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오두영(Doo Young Oh),장은애(Eun-Ae Jang),박성윤(Seong-Yun Park),안효진(Hyo Jin An),이아현(Ah Hyun Lee),민경진(Kyung Jin Min),박기영(Ki Young Park) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
전 세계적인 기후 변화와 환경오염의 원인은 화석 연료 사용에 의한 것으로 이를 해결하기 위해바이오 연료에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 바이오 연료는 식량 생산에 필요한 토지의 제한된가용성과 생산 과정에서 직간접적으로 배출되는 다량의 탄소로 인해 탄소 저감 효과는 제한적이다. 지난 수십 년 동안 다양한 종류의 바이오매스가 바이오연료를 생산하는데 사용되어 왔지만 다양한 어려움에 직면하였다. 최근 미세조류는 3세대 바이오매스로 가용성, 생산 속도, 단위 면적당 수확량, 경작지 경쟁 없이 미래의 도전에 대처하는 측면에서 탁월한 공급원으로 주목받고 있지만 주로 Chlorella 와 Scenedesmus 같은 경제성이 낮은 단세포 미세조류만을 연구하여 상용화에 어려움을 겪고 있다. Hydrodictyon reticulatum(H. reticulatum)은 저농도의 담수 환경에서 잘 성장하고 수확과 탈수가 용이할 뿐만 아니라, 세포벽이 얇아 전처리 없이 혐기성 소화를 통한 바이오메탄이나, 바이오에탄올 같은바이오에너지의 생산비용을 크게 절감할 수 있어 상용화에 매우 적합한 조류이다. 본 연구에서는 실제 현장에서 오염된 하천수를 이용해 H. reticulatum을 배양하며, 광량 및 체류시간에 따른 생산성과영양염류의 제거효율을 분석하고 바이오에탄올의 생산성을 평가하여 대규모 생산 가능성을 평가하였다.
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담수조류 그물말로부터 당 용액의 효율적 제조를 위한 가수분해 방법
김진석,김슬기,고은혜,김진철,김진석 한국잔디학회 2013 Weed & Turfgrass Science Vol.2 No.2
To explore hydrolysis methods for the efficient manufacture of sugar solutions from the freshwater alga Water-net (Hydrodictyon reticulatum, HR), acid hydrolysis, enzymatic hydrolysis, and combined hydrolysis (acid followed by enzymatic hydrolysis) were investigated. In the one-step acid hydrolysis, the reaction of 8% solids content using 2% sulfuric acid at 120oC for 1 hour was desirable. In this case, glucose 27.44 g 100 g DM-1 could be obtained from the HR-d13 samples. In the two-step acid hydrolysis, the primary hydrolysis (HR powder : 72% sulfuric acid = 1 g : 1.5 mL) was carried out for 1 hour at 60oC, and then the secondary hydrolysis was done for 1 hour at 120oC after addition of distilled water 23.5 mL. In this case, glucose 35.11 g/100 g DM could be obtained from the HR-d13 samples. In the combined hydrolysis, 25% solids content using 2% hydrochloric acid were reacted for 1 hour at 120oC, and then citrate buffer and hydrolysis enzyme complexes (E1 1.0 mL+E2 0.2 mL g-1 dried matter) were added and reacted for 1 – 2 days at 50oC. In this case, glucose 33.5 g 100 g DM-1could be obtained from the HR-d23+26 samples. In conclusion, combined hydrolysis was likely to be more useful saccharification method of HR biomass at a practical level, considering the glucose productivity, generation of fermentation-inhibiting substances(hydroxyl methyl furfural, furfural), and limited use of strong acid. 담수조류인 그물말 (Hydrodictyon reticulatum, HR)의 실용적 당화조건 확립을 위해 산 가수분해 방법으로서 onestepacid hydrolysis과 two-step acid hydrolysis, 그리고 산가수분해 후 효소가수분해를 병행하는 combined hydrolysis를 검토하였다. One-step acid hydrolysis의 경우, 120oC에서 HR 4% 고형분을 2% 황산 용액에 넣어 1시간 동안 반응시킬 경우가 적정하였다. Two-step acid hydrolysis의 적정조건은 1차 가수분해시 HR 건조중: 72% 황산을 1 g : 1.5mL로 하여 60oC에서 1시간 반응시킨 다음, 증류수 23.5 mL를첨가하고 120oC에서 1시간 가수분해시키는 것이었다. Combined hydrolysis의 경우, 2% 염산에 25%의 HR 고형분을 넣고 120oC에서 1시간 반응시킨 후, citrate buffer로4% 고형분 함량이 되도록 희석하고 E1+E2 효소를 각각1+0.2 mL g DM-1 수준으로 첨가하여 50oC에서 1~2일 동안 반응시키는 것이 바람직하였다. Glucose 생성량, 발효억제물질(HMF, furfural) 생성량, 강산 사용제한 등을 종합적으로 감안할 때, combined hydolysis가 보다 유용할 것으로 판단되었다.
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