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Innovative and intensified technology for the biological pretreatment of agro waste for ethanol production

Author

Rajarathinam Ravikumar, Budhi Venkatesan Ranganathan, Kanchana Nandanan Chathoth, Sriramulu Gobikrishnan

Journal Title

Korean Journal of Chemical Engineering

Publication Year

2013

Topics

#Waste management

Summary

This study develops a biological pretreatment technology for agricultural waste for bioethanol production, demonstrating an effective method of lignin degradation using Pleurotus florida and grape leaves on rice straw. Notably, a high lignin degradation rate of 99% was observed when used with grape leaves, and structural changes during pretreatment were confirmed through FTIR and SEM analysis.

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Innovative and intensified technology for the biological pretreatment of agro waste for ethanol production

Rajarathinam Ravikumar; Budhi Venkatesan Ranganathan; Kanchana Nandanan Chathoth; Sriramulu Gobikrishnan · 2013

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리그닌재료공정 농업생명과학대학 산림과학부
전필 / 학사
리그닌은 셀룰로오스 다음으로 풍부한 바이오폴리머로서 변화하는 종이 시장과 바이오 리파이너리 공정에서 엄청난 양이 부산물로 얻어지고 있다. 그러나 리그닌은 셀룰로오스에 비해 구조 및 특성이 복잡하여 고분자 재료로서의 이용에 한계가 있어 지금까지 산업 공정에서 열을 공급하기 위한 에너지원으로 주로 활용되고 있다. 본 강의에서는 리그닌의 종류 및 특성에 대한 기본지식을 습득한 후 리그닌의 화학적 개질 및 이를 이용한 리그닌 소재화 공정에 관해 공부할 것이다.
- # Lignin
- # Celluloseperronation
채소학최신과제 농업생명과학대학 농림생물자원학부
전선 / 대학원
채소의 생리 및 생태와 생산기술에 있어 최근의 국내외 연구동향을 채소별로 문헌 조사를 통하여 파악토록 하고, 이를 토대로 우리 나라 채소 생산기술 개발연구에 있어 가장 시급한 연구과제를 도출하여 그 연구계획을 세우도록 지도한다. 또한 종래의 화학 농법에 의한 채소 생산이 환경과 자연 생태계에 미치는 부정적인 영향을 이해하도록 함과 아울러 환경 보존형 채소 생산기술 체계 수립에 관한 접근 방안을 세미나 방식으로 논의토록 한다.
- # Production
목재화학특강 농업생명과학대학 농림생물자원학부
전선 / 대학원
목재 주요성분인 셀룰로오스, 리그닌, 추출물에 대한 주요 화학적 특징을 살펴보고 목재성분의 생합성 및 생분해 mechanism, pulping 및 bleaching 관련 화학, 이외의 추출물에 대한 심도 있는 정제, 분석, 응용 분야에 대하여 강의 하고자 한다.
- # Chemistry
- # Lignin
- # Celluloseperronation
바이오매스 소재특성론 국제농업기술대학원 국제농업기술학과
전선 / 대학원
본 강좌에서는 바이오매스 자원의 바이오연료 변환공정을 이해하기 위하여 지구상에 다양하게 존재하는 식물성 바이오매스의 조직 특성과 화학적 특성에 관하여 강의한다. 식물성 바이오매스의 조직특성 분야에서는 식물 분류학적 특성에 의거하여 다년생 및 단년생 식물의 세포벽을 구성하는 세포조직의 특이성에 관하여 살펴본다. 화학 특성 분야에서는 바이오매스 세포벽을 구성하는 주요 화학적 성분(셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌, 추출성분)의 세포 내에서의 생성과정, 이들의 화학구조 특성 및 반응성과 주요 활용 분야에 관하여 강의한다.
- # Biofuel
- # Lignin
- # Biosynthesis
생화학특강 약학대학
전선 / 대학원
생화학및 분자생물학 분야의 최근 연구 결과들을 주제별로 선택하여 소개하고 토론한다.
- # Chemistry
- # Biochemistry
- # Molecular biology
바이오매스 바이오리파이너리 1 국제농업기술대학원 국제농업기술학과
전선 / 대학원
본 교과목에서는 목질계 바이오매스 세포벽을 구성하는 리그닌의 바이오리파이너리에 관한 최신 기술에 관한 내용을 강의한다. 강의 전반부에서는 리그닌 전구물질의 효소적 형성과정과 in vivo 및 in vitro 상에서 리그닌 고분자의 효소중합 메커니즘에 관하여 공부한다. 강의 중반부에는 리그닌의 산업적 활용방안 중에서 저분자 소재 변환에 중점을 두어 리그닌의 열화학적 및 미생물학적 분해과정과 이 과정에서 생성 가능한 주요 화학 소재에 관하여 이해하고, 고분자 물질로서 리그닌의 활용 분야 및 가능성에 관하여도 살펴본다. 또한 최근 발표된 논문을 중심으로 각 개인별 세미나를 발표하며, 이를 통해 리그닌 화학 분야에 대한 최신 식견을 습득할 기회를 제공한다.
- # Biorefinery
- # Lignin
- # Biomass
식물세포공학 농업생명과학대학 농림생물자원학부
전선 / 대학원
식물세포를 이용한 산업 및 농업적 부가가치가 높은 식물의 조직배양 및 2차 대사산물의 대량생산을 위한 기초적 방법 및 기술에 고려할 여러 요인들에 대해 고찰한다. 현재까지 여러 기술을 통하여 얻어진 성공적인 세포공학기술을 중점으로 다룬다.
- # Engineering
- # Biotechnology
- # Tissue culture
생물생산 기계시스템 분석 농업생명과학대학 바이오시스템·소재학부
전선 / 학사
본 교과목은 이론과 실습으로 구성된다. 이론 부분에서는 생물생산을 위한 기계시스템을 구성하는 주요 장치와 매니퓰레이터 로봇에 대한 운동과 힘 분석의 기초 이론인 운동학(기구학)과 운동역학을 배우고, 실습 부분에서는 기계시스템의 3차원 설계를 위한 3D CAD, 운동과 힘 분석을 위한 다물체 동역학(Multi-BodyDynamics, MBD), 응력 해석을 위한 FEA(Finite Element Analysis)에 대한 기본 원리와 사용법을 익힌다. 또한, 이론과 실습에서 배운 지식을 프로젝트 수행을 통해 활용해본다.
- # Finite element method
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- # Agricultural machinery
목재기계적성질론 농업생명과학대학 농림생물자원학부
전선 / 대학원
이 교과목에서는 구조재로서의 목재 뿐 아니라 목조 구조물의 전반에 걸쳐 사용되는 목재의 일반적인 성질에 대하여 논한다. 응력, 변형율, 탄성이론, 동적인 거동, 파괴, 물리적 특성 등을 교수하여 목재의 특성을 정확히 파악한다.
- # Materials Science
생물학적 처리공정 공과대학 건설환경공학부
전선 / 대학원
자연현상과 환경기술로서 생물학적 처리공정을 학습하며, 특히 생물학적 폐수처리공정을 중점적으로 다룬다. 생물학적 처리공정의 이론과 최근에 개발된 기술을 위시한 다양한 처리기술을 대상으로 공부하며, 생물학적 처리시설의 계획, 설계, 해석과 운영 및 관리방법에 관하여 학습한다. 생물학적 처리공정의 이해를 증진시키고 체계적인 해석을 추구하기 위하여 생화학반응과 물질전달을 반영하는 수학적 모형을 공정별로 도입하여 학습에 이용하고 시설설계와 운영 및 해석 등의 공학적 활용방안을 검토한다.
- # Environmental engineering
- # Engineering
- # Environmental Science
바이오매스 열화학변환공정 특강 국제농업기술대학원 국제농업기술학과
전선 / 대학원
목질계 바이오매스를 친환경 화석연료 대체 자원으로 활용하기 위한 일환인 열화학적 전환법은 직접연소법, 열분해법과 가스화 공정으로 세분화되며, 목질바이오매스는 다양한 연료 형태의 물질인 펠렛, 탄, 바이오오일, 합성가스, 바이오알코올 그리고 화학원료물질 생산 등으로 세분화되어 생성된다. 본 강의에서는 근래 연구기관 및 산업계에서 실용적인 방법으로 대두되고 있는 급속열분해를 통한 바이오오일 생산 기술, 생산 바이오오일의 물리화학적 특성, 급속열분해 공정으로 생산된 바이오오일의 개질변형 기술 등을 소개하고자 한다.
- # Biomass
- # Pyrolysis
- # Chemistry
조사료 생산이용학 국제농업기술대학원 국제농업기술학과
전선 / 대학원
조사료는 가축의 기본적인 영양공급원으로 중요성을 지니고 있다. 대부분의 지역에서의 조사료 생산의 기본은 비슷하다. 그러나 생산성, 효율 등에 있어서는 큰 차이가 난다. 사실 많은 요소들이 조사료 생산 및 이용의 성공에 영향을 준다. 즉 모든 조사료 생산 상황에 맞는 계획은 없다. 따라서 조사료를 생산하기 전에 다양한 요인들(토성, 지형, 자본, 노동력 등)을 고려해야 한다. 이 강의는 조사료의 중요성과 전세계적으로 이용되고 있는 조사료 초종별 형태적 특성을 소개하여 조사료에 대한 이해를 높이고 생산, 가공 및 이용 기술을 살펴보고 조사료의 전반적인 시장상황과 추후 전망을 제시한다.
- # Forage
- # Livestock
채소학특론 농업생명과학대학 농림생물자원학부
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주요 채소작물의 재배 내력, 생리 생태적 특성, 생육 및 이용상의 특성 등을 개괄적으로 파악시킨다. 채소작물별 작형 분화의 현황과 그의 제약 요인 및 해결 방안을 심도있게 다루며, 또한 주요 생리 장해의 발생 기작과 재배 환경과의 관계에 대하여 강의한다. 수강자들은 생산비 절감 및 품질 향상 기술 개발에 관하여 조사한 내용을 발표한다.
- # Agricultural engineering
환경재료화학공정 농업생명과학대학 산림과학부
전선 / 학사
본 강좌에서는 목재의 화학성분 분석, 펄핑화학, 제지공정 및 바이오에너지 변환공정 등 목질바이오매스를 활용하는 대표적인 환경재료화학공정에 관한 화학 및 공학적 이해력을 향상시키기 위한 기초적인 지식을 제공하고자 한다. 주요 강의 내용은 목재화학성분 분석에 관한 기초적인 기기분석이론/분석화학과 펄핑/제지공정 및 바이오에너지 변환공정에서 유체의 저장과 이동에 대한 유체단위조작과 물질 수지 등에 관한 기초적인 이론으로 구성된다.
- # Chemistry
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미생물을 이용한 아미노산, 단백질, 비타민, 주류, 의약품,효소, 발효식품, 기능성식품 등의 생산에 있어서 중요한 미생물대사를 화학적, 생리학, 분자적 수준에서 다룬다.
- # Microorganism
- # Fermentation
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바이오매스 활용 기술특강 국제농업기술대학원 국제농업기술학과
전선 / 대학원
본 교과목에서는 다양한 바이오매스 자원의 생성에 관한 특성과 이들의 고부가가치 활용에 관련된 최신 기술 및 산업적 적용 분야에 관하여 강의한다. 바이오매스 자원의 생성 특성 및 화학적 측면에서 탄수화물화학, 고분자화학, 기기분석법에 관하여 탐구하고 자연 생태계에서 미생물과 셀룰로오스계 바이오매스의 상호관계, 기초적인 바이오연료 전환기술과 셀룰로오스/리그닌에 기반한 바이오소재화 기술에 관하여 토론한다. 또한 최근 발표 논문을 중심으로 한 세미나를 통해 바이오매스의 산업적 활용 분야에 대한 최신 지식을 습득할 기회를 제공한다.
- # Biomass
- # Celluloseperronation
- # Carbohydrate
기후변화 대응 식물 RNA 농업생명과학대학 농생명공학부
전선 / 대학원
이 수업은 식물에서 유전자 조절에 관여하는 기능성 non-coding RNA들의 최근 기후변화에 따른 역할에 대한 연구들을 살펴보고 최신 연구 동향을 파악하는 데 목적을 둔다. 수업에서는 범지구적 평균 기온의 상승 및 이상기후의 확대 등 급변하는 기후환경으로 인한 비생물학적 스트레스에서의 long non-coding RNA와 small RNA의 역할, 이와 관련하여 종자 발달과정에서의 기능성 RNA의 역할에 대해 다룬다. 그리고 기후변화에 대응하여 식물의 가소성에서도 많은 변화가 일어나는데, 이 과정에서 RNA의 역할에 대해 다룬다. 또한, 기후변화에 따른 작물보호제에 저항성을 보이는 유해 병·균류의 발생이 증가되는 상황에서 식량 생산 문제 해결의 일환으로 RNAi를 응용한 작물보호제에 대한 이론적 지식을 익히고 최근 연구 논문들에 대한 토론을 진행하는 것으로 수업을 진행한다.
- # Biotic stress
- # Abiotic stress
- # Rna
바이오소재기기분석 농업생명과학대학 바이오시스템·소재학부
전선 / 학사
본 과목은 바이오소재 분석에 이용되는 기기 및 장비에 대한 기본적인 측정 원리에서부터 기기의 구성, 시료준비 및 응용에 이르기까지 포괄적이고 전반적인 내용을 소개한다. 주사열량분석기, 주사전자현미경, 전자투과현미경, X－선 회절기, 적외선분광기, 원자힘현미경, 공초점현미경, 크로마토그래피를 비롯한 기기들이 다루어진다.
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기후스마트 생명공학작물개발 특강 국제농업기술대학원 국제농업기술학과
전선 / 대학원
본 교과목은 DNA 재조합, 외래 유전자 삽입, 유전자 교정과 같은 생명공학기술을 이용하여 농업 형질이 개량된 생명공학작물에 대한 기초 지식을 전달하고 최신 연구 동향을 소개한다. 생명공학작물 개발에 필수적인 조직배양, 재분화를 포함한 식물형질전환의 배경 지식과 실험 기법의 습득을 목표로 한다. 특히 제초제, 병해충 및 환경 스트레스 저항성 등의 다양한 농업 형질이 개량된 생명공학작물 개발 사례를 자세히 다루며, 치료용 의약품, 산업용 소재 생산에 필요한 분자농업용 작물 개발에 대해 살펴본다. 궁극적으로 생명공학작물에 대한 대학원생들의 이해도를 높이고 기후위기 대응에 필요한 환경 적응형 생명공학작물 개발 분야의 전망을 소개한다.
- # Biotechnology
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경지생태학 농업생명과학대학 농림생물자원학부
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농경지를 구성하는 무기적 및 유기적 생태요소들을 분석하고 작물의 생육과 수량과의 관계를 평가한다. 작물군락에서의 생태환경의 변화와 에너지흐름을 추정하고 작물생산성의 효율성과 증대를 모형화한다. 경지의 유형과 종류에 따라 환경요소들을 제어하고 생산모형을 설정하고 환경보전형 경지 관리기술을 소개한다
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Innovative and intensified technology for the biological pretreatment of agro waste for ethanol production

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