene blue (MB) adsorption from the aqueous solution. According to FT-IR analysis, after the modification of WR with sulfuric acid, the functional groups of R-SO₃H, COOH and -OH groups was formated or enhanced on the surface of the WR. Moreover, the point of zero charge (pHpzc) was changed from 6.3 to 4.1 after modification, which widened the range for adsorbing of cationic dye MB. The adsorption process of MB onto the SWR was suitable for pseudo-2nd-order and Langmuir model and the maximum adsorption capacity of Langmuir was found to be 334.45 mg/g at pH 7. In adition, the adsorption process occurs through the electrostatic interaction, hydrogen bridge formation, electron donor-acceptor relationship, and 𝜋-𝜋 electron dispersing force between functional groups on the carbon surface with MB molecules. Depending on functional groups available on the SWR surface, the MB adsorption mechanism can occur in combination with various interactions.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제50권1호
• /
• pp.59-67
• /
• 2022

Dietary fiber is considered a feed ingredient with high nutritional value in the broiler feed industry. Pine chips contain a large amount of dietary fiber and require some modification for use as broiler feed. In this study, pine chips were subjected to steam explosion under different severity factor (Ro) conditions to improve the chemical and physical properties of dietary fiber. The highest water-holding capacity, oil-holding capacity, and swelling capacity were found for Ro 4.0, followed by Ro4.5 and 3.5. The optimal condition for the steam explosion was determined to be Ro 4.0 (reaction temperature of 210℃, and reaction time of 6.0 min). Under these conditions, the water-holding capacity, oil-holding capacity, and swelling capacity of steam-exploded pine chips were 8.3 g/g, 6.5 g/g, and 5.0 mL/g, respectively. This study may contribute to the application of lignocellulose and related products in the broiler feed industry.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제31권5호
• /
• pp.738-747
• /
• 2018

Objective: In a previous study, analysis of Illumina sequenced metagenomic DNA data of bacteria in Vietnamese goats' rumen showed a high diversity of putative lignocellulolytic genes. In this study, taxonomy speculation of microbial community and lignocellulolytic bacteria population in the rumen was conducted to elucidate a role of bacterial structure for effective degradation of plant materials. Methods: The metagenomic data had been subjected into Basic Local Alignment Search Tool (BLASTX) algorithm and the National Center for Biotechnology Information non-redundant sequence database. Here the BLASTX hits were further processed by the Metagenome Analyzer program to statistically analyze the abundance of taxa. Results: Microbial community in the rumen is defined by dominance of Bacteroidetes compared to Firmicutes. The ratio of Firmicutes versus Bacteroidetes was 0.36:1. An abundance of Synergistetes was uniquely identified in the goat microbiome may be formed by host genotype. With regard to bacterial lignocellulose degraders, the ratio of lignocellulolytic genes affiliated with Firmicutes compared to the genes linked to Bacteroidetes was 0.11:1, in which the genes encoding putative hemicellulases, carbohydrate esterases, polysaccharide lyases originated from Bacteroidetes were 14 to 20 times higher than from Firmicutes. Firmicutes seem to possess more cellulose hydrolysis capacity showing a Firmicutes/Bacteroidetes ratio of 0.35:1. Analysis of lignocellulolytic potential degraders shows that four species belonged to Bacteroidetes phylum, while two species belonged to Firmicutes phylum harbouring at least 12 different catalytic domains for all lignocellulose pretreatment, cellulose, as well as hemicellulose saccharification. Conclusion: Based on these findings, we speculate that increasing the members of Bacteroidetes to keep a low ratio of Firmicutes versus Bacteroidetes in goat rumen has resulted most likely in an increased lignocellulose digestion.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제43권6호
• /
• pp.730-739
• /
• 2015

본 연구는 셀룰로오스 나노섬유를 닥나무 인피섬유 시트의 제조시 첨가하여, 닥나무 인피섬유 시트의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 형태학적 및 화학적 성질이 다른 5종류의 셀룰로오스 나노섬유, 즉 리그노셀룰로오스 나노섬유 (lignocellulose nanofiber, LCNF), 홀로셀룰로오스 나노섬유(holocellulose nanofiber, HCNF), 알칼리처리 홀로셀룰로오스 나노섬유(alkali-treated HCNF, AT-HCNF), TEMPO-산화 나노섬유(TEMPO-oxidated nanofiber, TEMPO-NF), 셀룰로오스 나노크리스탈(cellulose nanocrystal, CNC)을 제조하였으며, 각 나노섬유의 종류 및 첨가량이 닥나무 인피섬유시트 제조시의 여수시간 및 시트의 투기도, 평활도, 인장강도 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 여수시간은 모든 나노섬유에 있어서 첨가량이 증가함으로서 길어졌으며, 5%의 첨가량에서 HCNF가 가장 여수시간이 길었다. 또한, 셀룰로오스 나노섬유 첨가량이 증가할수록 시트의 평활도, 인장강도 특성이 향상되었으며, 특히 0.1%의 극히 적은양의 나노섬유 첨가로도 비인장강도 및 탄성계수가 크게 향상되는 것을 알 수 있었다. 이러한 특성 향상은 닥나무 인피섬유 간에 교차적으로 적층되어 있는 셀룰로오스 나노섬유의 충전 효과에 기인하는 것을 전자현미경 사진을 통해 확인할 수 있었다.