리그노셀룰로오스 바이오매스의 전처리기술로서 기계적 분쇄 해체

전문가 제언

○ 리그노셀룰로오스 바이오매스에서 에너지를 추출하는 방법, 즉 바이오연료 제조에서는 원료를 혐기성 소화하기 이전에 먼저 전처리과정이 필요하다. 일반적으로 이 과정에서는 생물체 특유의 세포를 파괴해야 하는데 여기에는 초음파 처리, 펄스 전기장 사용, 초임계 이산화탄소 적용, 마이크로파를 이용한 열처리, 고압/고온 가열, 충격 삼투, 동결 건조, 수압식 캐비테이션(cavitation), 액체질소를 이용한 가스감압, 효소분해 등의 여러 가지 방법이 사용되고 있다.

 

○ 이 자료는 리그노셀룰로오스 바이오매스의 전처리에 사용되는 가장 고전적인 분쇄기술인 원심 및 볼(ball) 분쇄기술에 대해 기술하고 있으며 이 방법으로 세포를 파괴하는 수준까지 입자의 크기를 줄이는 데 필요한 비에너지를 관련 수치별로 검토하고 있다.

 

○ 결론적으로 바이오매스의 수분함량이 높으면 비에너지 소요량(SER, Specific Energy Requirement)도 높아진다는 것이다. 이는 셀룰로오스의 수분함량이 높아지면 셀룰로오스의 분해가 진행되면서 물질의 전단강도가 빠르게 감소하지만 초기에는 오히려 증가하기기 때문이다. 표면적의 증가는 SER의 증가를 가져오지만 셀룰로오스 함량, 결정도, p-쿠마르산 및 리그닌 함량의 증가는 SER를 감소시킨다. 또한 아라비노오스/목당 비의 증가는 SER을 증가시킨다.

 

○ 우리나라에서도 농림축산식품부의 재정 지원을 받아 전남대학교 산학협력단에서 “리그노셀룰로오스계 바이오에탄올 생산 공정 효율 향상을 위한 청정공정 기반 통합공정 개발”의 연구논문을 발표하였고, 국립산림과학원에서 “목질계 에탄올 생산을 위한 대량 생산시스템 개발”을 발표하는 등 리그노셀룰로오스 바이오매스를 원료로 한 바이오연료 생산기술, 즉 제2세대 바이오연료 제조기술을 개발하기 위한 연구를 많이 수행하고 있다. 그러나 아직까지는 기초연구 수준이며 경제성 있는 대량생산 기술을 구축하기까지는 많은 시간이 소요될 것으로 보인다.

 

저자

Abdellatif Barakat, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

142()

잡지명

Applied Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

240~246

분석자

김*설

분석물

• 리그노셀룰로오스 바이오매스의 전처리기술로서 기계적 분쇄 해체.pdf [512,266 byte]

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