Feasibility study of microbial biodiesel production with volatile fatty acids derived from organic wastes

Abstract

화석 연료의 고갈에 따라, 재생 가능 에너지의 연구는 계속적으로 증가하고 있다. 바이오매스를 기반으로 한 바이오연료는 지속생산가능한 에너지 중 하나로 계속적으로 생산과 소비량이 증가하고 있고 이는 친환경 에너지로써 환경에 긍정적 효과를 준다. 혐기소화를 기반으로 하는 VFA 플랫폼은 바이오연료 생산 방법 중 하나로써 오직 탄수화물만을 사용하는 당 플랫폼과는 다르게 VFA 플랫폼은 바이오매스의 탄수화물 단백질 그리고 지질을 모두 사용하기 때문에 매우 높은 수율을 보여준다. 또한 혼합균이다 보니 멸균과정이 필요 없어서 매우 경제적이 공정이다. VFA는 그 자체로도 가치가 있고 바이오연료의 전구체로도 쓰인다. VFA에 수소를 첨가하여 알코올로 전환이 가능하며 또한 유질미생물의 탄소원으로 이용하여 바이오디젤로도 전환이 가능하다. 비식용이기 때문에 리그노셀룰로직 바이오매스는 식량 가격에 영향이 없고 또한 쉽게 얻을 수 있다. 볏짚은 대표적인 리그노셀룰로직 바이오매스의 자원 중 하나이고 이를 혐기소화를 통해 VFA로 전환하였다. VFA의 생산을 최대화 하기 위해 온도, 기질농도 그리고 pH를 통하여 표면분석법을 이용하였다. 최대 VFA 생산농도는 at 39.23 °C, 52.85 g/L of rice straw, and pH 10에서 12.37g/L로 나타났다. qPCR을 통한 미생물 정량분석을 통해 메탄균주들이 메탄억제제에 의해 억제가 잘 됨을 확인 할 수 있었다. 더욱이 454 파이로시퀀싱을 통해 ruminococcaceae과가 리그노셀룰로직 바이오매스를 잘 이용함을 알 수 있고 대부분의 표면분석법 샘플에서 우점종으로 나타났다. 위 연구를 통해 혐기소화에 영향을 주는 인자들과 생물학적 변화를 확인 할 수 있었다. 미생물이 쉽게 탄소원으로 사용할 수 있게 볏짚의 전환을 높여서 셀룰로즈와 헤미셀룰로즈가 단당류로 되어야 한다. 전처리는 리그노 셀룰로직바이오매스의 발효에 있어서 중요한 역할을 하기 때문에 다양한 물리적, 화학적 그리고 생물학적 전처리 방법들이 연구되어지고 있다...