| 초록 |
섬유질 기질은 전분질 기질에 비해 가격도 싸고 지구상에서 가장 풍부한 대체 에너지 자원으로 각광 받고 있으나, 해결해야 할 기술적인 제약이 많아 산업화되지 못하고 pilot 공장 규모에머물러 있다. 대부분의 섬유질 바이오매스는 세가지의 주요성분, 즉 헤미셀룰로오스, 셀룰로오스및 리그닌으로 구성되어 있으며, 그 구성비는 기질의 종류에 따라 상당한 차이가 있으나 대략 3 :4 : 3의 비율로 이루어져 있다(1). 경제적인 관점에서 보면 이들 세 성분을 모두 이용하는 것이필수적이지만, 세 성분이 복합적으로 결합된 구조를 가지고 있기 때문에 한 성분을 다른 성분으로부터 완전히 분리하는 것은 대단히 어렵다. 그러나 헤미셀룰로오스는 셀룰로오스보다 가수분해되기 쉽기 때문에 이를 선택적으로 분리할 수 있다. 산 촉매에 의한 헤미셀룰로오스의 가수분해 반응은 어떤 일정한 규칙하에서 일어나지 않고,monomer사이 β-1,4 결합을 무차별적으로 공격하여 일어난다. 그래서 이 반응은 아주 복잡하게일어나고 헤미셀룰로오스의 조성이나 구조가 바이오매스 기질마다 다르기 때문에 반응속도가 상당히 차이 난다고 알려져 있다(2). 일반적으로 헤미셀룰로오스는 셀룰로오스보다는 쉽게 가수분해되지만 어떤 부분은 가수분해가 쉽지 않다(3). 이 사실에 대한 설명은 아직까지 명확하게 밝혀지고 있지 않다. 산 촉매에 의한 헤미셀룰로오스 가수분해반응의 kinetics에 관해서는 많은 연구가 이루어졌지만, 단일 모델이 아니고 여러 종류의 모델이 발표되었다(4). 그 이유는 가수분해 mechanism이 명확하지 않은 이유도 있겠지만, 고체내 남아있는 헤미셀룰로오스와 당분해물의 정확한 분석이 어렵고 또 실험에서 얻어진 자료를 통계적으로 처리하는 것이 쉽지 않았기 때문이라 할 수 있겠다.본 연구에서는 0.05∼0.2%의 아주 낮은 산농도와 헤미셀룰로오스 가수분해 반응온도로서는 비교적 높은 150∼190℃를 사용하여 활엽수 헤미셀룰로오스의 산 가수분해 반응에 적용할 수 있는kinetic모델과 반응매개변수를 결정하였다.
|
