글로벌 에너지 위기의 발발과 환경 오염의 심화로 화석 에너지 및 화석 제품을 깨끗하고 재생 가능한 바이오매스 연료로 대체하는 것이 널리 주목받고 있습니다. 그 중 농업 폐기물과 같이 널리 공급되고 저렴하며 재생 가능한 목질계 바이오매스로부터 바이오 연료를 생산하는 것이 가장 응용 가능성이 높습니다. 바이오매스를 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 및 관련 제품으로 분해하는 전통적인 전처리 방법은 종종 극한의 조건과 값비싼 기술 수단을 필요로 합니다. 따라서 리그노셀룰로오스 성분의 활용 효율을 향상시키기 위해 보다 친환경적이고 저렴한 새로운 용매 시스템을 개발하는 것이 실질적으로 의의가 있습니다.

(1) 볏짚을 건조시킨 후, 평균 입자 크기가 150-350μm인 볏짚 분말로 분쇄한다.

(2) 젖산/ 염산구아니딘 의 몰비 1:2~2:1을 전처리용매로 사용하여 볏짚분말을 질량비 1:5~1:25로, 전처리용매를 60~130으로 혼합한다. 0.5~24시간 동안 교반한 후 상온으로 식히고 따뜻한 물로 전처리 용매의 1~3배 부피를 추가하고 여과 잔류물을 여과 및 세척하고 건조하여 전처리 볏짚을 얻는다;

(3) 전처리된 볏짚을 칭량하여 구연산완충액(농도 50mmol/L, pH 4.8)을 1～5mg/mL의 고액비에 따라 가한 후 시판 셀룰라아제를 6-20U/mg의 비율로 첨가한다. 전처리된 볏짚을 150~250r/min의 속도와 40~60℃의 온도에서 반응시켜 가수분해물의 포도당 농도를 측정한다. 가수분해물의 포도당 농도가 더 이상 변하지 않을 때까지 반응이 종료됩니다.

이 방법은 선행 기술과 비교하여 더 높은 포도당 수율을 얻을 수 있습니다. 리그노셀룰로오스의 전처리 용매로 젖산/구아니딘 염산염을 사용하면 비친화적인 환경과 높은 비용과 같은 전통적인 이온성 액체 전처리 공정의 단점을 극복합니다. 동시에, 수소결합 공여체와 수용체의 종류와 비율을 조절하여 헤미셀룰로오스를 제거할 수 있고, 셀룰로오스 성분의 당화 수율을 향상시킬 수 있다.

참고문헌