• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.163-173
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• 2022

지구 온난화를 완화시키고 석유고갈 문제를 피할 수 있는 수단의 하나로서 바이오 연료에 대한 많은 연구 개발이 지금까지 30년 넘게 이루어졌다. 하지만 일부 1세대 및 2세대 바이오 연료의 제한적인 보급이 이루어졌을 뿐, 광범위한 바이오 연료의 보급은 아직도 요원하다. 비교적 최근에 연구가 시작된 해조류 바이오매스 유래 3세대 바이오는 경우 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 상업 규모의 해조류 바이오 리파이너리의 보급은 아직도 멀기만 하다. 이 총설에서는 광범위한 문헌조사와 10년 넘게 해조류 바이오 리파이너리의 타당성 연구를 수행한 저자의 경험을 토대로 해조류와 해조류의 양식부터 최종 제품인 바이오 연료 생산까지 가치사슬 전반에 걸쳐 해조류 바이오 리파이너리가 가진 장점과 단점을 살펴보고자 한다. 이 관점에서 문헌조사는 (1) 전 세계 해조류 생산 및 연구 개발 현황, (2) 실험실 규모 실험에 기초한 해조류로부터 바이오 연료 생산을 위한 전환 기술, 그리고 (3) 대규모 해조류 바이오 리파이너리 타당성 연구를 포함할 것이다. 그리고 해조류 바이오 연료 상업화에 예상되는 주요 문제점을 확인하고 마지막으로 현재의 해조류 바이오 리파이너리 기술 현황과 유망한 미래 전망에 대한 저자의 견해가 정리될 것이다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권5호
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• pp.588-598
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• 2017

현재 수송용 연료 첨가제로 유통되고 있는 바이오에탄올은 주로 옥수수와 사탕수수와 같은 식용(1세대) 바이오매스를 활용하여 생산된 것으로 농산물 가격상승 및 윤리적인 차원에서 다양한 문제점을 유발할 수 있다. 이를 해결하기 위해 비식용 자원인 목질계 바이오매스를 활용할 수 있는데, 그 예로 짚과 Bagasse (사탕수수 찌꺼기)와 같은 농업부산물과 목재가공 산업에서 발생하는 톱밥 등의 임업 부산물 등이 있다. 따라서 목질계 바이오에탄올 생산은 2세대 바이오매스의 효과적인 활용 경로가 될 수 있으며, 그 원료는 1세대 자원보다 풍부하며 저렴한 원료의 확보가 가능하다. 이러한 바이오연료를 사용함으로써 얻게 되는 가장 큰 장점으로는 화석연료와 달리 환경에 미치는 영향을 최소화하여 온실가스 감축에 기여하는 것을 들 수 있다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 활용을 통해 이루어질 수 있는 온실가스 감축효과와 ASEAN 국가(인도네시아, 말레이시아, 태국, 필리핀)에서 현재 시행되고 있는 재생에너지에 대한 정부 정책을 연구하였다. 이러한 네 국가에서는 바이오연료에 관한 많은 정책과 인센티브 등이 발전되어 왔으며, 이산화탄소 배출 감축 목표와 바이오연료 의무 혼합률을 점차 증가시킬 것으로 조사되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권6호
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• pp.837-844
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• 2015

Carob waste is a useful raw material for the second-generation ethanol because 50% of its dry weight is sucrose, glucose, and fructose. To optimize the process, we have studied the influence of the initial concentration of sugars on the fermentation performance of Saccharomyces cerevisiae. With initial sugar concentrations (S₀ ) of 20 g/l, the yeasts were derepressed and the ethanol produced during the exponential phase was consumed in a diauxic phase. The rate of ethanol consumption decreased with increasing S₀ and disappeared at 250 g/l when the Crabtree effect was complete and almost all the sugar consumed was transformed into ethanol with a yield factor of 0.42 g/g. Sucrose hydrolysis was delayed at high S₀ because of glucose repression of invertase synthesis, which was triggered at concentrations above 40 g/l. At S₀ higher than 250 g/l, even when glucose had been exhausted, sucrose was hydrolyzed very slowly, probably due to an inhibition at this low water activity. Although with lower metabolic rates and longer times of fermentation, 250 g/l is considered the optimal initial concentration because it avoids the diauxic consumption of ethanol and maintains enough invertase activity to consume all the sucrose, and also avoids the inhibitions due to lower water activities at higher S₀ .

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.412-418
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• 2023

The surge in the oil prices, increasing global population, climate change, and waste management problems are the major issues which have led to the development of biofuels from lignocellulosic wastes. Cellulosic or second generation (2G) bioethanol is produced from lignocellulosic biomass via pretreatment, hydrolysis, and fermentation. Pretreatment of lignocellulose is of considerable interest due to its influence on the technical, economic and environmental sustainability of cellulosic ethanol production. In this study, furniture waste sawdust was subjected to alkaline peroxide (H₂O₂) for the production of reducing sugars. Sawdust was pretreated at different concentrations from 1-3% H₂O₂ (v/v) loadings at a pH of 11.5 for a residence time of 15-240 min at 50, 75 and 90 ℃. Optimum pretreatment conditions, such as time of reaction, operating temperature, and concentration of H₂O₂, were varied and evaluated on the basis of the amount of total reducing sugars produced. It was found that the changes in the amount of lignin directly affected the yield of reducing sugars. A maximum of 50% reduction in the lignin composition was obtained, which yielded a maximum of 75.3% total reducing sugars yield and 3.76 g/L of glucose. At optimum pretreatment conditions of 2% H₂O₂ loading at 75 ℃ for 150 min, 3.46 g/L glucose concentration with a 69.26% total reducing sugars yield was obtained after 48 hr. of the hydrolysis process. Pretreatment resulted in lowering of crystallinity and distortion of the sawdust after the pretreatment, which was further confirmed by XRD and SEM results.