은수원사시나무의 무기산 가수분해에 의해 생성된 고형 부산물의 화학 구조 (Chemical Characteristics of Solid Residues Produced from Acid Hydrolysis of Hybrid Poplar Wood)

서지정보

· 발행기관 : 한국목재공학회
· 수록지 정보 : 목재공학 / 41권 / 1호 / 1 ~ 11페이지
· 저자명 : 오신영, 김재영, 황혜원, 이오규, 최준원

초록

본 연구에서는 은수원사시나무의 산 당화공정에서 생성되는 고형 부산물의 화학적, 구조적 특성을 관찰하였다. 산 가수분해는 황산과 염산을 사용하였고, 1차 가수분해농도를 72%, 36%, 18%로 변화를 주었고, 2차 가수분해에서 4%로 동일하게 희석하였다. 가수분해 후 액상 가수분해액과 고형 부산물을 각각 분리하였고 고형 부산물을 각각 RS72, RS36, RS18, RC36, RC18이라고 하였다. 황산의 농도가 높아짐에 따라 생성된 고형부산물은 감소(71.2~21.4%)하였지만, 염산의 농도는 고형 부산물의 생성량(65.0~67.0%)에 큰 영향을 주지 않았다. 또한 RS36과 RS18은 고형 부산물 질량 대비 23.6%, RC36과 RC18은 각각 25.6%, 27.3%가 리그닌으로 이루어져 있었다. 고형 부산물의 열분해산물 분석 결과 Levoglucosan, Furfural 등 탄수화물 유래 물질과 리그닌 유래물질인 Guaiacol, Syringol 등이 검출되었지만 RS72에서는 리그닌 유래 물질만이 검출되었다. 또한 열중량분석 결과 고형 부산물 내 리그닌 함량이 높아질수록 다량의 탄이 생성되고 최대 중량 감소율이 감소하여 염산에 비해 황산이, 또한 산의 농도가 높을수록 화학적으로 축합된 구조를 형성하는 것을 확인하였다.

영어초록

In this study, we investigated chemical characteristics of solid residues obtained from inorganicacid hydrolysis of hybrid poplar (Populus alba × glandulosa). Different concentration (72, 36,18%) of sulfuric acid and hydrochloric acid were used for first hydrolysis step and second hydrolysisstep were carried out after equally dilution to 4%. Solid residues after consecutive two stephydrolysis were named to RS72 (Residue from Sulfuric acid 72%), RS36, RS18, as well as RC36(Residue from hydroChloric acid 36%) and RC18, respectively. The yield of RS decreased from71.2% to 21.4% with increasing sulfuric acid concentration in the first hydrolysis step, whereas thatof RC showed little difference (67.0% to 65.0%), irrespective of hydrochloric acid concentration.
The lignin content in solid residue was 23.6% for both of RS36 and RS18, 25.6% for RC36 and 27.3%for RC18, respectively. The results of pyrolyzer-GC/MS showed that 24 cellulose derivatives(Levoglucosan, Furfural) and 21 lignin derivatives (Guaiacol, Syringol) were detected. Thermogravimetricanalysis indicated that the yield of char increased and maximum wieght loss rate decreased withincreasing lignin portion of solid residue. Therefore, structure of lignin was condensed effectivelyby sulfuric acid and by high concentration of acid.

참고자료

· 없음