KR101498213B1 - Method for removing limonene of saccharification liquid from biomass, Apparatus of removing limonene and Method for the production of bio-ethanol using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바이오매스의 리모넨 제거방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 감귤박, 오렌지박, 자몽박, 레몬박, 라임박 등의 바이오매스에 존재하는 리모넨을 효율적으로 제거하고 바이오에탄올 생산 수율을 향상 시킬 수 있는 바이오매스 당화액의 리모넨 제거방법, 리모넨 제거 장치 및 상기 제거방법을 이용한 바이오에탄올 제조 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method for removing limonene from biomass such as citrus peel, orange peel, grapefruit peel, lemon peel, and lime zucchin efficiently to improve the yield of bioethanol production A limonene removal device for biomass saccharification solution, and a bioethanol production method using the removal method.
Description
본 발명은 바이오매스의 리모넨 제거방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 감귤박, 오렌지박, 자몽박, 레몬박, 라임박 등의 바이오매스에 존재하는 리모넨을 효율적으로 제거하고 바이오에탄올 생산 수율을 향상시킬 수 있는 바이오매스 당화액의 리모넨 제거방법, 리모넨 제거 장치 및 상기 제거방법을 이용한 바이오에탄올 제조 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method for removing limonene from biomass such as citrus peel, orange peel, grapefruit peel, lemon peel, and lime zucchin efficiently to improve the yield of bioethanol production A limonene removal device for biomass saccharification solution, and a bioethanol production method using the removal method.
최근 급격하게 진행되고 있는 지구 온난화에 의한 온실효과와 석유고갈 문제를 해결하기 위하여 당화액을 이용한 바이오에탄올 생산에 많은 관심과 연구가 집중되고 있으며, 바이오에탄올 생산을 위한 바이오매스로서 사탕수수 또는 전분이 이용되어 왔다. In order to solve the problem of greenhouse effect and oil depletion caused by global warming, there has been a lot of interest and research in the production of bioethanol using saccharified liquid. As a biomass for producing bioethanol, sugarcane or starch Have been used.
이러한 1세대 바이오에탄올 생산을 위한 원료들은 식품 및 가축사료와의 경쟁, 재배 면적의 포화 등 많은 문제에 봉착해 있다. 이를 극복하기 위하여 폐자원을 이용하여 바이오 에탄올을 생산하기 위한 연구가 진행되고 있다. These raw materials for first generation bioethanol are faced with many problems such as competition with food and livestock feed, saturation of cultivation area. To overcome this problem, research is being conducted to produce bioethanol using waste resources.
일반적으로 폐자원을 포함한 바이오매스로부터 바이오 에탄올을 생산하기 위하여 당화 공정 및 발효공정을 거치게 된다. 당화 공정은 바이오매스를 산 및 효소처리하여 당성분으로 전환 시키는 공정이며, 발효공정은 당화 공정을 통해 생성된 당화액을 이용하여 효모, 이콜라이등 미생물을 이용하여 에탄올과 이산화탄소로 전환되는 과정을 일컫는다. 이때 발효공정에서는 미생물의 발효를 억제시키는 발효 억제재가 존재하게 되면 당성분이 에탄올로 전환되는 효율이 매우 낮아지게 된다. 감귤박, 오렌지박, 자몽박, 레몬박, 라임박 등의 바이오매스들은 높은 당성분을 함유하고 있어 바이오에탄올 생산원료로써 주목을 받고 있으나, 리모넨이라는 발효저해물질을 함유하고 있어, 바이오에탄올로 전환하는데 어려움이 있다. 따라서 바이오에탄올 생산을 위하여 리모넨의 효과적인 제거가 중요한 과제로 인식되고 있다. Generally, a saccharification process and a fermentation process are performed to produce bioethanol from biomass including waste resources. The saccharification process is a process in which biomass is converted into a sugar component by acid and enzyme treatment. The fermentation process refers to a process in which microorganisms such as yeast and echolalia are converted into ethanol and carbon dioxide using a saccharification solution produced through a saccharification process . At this time, if the fermentation process inhibits the fermentation of microorganisms, the efficiency of conversion of sugar components to ethanol becomes very low. Biomass such as citrus peel, orange peel, grapefruit peel, lemon peel, and lean peel contain high sugar content and are attracting attention as a raw material for producing bioethanol. However, since they contain a fermentation inhibitor called limonene, they are converted into bioethanol . Therefore, effective removal of limonene is recognized as an important task for bioethanol production.
기존 리모넨 제거 방법으로는 스팀 폭쇄(steam explosion)가 개발되어 이용되고 있으나, 스팀 폭쇄를 이용하는 경우에는 별도의 공정장치와 스팀을 발생시키기 위한 높은 에너지가 필요하고, 리모넨을 일정수준 이하까지 제거할 수 없어, 발효 시 에탄올로 전환되는 효율이 낮아지게 되는 문제점이 있다.Steam explosion has been developed and used as a conventional method of removing limonene. However, when steam explosion is used, a high energy is required to generate a separate processing device and steam, and limonene can be removed to a certain level or less There is a problem that the efficiency of conversion to ethanol at the time of fermentation becomes low.
본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과 종래의 스팀 폭쇄를 이용한 리모넨 제거방법 및 장치가 가지고 있는 문제점을 해결함으로써 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention have made efforts to solve such problems, and as a result, solved the problems of conventional limonene removal method and apparatus using steam explosion, thereby completing the present invention.
따라서 본 발명의 목적은 활성탄과 셀룰로오스 파이버를 이용하여, 발효 억제재로 알려진 리모넨이 발효공정에 영향을 미치지 않을 수준까지 제거할 수 있어, 에탄올로 전환되는 발효 효율을 향상시킬 수 있는 바이오매스 당화액의 리모넨 제거방법을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to provide a biomass saccharification solution which can remove the limonene, which is known as a fermentation inhibitor, to a level not affecting the fermentation process by using activated carbon and cellulose fiber, A method for removing limonene is provided.
본 발명의 다른 목적은 스팀 폭쇄 장치와 같은 별도의 공정장치와 스팀을 발생시키기 위한 높은 에너지가 필요하지 않아 유용하게 이용될 수 있는 바이오매스 당화액의 리모넨 제거방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a separate processing apparatus such as a steam atomizing apparatus and a method for removing limonene of biomass saccharified liquid which can be usefully used because high energy is not required for generating steam.
본 발명의 또 다른 목적은 리모넨 제거 공정 이후에 활성탄 및 셀룰로오스 파이버로부터 리모넨을 분리할 수 있어, 자원의 낭비를 줄일 수 있으며, 활성탄 및 셀룰로오스 파이버는 재사용이 용이하여, 처리비용을 획기적으로 절감할 수 있는 바이오매스 당화액의 리모넨 제거방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of separating limonene from activated carbon and cellulose fibers after the removal of limonene, thereby reducing waste of resources, facilitating reuse of activated carbon and cellulose fibers, A method for removing limonene from a biomass saccharified liquid.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 먼저 본 발명은 리모넨이 함유된 바이오매스로부터 얻어진 당화액을 준비하는 단계; 및 상기 당화액과 활성탄 및 셀룰로오스 파이버 중 어느 하나 이상을 접촉시키는 단계를 포함하는 바이오매스 당화액의 리모넨 제거방법을 제공한다.In order to accomplish the objects of the present invention described above, the present invention provides a method for preparing limonene-containing biomass, comprising the steps of: preparing a saccharification solution obtained from biomass containing limonene; And bringing the saccharified liquid into contact with at least one of activated carbon and cellulosic fibers. The present invention also provides a method for removing limonene from a biomass saccharified liquid.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 접촉시키는 단계는 활성탄을 이용할 경우 상기 당화액의 리모넨 함량 0.8411g/cm3 기준으로 상기 활성탄이 0.3 내지 0.5g 사용된다.In a preferred embodiment, when the activated carbon is used, 0.3 to 0.5 g of the activated carbon is used based on the limonene content of the saccharified liquid of 0.8411 g / cm 3 .
바람직한 실시예에 있어서, 상기 접촉시키는 단계는 셀룰로오스 파이버를 이용할 경우 상기 당화액의 리모넨 함량 0.8411g/cm3 기준으로 상기 셀룰로오스 파이버가 0.125 내지 0.2g 사용된다.In a preferred embodiment, when the cellulosic fiber is used, the contacting is performed using 0.125 to 0.2 g of the cellulosic fiber based on the limonene content of 0.8411 g / cm 3 of the saccharified liquid.
또한 본 발명은 리모넨 함량이 0.025중량% 미만인 것을 특징으로 하는 리모넨 함유 바이오매스로부터 얻어진 당화액을 제공한다.The present invention also provides a saccharified liquid obtained from limonene-containing biomass, wherein the limonene content is less than 0.025% by weight.
또한 본 발명은 내부에 중공이 형성된 하우징; 및 상기 중공에 일정 두께로 삽입되는 활성탄 및 셀룰로오스 파이버 중 어느 하나 이상을 포함하는 리모넨 제거 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, And at least one of activated carbon and cellulosic fibers inserted into the hollow at a predetermined thickness.
바람직한 실시예에 있어서 상기 활성탄 및 셀룰로오스 파이버 중 어느 하나 이상은 리모넨 함유 바이오매스로부터 얻어진 당화액과 접촉되어 리모넨이 제거된다.In a preferred embodiment, at least one of the activated carbon and the cellulose fiber is brought into contact with the saccharified liquid obtained from the limonene-containing biomass to remove the limonene.
또한 본 발명은 리모넨 제거방법이 수행된 당화액을 준비하는 단계; 및 상기 당화액에 효모 및 이콜라이 중 어느 하나 이상을 이용하여 발효시키는 발효단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오에탄올 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a limonene removal method comprising: preparing a glycation solution; And a fermentation step of fermenting the saccharified liquid using one or more of yeast and echolalia.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.The present invention has the following excellent effects.
먼저, 본 발명에 의하면 활성탄과 셀룰로오스 파이버를 이용하여, 발효 억제재로 알려진 리모넨을 발효공정에 영향을 미치지 않을 수준까지 제거할 수 있어, 에탄올로 전환되는 발효 효율을 향상시킬 수 있다.First, according to the present invention, it is possible to remove limonene, which is known as a fermentation inhibitor, to a level not affecting the fermentation process by using activated carbon and cellulose fiber, thereby improving fermentation efficiency to be converted into ethanol.
또한 본 발명에 의하면 스팀폭쇄장치와 같은 별도의 공정장치와 스팀을 발생시키기 위한 높은 에너지가 필요하지 않아 유용하게 이용될 수 있다.In addition, according to the present invention, a separate processing apparatus such as a steam atomizing apparatus and a high energy for generating steam can be dispensed with.
또한 본 발명에 의하면 리모넨 제거 공정 이후에 활성탄 및 셀룰로오스 파이버로부터 리모넨을 분리할 수 있어, 자원의 낭비를 줄일 수 있으며, 활성탄 및 셀룰로오스 파이버는 재사용이 용이하여, 처리비용을 획기적으로 절감할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to separate limonene from activated carbon and cellulose fibers after the limonene removal step, to reduce waste of resources, and to easily reuse activated carbon and cellulose fibers, thereby drastically reducing the treatment cost.
도 1(a)는 리모넨 제거 이전의 리모넨 함유량을 GC(Gas Chromatography)를 이용하여 분석한 그래프이고, 도 1(b)는 리모넨 제거방법을 이용하여 리모넨 제거 이후의 결과를 GC를 이용하여 분석한 그래프이다.
도 2(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 리모넨 제거 장치의 모식도, 도 2(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리모넨 제거 장치의 모식도, 도 2(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리모넨 제거 장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 리모넨 제거방법을 이용하여 리모넨 제거 전과 후의 발효 효율을 보여주는 그래프이다. Fig. 1 (a) is a graph showing the content of limonene before removal of limonene by GC (Gas Chromatography), and Fig. 1 (b) Graph.
FIG. 2 (a) is a schematic view of a limonene removal apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 (b) is a schematic view of a limonene removal apparatus according to another embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic view of a limonene removal apparatus according to another embodiment; Fig.
3 is a graph showing the fermentation efficiency before and after removal of limonene using the limonene removal method of the present invention.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the terms used in the present invention have been selected as general terms that are widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, the meaning described or used in the detailed description part of the invention The meaning must be grasped.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms.
본 발명의 기술적 특징은 활성탄과 셀룰로오스 파이버를 이용하여, 발효 억제재로 알려진 리모넨을 발효공정에 영향을 미치지 않을 수준까지 제거하여, 에탄올로 전환하는 발효 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 리모넨 제거방법에 있다.A technical feature of the present invention is a novel limonene removal method which can improve the fermentation efficiency of converting limonene, which is known as a fermentation inhibitor, to a level that does not affect the fermentation process, using activated carbon and cellulose fiber.
따라서 본 발명의 바이오매스 당화액의 리모넨 제거방법은 리모넨이 함유된 바이오매스로부터 얻어진 당화액을 준비하는 단계 및 상기 당화액과 활성탄 및 셀룰로오스 파이버 중 어느 하나 이상을 접촉시키는 단계를 포함한다. 이때 상기 바이오매스는 리모넨을 함유하고 있는 바이오매스이면 제한되지 않으나, 사용되어 지고 난 이후에 폐기물로 버려지는 감귤, 오렌지, 자몽, 레몬, 라임의 껍질 및 이들의 혼합물로 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상이 이용되는 것이 바람직하다. 버려지는 폐자원을 바이오매스로 이용하여, 폐자원의 처리비용을 절감할 수 있으며, 폐자원으로부터 바이오에탄올, 리모넨 등의 부가가치 자원을 생산 할 수 있기 때문이다. 또한 상기 당화액을 분비하는 단계는 일반적으로 바이오매스로부터 산 가수분해 및 효소 가수분해의 당화공정을 통해 당화액을 준비할 수 있다. 이때 상기 당화액은 발효가 가능한 당성분을 포함하고 있기만 하면, 상기 가수분해의 방법은 제한되지 않는다. Accordingly, the method of removing limonene from a biomass saccharified liquid of the present invention comprises the steps of preparing a glycosylated liquid obtained from biomass containing limonene, and contacting at least one of the glycosylated liquid and activated carbon and cellulose fiber. At this time, the biomass is not limited as long as it is a biomass containing limonene, but any one or more selected from the group consisting of citrus, orange, grapefruit, lemon, lime bark and mixture thereof, Is preferably used. It is possible to reduce the disposal cost of waste resources by using abandoned waste resources as biomass, and to produce value-added resources such as bioethanol and limonene from waste resources. In addition, in the step of secreting the saccharified liquid, saccharified liquid can be prepared through acid hydrolysis from biomass and saccharification of enzyme hydrolysis. At this time, the method of hydrolysis is not limited as long as the saccharified liquid contains a fermentable sugar component.
도 1(a)는 당화액을 GC로 분석한 그래프이며, 당화액에 리모넨이 함유되어 있음을 보여준다. 도 2(b)는 본 발명의 리모넨 제거방법을 이용하여 리모넨을 제거한 이후의 당화액을 GC를 이용하여 분석한 결과이다. 도 1(a) 및 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상기 당화액에 포함된 리모넨은 활성탄과 접촉하는 단계, 셀룰로오스 파이버와 접촉시키는 단계 및 상기 활성탄과 셀룰로오스 파이버를 혼합하여 제조된 혼합물과 접촉시키는 단계 중 어느 하나 이상의 단계를 통하여 리모넨이 제거 될 수 있다. Fig. 1 (a) is a graph of the glycated solution analyzed by GC, showing that the glycated solution contains limonene. Fig. 2 (b) shows the result of analysis of the glycated solution after removal of the limonene using the method of removing limonene according to the present invention using GC. As shown in Figs. 1 (a) and 1 (b), the limonene contained in the saccharified liquid is contacted with activated carbon, brought into contact with cellulose fibers, and a mixture prepared by mixing activated carbon and cellulose fiber The contacting can be carried out through any one or more of the steps.
이때 상기 접촉시키는 단계는 활성탄을 이용할 경우 상기 당화액의 리모넨 함량 0.8411g/cm3 기준으로 상기 활성탄이 0.3 내지 0.5g 사용되는 것이 바람직하다. 0.3g 미만의 활성탄을 이용할 경우에는 제거되지 않고 남아있는 리모넨의 함유량이 발효 저해를 유발하게 되는 농도보다 높아, 미생물을 이용한 발효 공정에서 발효 저해를 유발하게 되어 바이오에탄올의 생산효율이 낮아지게 된다. 또한 활성탄을 0.5g 초과하여 사용할 경우에는 리모넨을 제거하는데 필요한 양을 초과하게 되어 자원이 낭비되며, 발효효율에도 영향을 주지 않기 때문이다. When the activated carbon is used, it is preferable that 0.3 to 0.5 g of the activated carbon is used based on the limonene content of the saccharified liquid of 0.8411 g / cm 3 . When less than 0.3 g of activated carbon is used, the content of the remaining limonene which is not removed is higher than the concentration causing the inhibition of fermentation, resulting in inhibition of fermentation in the fermentation process using microorganisms, resulting in lowering the production efficiency of bioethanol. In addition, when 0.5 g or more of activated carbon is used, the amount required for removing limonene is exceeded, wasting resources and not affecting fermentation efficiency.
또한 상기 접촉시키는 단계에서 셀룰로오스 파이버를 이용할 경우 상기 당화액의 리모넨 함량 0.8411g/cm3 기준으로 상기 셀룰로오스 파이버가 0.125 내지 0.2g 사용되는 것이 바람직하다. 상기의 활성탄을 이용하는 경우와 마찬가지로 0125g 미만의 셀룰로오스 파이버를 이용할 경우에는 제거되지 않고 남아있는 리모넨의 함유량이 발효 저해를 유발하게 되는 농도보다 높아, 미생물을 이용한 발효 공정에서 발효 저해를 유발하게 되어 바이오에탄올의 생산효율이 낮아지게 되고, 0.2g 초과하여 셀롤로오스 파이버를 사용할 경우에는 리모넨을 제거하는데 필요한 양을 초과하게 되어 자원이 낭비되며, 발효효율에도 영향을 주지 않는다. When the cellulose fiber is used in the contacting step, it is preferable that the cellulose fiber is used in an amount of 0.125 to 0.2 g based on the limonene content of 0.8411 g / cm 3 of the saccharified liquid. In the case of using cellulose fibers of less than 0125 g as in the case of using the above activated carbon, the content of the remaining limonene which is not removed and is higher than the concentration causing the inhibition of fermentation causes fermentation inhibition in the fermentation process using microorganisms, When the cellulosic fiber is used in an amount exceeding 0.2 g, the amount required for removing the limonene is exceeded, wasting resources and not affecting the fermentation efficiency.
또한 리모넨 함량이 0.025중량% 미만인 것을 특징으로 하는 리모넨 함유 바이오매스로부터 얻어진 당화액이 제공된다. 바이오매스로부터 얻어진 당화액의 리모넨 함량이 0.025중량% 미만으로 떨어지게 되면, 당화액에 포함된 당성분이 미생물에 의해 바이오에탄올로 전환 될 수 있다. 이때 보다 바람직하게는 당화액의 리모넨 함량이 0.020중량% 이하로 제거하여 이용될 수 있다. 당화액의 리모넨 함량이 0.020중량% 이하로 제거되면, 발효 공정에 리모넨이 전혀 영향을 미치지 않으며, 효율적으로 바이오에탄올을 생산할 수 있기 때문이다.And a limonene content of less than 0.025% by weight based on the limonene-containing biomass. When the limonene content of the saccharified liquid obtained from the biomass falls to less than 0.025% by weight, the sugar component contained in the saccharified liquid can be converted into bioethanol by the microorganism. More preferably, the limonene content of the glycation solution is 0.020 wt% or less. When the limonene content of the saccharified liquid is removed to 0.020 wt% or less, limonene is not affected at all in the fermentation process, and bioethanol can be efficiently produced.
또한 내부에 중공이 형성된 하우징; 및 상기 중공에 일정 두께로 삽입되는 활성탄 및 셀룰로오스 파이버 중 어느 하나 이상을 포함하는 리모넨 제거 장치가 제공된다. 도 2(a)에 도시된 바와 같이 내부에 중공이 형성되어, 상기 중공에 활성탄이 일정 두께로 삽입되어 리모넨을 제거할 수 있는 장치가 제공될 수 있다. 또한 도 2(b)에 도시된 바와 같이 상기 중공에 셀룰로오스 파이버가 일정 두께로 삽입되어 리모넨을 제거할 수 있으며, 도 2(c)에 도시된 바와 같이 상기 중공에 상기 활성탄과 셀룰로오스 파이버의 혼합물이 일정 두께로 삽입되어 리모넨을 제거할 수 있다. 즉 상기 활성탄 및 셀룰로오스 파이버 중 어느 하나 이상은 리모넨 함유 바이오매스로부터 얻어진 당화액과 접촉되어 리모넨이 제거된다. 이때 상기 리모넨 제거 장치는 활성탄 및 셀룰로오스 파이버 중 어느 하나 이상을 포함하여 제조되면 제한되지 않는다.A housing having a hollow therein; And a limonene removal device comprising at least one of activated carbon and cellulosic fibers inserted into the hollow at a predetermined thickness. As shown in FIG. 2 (a), a hollow is formed in the hollow, and activated carbon is inserted into the hollow to a predetermined thickness to provide an apparatus capable of removing limonene. As shown in FIG. 2 (b), the cellulose fibers are inserted into the hollow at a predetermined thickness to remove the limonene. As shown in FIG. 2 (c), a mixture of the activated carbon and the cellulose fiber It can be inserted at a certain thickness to remove the limonene. That is, at least one of the activated carbon and the cellulose fiber is brought into contact with the saccharified liquid obtained from the limonene-containing biomass to remove the limonene. At this time, the limonene removal apparatus is not limited as long as it comprises at least one of activated carbon and cellulose fiber.
또한 당화액과 접촉되어 리모넨을 제거한 이후에 리모넨이 흡착되어 있는 상기 활성탄 및 셀룰로오스 파이버는 유기용매를 이용하여 리모넨을 분리시켜 재사용 될 수 있으며, 이때 분리된 리모넨은 식품 첨가제, 향수의 향료, 공지 청정제, 자동차 용품, 세정제 등으로 사용될 수 있다. Also, the activated carbon and the cellulose fiber adsorbed on the limonene after the removal of the limonene by contacting with the saccharified liquid can be reused by separating the limonene by using an organic solvent. The separated limonene can be used as food additives, perfume fragrances, , Automotive articles, cleaning agents, and the like.
또한 본 발명에 따른 리모넨 제거방법이 수행된 당화액을 준비하는 단계; 및 상기 당화액에 효모 및 이콜라이 중 어느 하나 이상을 이용하여 발효시키는 발효단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오에탄올 제조방법을 제공한다. 이때 당성분을 에탄올로 전환시킬 수 있는 사카로마이세스 세레비지(saccharomyces cerevisiae)를 사용할 수 있으며, 높은 당 농도에서 발효를 수행할 수 있는 내당성 균주, 효소 당화의 최적 온도인 40~45에서 에탄올 전환이 가능한 내열성 균주, 당화 및 발효를 동시에 수행할 수 있는 재조합 균주 등 당업계에서 알려진 통상적인 균주 중 어느 것이라도 이용될 수 있다.
Preparing a saccharified liquid on which the limonene removal method according to the present invention has been performed; And a fermentation step of fermenting the saccharified liquid using one or more of yeast and echolalia. Saccharomyces cerevisiae capable of converting the saccharomyces cerevisiae capable of converting the saccharomyces cerevisiae into ethanol can be used. The saccharomyces cerevisiae can be fermented at a high saccharide concentration, Any of the conventional strains known in the art, such as a heat-resistant strain capable of being converted, a recombinant strain capable of simultaneously performing saccharification and fermentation, can be used.
실시예1Example 1
1 중량%의 리모넨을 함유하고 있는 당화액에 각각의 활성탄 0mg, 50mg, 100mg, 150mg, 200mg, 250mg, 300mg, 500mg을 사용하여 접촉시켜 리모넨을 제거하였으며 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.50 mg, 100 mg, 150 mg, 200 mg, 250 mg, 300 mg and 500 mg of activated carbon were brought into contact with the saccharified solution containing 1 wt% of limonene to remove limonene. The results are shown in Table 1 below.
(mg)Activated carbon consumption
(mg)
(중량%)Residual limonene
(weight%)
실시예2Example 2
1 중량%의 리모넨을 함유하고 있는 당화액에 각각의 셀룰로오스 파이버 0mg, 5mg, 15mg, 25mg, 50mg, 75mg, 100mg, 125mg, 150mg을 사용하여 접촉시켜 리모넨을 제거하었으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.5 mg, 15 mg, 25 mg, 50 mg, 75 mg, 100 mg, 125 mg and 150 mg of each cellulose fiber was contacted with the glycated solution containing 1 wt% of limonene to remove limonene. Respectively.
(mg)Cellulose fiber usage
(mg)
(중량%)Residual limonene
(weight%)
실시예 3Example 3
감귤박 당화액에 함유되어 있는 리모넨 성분을 제거하기 위하여 셀룰로오스 파이버 25mg과 활성탄 150mg을 혼합시킨 리모넨 제거 장치를 제조 하였다.
In order to remove the limonene component contained in the citrus saccharification solution, a limonene removal device in which 25 mg of cellulose fiber and 150 mg of activated carbon were mixed was prepared.
실시예 4Example 4
실시예 3에서 제조된 상기 리모넨 제거 장치를 이용하여 1 중량%의 리모넨이 포함된 당화액으로부터 리모넨을 제거하였으며, 그 결과 하기 표3에 나타낸 바와 같이 리모넨이 모두 제거되었다.The limonene was removed from the saccharified liquid containing 1% by weight of limonene by using the limonene removal apparatus prepared in Example 3. As a result, all the limonene was removed as shown in Table 3 below.
(mg)Activated carbon consumption
(mg)
(mg)Cellulose fiber usage
(mg)
(중량%)Residual limonene
(weight%)
실시예 5Example 5
각각의 실시예 1 내지 4로부터 리모넨의 성분이 0.025중량% 미만으로 제거된 당화액을 이용하여 바이오 에탄올을 제조하였다. 이때 균주는 공지되어 있는 Saccharomyces cerevisiae를 이용하여, PH는 5.0으로 유지하였으며, rpm200의 조건으로 30의 발효조에서 발효공정을 수행하여, 바이오에탄올을 수득하였다.
From each of Examples 1 to 4, bio-ethanol was prepared using the saccharified liquid in which the components of limonene were removed to less than 0.025% by weight. Wherein the strain is Saccharomyces < RTI ID = 0.0 > Using cerevisiae , the pH was maintained at 5.0, and the fermentation process was performed in 30 fermenters under the condition of rpm200 to obtain bioethanol.
실험예 1Experimental Example 1
리모넨의 발효 저해 현상을 확인하기 위하여 리모넨을 0.5중량% 함유하고 있는 당화액과 본 발명의 리모넨 제거방법으로 리모넨이 0.025중량% 미만으로 제거된 당화액을 이용하여, 각각 실시예 4에서 수행된 바와 같은 동일한 조건에서 에탄올로 전환되는 발효 공정을 수행하였고, 그 결과를 도 3에 도시하였다. 그 결과 0.5중량%의 리모넨을 함유하고 있는 당화액은 발효율이 최대 48%를 보이고 있으나, 리모넨이 0.025중량% 미만으로 제거된 당화액은 91%의 발효율을 보였다. 이 결과로부터 리모넨이 발효 저해 현상을 발생시키는 것을 확인할 수 있으며, 본 발명의 리모넨 제거방법으로 발효 효율을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다. To confirm the inhibition of fermentation of limonene, a glycated solution containing 0.5% by weight of limonene and a glycated solution in which the limonene was removed in an amount of less than 0.025% by weight by the method of removing the limonene according to the present invention, The same fermentation process was carried out under the same conditions and the results are shown in Fig. As a result, the glycation solution containing 0.5% by weight of limonene exhibited a maximum efficiency of 48%, but the glycated solution in which the limonene was removed in an amount of less than 0.025% by weight showed a yield efficiency of 91%. From these results, it can be confirmed that the limonene causes fermentation inhibition phenomenon, and it can be confirmed that the fermentation efficiency can be improved by the limonene removal method of the present invention.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.
Claims (7)
상기 당화액과 활성탄 및 셀룰로오스 파이버 중 어느 하나 이상을 접촉시키는 단계를 포함하는 바이오매스 당화액의 리모넨 제거방법.Preparing a saccharified liquid obtained from biomass containing limonene; And
And contacting the saccharified liquid with at least one of activated carbon and cellulose fiber.
상기 접촉시키는 단계는 활성탄을 이용할 경우 상기 당화액의 리모넨 함량 0.8411g/cm3 기준으로 상기 활성탄이 0.3 내지 0.5g 사용되는 것을 특징으로 하는 바이오매스 당화액의 리모넨 제거방법.The method according to claim 1,
Wherein when the activated carbon is used, 0.3 to 0.5 g of the activated carbon is used based on the limonene content of 0.8411 g / cm 3 of the glycosylated liquid.
상기 접촉시키는 단계는 셀룰로오스 파이버를 이용할 경우 상기 당화액의 리모넨 함량 0.8411g/cm3 기준으로 상기 셀룰로오스 파이버가 0.125 내지 0.2g 사용되는 것을 특징으로 하는 바이오매스 당화액의 리모넨 제거방법.The method according to claim 1,
Wherein when the cellulosic fiber is used, the cellulosic fiber is used in an amount of 0.125 to 0.2 g based on the limonene content of 0.8411 g / cm 3 of the saccharified liquid.
상기 중공에 일정 두께로 삽입되는 활성탄 및 셀룰로오스 파이버 중 어느 하나 이상을 포함하는 리모넨 제거 장치.A housing having a hollow formed therein; And
And at least one of activated carbon and cellulosic fibers inserted into the hollow at a predetermined thickness.
상기 활성탄 및 셀룰로오스 파이버 중 어느 하나 이상은 리모넨 함유 바이오매스로부터 얻어진 당화액과 접촉되어 리모넨이 제거되는 것을 특징으로 하는 리모넨 제거 장치.6. The method of claim 5,
Wherein at least one of the activated carbon and the cellulose fiber is brought into contact with the saccharified liquid obtained from the limonene-containing biomass to remove the limonene.
상기 당화액에 효모 및 이콜라이 중 어느 하나 이상을 이용하여 발효시키는 발효단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오에탄올 제조방법.Preparing a saccharified liquid on which the limonene removal method according to any one of claims 1 to 3 has been performed; And
And a fermentation step of fermenting the saccharified liquid using one or more of yeast and echolalia.
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