일반적으로 해미셀룰로오스는 셀룰로오스보나 훨씬 쉽게 가수분해되기 때문에 전처리공정에서 대부분의 헤미셀룰로오스를 제거하고 남은 셀룰로오스는 효소 당화하는 것이 일반적인 바이오에탄을 생산을 위한 전처리방법이며 이 방법을 사용하는 다른 이유는 현재까지 헤미셀룰로오스로부터 생산된 xylose와 셀룰로오스로-부터 생산된 glucose를 동시에 발효할 수 있는 상업화된 균주가 없기 때문이다.
<p>예비실험을 거쳐 산 농노는 \( 1 \sim 3 \% \), 반응온도는 \( 140 \sim 150^{\circ} \mathrm{C} \)를 선택하였다. 선행연구 결과 기질입자가 40 mesh 내외의 기질을 산 용액에 10 시간이상 침지시키면 혜미셀룰로로스 회수율에 별 영향이 없다고 밝혀져 15 시간정도 침지시켰다 Fig. 1은 \( 140^{\circ} \mathrm{C}, 3 \% \) 에서 반응시간에 따른 glucose, xylose, galactose, arabinose의 수율변화를 나타낸 그림이나. 셀룰로오스의 가수분해물인 glucose 수율은 초기 3분내 약 \( 12 \% \) 로 빠르게 증가하고 이후 증가속도가 감소하여 16 18분에 최고값에 도달한 후 다시 완만하게 감소하는 추세를 보였다. 이 같은 glucose의 분해현상은 높은 반응조건에서 보다 뚜렷하계 나타났다. 셀룰로오스는 무정형과 결정형의 두 가지 결합으로 이루어져 있는데 반응 초기에는 결정형에 비해 훤씬 분해되기 쉬운 무정형의 셀룰로오스가 먼저 분해되기 때문에 초기에 glucose가 빠른 속도로 생성되는 것으로 생각된다. 이후 남아있는 무정형 셀룰로옷 양이 줄어들기 때문에 glucose 생성속도가 점점 감소하여 glucose 수율이 최고접에 노달한 후 감소한다. 이것은 이 조건에서 대부분의 결정형 셀룰로오스가 가수분해되기에는 반응조건이 충분하지 않다는 깃을 의미하고 결정형 셀룰로오스로부터 glucose가 생성되는 속도보다 생긴 glucose가 분해되는 속도가 더 크기 때문에 최고점에 도달한 후 감소하는 것으로 생각할 수 있다. 어기서 자료를 제시하지 않았지만 다른 반응 조건에서도 glucose 최고수율은 \( 18 \% \) 이내로 거의 비숫하여 결정형 셀룰로온스는 가수분해되기가 쉽지 않읍을 알 수 있다.</p> <p>일반적으로 해미셀룰로오스는 셀룰로오스보나 훨씬 쉽게 가수분해되기 때문에 전처리공정에서 대부분의 헤미셀룰로오스를 제거하고 남은 셀룰로으스는 효소 당화하는 것이 일반적인 바이오에탄을 생산을 위한 전처리방법이다. 이 방법을 사용하는 다른 이유는 현재까지 헤미셀룰로오스로부터 생산된 xylose와 셀룰로오스로-부터 생산된 glucose를 동시에 발효할 수 있는 상업화된 균주가 없기 때문이다. Xylose는 glucose와 마찬가지로 초기 3 분내 수율이 \( 60 \% \) 에 도달하고 이후 천천히 증가해서 16 18분 사이에 최고점에 도달한다. 이후 생성된 xylose는 glucose 분해속도보다 빠른 속도로 분해됨을 알 수 있다. galactose는 초기 3 분내 약 \( 66 \% \), 그리고 arabinose는 초기 1분내 \( 58 \% \) 에 도달하고, 이후 수율 변화는 거의 없다. 이런 결과를 고려할 때 arabinose가 4종류의 당 중에서 가장 빠르게 가수분해되는 것으로 생각할 수 있다. 그리고 Fig. 1에서 최고점에 도달한 후 분해되는 기울기를 비교해 보면 xylose가 가장 잘 분해되는 것을 알 수 있다.</p>