아세톤에 의한 목재 조성분의 분리

Abstract

본 연구는 산염이 첨가된 아세톤 용액으로 목질바이오매스를 가수분해하여 효과적으로 화학적 조성분을 분리할 수 있는 최적조건을 확립하는데 있다. 아세톤에 의한 목질바이오매스의 가수분해에서 Al2(SO4)3은 우수한촉매로 작용하였으며, 최적 농도는 0.01 M (6.3 wt%)였다. 본 실험에서는 아세톤과 물의 비율을 9 : 1로 맞추고Al2(SO4)3의 최적 농도조건에서 신갈나무재와 소나무재를 200°C에서 45분 동안 가수분해하여 각각 92.7%와92.4% 분해율을 나타냈다. 아세톤과 물의 비율이 8 : 2에서는 반응시간을 60분으로 연장하였을 경우 신갈나무재의가수분해율은 92.7%였으나, 소나무재는 반응온도를 210°C로 상승시켜야 신갈나무재에 버금가는 가수분해율을얻을 수 있었다. 가수분해 온도와 시간을 증가시키면 가수분해산물로부터 분리, 회수되는 리그닌은 증가하였으나,탄수화물 함량은 급격히 감소하는 경향을 보였다. 리그닌과 당의 회수량을 고려해 보면, 목질바이오매스의 최적가수분해 조건은 아세톤과 물의 비율 8 : 2, 아세톤 용액에 대한 Al2(SO4)3 농도는 6.3 wt%, 가수분해 온도와시간은 각각 190°C와 60분으로 나타났고, 이 조건에서 당의 회수율은 목질바이오매스 전건중량 기준으로 신갈나무재와 소나무재에서 각각 47.6%와 51.4%로 나타났고, 리그닌 회수율은 각각 18.2%와 13.7%로 측정되었다.