초록
피혁 제조 공정 중 발생하는 프레싱 스크랩으로부터 회수된 동물성 유지를 이용하여 lipase-catalyst 전이에스테르화 실험을 실시하였다. 실험 결과, 반응온도 $45^{\circ}C$에서 전환율이 극대점을 나타내었으며, 반응온도 $45^{\circ}C$ 이상에서는 전환율이 점차적으로 감소되었다. 초기 효소의 불활성화를 막기 위해서는 1.5몰씩 4단계에 걸쳐 투입하는 것이 가장 높은 전환율을 나타내었으며, 1.5몰 미만의 methanol로 투입 단계를 4단계 초과하여 사용하였을 경우에는 오히려 전환율이 낮아지는 경향을 나타내었다. 종류가 다른 4가지의 리파제를 사용하여 돈지의 전환율에 미치는 영향을 실험한 결과 C. antarctica를 기원으로 하는 Novozyme 435를 사용한 경우 82.2%의 전환율을 나타내어 가장 효과적이었다. 수분 함유량이 증가할수록 전환율이 저하됨을 확인하였다. 1.2wt.%에서의 전환율은 수분이 없는 상태에 비해 약 40%나 낮게 나타나 프레싱 스크랩으로부터 회수된 유지를 정제 공정을 거쳐 수분을 완벽하게 제거하는 것이 전환율을 높이는데 매우 중요한 인자임을 확인하였다. 고정화된 효소를 반복 사용 실험에서는 2회 사용할 때 약간 전환율이 감소하였으나 계속적으로 반복 사용할 때에는 전환율의 감소율이 둔화되었다. 전이에스테르화 반응을 우지에도 적용한 결과 전환율에서 돈지 84%보다 높은 88%를 나타내었다. 이 반응에 의해 생성된 지방산 에스테르는 SOx를 발생시키지 않고, 매연 발생량이 최소화되는 바이오디젤로서 사용될 수 있을 것으로 사료되었다.
This study was carried out to investigate the reaction of lipase-catalyst transesterification using animal fat recovered from fleshing scrap generated during leather making process. Transesterification reaction between fat and primary or secondary alcohol was carried out under the condition of immobilized enzyme catalyst. The conversion rate was the highest when 1.5 mole of methanol was injected by 4 times. As for lipase, Candida antarctica showed the highest conversion rate of 82.2% among the 4 different lipases. It was found that water contained in the fat causes lower conversion rate. The condition of 1.2wt. % of water in the fat decreased the conversion rate by 40%. It was considered that the resulted reactant, fatty acid ester could be used as raw material for biodiesel with the characteristics of not generating SOx and diminishing smoke.
