KR102028451B1 - System for high concentration bio-liquid using 2nd generation biomass - Google Patents

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Abstract

본 발명은 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템에 관한 것으로서 구체적으로 고온고압반응 유닛을 통해 초본계 또는 목질계 바이오 매스로부터 리그닌의 농도가 증가된 바이오액과 자일로스 및 글루코스의 농도가 증가된 바이오액을 생성하고, 이를 이용하여 저급탄 석탄에 함침, 코팅 및 열처리를 하여 발열량을 향상시킴과 동시에 내수성이 우수한 바이오매스를 이용하여 저등급 석탄을 고품위화하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high concentration of mixed bio-sugar solution, specifically, to a bio-liquid with increased concentration of lignin, and a bio-liquid with increased concentration of xylose and glucose from herbal or wood-based biomass through a high temperature and high pressure reaction unit. In addition, the present invention relates to a system and method for improving the calorific value by impregnating, coating, and heat treating low-grade coal using the same, and at the same time, high-quality coal of low grade using biomass having excellent water resistance.

Description

제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템{System for high concentration bio-liquid using 2nd generation biomass}System for high concentration bio-liquid using 2nd generation biomass

본 발명은 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템에 관한 것으로서 구체적으로 고온고압반응 유닛을 통해 초본계 또는 목질계 바이오 매스로부터 리그닌의 농도가 증가된 바이오액과 자일로스 및 글루코스의 농도가 증가된 바이오액을 생성하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high concentration of mixed bio-sugar solution, specifically, to a bio-liquid with increased concentration of lignin, and a bio-liquid with increased concentration of xylose and glucose from herbal or wood-based biomass through a high temperature and high pressure reaction unit. It relates to a device for.

최근 지속적으로 상승하는 유가와 원자력 에너지의 안정성에 대한 불신 등의 원인으로 에너지원으로서의 석탄에 대한 관심이 다시 고조되고 있다. 그러나 석탄은 화석연료 중 이산화탄소 발생량이 가장 많으므로 지구 온난화 문제를 감안하면 경쟁력이 취약한 에너지원인 셈이다.Recently, interest in coal as an energy source is rising again due to rising oil prices and distrust on the stability of nuclear energy. However, coal is the largest source of carbon dioxide among fossil fuels, which makes it a weak energy source in view of global warming.

따라서 현재 에너지원으로서 세계적으로 이슈화 되고 있는 것 중에 신재생 에너지의 이용 및 보급을 들 수 있으며, 이는 기존의 석유, 석탄 등 화석연료에 비하여 이산화탄소의 배출이 저감되어 지구온난화 및 기후변화에 대응할 수 있는 에너지원이기 때문이다.Therefore, among the issues currently being issued globally as energy sources, the use and dissemination of new and renewable energy is possible, which reduces carbon dioxide emissions compared to conventional fossil fuels such as petroleum and coal, which can cope with global warming and climate change. Because it is an energy source.

그러나 국내에서는 아직까지 태양광 또는 풍력 등의 신재생 에너지원을 발전용 또는 난방용으로 사용하는 경우에는 화석연료와 비교하면 발전단가 등의 차이로 인하여 획기적인 이용 및 보급이 제한적인 상황이지만, 화석연료의 고갈과 더불어 국제조약인 기후변화협약 대응에 따른 온실가스 감축이 대두되면서 신재생 에너지 의무할당제가 거론되기 시작한 이래 2012년부터 신재생 에너지 의무할당제(Renewable Portfolio Standard; RPS)가 도입되어 국내 에너지 사업자들에게는 부담으로 작용하고 있는 실정이다.However, in Korea, when renewable energy sources such as solar or wind power are used for power generation or heating, the use and dissemination of fossil fuels is limited due to differences in power generation costs compared to fossil fuels. With the depletion and the reduction of greenhouse gases in response to the international convention on climate change, the new renewable energy mandatory quota system has been introduced since 2012, and the Korean Renewable Energy Standard (RPS) was introduced in 2012. It is a situation that acts as a burden to him.

이에 따라 발전사에서는 석탄의 이산화탄소 발생을 감축시키는 노력으로 석탄 가스화 복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle; IGCC) 및 바이오 매스(bio-mass) 혼소 등을 시도하고 있다.Accordingly, power generation companies are attempting to reduce coal generation of carbon dioxide by using an integrated gasification combined cycle (IGCC) and bio-mass mixing.

그러나 IGCC는 기존의 석탄 화력 발전시설을 이용할 수 없고, 1기당 약 1조 3천 억 원 규모의 막대한 건설비용이 필요하며, 이산화탄소 처리를 위하여 이산화탄소 포집 및 저장설비(Carbon Capture and Storage; CCS)를 추가로 설치해야 하는 기술로서 경제적인 부담이 매우 크다.However, IGCC cannot use existing coal-fired power generation facilities, requires huge construction costs of about KRW 1.3 trillion per unit, and uses Carbon Capture and Storage (CCS) to process carbon dioxide. As an additional technology, the economic burden is very high.

또 바이오 매스 혼소의 경우에는 석탄에 비하여 상대적으로 낮은 발열량의 바이오 매스를 연소함에 따라 발전효율이 저하된다는 문제점을 안고 있다. 즉 단순히 석탄과 오일계 바이오 매스를 혼합시킨 연료의 경우, 석탄의 표면이 오일로 코팅되거나 기공 안으로 오일이 함침 된다. 하지만 오일 자체의 낮은 표면장력과 오일계 바이오 매스와 석탄 표면의 결합력이 부족하여, 석탄과 바이오 매스는 각각 기존의 연소 특성을 유지하므로 결과적으로는 다른 연소 특징을 보이게 된다. 따라서 이를 발전소에 적용하면 버너 앞부분에서 오일의 저온 연소 패턴으로 인하여 산소가 우선적으로 과잉 소모하게 되고, 결국 석탄의 연소를 저해하여 미연 탄소(unburned carbon)의 양이 증가하게 되며 발전 효율을 감소시키게 된다.In addition, in the case of biomass mixing, there is a problem that power generation efficiency is lowered as the biomass of a relatively low calorific value is burned compared to coal. In other words, in the case of a fuel simply mixed with coal and oil-based biomass, the surface of the coal is coated with oil or oil is impregnated into the pores. However, due to the low surface tension of the oil itself and the lack of bonding force between the oil-based biomass and the coal surface, coal and biomass each retain their existing combustion characteristics, resulting in different combustion characteristics. Therefore, when applied to a power plant, oxygen is preferentially consumed excessively due to the low temperature combustion pattern of oil at the front of the burner, which eventually inhibits the combustion of coal, thereby increasing the amount of unburned carbon and decreasing power generation efficiency. .

한편 상기와 같은 문제점들에 대응하기 위한 다수의 공지된 문헌들을 살펴보면 아래와 같다.On the other hand look at a number of known documents to address the above problems are as follows.

한국공개특허 제2007-0091168호에서는 효소적 가수분해를 바이오 매스에 기계적 힘 (1차적으로 전단력 및 파열력)을 가하는 것을 보장하기 위해 중력의 법칙에 의존하는 유형의 혼합과 병행하는 높은 건조물 함량을 갖는 폴리사카라이드 함유 바이오 매스의 액화 및 사카린화 방법을 개시하고 있다.Korean Patent Publication No. 2007-0091168 discloses a high dry matter content in combination with a type of mixing that relies on the law of gravity to ensure that enzymatic hydrolysis exerts mechanical forces (primarily shear and rupture forces) on the biomass. A method of liquefying and saccharifying polysaccharide-containing biomass having is disclosed.

한국공개특허 제2012-0077991호에서는 내부에 분말화된 셀룰로오스계 바이오 매스 시료와, 산 또는 알칼리 용액 및 이산화탄소가 투입되어 고온고압 하에서 반응이 이루어지는 반응조; 상기 반응조의 하단에 설치되고, 내부가 저온저압 조건으로 유지되는 분리조; 상기 반응조와 분리조 사이에 설치되어, 반응조에서 생성된 고온 고압의 반응물을 분리조의 내부에 저온 저압으로 분출시켜 탄수화물을 분리할 수 있는 미세노즐; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로오스계 바이오 매스로부터 에탄올 발효용 기질 생산을 위한 전처리 장치가 개시되어 있다.Korean Patent Publication No. 2012-0077991 discloses a reaction tank in which a powdered cellulose-based biomass sample, an acid or alkaline solution, and carbon dioxide are added to react under high temperature and high pressure; A separation tank installed at a lower end of the reaction tank and maintained inside at a low temperature and low pressure condition; A fine nozzle installed between the reaction tank and the separation tank to separate carbohydrates by ejecting a high temperature and high pressure reactant generated in the reaction tank at a low temperature and low pressure inside the separation tank; Disclosed is a pretreatment apparatus for producing a substrate for ethanol fermentation from lignocellulosic biomass comprising a.

한국등록특허 제10-1171922호에서는 탄수화물-함유 재료를 제조 및 처리하여 그들의 구조를 변화시키는 방법, 및 구조적으로 변화된 재료로부터 만들어진 생성물에 관한 것으로 예를 들어, 천연 재료에 비해서 보다 낮은 분자량 및/또는 결정화도를 지닌 셀룰로오스 및/또는 리그노 셀룰로오스 재료를 제공하고 각종 미생물에 의해 더욱 쉽게 이용되어 유용한 생성물, 예컨대, 수소, 알코올(예컨대, 에탄올 혹은 뷰탄올), 유기산(예컨대, 유기산), 탄화수소, 부산물(예컨대, 단백질) 혹은 이들의 임의의 혼합물을 생성할 수 있는 재료를 제공하는 시스템을 개시하고 있다.Korean Patent No. 10-1171922 relates to methods of making and processing carbohydrate-containing materials to change their structure, and to products made from structurally changed materials, for example lower molecular weight and / or lower than natural materials. It provides cellulose and / or lignocellulosic material with crystallinity and is more readily used by various microorganisms to provide useful products such as hydrogen, alcohols (eg ethanol or butanol), organic acids (eg organic acids), hydrocarbons, by-products ( For example, a system for providing a material capable of producing a protein) or any mixture thereof is disclosed.

일본공개특허 제2011-205933호에서는 바이오 매스(biomass)로부터 효소를 이용해 당화액을 제조하는 방법이며, 소수성의 유기용매(organic solvent)가 존재하는 반응 용매(reaction solvent) 중, 바이오 매스(biomass) 및 효소를 첨가해 교반 하는 것으로써, 상기 바이오 매스(biomass) 중의 다당류를 보다 저분자의 당류에 가수분해(hydrolysis)하는 분해 스텝과 필요하게 보다 상기 분해 스텝의 최종 단계(final stage)로 상기 반응 용매(reaction solvent) 중 수계 용매를 첨가하고, 상기 분해되었던 것보다 저분자의 당류를 수계 용매에 추출하는 추출 스텝과 상기 수계 용매에 추출된 당류를 당화액으로서 회수하는 회수 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 당화액을 제조하는 제조 방법을 개시하고 있다.In Japanese Patent Laid-Open No. 2011-205933, a method of producing a saccharified solution using an enzyme from biomass, and of a reaction solvent in which a hydrophobic organic solvent is present, biomass And by adding and stirring an enzyme, a reaction step of hydrolyzing the polysaccharides in the biomass to lower molecular sugars, and more preferably the reaction solvent in the final stage of the decomposition step. and an extraction step of adding an aqueous solvent in a reaction solvent, extracting a lower molecular weight sugar into an aqueous solvent than the one decomposed, and a recovery step of recovering the sugar extracted in the aqueous solvent as a saccharification liquid. Disclosed is a production method for producing saccharified solution.

한국특허공보 제10-1195416호에서는 저급탄에 존재하는 친수성 표면을 바이오 매스 유래 물질의 탄소성분으로 코팅하여 개질 함으로써 건조 후에도 수분의 재흡착이 억제된, 석탄 고유의 천연 탄소성분과 인공 탄소성분이 혼성된 고발열량의 하이브리드 석탄 및 그를 제조하는 방법으로써, ⅰ) 석탄을 바이오 매스 유래물질의 용액으로 반죽하여 페이스트를 형성하는 단계, ⅱ) 상기 페이스트를 탄화로에 투입하여 바이오 매스 유래 물질의 건조 및 탄화를 동시에 수행하는 단계를 포함하는, 석탄의 친수성 표면에 바이오 매스 유래 탄소성분이 코팅된 고발열량의 하이브리드 석탄을 제조하는 방법으로서, 상기 (ⅱ)단계를 수행하기 전에 상온, 상압 분위기에서 페이스트를 5 ~ 240 시간 숙성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고발열량의 하이브리드 석탄을 제조하는 방법을 개시하고 있다.In Korean Patent Publication No. 10-1195416, the hydrophilic surface of low coal is coated with a carbon component of a biomass-derived material to be modified, thereby resorbing moisture even after drying. A hybrid high calorific value hybrid coal and a method for producing the same, i) kneading coal with a solution of a biomass-derived material to form a paste, ii) putting the paste into a carbonization furnace to dry the biomass-derived material and A method of manufacturing a high calorific value hybrid coal coated with a biomass-derived carbon component on a hydrophilic surface of coal, comprising simultaneously performing carbonization, wherein the paste is prepared at a normal temperature and atmospheric pressure before the step (ii). High calorific value hybrid further comprising the step of aging for 5 to 240 hours It discloses a method for preparing a coal.

그러나 지금까지 알려진 종래기술들에서는 바이오 매스로부터 리그닌을 제거하고 글루코스(glucose)가 주성분인 셀룰로오스와 자일로스(xylose)가 주성분인 헤미셀룰로오스를 추출하기 위해 약품을 사용하거나 분해효소 등을 주로 사용하고 있으나, 산 또는 알칼리와 같은 약품을 사용할 경우에는 약품비가 증가할 뿐만 아니라 사용된 약품을 회수하는 공정이 수반되어야 하므로 공정이 복잡하다는 문제점이 있다. 또 동일한 셀룰로오스를 포함하는 바이오 매스라 하더라도 그 원료의 종류에 따라 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌 등의 함유량이 상이하므로 당화 시 다양한 분해효소 및 분해조건이 만족되어야 한다. 이는 결과적으로 원하는 물질의 추출 및 분리조건이 신뢰성을 갖지 못하게 하는 원인으로 작용한다.However, the conventional techniques known so far use medicaments or degrading enzymes to remove lignin from biomass and extract hemicellulose, which is mainly composed of glucose (glucose) and xylose, In the case of using a chemical such as an acid or an alkali, there is a problem that the process is complicated because the cost of the chemical increases and the process of recovering the used chemical must be accompanied. In addition, even if the biomass containing the same cellulose is different in the content of cellulose, hemicellulose and lignin, depending on the type of raw material, various degradation enzymes and degradation conditions must be satisfied when saccharifying. This results in a cause for which the extraction and separation conditions of the desired substance are not reliable.

따라서 신재생 에너지의 이용 및 보급을 촉진하고, 바이오 매스 연료의 공급 안정성을 확보하기 위해서는, 바이오 매스 유래 물질을 효과적으로 추출 및 분리하고 이를 활용한 저등급 석탄의 고품위화에 관한 기술개발이 절실히 요구되고 있다.Therefore, in order to promote the use and dissemination of renewable energy and to secure the supply stability of biomass fuel, it is urgently required to develop technology for the high quality of low grade coal by effectively extracting and separating biomass-derived materials and using them. have.

한국공개특허 제2007-0091168호Korean Laid-Open Patent No. 2007-0091168 한국공개특허 제2012-0077991호Korean Laid-Open Patent No. 2012-0077991 한국등록특허 제10-1171922호Korea Patent Registration No. 10-1171922 일본공개특허 제2011-205933호Japanese Laid-Open Patent No. 2011-205933 한국특허공보 제10-1195416호Korean Patent Publication No. 10-1195416

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 고온고압반응 유닛을 통해 초본계 또는 목질계 바이오 매스로부터 고농도의 리그닌을 포함하는 바이오 당액과 고농도의 자일로스 및 글루코스를 포함하는 바이오 당액을 생성하는 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, through a plurality of high-temperature high-pressure reaction unit from a herbal or wood-based biomass bio-sugar containing a high concentration of lignin and a bio-sugar containing a high concentration of xylose and glucose An object of the present invention is to provide a mixed biosugar liquid high concentration system.

이를 위하여 본 발명에서는 제2세대 바이오 매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템에 있어서, 제2세대 바이오매스와 염기용액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌을 포함하는 바이오 당액으로 분리하는 제1고온고압 반응 유닛; 2세대 바이오매스와 상기 제1고온고압반응 유닛으로부터 분리된 리그닌을 포함하는 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌의 농도가 증가된 바이오 당액으로 분리하는 제2고온고압 반응 유닛; 2세대 바이오매스와 상기 제2고온고압반응 유닛으로부터 분리된 리그닌의 농도가 증가된 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌의 농도가 더 증가된 바이오 당액으로 분리하는 제3고온고압반응 유닛; 상기 제1고온고압반응 유닛으로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 산성 용액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스가 포함된 바이오 당액을 생성하는 제4고온고압반응 유닛; 상기 제2고온고압반응 유닛으로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 상기 제4고온고압반응 유닛으로부터 생성된 자일로스 및 글루코스가 포함된 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스의 농도가 증가된 바이오 당액을 생성하는 제5고온고압반응 유닛; 상기 제3고온고압반응 유닛으로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 상기 제5고온고압반응 유닛으로부터 생성된 자일로스 및 글루코스의 농도가 증가된 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스의 농도가 더 증가된 바이오 당액을 생성하는 제6고온고압반응 유닛;을 포함하는 제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템을 제공한다.To this end, in the present invention, in the mixed biosugar solution high concentration system using the second generation biomass, the second generation biomass and the base solution are added, and the solid phase component including xylan and glucan is included through high temperature and high pressure reaction. A first high temperature high pressure reaction unit separating the bio sugar solution; Bio-sugar solution containing lignin separated from the second generation biomass and the first high temperature and high pressure reaction unit is input to separate the solid component, including xylan and glucan, and the biosugar solution with increased concentration of lignin through high temperature and high pressure reaction. 2 high temperature high pressure reaction unit; Bio sugar solution with increased concentration of lignin separated from the second generation biomass and the second high temperature and high pressure reaction unit is introduced into the solid sugar component including xylan and glucan and the bio sugar solution with higher concentration of lignin through high temperature and high pressure reaction. Separating the third high temperature high pressure unit; A fourth high temperature and high pressure reaction unit generating a bio-sugar solution containing xylose and glucose through a high temperature and high pressure reaction by inputting a solid phase component and an acidic solution including xylan and glucan separated from the first high temperature and high pressure reaction unit; Bio-sugar solution containing xylan and glucan separated from the second high temperature and high pressure reaction unit and xylose and glucose generated from the fourth high temperature and high pressure reaction unit are added to the xylose and glucose through high temperature and high pressure reaction. A fifth high temperature high pressure reaction unit generating a bio-sugar solution with an increased concentration of; A solid component including xylan and glucan separated from the third high temperature high pressure reaction unit and a biosugar solution having an increased concentration of xylose and glucose generated from the fifth high temperature high pressure reaction unit are added to the xylose through high temperature and high pressure reaction. And a sixth high temperature high pressure reaction unit for generating a bio sugar solution having an increased concentration of glucose. 2.

본 발명은 기존의 산이나 알칼리 등 화학약품을 대체하면서, 고온고압 반응조건을 통하여 초본계 또는 목질계 바이오 매스로부터 자일로스 및 글루코스등을 포함하는 바이오 당액을를 효과적이면서 쉽게 추출 분리할 수 있으며, 바이오 당액의 농도가 증가되는 효과가 있다. The present invention can effectively and easily extract and separate the bio-sugar solution containing xylose and glucose from herbal or wood-based biomass through high temperature and high pressure reaction conditions, replacing the existing chemicals such as acid or alkali. The concentration of sugar solution is increased.

도1은 본 발명에 따른 제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템의 블록도이다.
도2는 본 발명에 따른 제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도3은 고온고압반응 횟수에 따른 리그닌을 포함하는 바이오 당액과 자일로스 및 글루코스를 포함하는 바이오 당액의 농도를 나타낸 그래프도이다.
도4는 반응온도에 따른 리그닌을 포함하는 바이오 당액과 자일로스 및 글루코스를 포함하는 바이오 당액의 농도를 나타낸 그래프도이다.
도5는 반응 시간에 따른 리그닌을 포함하는 바이오 당액과 자일로스 및 글루코스를 포함하는 바이오 당액의 농도를 나타낸 그래프도이다.
1 is a block diagram of a mixed bio-sugar high concentration system using a second generation biomass according to the present invention.
Figure 2 is a flow chart showing a high concentration of mixed bio-sugar solution using the second generation biomass according to the present invention.
Figure 3 is a graph showing the concentration of bio sugar solution containing lignin and bio sugar solution containing xylose and glucose according to the number of high temperature and high pressure reaction.
Figure 4 is a graph showing the concentration of the bio-sugar solution containing lignin and the bio-sugar solution containing xylose and glucose according to the reaction temperature.
Figure 5 is a graph showing the concentration of the bio-sugar solution containing lignin and the bio-sugar solution containing xylose and glucose according to the reaction time.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention. Therefore, the exemplary embodiments described herein are merely exemplary embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical ideas of the present disclosure, and thus, various equivalents and modifications may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that it can.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바이오 매스를 이용한 저등급 석탄의 고품위화 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a high-grade method of low grade coal using a biomass according to the present invention.

도1은 본 발명에 따른 제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템의 블록도이다. 1 is a block diagram of a mixed bio-sugar high concentration system using a second generation biomass according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 제1고온고압반응 유닛; 제2고온고압반응 유닛; 제3고온고압반응 유닛; 제4고온고압반응 유닛; 제5고온고압반응 유닛; 제6고온고압반응 유닛으로 이루어진다. A first high temperature and high pressure reaction unit as shown in FIG. 1; A second high temperature high pressure reaction unit; A third high temperature high pressure reaction unit; A fourth high temperature high pressure reaction unit; A fifth high temperature high pressure reaction unit; The sixth high temperature high pressure reaction unit.

여기서, 상기 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템에 의해 생성된 혼합 바이오 당액을 이용하여 고발열량의 석탄을 제조하는 HCK 제조 유닛이 추가로 포함될 수 있다. Here, the HCK manufacturing unit for producing a high calorific value coal by using the mixed bio-sugar liquid produced by the mixed bio-sugar liquid high concentration system may be further included.

상기 HCK 제조 유닛은 이 발명에 앞서, 본 발명자들에 의해 고안된 것으로 한국등록특허 제10-1709328호, 한국등록특허 제10-1695702호, 한국등록특허 제10-14164920호에 상세하게 기재되어 있다. The HCK manufacturing unit is designed by the present inventors prior to this invention, and is described in detail in Korean Patent No. 10-1709328, Korean Patent No. 10-1695702, and Korean Patent No. 10-14164920.

도2는 본 발명에 따른 제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 방법을 나타낸 흐름도이다.Figure 2 is a flow chart showing a high concentration of mixed bio-sugar solution using the second generation biomass according to the present invention.

상기 2세대 바이오매스는 리그노셀룰로오스 기반의 초본, 목질계 바이오매스를 의미하며 상기 바이오매스에 속하는 물질이라면 제한을 두지 않는다. 리그노셀룰로오스의 주요 성분인 셀룰로오스는 글루코오스(glucose)가 β-1,4 결합으로 연결된 안정된 구조의 다당류이다. 또 다른 주요 성분인 5탄당인 자일로오스(xylose)의 중합체로 구성되고 그 외에도 5탄당인 아라비노오스(arabinose), 6탄당인 만노스(mannose), 갈락토오스(galactose), 글루코오스, 람노오스(rhamnose) 등의 중합체로 구성된다. The second generation biomass refers to lignocellulosic based herbal, woody biomass, and is not limited as long as it belongs to the biomass. Cellulose, a major component of lignocellulosic cellulose, is a polysaccharide with a stable structure in which glucose is connected by β-1,4 bonds. It is composed of a polymer of xylose, another pentose, and other major components, and in addition, arabose, pentose, mannose, galactose, glucose, and rhamnose. And polymers).

본 발명에 따른 2세대 바이오매스를 이용한 바이오액 농축 방법은 바이오 매스를 물리적으로 처리하는 것으로부터 출발한다. 바이오 매스의 물리적 처리방법은 파쇄, 전단, 절단 등 바이오 매스의 크기를 줄이는 동시에 표면적을 넓히는 목적을 달성할 수 있다면 그 방법에 제한이 되지 않는다. 여기서 바이오 매스의 물리적 처리방법을 수행하는 장치로는 밀, 믹서, 스크류 형태 익스트루더, 회전 나이프커터가 될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.The bioliquid concentration method using the second generation biomass according to the present invention starts from physically treating the biomass. The physical treatment method of the biomass is not limited to the method as long as it can achieve the purpose of increasing the surface area while reducing the size of the biomass such as crushing, shearing and cutting. The apparatus for performing the physical treatment method of the biomass may be a mill, a mixer, a screw extruder, a rotary knife cutter, but is not limited thereto.

적절한 크기로 분쇄된 바이오 매스는 가온 된 증기 또는 온수와 함께 고온고압 반응기로 이송되며, 반응기는 소정의 온도, 압력 및 반응시간이 유지되도록 운전된다. 고온고압 반응기에 공급된 바이오 매스 입자는 높은 압력과 온도로 인해 조직이 파괴된다.The biomass pulverized to the appropriate size is transferred to a high temperature and high pressure reactor with warmed steam or hot water, and the reactor is operated to maintain a predetermined temperature, pressure and reaction time. The biomass particles supplied to the high temperature and high pressure reactors are damaged by high pressure and temperature.

도2에 나타난 바와 같이, 제2세대 바이오매스는 염기용액과 제1고온고압 반응 유닛에 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌을 포함하는 바이오 당액으로 분리된다.As shown in FIG. 2, the second generation biomass is introduced into the base solution and the first high temperature and high pressure reaction unit, and separated into a solid sugar component including xylan and glucan and a biosugar solution including lignin through a high temperature and high pressure reaction.

셀룰로오스와 헤미셀룰로오스는 산에 용해되는 반면 리그닌은 알칼리에 용해되는 특성을 가지므로 제1고온고압반응 유닛에서 2세대 바이오매스는 리그닌을 포함하는 바이오액과 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분으로 분리된다.  Since cellulose and hemicellulose are soluble in acid while lignin is soluble in alkali, the second generation biomass in the first high temperature and high pressure reaction unit is separated into a bio liquid containing lignin and a solid component including xylan and glucan.

글루칸(glucan)은 포도당으로 구성되는 다당의 총칭으로 D-글루코오스 끼리의 결합양식에 따라 다양한 종류가 있으며, 부제탄소원자의 배치에 의해 크게 α-글루칸과 β-글루칸으로 나누어진다. α-글루칸에는 아밀로스(α-1,4결합), 아밀로펙틴(α-1,4와 α-1,6결합), 글리코겐(α-1,4와 α-1,6결합), 세균의 덱스트란(α-1,6결합) 등이 포함된다. β-글루칸의 대표적인 것으로는 셀룰로오스(β-1,4결합), 갈조류의 라미나란(β-1,3결합), 지의류의 리케난(β-1,3과 β-1,4 결합) 등이 있다.Glucan (glucan) is a generic term for polysaccharide composed of glucose, and there are various types according to the binding mode of D-glucose, and it is largely divided into α-glucan and β-glucan by the arrangement of sub-carbon atoms. α-glucan contains amylose (α-1,4 bond), amylopectin (α-1,4 and α-1,6 bond), glycogen (α-1,4 and α-1,6 bond), bacterial dextran (α-1,6 bond) and the like. Representatives of β-glucan include cellulose (β-1,4 bond), laminaran of brown algae (β-1,3 bond), lichenan (β-1,3 and β-1,4 bond) of lichens, etc. have.

자일란이 포함된 성분에는 자일란(xylan). 글루쿠로노자일란(glucuronoxylan), 아라비노자일란(arabinoxylan), 글루코만난(glucomannan), 자일로글루칸(xyloglucan)등이 포함될 수 있다. 상기 기재된 성분으로 자일란이 포함된 성분은 제한되는 것은 아니며, 투입되는 바이오 매스의 성분에 따라 다양한 성분들이 분리될 수 있다.Xylan-containing components include xylan. Glucuronoxylan, arabinoxylan, glucomannan, xyloglucan, and the like. Components containing xylan as the above-described components are not limited, and various components may be separated according to the components of the biomass to be introduced.

상기 제1고온고압반응 유닛으로부터 분리된 리그닌을 포함하는 바이오 당액은 2세대 바이오매스와 함께 제2고온고압 반응 유닛에 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌의 농도가 증가된 바이오 당액으로 분리된다. The bio-sugar solution containing lignin separated from the first high temperature and high pressure reaction unit is added to the second high temperature and high pressure reaction unit together with the second generation biomass, and the concentration of the solid phase component and lignin including xylan and glucan is increased through the high temperature and high pressure reaction. Separated into increased biosugars.

여기서, 상기 제2고온고압반응 유닛으로부터 분리된 리그닌의 농도가 증가된 바이오 당액이 2세대 바이오매스와 함께 제3고온고압반응 유닛에 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌의 농도가 더 증가된 바이오 당액으로 분리된다. Here, the bio-sugar solution in which the concentration of the lignin separated from the second high temperature high pressure reaction unit is increased is introduced into the third high temperature high pressure reaction unit together with the second generation biomass, and the solid phase component including xylan and glucan through high temperature and high pressure reaction. It is separated into biosugars, where the concentration of lignin is further increased.

상기 제1고온고압반응 유닛으로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분은 산성 용액과 함께 제4고온고압반응 유닛에 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스가 포함된 바이오 당액을 생성하고, 상기 제4고온고압반응 유닛으로부터 생성된 자일로스 및 글루코스가 포함된 바이오 당액이 상기 제2고온고압반응 유닛으로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 함께 제5고온고압반응 유닛에 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스의 농도가 증가된 바이오 당액을 생성한다. The solid component including xylan and glucan separated from the first high temperature and high pressure reaction unit is introduced into the fourth high temperature and high pressure reaction unit together with an acidic solution to generate a biosugar solution containing xylose and glucose through high temperature and high pressure reaction, The bio-sugar solution containing xylose and glucose generated from the fourth high temperature high pressure reaction unit is introduced into the fifth high temperature high pressure reaction unit together with the solid phase component including xylan and glucan separated from the second high temperature high pressure reaction unit. The high pressure reaction produces biosugars with increased concentrations of xylose and glucose.

여기서, 상기 제5고온고압반응 유닛으로부터 생성된 자일로스 및 글루코스의 농도가 증가된 바이오 당액은 상기 제3고온고압반응 유닛으로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 제6고온고압반응 유닛에 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스의 농도가 더 증가된 바이오 당액을 생성할 수 있다.Here, the bio-sugar solution with increased concentrations of xylose and glucose generated from the fifth high temperature high pressure reaction unit may be added to the solid phase component and the sixth high temperature high pressure reaction unit including xylan and glucan separated from the third high temperature high pressure reaction unit. Injected into a high temperature and high pressure reaction to produce a bio-sugar solution with a higher concentration of xylose and glucose.

여기서 리그닌을 포함하는 바이오액은 제2고온고압반응유닛에 투입되어 농도가 증가되고, 농도가 증가된 리그닌 바이오액은 제3고온고압반응유닛에 투입되어 농도가 더 증가될 수 있다. Herein, the bio-liquid containing lignin is added to the second high temperature high pressure reaction unit to increase the concentration, and the lignin bio-liquid whose concentration is increased may be added to the third high temperature high pressure reaction unit to further increase the concentration.

제1고온고압반응 유닛에서 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분은 산성 용액과 함께 제4고온고압반응 유닛에 투입되어 자일로스와 글루코스를 포함하는 바이오액이 생성되고, 상기 자일로스와 글루코스를 포함하는 바이오액은 제2고온고압 반응유닛으로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 함께 제5고온고압반응 유닛에 투입되어 농도가 증가된 자일로스와 글루코스를 포함하는 바이오액을 생성한다. The solid component including xylan and glucan separated from the first high temperature high pressure reaction unit is introduced into the fourth high temperature high pressure reaction unit together with an acidic solution to generate a bio liquid containing xylose and glucose, and the xylose and glucose The containing bio-liquid is added to the fifth high-temperature high-pressure reaction unit together with the solid phase component including xylan and glucan separated from the second high-temperature high-pressure reaction unit to generate a bio-liquid containing xylose and glucose having increased concentration.

여기서, 제1, 2, 3고온고압 반응 유닛에서 온도조건은 30 이상 내지 300 ℃ 이하 일 수 있다. 바람직하게는 100 이상 내지 250 ℃이하 일수 있으며, 더욱 바람직하게는 200 이상 내지 220 ℃ 이하 일수 있다. 이 온도조건 보다 낮으면 바이오매스의 분해율이 낮아지고, 이 온도조건 보다 높으면 투입되는 공정비용 등에 따른 분해효율성이 낮아진다.Here, the temperature conditions in the first, second, third high temperature high pressure reaction unit may be 30 or more to 300 ° C or less. Preferably it may be 100 to 250 ℃ or less, more preferably 200 or more to 220 ℃ or less. If lower than this temperature condition, the decomposition rate of biomass will be low, and if it is higher than this temperature condition, the decomposition efficiency will be lowered according to the process cost.

제4, 5, 6고온고압 반응 유닛에서 온도조건은 30 이상 내지 300 ℃ 이하 일 수 있다. 바람직하게는 100 이상 내지 250 ℃이하 일수 있으며, 더욱 바람직하게는 150 이상 내지 180 ℃ 이하 일수 있다. 이 온도조건 보다 높으면 과반응에 의해 자일로스와 글루코스를 포함하는 바이오 당액의 농도가 낮아지게 된다. In the fourth, fifth and sixth high temperature and high pressure reaction units, the temperature conditions may be 30 or more and 300 ° C. or less. Preferably it may be 100 or more to 250 ° C or less, more preferably 150 or more to 180 ° C or less. If it is higher than this temperature condition, the concentration of bio sugar solution containing xylose and glucose is lowered by overreaction.

또한, 상기 고온고압 반응은 고온고압 반응 유닛에서 수행되되, 0.4 이상 내지 90 bar 이하 조건에서 수행되는 것을 특징으로 한다.In addition, the high temperature and high pressure reaction is carried out in a high temperature and high pressure reaction unit, characterized in that carried out under 0.4 to more than 90 bar conditions.

고온고압 반응 유닛에서 압력조건은 0.4 이상 내지 90 bar 이하 일 수 있다. 바람직하게는 1 이상 내지 41 bar이하 일수 있으며, 더욱 바람직하게는 4.8 이상 내지 23.3 bar 이하 일수 있다. 이 압력조건 보다 낮으면 바이오매스의 분해율이 낮아지고, 이 압력조건 보다 높으면 투입되는 공정비용 등에 따른 분해효율성이 낮아진다.Pressure conditions in the high temperature and high pressure reaction unit may be more than 0.4 to less than 90 bar. Preferably it may be 1 to 41 bar or less, more preferably 4.8 to 23.3 bar or less. If the pressure is lower than this pressure, the decomposition rate of the biomass is lowered. If the pressure is higher than this pressure, the efficiency of decomposition is lowered due to the process cost.

또한, 상기 고온고압 반응은 고온고압 반응 유닛에서 수행되되, 반응시간은 1분 초과 내지 4시간 이하에서 반응시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the high temperature and high pressure reaction is carried out in a high temperature and high pressure reaction unit, the reaction time is characterized in that the reaction in more than 1 minute to 4 hours or less.

여기서 반응시간은 1분 초과 4시간 미만일 수 있다. 바람직하게는 5분 이상 내지 2시간 이하일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10분 이상 내지 30분 이하 일 수 있다. The reaction time may be more than 1 minute and less than 4 hours. Preferably from 5 minutes to 2 hours or less, more preferably from 10 minutes to 30 minutes or less.

상기 고온고압 반응 유닛에서 반응시간은 목표온도 도달 후, 반응기 정상 상태에서부터의 반응시간을 의미한다.In the high temperature and high pressure reaction unit, the reaction time means a reaction time from the steady state of the reactor after reaching the target temperature.

상기 반응시간 보다 적으면, 투입되는 바이오매스의 분해효과가 떨어지고 상기 반응시간 보다 크면, 투입되는 바이오매스의 분해효과에 소요되는 에너지 소모량이 크게 되어 공정비용이 많이 소요된다. If less than the reaction time, the degradation effect of the input biomass is lowered, if larger than the reaction time, the energy consumption required for the decomposition effect of the input biomass is large, the process cost is high.

<실시예 1><Example 1>

도 3에 나타난 바와 같이, 리그닌을 포함하는 바이오 당액과 자일로스 및 글루코스를 포함하는 바이오 당액은 고온고압반응 횟수가 증가함에 따라 농도가 증가하게 된다.As shown in FIG. 3, the biosaccharide liquid including lignin and the bio sugar liquid including xylose and glucose are increased in concentration as the number of high temperature and high pressure reactions increases.

<실시예 2><Example 2>

도 4에 나타난 바와 같이, 리그닌 용액의 경우 처리 온도가 증가함에 따라 농도가 증가하지만, 자일로스와 글루코스를 포함하는 바이오 당액의 경우 170도 보다 높은 온도에서 처리하게 되면 과반응에 의해 당액의 농도가 낮아지게 된다.As shown in Figure 4, in the case of the lignin solution concentration increases as the treatment temperature increases, but in the case of bio sugar liquid containing xylose and glucose when the treatment at a temperature higher than 170 degrees, the concentration of the sugar solution due to overreaction Will be lowered.

<실시예 3><Example 3>

도 5에 나타난 바와 같이, 리그닌을 포함하는 바이오 당액과 자일로스 및 글루코스를 포함하는 바이오 당액의 경우 체류시간이 30분이 넘어가게 되면 과반응에 의해 당의 손실이 발생하게 된다. 이에, 최대 반응 시간은 30분이 한계 시간으로 작용하게 된다.As shown in FIG. 5, in the case of the bio sugar solution including lignin and the bio sugar solution including xylose and glucose, loss of sugar occurs due to overreaction when the residence time exceeds 30 minutes. Thus, the maximum reaction time is 30 minutes to act as a limit time.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it is merely one example of various embodiments including the gist of the present invention, which can be easily implemented by those skilled in the art. It is clear that the present invention is not limited to the above-described embodiment only.

따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다.Therefore, the protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent to the change, substitution, substitution, etc. within the scope not departing from the gist of the present invention shall be the right of the present invention. It will be included in the scope.

또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.In addition, some of the components of the drawings are intended to more clearly describe the configuration, and it is clear that the exaggerated or reduced size is provided.

10: 제1고온고압반응 유닛
20: 제2고온고압반응 유닛
30: 제3고온고압반응 유닛
40: 제4고온고압반응 유닛
50: 제5고온고압반응 유닛
60: 제6고온고압반응 유닛
70: HCK 제조 유닛
10: first high temperature high pressure reaction unit
20: second high temperature high pressure reaction unit
30: third high temperature high pressure reaction unit
40: fourth high temperature high pressure reaction unit
50: fifth high temperature high pressure reaction unit
60: sixth high temperature high pressure reaction unit
70: HCK manufacturing unit

Claims (5)

제2세대 바이오매스와 염기용액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌을 포함하는 바이오 당액으로 분리하는 제1고온고압 반응 유닛 장치;
2세대 바이오매스와 상기 제1고온고압반응 유닛 장치로부터 분리된 리그닌을 포함하는 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌의 농도가 증가된 바이오 당액으로 분리하는 제2고온고압 반응 유닛 장치;
2세대 바이오매스와 상기 제2고온고압반응 유닛 장치로부터 분리된 리그닌의 농도가 증가된 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌의 농도가 더 증가된 바이오 당액으로 분리하는 제3고온고압반응 유닛 장치;
상기 제1고온고압반응 유닛 장치로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 산성 용액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스가 포함된 바이오 당액을 생성하는 제4고온고압반응 유닛 장치;
상기 제2고온고압반응 유닛 장치로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 상기 제4고온고압반응 유닛 장치로부터 생성된 자일로스 및 글루코스가 포함된 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스의 농도가 증가된 바이오 당액을 생성하는 제5고온고압반응 유닛 장치;
상기 제3고온고압반응 유닛 장치로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 상기 제5고온고압반응 유닛 장치로부터 생성된 자일로스 및 글루코스의 농도가 증가된 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스의 농도가 더 증가된 바이오 당액을 생성하는 제6고온고압반응 유닛 장치;를 포함하는 제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템.
A first high temperature and high pressure reaction unit apparatus into which a second generation biomass and a base solution are added and separated into a solid sugar component including xylan and glucan and a bio sugar solution including lignin through a high temperature and high pressure reaction;
Bio-sugar solution containing lignin separated from the second generation biomass and the first high-temperature high-pressure reaction unit device is input and separated into solid-phase components including xylan and glucan and bio-sugar solution with increased concentration of lignin through high temperature and high pressure reaction. A second high temperature high pressure reaction unit device;
Bio sugar solution with increased concentration of lignin separated from the second generation biomass and the second high temperature and high pressure reaction unit device was added, and bio sugar solution with higher concentration of lignin and solid phase components including xylan and glucan was added through high temperature and high pressure reaction. A third high temperature high pressure reaction unit device for separating;
A fourth high temperature and high pressure reaction unit device in which a solid component including xylan and glucan separated from the first high temperature and high pressure reaction unit device is input and an acid solution is used to generate a biosugar solution containing xylose and glucose through a high temperature and high pressure reaction;
Bio-sugar solution containing xylan and glucan separated from the second high temperature and high pressure reaction unit device and xylose and glucose generated from the fourth high temperature and high pressure reaction unit device are added and xylose through high temperature and high pressure reaction. And a fifth high temperature hyperpressure unit device for producing a bio-sugar solution with an increased concentration of glucose.
The solid phase component including xylan and glucan separated from the third high temperature high pressure reaction unit device and the bio sugar solution with increased concentration of xylose and glucose generated from the fifth high temperature high pressure reaction unit device are added to each other through a high temperature high pressure reaction. Mixed bio-sugar liquid high concentration system using the second generation biomass, including; a sixth high temperature high-pressure reaction unit apparatus for producing a bio-sugar liquid with an increased concentration of xylose and glucose.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제3고온고압반응 유닛 장치의 온도조건은 170℃ 이상 내지 220 ℃이하이고, 상기 제4 내지 제6고온고압반응 유닛 장치의 온도조건은 150℃ 이상 내지 200 ℃이하 인 것을 특징으로 하는 제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템.
The method of claim 1,
The temperature conditions of the first to third high temperature and high pressure reaction unit apparatus is 170 ℃ or more and 220 ° C or less, and the temperature conditions of the fourth to sixth high temperature and high pressure reaction unit apparatus are 150 to 200 ℃. Mixed bio sugar solution high concentration system using the second generation biomass.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제6고온고압반응 유닛 장치에서 압력 조건은0.4 이상 내지 90 bar 이하 이고, 반응시간은 1분 초과 내지 4시간 인 것을 특징으로 하는 제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템.
The method of claim 1,
In the first to sixth high temperature and high pressure reaction unit apparatus, the pressure condition is 0.4 or more and 90 bar or less, and the reaction time is more than 1 minute to 4 hours. .
제1항에 있어서,
상기 제3고온고압반응 유닛 장치로부터 생성된 리그닌의 농도가 더 증가된 바이오 당액과 상기 제6고온고압반응 유닛 장치로부터 생성된 자일로스 및 글루코스의 농도가 더 증가된 바이오 당액을 이용하여 고발열량의 하이브리드 석탄을 제조하는 하이브리드 석탄 제조 유닛 장치;를 추가로 포함하는 제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템.
The method of claim 1,
The bio-sugar solution of which the concentration of lignin generated from the third high-temperature hyperpressure unit device is further increased and the bio-sugar solution of which the concentration of xylose and glucose further increased from the sixth high temperature / high pressure reaction unit device are increased. Hybrid coal production unit high concentration system using a second generation biomass, including; a hybrid coal production unit device for producing a hybrid coal.
제2세대 바이오매스와 염기용액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌을 포함하는 바이오 당액으로 분리하는 제1고온고압 반응 단계;
2세대 바이오매스와 상기 제1고온고압반응 단계로부터 분리된 리그닌을 포함하는 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌의 농도가 증가된 바이오 당액으로 분리하는 제2고온고압 반응 단계;
2세대 바이오매스와 상기 제2고온고압반응 단계로부터 분리된 리그닌의 농도가 증가된 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 리그닌의 농도가 더 증가된 바이오 당액으로 분리하는 제3고온고압반응 단계;
상기 제1고온고압반응 단계로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 산성 용액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스가 포함된 바이오 당액을 생성하는 제4고온고압반응 단계;
상기 제2고온고압반응 단계로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 상기 제4고온고압반응 단계로부터 생성된 자일로스 및 글루코스가 포함된 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스의 농도가 증가된 바이오 당액을 생성하는 제5고온고압반응 단계;
상기 제3고온고압반응 단계로부터 분리된 자일란 및 글루칸을 포함하는 고상 성분과 상기 제5고온고압반응 단계로부터 생성된 자일로스 및 글루코스의 농도가 증가된 바이오 당액이 투입되어 고온고압반응을 통해 자일로스 및 글루코스의 농도가 더 증가된 바이오 당액을 생성하는 제6고온고압반응 단계;를 포함하는 제2세대 바이오매스를 이용한 고농도 혼합 바이오 당액 제조 방법.
A first high temperature and high pressure reaction step in which a second generation biomass and a base solution are added and separated into a solid sugar component including xylan and glucan and a bio sugar solution including lignin through a high temperature and high pressure reaction;
Bio-sugar solution containing the second generation biomass and the lignin separated from the first high temperature and high pressure reaction step is input to separate the solid component, including xylan and glucan, and the bio-sugar solution with increased concentration of lignin through high temperature and high pressure reaction. 2 high temperature and high pressure reaction step;
Bio sugar solution with increased concentration of lignin separated from the second generation biomass and the second high temperature and high pressure reaction step was added to the biosugar solution with higher concentration of lignin and solid phase components including xylan and glucan through high temperature and high pressure reaction. Separating the third high temperature and high pressure;
A fourth high temperature and high pressure reaction step of generating a bio-sugar solution containing xylose and glucose through a high temperature and high pressure reaction by inputting a solid component including xylan and glucan separated from the first high temperature and high pressure reaction step;
Bio-sugar solution containing xylan and glucan separated from the second high temperature and high pressure reaction step and xylose and glucose generated from the fourth high temperature and high pressure reaction step are added to the xylose and glucose through high temperature and high pressure reaction. A fifth high temperature and high pressure reaction step of producing a bio-sugar solution with an increased concentration of;
The solid component including xylan and glucan separated from the third high temperature and high pressure reaction step and the biosugar solution with increased concentrations of xylose and glucose generated from the fifth high temperature and high pressure reaction step are injected into xylose through high temperature and high pressure reaction. And a sixth high temperature high pressure reaction step of generating a biosugar solution having an increased concentration of glucose. 2.
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