KR20110040367A - 바이오매스를 연속적으로 분별처리하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이오매스를 연속적으로 분별처리하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 바이오매스의 전전처리와 전처리로 구성되는 일련의 공정을 연속적으로 수행하는 본 발명의 바이오매스 분별처리방법 및 분별처리장치를 사용하면 바이오매스로부터 유효성분을 효율적으로 분리해 내는 동시에 처리 시간을 크게 단축할 수 있다.

Description

바이오매스를 연속적으로 분별처리하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CONTINUOUS FRACTIONATION OF BIOMASS}

본 발명은 바이오매스로부터 유효성분을 신속하고 효율적으로 분리하기 위해 바이오매스의 추출 및 가수분해 공정을 연속적으로 수행할 수 있는 바이오매스 분별처리방법 및 분별처리장치에 관한 것이다.

바이오매스는 추출성 성분(extractives)과 구조적 성분(structural component)으로 구성된다. 목질계 바이오매스를 예로 들어 구성성분에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 추출성 구성성분은 단백질, 탄수화물, 지질 및 무기염류와 같이 물 혹은 여러 가지 유기용매로 녹여낼 수 있는 성분들을 총칭하며, 구조적 구성성분은 단순히 물이나 유기용매로 녹여낼 수 없는 성분으로서 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌 등이 이에 해당한다.

이러한 바이오매스의 구성성분들 중에서 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스가 바이오에탄올과 바이오부탄올 등 바이오알콜로 불리는 바이오연료를 비롯하여 플랫폼 화학물질을 생산하는 데에 주로 이용되고 있으며, 리그닌은 계면활성제, 활성탄, 탄소섬유 및 천연 복합소재 등 많은 화학제품의 원료로 이용될 수 있다. 추출성 성분 중에는 단백질 등의 식이성 영양물질, 알칼로이드와 같은 기능성 물질, 지방 혹은 전분 등 많은 유용물질이 포함되어 있다.

목질계 바이오매스(각종 나무를 포함)와 초본계 바이오매스(볏짚, 옥수수대 등)를 포함하는 셀룰로오스계 바이오매스, 및 미세조류(클로렐라, 남조류 등)와 거대조류(미역, 다시마, 우뭇가사리 등)를 포함하는 조류계 바이오매스가 매장량이 한정된 석유자원을 대체할 수 있을 것으로 기대를 모으면서, 이들을 자원으로 이용하고자 많은 연구와 개발이 수행되어 왔다.

바이오매스를 보다 효율적으로 이용하기 위해서는, 바이오매스의 구성성분을 적절한 방법으로 분리해 내고(biomass fractionation), 이를 단량체화(depolymerization 혹은 monomerization)한 다음 이용목적에 적합하도록 제제화(formulation)할 수 있어야 하는데, 이 과정의 초기단계인 구성성분의 분리회수를 위하여 다양한 바이오매스 전처리 기술(biomass pretreatment)이 사용되고 있다.

바이오매스의 효율적인 전처리는 바이오매스의 다양한 유효성분을 회수하여 재사용할 수 있게 하는 동시에 각 성분의 회수율을 높이기 위한 필수 공정이다. 목질계 바이오매스의 경우 바이오매스의 전처리는 셀룰로오스나 헤미셀룰로오스의 효소당화(enzymatic hydrolysis)에서 각종 효소의 활성을 억제하거나 효소의 접근을 방해할 수 있는 리그닌 혹은 헤미셀룰로오스를 제거하거나 바이오매스의 조직을 다 공성으로 만드는 과정이다. 현재 고온수를 사용하는 전처리 기술(hydrothermolysis, solvolysis 혹은 autohydrolysis), 산 혹은 알칼리 등의 약품을 사용하는 전처리 기술(dilute acid or alkaline pretreatment), 에탄올 등의 용매를 사용하는 전처리 기술(organosolve), 고온수의 산도를 조절하여 행하는 전처리 기술(pH-controlled pretreatment) 등이 가장 빈번하게 이용되고 있다.

이러한 기존의 전처리 기술은 상대적으로 가수분해되기 쉬운 성분(예를 들어 헤미셀룰로오스)과 보다 가혹한 조건에서 가수분해되는 경향이 있는 성분(예를 들어 리그닌)을 순차적으로 분리해 내기 위해서 일련의 공정을 배치(batch)식으로 두 번 이상 수행하여야 했다.

한편, 단백질, 전분 및 지질 등 바이오매스의 추출성 성분을 효율적으로 회수하여 관련 응용제품의 생산에 이용하기 위해서는 바이오매스의 전처리 이전에 열수, 유기용매 혹은 약품 수용액으로 녹여내는 공정(이하 '전전처리 공정'이라 지칭함)이 필요하다. 이 전전처리 공정은 또한 바이오매스의 추출성 성분이 반응조건이 상대적으로 혹독한 전처리 공정에서 분해, 변성 및 부가반응 등의 예측할 수 없는 반응을 거쳐 폐기물 혹은 발효공정의 저해물질로 변화되는 것을 막아 준다.

그러나, 아직까지 바이오매스의 전전처리와 복잡한 순차적 전처리를 단순한 반응기와 도구를 사용하여 수행할 뿐, 이들 전전처리와 전처리로 구성되는 일련의 공정을 하나의 장비를 사용하여 실행할 수 있도록 고안된 장치가 없어 바이오매스의 이용에 관한 연구와 개발에 많은 어려움을 겪고 있다.

이에, 본 발명자들은 바이오매스의 효율적인 전전처리와 전처리 기술을 개발 하기 위해 많은 연구를 수행한 결과 매우 신속하게 바이오매스를 처리할 수 있고 그로 인하여 바이오매스의 유효성분을 효율적으로 회수할 수 있는 방법 및 장치를 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 바이오매스의 전전처리와 전처리로 구성되는 일련의 공정을 연속적으로 수행함으로써 바이오매스로부터 유효성분을 신속하게 효율적으로 분리회수할 수 있는 바이오매스의 분별처리방법 및 분별처리장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

(1) 반응기에 바이오매스를 충진하는 단계;

(2) 예열기에 반응매질을 충진한 후 가열하는 단계;

(3) 가열된 반응매질을 반응기로 이송한 후 반응기 중의 바이오매스와 반응매질의 혼합물을 교반하여 바이오매스의 가수분해 반응을 수행하는 단계;

(4) 상기 단계 (3)에서 생성된 액상 반응물을 냉각기로 이송한 후 냉각 및 분리회수하는 단계;

(5) 상기 단계 (2) 내지 (4)를 2회 이상 반복하여 2종 이상의 액상 반응물을 각각 별개로 분리회수하는 단계; 및

(6) 상기 단계 (5)의 완료 후 반응기에 남아 있는 고상 반응물을 분리회수하는 단계를 포함하는, 바이오매스의 분별처리방법을 제공한다.

또한, 본 발명은

(i) 반응매질 주입구 및 열원이 장착된, 반응매질용 예열기;

(ii) 상기 예열기와 연통되고 바이오매스 주입구가 장착되고 내부에 교반기를 갖는, 바이오매스 가수분해용 반응기; 및

(iii) 상기 반응기와 연통되고 냉각 시스템 및 개폐식 드레인 밸브가 장착된, 상기 반응기에서 바이오매스의 추출 또는 가수분해를 통해 생성되는 액상 반응물을 냉각 및 분리회수하기 위한 냉각기를 포함하고,

상기 예열기와 반응기의 사이 및 상기 반응기와 냉각기의 사이에 각각 개폐식 밸브가 위치하고, 상기 반응기와 냉각기 사이의 개폐식 밸브에 메쉬 스크린이 장착된, 바이오매스의 분별처리장치를 제공한다.

본 발명에 따른 바이오매스 분별처리방법 및 장치는 바이오매스의 전전처리와 전처리로 구성되는 일련의 공정을 연속적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 최적의 조건에서 필요한 시간 동안만 바이오매스를 추출 또는 가수분해할 수 있으므로, 이러한 본 발명의 방법 및 장치를 사용하면 바이오매스로부터 유효성분을 효율적으 로 분리해 내는 동시에 처리 시간을 크게 단축할 수 있다.

본 발명의 바이오매스 분별처리방법은 (1) 반응기에 바이오매스를 충진하고, (2) 예열기에 반응매질을 충진한 후 가열하고, (3) 가열된 반응매질을 반응기로 이송한 후 반응기 중의 바이오매스와 반응매질의 혼합물을 교반하여 바이오매스의 가수분해 반응을 수행하고, (4) 상기 단계 (3)에서 생성된 액상 반응물을 냉각기로 이송한 후 냉각 및 분리회수하고, (5) 상기 단계 (2) 내지 (4)를 2회 이상 반복하여 2종 이상의 액상 반응물을 각각 별개로 분리회수한 다음, (6) 마지막으로 반응기에 남아 있는 고상 반응물을 분리회수함으로써 수행된다.

본 발명의 방법의 하나의 실시양태(단계 (2) 내지 (4)를 3회 반복하여 제1, 제2 및 제3 액상 반응물을 분리회수한 경우)를 공정 흐름도로서 도 1에 나타내었다.

본 발명에 사용되는 바이오매스는 반응기에 충진할 수 있을 정도로 분쇄된 분쇄물의 형태인 것이 바람직하다. 또한, 반응매질은 물, 유기용매 또는 이들의 혼합물로서 바이오매스로부터 분리회수하고자 하는 유효물질의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다.

단계 (2)에서 반응매질 가열시, 추후 반응기를 데우는 데에 필요한 열량을 고려하여 바이오매스로부터 유효물질을 녹여내는 데에 적합한 온도보다 높은 온도로 반응매질을 가열하는 것이 바람직하다.

단계 (3)에서 바이오매스와 반응매질의 혼합물을 교반하여 바이오매스의 추출 또는 가수분해 반응을 수행할 때 산도 조절을 위한 산 또는 염기 성분, 또는 반응 촉진을 위한 시약을 상기 혼합물에 추가로 첨가할 수 있다.

한편, 본 발명의 바이오매스 분별처리장치는 (i) 반응매질 주입구 및 열원이 장착된, 반응매질용 예열기; (ii) 상기 예열기와 연통되고 바이오매스 주입구가 장착되고 내부에 교반기를 갖는, 바이오매스 가수분해용 반응기; 및 (iii) 상기 반응기와 연통되고 냉각 시스템 및 개폐식 드레인 밸브가 장착된, 상기 반응기에서 바이오매스의 가수분해를 통해 생성되는 액상 반응물을 냉각 및 분리회수하기 위한 냉각기를 포함하고, 상기 예열기와 반응기의 사이 및 상기 반응기와 냉각기의 사이에 각각 개폐식 밸브가 위치하고, 상기 반응기와 냉각기 사이의 개폐식 밸브에는 메쉬 스크린이 장착되어, 밸브의 개폐를 통해 각각 가열된 반응매질 및 액상 반응물의 이송이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 장치를 투입되는 원료 및 회수되는 반응물과 함께 간단히 모식도로서 도 2에 나타내었다. 본 발명에 따른 장치는 상기 예열기 및 반응기와 각각 연결되어 공정을 프로그램하고 자동 조절하는 제어기를 추가로 포함할 수 있으나, 도 2에는 별도로 표시하지 않았다.

본 발명의 예열기는 산과 알칼리에 견딜 수 있도록 스테인레스 재질(예: STS-304, STS-316)로 제작하는 것이 바람직하며, 예열기 상부에 반응매질 주입구, 가스출입구, 압력계 및 온도센서를 외측으로 돌출시켜 부착하는 것이 바람직하다. 예열기에 장착되는 열원으로서 상부에 부착되어 내부로 삽입되는 열코일 및 외부를 감싸는 열자켓 등이 사용될 수 있으며, 이외에도 상부에 부착되어 내부로 삽입되는 냉각코일 등을 예열기에 장착함으로써 예열기 내의 온도를 신속하게 올리거나 내리는 등 자유롭게 온도를 조절할 수 있다. 예열기의 하부에, 가열된 반응매질을 반응기로 이송하기 위한 개폐식 밸브가 부착되어 있으며, 이를 통해 예열기는 반응기와 연통된다. 반응매질의 이송을 위해 중력, 비등수 기원 증기압 또는 외부로부터 가해지는 가스압 등을 이용할 수 있다.

본 발명의 반응기는 밸브를 통해 예열기와 연통되며 예열기와 비슷한 용적을 가질 수 있다. 예열기와 유사하게, 반응기의 상부에 바이오매스 주입구, 가스출입구, 압력계, 온도센서, 열코일 및 냉각코일 등이 장착되고 반응기의 외부에 열자켓이 장착될 수 있다. 또한, 반응기는 바이오매스와 반응매질의 균일한 혼합을 위하여 내부에 교반기를 갖는다.

또한, 반응기에서 바이오매스와 반응매질의 혼합물을 교반하여 바이오매스의 추출 또는 가수분해 반응을 수행할 때 산도 조절 또는 반응 촉진을 위해서 반응기에 pH 미터 프로브(meter probe), 산 성분 및 염기 성분 주입구, 및 시약 주입구를 추가로 설치할 수 있으며, 액상 시약의 경우 가스압으로 자동 주입되도록 시약 주입구를 설치하는 것이 바람직하다.

예열기와 반응기의 온도, 반응기의 산도 및 교반속도 등은 제어기(프로그램 콘트롤러)에 의해서 미리 입력된 반응조건에 따라 자동 조절될 수 있다. 반응기의 하부에, 바이오매스의 가수분해를 통해 생성되는 액상 반응물만을 냉각기로 이송하기 위한, 탈부착 가능한(교환 가능한) 메쉬 스크린이 장착된 개폐식 밸브가 부착되 어 있으며, 이를 통해 반응기는 냉각기와 연통된다.

본 발명의 냉각기는 밸브를 통해 반응기와 연통되며 반응기(또는 예열기)의 1배 이상의 용적을 가질 수 있다. 냉각기에 장착된 냉각 시스템은 수냉각식 및 냉매냉각식 중 어느 것을 채용하여도 무방하다. 냉각기의 하부에, 냉각된 액상 반응물을 분리회수하기 위해서 액상 반응물을 외부로 배출하는 개폐식 드레인 밸브가 부착된다. 바람직하게는, 예열기, 반응기 및 냉각기의 용적이 1 : 1 : 1.5∼2 일 수 있다.

본 발명의 바이오매스 분별처리장치는 예열기, 반응기 및 냉각기가 순차적으로 연결되어 있는 구조를 갖는다. 이들 각각을 수평 혹은 수직 어느 방향으로 배치하여도 바이오매스를 빠른 시간 내에 효율적으로 처리하는 데 큰 지장이 없으나, 수직 방향으로 설치하여 내용물의 이송에 중력을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 예열기, 반응기 및 냉각기를 거쳐 바이오매스로부터 목적하는 액상 반응물을 분리회수하는 단위 조작을 연속적으로 2회 이상 반복하여 2종 이상의 액상 반응물을 각각 별개로 분리회수하며, 반응기에 남아 있는 고상 반응물을 최종적으로 분리회수함으로써 바이오매스의 연속 분별처리를 완료한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 바이오매스 분별처리방법 및 장치는 바이오매스의 전전처리와 전처리로 구성되는 일련의 공정을 연속적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 최적의 조건에서 필요한 시간 동안만 바이오매스를 추출 또는 가수분해할 수 있으므로, 이러한 본 발명의 방법 및 장치를 사용하면 바이오매스로부터 유효성분을 효율적으로 분리해 내는 동시에 처리 시간을 크게 단축할 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 바이오매스 분별처리장치의 제작

예열기와 반응기의 내용적이 각각 2 L, 냉각기의 내용적이 3 L가 되도록 STS-304 재질의 예열기, 반응기 및 냉각기를 각각 제작하였다. 예열기의 외부에는 전기로를 부착하고 내부에는 열선을 배치하여 반응매질을 신속하게 데울 수 있도록 하였으며, 예열기의 상부에 반응매질 주입구를 장착하였다. 반응기의 외부에 열자켓을 설치하고, 반응기의 상부에 바이오매스 주입구를 장착하고, 반응기의 내부에 교반기(자력교반기)를 설치하였다. 냉각기의 외부에 수냉각식 냉각 시스템을 설치하고, 냉각기의 하부에 개폐식 드레인 밸브를 장착하였다. 예열기, 반응기 및 냉각기를 순서대로 상하로 배열한 후 예열기와 반응기의 사이 및 반응기와 냉각기의 사이에 각각 개폐식 밸브를 위치시키고, 반응기와 냉각기 사이의 밸브에는 325 메쉬 스크린을 삽입함으로써 바이오매스 분별처리장치를 완성하였다.

실시예 2: 바이오매스 분별처리장치를 이용한 해바라기대 분쇄물의 열수전처리

햇볕에 건조하고 80 메쉬 이하로 분쇄한 해바라기대(대륜종) 분말 160 g을 실시예 1에서 제작된 바이오매스 분별처리장치의 반응기에 넣고 밀봉하였다. 예열기에 수돗물 1340 ml를 넣고 120 ℃로 가열한 다음 반응기에 주입하였다. 반응기의 온도를 110 ℃로 유지하면서 자력교반기의 회전속도를 300 rpm으로 설정하여 10 분간 교반한 다음 생성된 액상 반응물을 하부 밸브를 열어 냉각기로 이송시킴으로써 해바라기대로부터 "추출성 성분"(제1 액상 반응물)을 제거하였다.

예열기가 비워지는 즉시 다시 1200 ml의 물을 채우고 170 ℃로 가열하였다. 반응기가 비워지는 즉시 예열기 하부의 밸브를 통하여 가열된 반응매질을 반응기로 이송시킨 후 교반하면서 반응기의 온도를 160 ℃로 30 분간 유지하였다. 그 후, 생성된 액상 반응물을 반응기의 하부 밸브를 통하여 이미 비워진 냉각기로 이송시킴으로써 "자일란을 함유하는 1 차 분별처리물"(제2 액상 반응물)을 회수하였다.

예열기가 비워지는 즉시 다시 1200 ml의 물을 채우고 200 ℃로 가열하였다. 반응기가 비워지는 즉시 예열기 하부의 밸브를 통하여 가열된 반응매질을 반응기로 이송시킨 후 교반하면서 반응기의 온도를 190 ℃로 30 분간 유지하였다. 그 후, 반응기를 급속히 120 ℃까지 냉각시키고, 생성된 액상 반응물을 반응기의 하부 밸브를 통하여 이미 비워진 냉각기로 이송시킴으로써 "리그닌 가수분해물"(제3 액상 반응물)을 제거하였다.

반응기의 상부 덮개를 분리하고 반응기에 남아 있는 고상 반응물을 회수함으로써 "셀룰로오스가 주성분인 효소당화용 분별처리물"을 얻었다.

실시예 3: 바이오매스 분별처리장치를 이용한 해바라기대 분쇄물의 약산전처리

햇볕에 건조하고 80 메쉬 이하로 분쇄한 해바라기대(대륜종) 분말 160 g을 실시예 1에서 제작된 바이오매스 분별처리장치의 반응기에 넣고 밀봉하였다. 예열 기에 수돗물 1340 ml를 넣고 120 ℃로 가열한 다음 반응기에 주입하였다. 반응기의 온도를 110 ℃로 유지하면서 자력교반기의 회전속도를 300 rpm으로 설정하여 10 분간 교반한 다음 생성된 액상 반응물을 하부 밸브를 열어 냉각기로 이송시킴으로써 해바라기대로부터 "추출성 성분"(제1 액상 반응물)을 제거하였다.

예열기가 비워지는 즉시 2.5% 황산 수용액 1200 ml를 주입하고 160 ℃로 가열하였다. 반응기가 비워지는 즉시 예열기 하부의 밸브를 통하여 가열된 반응매질을 반응기로 이송시킨 후 교반하면서 반응기의 온도를 150 ℃로 30 분간 유지하였다. 그 후, 생성된 액상 반응물을 반응기의 하부 밸브를 통하여 이미 비워진 냉각기로 이송시킴으로써 "자일로오스를 함유하는 1 차 분별처리물"(제2 액상 반응물)을 회수하였다.

예열기가 비워지는 즉시 다시 2% 황산 수용액 1200 ml를 주입하고 170 ℃로 가열하였다. 반응기가 비워지는 즉시 예열기 하부의 밸브를 통하여 가열된 반응매질을 반응기로 이송시킨 후 교반하면서 반응기의 온도를 160 ℃로 30 분간 유지하였다. 그 후, 반응기를 급속히 120 ℃까지 냉각시키고, 생성된 액상 반응물을 반응기의 하부 밸브를 통하여 이미 비워진 냉각기로 이송시킴으로써 "리그닌 가수분해물"(제3 액상 반응물)을 제거하였다.

반응기의 상부 덮개를 분리하고 반응기에 남아 있는 고상 반응물을 회수함으로써 "셀룰로오스가 주성분인 효소당화용 분별처리물"을 얻었다.

시험예 1: 바이오매스로부터의 특정 성분 분리효율 비교

상기 실시예 2에서 분리회수한 자일란 혹은 자일로오스 함유액과 효소당화용 셀룰로오스 분별처리물의 일부를 취하여 효소로 당화하고 HPLC로 글루코오스와 자일로오스를 정량한 다음 당수율을 산출하였다.

이때, 열수전처리 대조구로서 100 ml 용량의 미니반응기(bomb reactor)에 해바라기대 분쇄물 1 g과 물 19 ml를 넣은 다음 190 ℃에서 30 분간 가열 처리하였다. 상온까지 식힌 반응물을 원심분리함으로써 "자일란을 함유하는 상징액"을 회수하였다. "셀룰로오스를 함유하는 고형분"은 500 ml의 물로 씻어 여과하였다. 자일란 함유 상징액과 셀룰로오스 함유 고형분을 각각 효소당화하고 당수율을 산출하였다.

실험 결과, 본 발명의 바이오매스 분별처리장치를 사용하여 얻은 수득물로부터는 해바라기대 건물 100 g 당 각각 자일로오스 10.1 g과 글루코오스 28.2 g을 얻었으나, 미니반응기를 사용하여 얻은 대조구 수득물로부터는 자일로오스는 얻어지지 않았고 글루코오스만이 23.5 g의 양으로 얻어졌다.

도 1은 본 발명의 방법의 하나의 실시양태를 공정 흐름도로서 나타낸 것이고,

도 2는 본 발명의 장치를 투입되는 원료 및 회수되는 반응물과 함께 모식도로서 나타낸 것이다.

Claims (9)

1. (1) 반응기에 바이오매스를 충진하는 단계;

   (2) 예열기에 반응매질을 충진한 후 가열하는 단계;

   (3) 가열된 반응매질을 반응기로 이송한 후 반응기 중의 바이오매스와 반응매질의 혼합물을 교반하여 바이오매스의 가수분해 반응을 수행하는 단계;

   (4) 상기 단계 (3)에서 생성된 액상 반응물을 냉각기로 이송한 후 냉각 및 분리회수하는 단계;

   (5) 상기 단계 (2) 내지 (4)를 2회 이상 반복하여 2종 이상의 액상 반응물을 각각 별개로 분리회수하는 단계; 및

   (6) 상기 단계 (5)의 완료 후 반응기에 남아 있는 고상 반응물을 분리회수하는 단계를 포함하는, 바이오매스의 분별처리방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 바이오매스가 분쇄물의 형태인 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 분별처리방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 단계 (3)의 바이오매스와 반응매질의 혼합물에 산 성분, 염기 성분 또는 시약을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 분별처리방법.
4. (i) 반응매질 주입구 및 열원이 장착된, 반응매질용 예열기;

   (ii) 상기 예열기와 연통되고 바이오매스 주입구가 장착되고 내부에 교반기를 갖는, 바이오매스 가수분해용 반응기; 및

   (iii) 상기 반응기와 연통되고 냉각 시스템 및 개폐식 드레인 밸브가 장착된, 상기 반응기에서 바이오매스의 추출 또는 가수분해를 통해 생성되는 액상 반응물을 냉각 및 분리회수하기 위한 냉각기를 포함하고,

   상기 예열기와 반응기의 사이 및 상기 반응기와 냉각기의 사이에 각각 개폐식 밸브가 위치하고, 상기 반응기와 냉각기 사이의 개폐식 밸브에 메쉬 스크린이 장착된, 바이오매스의 분별처리장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 예열기 및 반응기와 각각 연결되어 공정을 프로그램하고 자동 조절하는 제어기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 분별처리장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 예열기에 장착되는 열원이 내부로 삽입되는 열코일 또는 외부를 감싸는 열자켓인 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 분별처리장치.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 반응기가 pH 미터 프로브, 산 성분 주입구, 염기 성분 주입구 또는 시약 주입구가 추가로 장착된 것임을 특징으로 하는, 바이오매스의 분별처리장치.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 예열기, 반응기 및 냉각기가 1 : 1 : 1.5∼2의 용적 비율을 갖는 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 분별처리장치.
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 예열기, 반응기 및 냉각기가 수직 방향으로 순차적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 분별처리장치.

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