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리그노셀룰로오스 바이오매스로부터 묽은 산 처리를 통한 고부가가치 빌딩 블록 화합물의 생산
조영민 ( Cho Young-min ),김종화 ( Jong-hwa Kim ),김종찬 ( Jong-chan Kim ),윤채휘 ( Chae-hwi Yoon ),김다예 ( Daye Kim ),윤혜선 ( Hye-sun Yoon ),최인규 ( In-gyu Choi ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.2
본 연구에서는 졸참으로부터 산 처리를 통해 푸르푸랄, 5-HMF 및 레불린산을 생산하고 수율을 평가하고자 하였다. 조건은 0.1%, 0.5%, 1% 황산에 170, 180, 190, 200, 210 ℃ 온도 조건에서 반응을 진행하였다. 세 화합물 모두 0.1% 조건에서 온도가 증가함에 따라 수율이 증가하는 경향을 보이나 0.5%, 1% 조건에서 레불린산은 증가하는 경향, 5-HMF는 증가하다가 감소, 푸르푸랄은 180 ℃에서 최고점을 보였다.
김종화 ( Jong-hwa Kim ),김종찬 ( Jong-chan Kim ),조영민 ( Young-min Cho ),윤채휘 ( Chae-hwi Yoon ),김다예 ( Daye Kim ),여환명 ( Hwanmeyong Yeo ),최인규 ( In-gyu Choi ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.2
본 연구에서는 글루코오스의 질산 산화를 통해 글루카르산을 생산하고 생산 조건에 따른 글루카르산 생산 양상을 분석하였다. 글루코오스 수용액은 다양한 농도로 구배되었으며 질산의 경우 글루코오스 몰수 대비 4배를 투입하였다. 그 결과 질산수용액의 농도가 높을수록 글루카르산의 수율이 증가하였으며 글루코오스 수용액의 농도가 낮을 경우 반응온도가 높아지거나 질산 투입량이 증가해야 질산 산화가 진행되었다.
촉매 조건에 따른 6탄당으로부터 레불린산 생산 최적 조건 탐색
박상우 ( Sang-woo Park ),김종화 ( Jong-hwa Kim ),김종찬 ( Jong-chan Kim ),조영민 ( Young-min Cho ),윤채휘 ( Chae-hwi Yoon ),최인규 ( In-gyu Choi ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1
목질계 바이오매스로부터 생산 가능한 top building block chemical로 선정된 레불린산(Levulinic acid)은 6탄당의 가수분해로 생성될 수 있는 유기산 중 하나로서, 공업용 용제, 의약품, 화장품 첨가제, 가소제 등 산업적으로 다양한 분야에 사용되고 있다. 레불린산은 글루코오스(Glucose)로부터 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF)를 거쳐 레불린산으로 전환되는데 중간물질인 5-HMF의 경우 글루코오스보다 글루코오스의 이성질체인 프럭토스(Fructose)를 사용하였을 때 그 수율이 높다고 알려져 있다. 따라서 글루코오스를 프럭토스로 전환시킬 수 있는 촉매를 추가하여 중간물질인 5-HMF를 더 생산하여 레불린산의 수율을 높이고자 한다. 본 연구에서는 표준물질인 글루코오스로부터 레불린산의 생산 최적화 탐색을 위해 반응표면분석법(response surface method, RSM)을 이용하였다. 글루코오스를 레불린산으로 전환하기 위해 독립변인으로 황산 농도(0.5-1.5%), 반응 시간(170-210 ℃)을 이용하여 액상 가수분해물로 추출하였으며 레불린산수율 증대를 위해 무기염류인 염화주석 농도(0.5-1.5%)를 촉매로 첨가하여 탐색하였다. 종속변인인 레불린산 수율(%, 초기 글루코오스 중량대비) 최적 조건 탐색을 위해 상기 독립변인과 통제변인인 반응시간(120분)과 글루코오스 함량(0.5 g)에 따라 진행하였다. 최적 조건 탐색은 통계분석을 통해 제시되며 통계 분석은 Design Expert 11을 통해 진행되었다.