KR102136842B1 - Methods for Pretreating Lignocellulosic Biomass - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄산암모늄을 촉매로 하여 목질계 바이오매스를 전처리하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 목질계 바이오매스에 포함되어 있는 헤미셀룰로오스와 리그닌을 분해하여 당화하기에 적합하도록 바이오매스를 전처리하기 위하여, 이산화탄소 포집과정을 통해 이산화탄소와 암모니아가 반응하여 생성된 탄산암모늄과 목질계 바이오매스를 반응시켜, 목질계 바이오매스를 전처리하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 암모늄을 이용하여 이산화탄소를 포집하여 이산화탄소를 저감하며, 암모늄을 재사용할 수 있어 전처리효율을 높이며, 탄산암모늄 분리 공정과 전처리 공정이 결합 되어 두 공정에 사용되는 각각의 사용에너지보다 적게 투입되어, 공정 운영 비용을 낮출 수 있다.
The present invention relates to a method for pre-treating a wood-based biomass using ammonium carbonate as a catalyst, and more specifically, to pre-treat the biomass to be suitable for decomposing and saccharifying hemicellulose and lignin contained in the wood-based biomass. , It relates to a method of pre-treating wood-based biomass by reacting ammonium carbonate and wood-based biomass produced by the reaction of carbon dioxide and ammonia through a carbon dioxide capture process.
According to the present invention, carbon dioxide is collected by using ammonium to reduce carbon dioxide, and ammonium can be reused to increase the pretreatment efficiency, and the ammonium carbonate separation process and the pretreatment process are combined to reduce the energy used for each of the two processes. Input, it can lower the process operation cost.

Description

목질계 바이오매스의 전처리방법{Methods for Pretreating Lignocellulosic Biomass}{Methods for Pretreating Lignocellulosic Biomass}

본 발명은 탄산암모늄을 촉매로 하여 목질계 바이오매스를 전처리하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 목질계 바이오매스에 포함되어 있는 헤미셀룰로오스와 리그닌을 분해하여 당화하기에 적합하도록 바이오매스를 전처리하기 위하여, 이산화탄소 포집과정을 통해 이산화탄소와 암모니아가 반응하여 생성된 탄산암모늄과 목질계 바이오매스를 반응시켜, 목질계 바이오매스를 전처리하는 방법에 관한 것이다
The present invention relates to a method for pre-treating a wood-based biomass using ammonium carbonate as a catalyst, and more specifically, to pre-treat the biomass to be suitable for decomposing and saccharifying hemicellulose and lignin contained in the wood-based biomass. , It relates to a method of pre-treating wood-based biomass by reacting ammonium carbonate and wood-based biomass produced by the reaction of carbon dioxide and ammonia through a carbon dioxide capture process.

고유가와 지구 온난화에 대한 해결책으로 세계적인 흐름 중의 하나의 이슈가 바로 석유를 대체할 수 있는 에너지이다. 선도적인 여러 대체 에너지 중 하나가 바로 바이오 연료이다. 바이오 연료는 바이오매스(Biomass)를 원료로 하여 얻어지는 에너지를 통칭하는 것으로, 직접 연소, 알코올 발효, 메탄 발효 등을 통해 얻어진다. 이러한 바이오 연료 중 휘발유를 대체 할 수 있는 연료인 바이오 에탄올의 보급이 매우 빠르게 확산되고 있다. 바이오에탄올은 사탕수수, 옥수수 등 식물에서 얻을 수 있는 연료로서, 휘발유와 혼합하거나 독립적으로 자동차 연료로써 사용될 수 있어 바이오디젤, 바이오부탄올과 더불어 대표적인 재생 가능한 대체에너지로써 각광받고 있다.One of the issues of global flow as a solution to high oil prices and global warming is energy that can replace oil. One of the leading alternative energy sources is biofuels. Biofuel refers to energy obtained by using biomass as a raw material, and is obtained through direct combustion, alcohol fermentation, and methane fermentation. Among these biofuels, the supply of bioethanol, a fuel that can replace gasoline, is spreading very rapidly. Bioethanol is a fuel that can be obtained from plants such as sugar cane and corn, and can be mixed with gasoline or used independently as an automobile fuel, and thus has been spotlighted as a representative renewable alternative energy along with biodiesel and biobutanol.

이러한 바이오연료를 생산할 수 있는 바이오매스 중 하나인 목질계 바이오매스는 농작물, 목재, 폐목재 또는 부산물, 잔디, 잔류섬유, 축산분료, 도시쓰레기 등의 재생 에너지로 쓰일 수 있는 모든 유기물 중 셀룰로오스(cellulose) 및 리그닌(lignin)으로 구성된 목질계 자원(lignocellulosic resource)으로 주로 목본식물과 초본식물을 의미하며 이들에서 파생된 제품이나 그것의 폐기물 즉 목재, 폐목재, 종이 등을 포함한다. 목질계 바이오매스는 비식용 식물이며, 원재료에 대한 단가가 낮아 바이오연료의 주요한 원재료로 떠오르고 있다.Wood-based biomass, one of the biomasses capable of producing such biofuels, is cellulose among all organic materials that can be used as renewable energy such as crops, wood, waste wood or by-products, grass, residual fibers, livestock powder, and city waste. ) And lignin, a lignocellulosic resource that mainly refers to woody plants and herbaceous plants, and products derived from them or their wastes such as wood, waste wood, paper, and the like. Wood-based biomass is a non-edible plant, and it has emerged as a major raw material for biofuels due to its low unit cost.

목질계 바이오매스로부터 바이오연료를 생산하는 공정에서 가장 비용이 많이 들며, 까다로운 과정은 전처리 및 당화공정이다. 목질계 바이오매스 전처리 공정은 목질계 바이오매스의 셀룰로오스나 헤미셀룰로오스를 각각의 단량체(글루칸 혹은 자일란 등)까지 분해하여 리그닌과 분리시킨다. 전처리의 한 방법인 증기폭쇄(Steam Explosion)를 거친 포플러 침과 전처리하지 않는 시료의 당화수율을 분석한 결과 90%와 15%로 큰 차이가 났으며(Grous et al ., Enzyme Microb . Technol ., 8:274-280, 1986), Ammonia Fiber Explosion(AFEX) 방법으로 전처리한 잔디와 전처리하지 않은 것의 당화수율이 93%와 16%의 차이를 보였다(Alizadeh et al ., Appl . Biochem. Biotechnol ., 124:113-1141, 2005). 이와 같이 목질계 바이오매스를 이용하여 바이오연료를 생산할 때 전처리 공정은 필수적인 요소이다.In the process of producing biofuel from wood-based biomass, it is the most expensive, and the tricky process is the pretreatment and saccharification process. In the wood-based biomass pretreatment process, cellulose or hemicellulose of the wood-based biomass is decomposed to each monomer (glucan or xylan, etc.) and separated from lignin. As a result of analyzing the saccharification yield of the poplar saliva, which has been subjected to steam explosion, which is a method of pretreatment, and the sample that is not pretreated, there was a large difference between 90% and 15% (Grous et. al . , Enzyme Microb . Technol . , 8:274-280, 1986), showed that the saccharification yields of the pre-treated grass and the un-treated grass by the Ammonia Fiber Explosion (AFEX) method differed between 93% and 16% (Alizadeh et. al . , Appl . Biochem. Biotechnol ., 124:113-1141, 2005). As described above, when producing biofuel using wood-based biomass, the pretreatment process is an essential element.

목질계 바이오매스 전처리 기술은 입자크기와 결정화를 감소시키는 기계적인 전처리, 스팀 전처리나(Steam Pretreatment) 스팀폭쇄(Steam Explosion)등과 같은 열적 전처리, 산 또는 알칼리, 산화 물질 등과 반응시켜 처리하는 화학적 전처리로 분류된다.Wood-based biomass pre-treatment technology is a mechanical pre-treatment that reduces particle size and crystallization, thermal pre-treatment such as steam pretreatment or steam explosion, and chemical pre-treatment by reacting with acids, alkalis, and oxidizing substances. Classified.

하지만 상기와 같은 목질계 바이오매스 전처리방법은 대부분 높은 설비 건설 비용과 까다로운 반응 조건(높은 온도와 압력)에 따르는 높은 운영 비용 및 운영 비용 대비 낮은 바이오 연료의 수율이 전처리방법들을 이용한 바이오 연료 생산을 어렵게 하고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 운영 비용 절감을 위한 연구들이 진행되고 있으며, 목질계 바이오에탄올 제조 공정에서 폐수 처리가 경제성에 중요한 부분을 차지하는 것을 인식되어짐에 따라 용매 회수 및 재사용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.However, most of the above-described wood-based biomass pretreatment methods are difficult to produce biofuels using pretreatment methods because of high facility construction costs and high operating costs and low biofuel yields compared to high operating costs and high operating costs. Doing. In order to solve these problems, studies are being conducted to reduce operating costs, and as wastewater treatment is recognized as an important part of economic efficiency in a wood-based bioethanol manufacturing process, studies on solvent recovery and reuse are actively being conducted. .

이러한 관점에서 유력한 후보가 될 수 있는 목질계 전처리방법 중 하나가 알칼리 전처리이다. 알칼리 전처리에 쓰이는 알칼리염 중 암모늄이 공정과정에서 회수를 통해 재사용이 가능한 것으로 알려졌으며(Kim et al., Appl Biochem Biotechnol;95:2007, 2005), 암모늄을 이용한 목질계 바이오매스 전처리에 관련된 연구들이 활발하게 이루어지고 있다. 한 연구에서는 암모늄염 중 탄산암모늄((NH4)2CO3)을 이용한 목질계 바이오매스를 전처리하였으며(Fernandes et al., Bioresource Technology;100:2575, 2009), 또 다른 연구에서는 과산화수소(H2O2)와 다양한 암모늄염들을 함께 이용한 목질계 바이오매스 전처리방법을 제시하였다(Verma et al., Bioresource Technology;102:3941, 2011). 상기 연구들과 같은 전처리방법을 사용할 경우 공급하는 알칼리염을 재사용할 수 있어, 알칼리염에 대한 비용이 낮아질 수 있어, 실 적용의 가능성이 높아졌으나, 전처리에 필요한 반응온도가 80~120℃로, 이 온도를 유지하기 위한 높은 운용비용 벽을 넘기 어려워, 아직까지 바이오연료 생산 적용에 어려움이 따르고 있다.Alkali pretreatment is one of the preliminary treatment methods for wood-based materials that can be a promising candidate in this regard. Among alkali salts used in alkali pretreatment, ammonium is known to be reused through recovery in the process (Kim et. al ., Appl Biochem Biotechnol ;95:2007, 2005), and studies related to pretreatment of wood-based biomass using ammonium have been actively conducted. In one study, woody biomass was pretreated using ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ) among ammonium salts (Fernandes et. al ., Bioresource Technology ;100:2575, 2009), and another study suggested a pretreatment method for wood-based biomass using hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and various ammonium salts together (Verma et. al ., Bioresource Technology ; 102:3941, 2011). When using the pre-treatment methods such as the above studies, the alkali salts supplied can be reused, and the cost of the alkali salts can be lowered, thereby increasing the possibility of practical application, but the reaction temperature required for pre-treatment is 80 to 120° C., It is difficult to cross the high operating cost wall to maintain this temperature, and there are still difficulties in applying biofuel production.

이에, 본 발명자들은 전처리 공정의 사용되는 에너지를 줄여 전처리 공정의 운용 비용을 줄일 수 있도록 하기 위하여, 암모니아수를 이용한 이산화탄소 포집 공정과 접목한 전처리방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 이산화탄소 포집하면서 생성된 탄산암모늄을 이용하여 목질계 바이오매스를 전처리할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
Thus, the present inventors tried to develop a pretreatment method combined with a carbon dioxide capture process using ammonia water to reduce the energy used in the pretreatment process so as to reduce the operating cost of the pretreatment process. It was confirmed that the wood-based biomass can be pretreated, and the present invention has been completed.

본 발명의 목적은 암모늄을 이용하여 이산화탄소를 포집하고, 상기 포집과정에서 생성된 탄산암모늄을 이용하여 목질계 바이오매스를 전처리하는 방법을 제공하는데 있다.
It is an object of the present invention to provide a method of capturing carbon dioxide using ammonium and pre-treating a wood-based biomass using ammonium carbonate produced in the collecting process.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음 단계: (a) 배기 가스 중 이산화탄소(CO2)를 암모늄(NH4)로 포집하여 탄산암모늄 수용액을 생성하는 단계; (b) 상기 생성된 탄산암모늄 수용액을 이용하여 목질계 바이오매스를 전처리하는 단계; 및 (c) (b)단계에서 생성된 암모늄(NH4) 및/또는 이산화탄소를 (a)단계로 재순환시키는 단계; 를 포함하는 전처리 방법을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following steps: (a) collecting carbon dioxide (CO 2 ) in the exhaust gas with ammonium (NH 4 ) to produce an aqueous ammonium carbonate solution; (b) pre-treating the wood-based biomass using the resulting aqueous ammonium carbonate solution; And (c) recycling ammonium (NH 4 ) and/or carbon dioxide produced in step (b) to step (a); It provides a pre-treatment method comprising a.

본 발명에 따르면, 암모늄을 이용하여 이산화탄소를 포집하여 이산화탄소를 저감하며, 암모늄을 재사용할 수 있어 전처리효율을 높이며, 탄산암모늄 분리 공정과 전처리 공정이 결합 되어 두 공정에 사용되는 각각의 사용에너지보다 적게 투입되어, 공정 운영 비용을 낮출 수 있다.
According to the present invention, carbon dioxide is collected by using ammonium to reduce carbon dioxide, and ammonium can be reused to increase the pretreatment efficiency, and the ammonium carbonate separation process and the pretreatment process are combined to reduce the energy used for each of the two processes. Input, it can lower the process operation cost.

도 1은 이산화탄소 포집 과정을 이용한 목질계 바이오매스 전처리 공정을 나타낸 모식도를 나타낸 것이다. 1 is a schematic diagram showing a wood-based biomass pretreatment process using a carbon dioxide capture process.

본 발명은 일 관점에서, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음 단계: (a) 배기 가스 중 이산화탄소(CO2)를 암모늄(NH4)로 포집하여 탄산암모늄 수용액을 생성하는 단계; (b) 상기 생성된 탄산암모늄 수용액을 이용하여 목질계 바이오매스를 전처리하는 단계; 및 (c) (b)단계에서 생성된 암모늄(NH4) 및/또는 이산화탄소를 (a)단계로 재순환시키는 단계; 를 포함하는 전처리 방법에 관한 것이다.The present invention, in one aspect, to achieve the above object, the present invention is the following steps: (a) collecting carbon dioxide (CO 2 ) in the exhaust gas as ammonium (NH 4 ) to produce an aqueous ammonium carbonate solution; (b) pre-treating the wood-based biomass using the resulting aqueous ammonium carbonate solution; And (c) recycling ammonium (NH 4 ) and/or carbon dioxide produced in step (b) to step (a); It relates to a pre-treatment method comprising a.

본 발명에서는 이산화탄소 포집 과정에서 생성된 탄산암모늄을 이용하여 목질계 바이오매스를 투입하였을 때, 목질계 바이오매스의 헤미셀룰로오스(Hemicellu -lose)와 리그닌(Lignin)이 분해되는 것을 확인하였으며, 이는 목질계 바이오매스의 전처리 과정으로 사용될 수 있다는 것을 밝혔다.In the present invention, when the wood-based biomass was introduced using ammonium carbonate produced in the carbon dioxide capture process, it was confirmed that the hemicellulose (Lemilin) and lignin (Lignin) of the wood-based biomass are decomposed, which is a wood-based biomass. It can be used as a mass pretreatment process.

본 발명의 일 실시예에서는 목질계 바이오매스로 볏집을 사용하였으나, 이 외에 보리짚, 옥수수대, 리기다 소나무, 유칼립투스 잔여물 및 억새도 또한 사용가능하다. 보통 알칼리용액을 이용한 볏집을 전처리의 경우, 알칼리용액으로 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 암모늄 용액을 주로 사용하였으나, 본 발명의 일 실시예에서는 탄산암모늄을 이용하였다. 그리고, 알칼리용액을 이용한 전처리의 반응온도는 30~75℃로 설정하는 경우가 많으나(Kim, T. et al.,Bioresource Technol ., 99: 5694-5702, 2008), 본 발명의 일 실시예에서는 탄산암모늄을 암모늄과 이산화탄소로 분리하기 위해 사용되는 보통 사용되는 반응 온도인 80℃를 유지하면서 전처리공정을 실시하였다. In one embodiment of the present invention, a cress was used as a wood-based biomass, but in addition, barley straw, corn stalks, Rigida pine, eucalyptus residue and silver grass can also be used. Normally, in the case of pre-treating a cress using an alkali solution, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, and ammonium solution were mainly used as the alkali solution, but ammonium carbonate was used in an embodiment of the present invention. And, the reaction temperature of the pretreatment using an alkali solution is often set to 30 ~ 75 ℃ (Kim, T. et al., Bioresource Technol . , 99: 5694-5702, 2008), in an embodiment of the present invention A pretreatment process was performed while maintaining 80°C, a commonly used reaction temperature used to separate ammonium carbonate into ammonium and carbon dioxide.

또한 본 발명의 실시예에서는 탄산암모늄과 목질계 바이오매스인 볏짚을 반응시켰다. 이 전처리 이후 헤미셀룰로오스와 리그닌이 부분적으로 분해되어 액체 상태로 빠져나감을 확인하였으며, 동시에 셀룰로오스의 함량이 높아지는 결과를 보였다. 본 실시예에서는 상기 방법으로 전처리된 볏짚을 당화할 때 72.1%의 당화 효율을 보임을 확인하였다. 전처리하지 않은 볏짚의 경우는 26.2%의 당화 효율 보였으며, 전처리한 볏짚이 전처리하지 않는 것보다 약 3배 정도의 높은 당화 효율을 보임을 확인하였다.In addition, in the embodiment of the present invention, ammonium carbonate and rice straw, a wood-based biomass, were reacted. After this pretreatment, it was confirmed that hemicellulose and lignin partially decomposed and escaped into a liquid state, and at the same time, it showed that the content of cellulose increased. In this example, it was confirmed that saccharification efficiency of 72.1% was obtained when saccharification of rice straw pretreated by the above method. In the case of untreated rice straw, 26.2% of saccharification efficiency was observed, and it was confirmed that the pretreated rice straw showed a saccharification efficiency of about 3 times higher than that of the untreated rice straw.

알칼리용액을 이용하여 목질계 바이오매스를 전처리하는 경우, 본 발명의 실시예에서는 전처리 반응을 12시간 동안 시행하였으나, 알칼리용액을 이용한 전처리 반응 시간을 12시간 이하나 혹은 72시간까지의 범위에서도 시행할 수 있다(Kim, T. et al.,Bioresource Technol ., 99: 5694-5702, 2008).In the case of pre-treating the wood-based biomass using an alkali solution, in the embodiment of the present invention, the pre-treatment reaction was performed for 12 hours, but the pre-treatment reaction time using the alkali solution may be carried out in a range of up to 12 hours or up to 72 hours. (Kim, T. et al., Bioresource Technol . , 99: 5694-5702, 2008).

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples. These examples are only for explaining the present invention more specifically, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예Example 1. 탄산암모늄 수용액으로 1. With aqueous ammonium carbonate solution 전처리 한 볏짚과With pretreated straw 대조군의 구성 비율 및 The proportion of the control group and 당화Saccharification 효율 비교 Efficiency comparison

반응기 내에 목질계 바이오매스 중 하나인 볏짚을 2mm 이하의 크기로 하여 투입하고, 투입하는 탄산암모늄 수용액의 농도를 20%, 반응 온도 80℃, 고액비를 1:10으로 하여 12시간 동안 반응시켰다.The rice straw, one of the wood-based biomass, was introduced into the reactor with a size of 2 mm or less, and the concentration of the ammonium carbonate aqueous solution to be added was 20%, the reaction temperature was 80°C, and the solid-liquid ratio was reacted for 12 hours.

그 결과, 볏짚의 헤미셀룰로오스와 리그닌은 부분적으로 분해되어 액체 상태로 빠져나갔고, 셀룰로오스의 함량은 51.9%로 전처리하지 않은 볏짚보다 높아지게 되었다.As a result, the hemicellulose and lignin of rice straw were partially decomposed to escape into a liquid state, and the content of cellulose was 51.9%, which was higher than that of untreated rice straw.

또한 전처리된 볏짚 시료, 전처리 되지 않은 볏집시료를 각각 분해하는 효소 와 함께 각각의 발효기에 투입하고, 반응온도 50℃, pH 4.8, 고액비 1:5로 하여 72시간 동안 당화 실험을 진행한 결과 전처리 된 볏짚이 72.1%의 당화 효율을 보였으며, 이는 전처리를 하지 않은 볏짚으로 실험한 결과보다 약 3배의 높은 당화 효율을 나타내었다(표1).
In addition, the pre-treated rice straw sample and the enzyme that decomposes the untreated rice straw sample are added to each fermenter, and the reaction temperature is 50° C., pH 4.8, and a high liquid ratio of 1:5. The rice straw showed a saccharification efficiency of 72.1%, which showed a saccharification efficiency of about 3 times higher than the results of experiments with the rice without the pretreatment (Table 1).

탄산암모늄으로 전처리된 볏집과 전처리 하지 않은 볏짚의 구성 비율 및 당화 효율 비교Composition ratio and saccharification efficiency of rice straw pretreated with ammonium carbonate and rice straw not pretreated
분류

Classification

구성 비율(%)

Composition ratio (%)

당화 효율(%)

Saccharification efficiency (%)

셀룰로오스

cellulose

헤미셀룰로오스

Hemicellulose

리그닌

Lignin

전처리되지 않은 볏짚

Untreated rice straw

35.3

35.3

8.5

8.5

9.6

9.6

26.2

26.2

전처리된 볏짚

Pretreated rice straw

51.9

51.9

17.1

17.1

14.2

14.2

72.1

72.1

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Since the specific parts of the present invention have been described in detail above, for those skilled in the art, it is obvious that such specific techniques are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. Therefore, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (6)

다음 단계를 포함하는 목질계 바이오매스의 전처리 방법:
(a) 배기가스 중 이산화탄소(CO2)를 암모늄(NH4) 수용액으로 포집하여 탄산암모늄 수용액을 생성하는 단계;
(b) 상기 생성된 탄산암모늄 수용액을 이용하여 목질계 바이오매스를 전처리하여, 목질계 바이오매스의 헤미셀룰로오스와 리그닌이 부분 분해되고, 암모늄(NH4) 및/또는 이산화탄소를 생성시키는 단계;
(c) (b)단계에서 생성된 암모늄(NH4) 및/또는 이산화탄소를 (a)단계로 재순환시키는 단계.
Pretreatment method of woody biomass comprising the following steps:
(A) collecting carbon dioxide (CO 2 ) in the exhaust gas as an aqueous solution of ammonium (NH 4 ) to produce an aqueous solution of ammonium carbonate;
(b) pre-treating the wood-based biomass using the resulting aqueous ammonium carbonate solution to partially decompose hemicellulose and lignin in the wood-based biomass, producing ammonium (NH 4 ) and/or carbon dioxide;
(c) recycling ammonium (NH 4 ) and/or carbon dioxide produced in step (b) to step (a).
제1항에 있어서, 상기 목질계 바이오매스 전처리 단계에 투입되는 탄산암모늄 수용액의 농도는 20%인 것을 특징으로 하는 목질계 바이오매스 전처리방법.
The method of claim 1, wherein the concentration of the aqueous solution of ammonium carbonate input to the pre-treatment step of the wood-based biomass is 20%.
제1항에 있어서, 상기 목질계 바이오매스 전처리 단계에서 투입되는 목질계 바이오매스와 탄산암모늄 수용액의 고액 부피비는 1:10인 것을 특징으로 하는 목질계 바이오매스 전처리방법.
The method of claim 1, wherein the solid-liquid volume ratio of the wood-based biomass and the aqueous ammonium carbonate solution in the wood-based biomass pre-treatment step is 1:10.
제1항에 있어서, 상기 목질계 바이오매스 전처리 단계의 반응 온도는 80℃인 것을 특징으로 하는 목질계 바이오매스 전처리방법.
The method of claim 1, wherein the reaction temperature of the wood-based biomass pretreatment step is 80°C.
제1항에 있어서, 상기 탄산암모늄 수용액과 목질계 바이오매스의 반응 시간은 12시간인 것을 특징으로 하는 목질계 바이오매스 전처리방법.
The method of claim 1, wherein the reaction time between the aqueous ammonium carbonate solution and the wood-based biomass is 12 hours.
제1항에 있어서, 상기 목질계 바이오매스는 볏집, 보리짚, 옥수수대, 리기다 소나무, 유칼립투스 잔여물 및 억새로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 목질계 바이오매스 전처리방법.The method of claim 1, wherein the wood-based biomass is a wood-based biomass pretreatment method characterized in that at least one selected from the group consisting of cress, barley straw, corncobs, Rigida pine, eucalyptus residue and silver grass.
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