![[분리공정] 목질계 원료를 이용한 Bio ethanol 의 생산-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/418/417113-0001.gif)
![[분리공정] 목질계 원료를 이용한 Bio ethanol 의 생산-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/418/417113-0002.gif)
![[분리공정] 목질계 원료를 이용한 Bio ethanol 의 생산-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/418/417113-0003.gif)
![[분리공정] 목질계 원료를 이용한 Bio ethanol 의 생산-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/418/417113-0004.gif)
![[분리공정] 목질계 원료를 이용한 Bio ethanol 의 생산-5](http://images.happyhaksul.com/thumb/418/417113-0005.gif)
![[분리공정] 목질계 원료를 이용한 Bio ethanol 의 생산-6](http://images.happyhaksul.com/thumb/418/417113-0006.gif)
![[분리공정] 목질계 원료를 이용한 Bio ethanol 의 생산-7](http://images.happyhaksul.com/thumb/418/417113-0007.gif)
![[분리공정] 목질계 원료를 이용한 Bio ethanol 의 생산-8](http://images.happyhaksul.com/thumb/418/417113-0008.gif)
![[분리공정] 목질계 원료를 이용한 Bio ethanol 의 생산-9](http://images.happyhaksul.com/thumb/418/417113-0009.gif)
분야
hwp2. Overview (Total Process)
3. Overview (Acid/Sugar separation)
4. SMB (Simulated Moving bed)
5. 결과분석
목질계 원료를 황산을 이용해 ethaol을 생산하는 과정은 크게 물리적 전처리, 화학적 전처리, lignin의 제거, 산과 당의 분리, fermentation 4가지로 나누게 된다. 물리적 전처리는 목질계 원료의 crystal structure를 황산을 이용해 깨는 과정(decrystallize)을 말한다. 이 과정을 통해서 목질계의 cellulose와 hemicellulose는 이후 단계에서 더 작은 물질들로 분해가 가능하게 된다. 화학적 전처리에서는 앞서 물리적 전처리를 거친 cellulose와 hemicellulose를 역시 황산(물리적 전처리 단계보다는 묽은 황산)을 이용하여 가수분해 하여, cellulose는 glucose로 hemicellulose는 xylose로 분해하게 된다.
물리적, 화학적 전처리 과정을 거친 후, lignin을 제거하게 된다. lignin의 화학적 구조는 명확하지 않으나 C18H24O11과 C40H45O18사이로 추정되고 있는데 그 결합이 강하여 분해하는 것이 불가능하다. 그렇기 때문에 이후의 산/당 분리공정에 앞서서 제거해야 하는데, lignin은 소수성을 띄므로 산/당과 잘 섞이지 않고 따라서 쉽게 분리가 가능하다.
앞선 과정을 거친 용액엔 가수분해를 거친 황산, 당분, 물, 기타 여러 물질들이 존재하게 된다. 이러한 혼합 용액을 양이온성 수지가 내부에 있는 column에 통과하여 산과 당으로 분리가 가능하게 된다. 황산은 이온성이 세고, 당분의 이온성은 상대적으로 약하기 때문에 물질들의 이온성을 이용하여 액체 크로마토그래피에서 분리하게 되고, 이 방법을 ion-exclusion chromatography라 한다. 여기서 추출한 황산은 연속공정을 위하여 재활용하게 되고, 당류는 발효를 위해 다음 단계로 이동한다.
발효단계에서는 동시당화 발효공정(Simultaneous saccharification and fermentation)이 이용된다. 이 공정은 유전자 재조합 기술을 이용하여 cellulase를 생산하는 미생물을 이용한 cellulose의 에탄올로의 one-step conversion이다.
