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< 전시-P-71 > ChCl/Lactic acid 혼합용매에 의해 소나무재로부터 추출된 리그닌 특성
권구중 ( Gujoong Kwon ),김진규 ( Jinkyu Kim ),박찬우 ( Chanwoo Park ),한송이 ( Songyi Han ),김남훈 ( Namhun Kim ),박정윤 ( Jungyoon Park ),이승환 ( Seunghwan Lee ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.1
지난 10년동안 전세계적으로 바이오매스로부터 석유대체 녹색원료를 사용하기 위한 환경친화적인 대안으로 사용할 가능성을 모색해 왔다. 리그닌은 바이오매스를 구성하는 주요 성분 중 하나로 자연에서 발견되는 유일한 방향족 폴리머이다. 이 성분을 바이오매스부터 효과적으로 분리하기 위해 alkaline, organosolv, ionic liquids 등을 이용한 다양한 분리 기술들이 개발되었다. 최근, lignocellulose 전처리를 위한 새로운 용제로 DES (deep eutectic solvent)가 성분 분리 및 개량 개질, 해중합을 위한 대체매체로서 많은 주목을 받고 있다. DES는 이온성 액체와 유기 용매의 특성을 모두 갖는 저비용, 높은 원자효율 및 기술적 경제적으로 적용 가능한 특성을 가진 새로운 세대의 녹색 용매이다. 일반적으로 수소 결합 공여체 (HBD)와 수소 결합 수용체 (HBA)의 자기 결합에 의해 준비되며, 모체 화합물이 결정화하는 능력을 감소시키는 강한 수소 결합 상호 작용에 의해 구동되는 액체를 형성한다. 또한 DES는 환경친화성이며, 제조가 쉽고 독성이 없는 장점을 가지고 있다. 그러나 아직 DES처리에 의해 분리된 리그닌의 특성에 대한 연구가 미비한 실정이다. 본 연구는 소나무재를 Choline chloride와 Lactic acid를 1:6의 몰비로 100℃의 온도조건에서 처리로 추출된 리그닌의 구조적 특성에 대해서 검토하였다. 리그닌수율은 추출 시간이 길어질수록 증가하였다. DES처리에 의해 추출된 리그닌은 다양한 분석에 의해 순도가 높고 독특한 구조적 특성을 가지고 있는 것을 확인하였다.
공융용매 처리온도가 대나무의 화학적 특성에 미치는 영향
양봉숙 ( Bong Suk Yang ),강규영 ( Kyu-young Kang ),이승환 ( Seunghwan Lee ),권구중 ( Gujoong Kwon ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1
목질계 바이오매스를 이용한 셀룰로오스 이용에 관한 연구는 녹지보존, 이산화탄소 배출 감소를 위한 벌목제한 등으로 목질계 원료의 공급 제한 등의 문제가 발생함에 따라 또 다른 방안으로 비목질계 바이오매스가 많이 연구되고 있다. 대표적인 비목질계 바이오매스 자원으로는 볏짚, 옥수수대, 사탕수수와 같은 농산폐기물과 대나무 등의 초본류가 대체자원으로 연구되어 왔다. 우리나라 대나무 자원의 경우, 국립산림과학원에서 2018년도에 발표한 보고서에 따르면 현재 방치된 상태로 산지화 및 황폐화로 인하여 덤불숲으로 변모되고 있는 현상이 나타나고 있으며 이를 제대로 관리하고 활용할 수 있는 기반을 구축하여야 한다고 보고하고 있다. 대나무 자원의 효율적인 활용을 위해서는 전처리를 통해 셀룰로오스를 추출 분리하고자 하는 연구들이 있으며, 본 연구에서는 국내 가장 많이 분포되어 있는 왕대를 사용하여 친환경적인 전처리법인 염화콜린 기반의 공융용매를 이용한 셀룰로오스 추출을 진행하였다. 특히, 셀룰로오스 추출에 영향을 미치는 공융용매(DES) 전처리 조건 중 온도 조건에 의한 전처리 특성을 알아보고자 하였다. 연구 결과, 유기산이 포함된 염화콜린 기반의 공융용매에서는 온도조건이 높을수록 전처리 후 고형분의 수율이 낮아지며 탈리그닌화와 비교하여 셀룰로오스의 가수분해가 급격히 일어나는 현상을 나타내었다. 따라서 셀룰로오스 추출을 위해서는 유기산과 혼합한 염화콜린 기반의 공융용매 전처리에서는 온화한 온도(100℃)에서 반응시키는 것이 더 효과적이라고 판단된다.