• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2009.02a
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• pp.191.2-191.2
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• 2009

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.250.1-250.1
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• 2010

최근 석유공급 불안정성과 이산화탄소 배출 규제 움직임에 대응하기 위한 수단으로 바이오연료의 공급이 전세계적으로 증가하고 있다. 이와 같은 바이오디젤의 보급 활성화는 식물성 기름의 가격 상승과 수급 불안정 문제, 그리고 식량자원과의 충돌 문제를 야기하고 있다. 국내 바이오디젤 생산 원료로 사용되는 대두, 유채, 해바라기, 팜 등은 모두 식용시장과 수급 균형을 형성하고 있어 바이오디젤의 생산이 증가하게 되면 식용 오일 시장의 수급균형이 깨져 오일곡물 가격의 변동을 초래하게 될 것이다. 과거에는 수거비용을 들여 폐기하던 폐식용유 마저 이제는 돈을 주고 구입해야하는 실정에 다다랐다. 바이오디젤 생산비의 70~80%를 차지하는 원료유의 부족 현상에 따라 바이오디젤 업계에서는 soapstock, trapped grease, 폐식용유 등의 저급유지 활용 방안을 강구하고 있으며 자트로파와 같은 비식용 작물의 해외플랜테이션도 진행하고 있다. 본 연구에서는 커피찌거기에 남아 있는 오일을 속슬렛추출장치를 이용해 추출하고 전이에스테르화 반응을 수행하여 반응 특성과 커피오일 바이오디젤의 지방산 조성을 알아보고 바이오디젤 원료유로서의 사용가능성에 대해 알아보았다. 석유에테르를 용매로 속슬렛 추출장치를 이용해 추출시 원료대비 약 17%(w/w)의 오일을 추출할 수 있었다. 추출된 오일의 산가는 18.79mgKOH/g으로 매우 높아 직접 전이에스테르화 반응이 불가능하다. 고체 산 촉매 하에서 전처리 반응을 실시하여 유리지방산을 전환 제거한 후 염기촉매를 이용해 전이에스테르화 반응을 진행한 결과 약 80%의 바이오디젤(FAME) 함량을 얻을 수 있었다. 지방산 조성 분석 결과 리놀레익산(Linoleic acid, C18:2), 올레익산(Oleic acid, C18:1), 팔미틱산(Palmitic acid, C16:0)이 대부분을 차지하며 이 중에서도 리놀레익산이 44.17%로 가장 많은 함량을 보였다. 이는 커피찌꺼기 추출 오일이 바이오디젤 원료유로 활용 가능성을 나타내는 결과로, 색소성분 등의 불순물을 효율적으로 제거하여 증류정제 전단계에서의 바이오디젤 순도와 생산 수율을 증대시키기 위한 추가 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.105.1-105.1
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• 2010

바이오디젤 보급 활성화에 따른 식물성 원료유의 가격 상승 및 수급 불안정성 문제를 해결하고자 폐유지를 원료로 바이오디젤을 생산하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 폐유지의 사용은 폐자원 활용 측면에서 의미가 있으며 바이오디젤 생산 단가를 낮출 수 있다. 다양한 폐유지가 산업체로부터 배출되며 이 중에서 dark oil은 식용유 공장에서 식물성 원료유의 정제 과정에서 생기는 부산물로 바이오디젤로 전환 가능한 성분을 포함하고 있다. 본 연구에 사용된 dark oil은 54.9%의 유리지방산과 28.0%의 triglyceride, 4.4%의 diglyceride, 그리고 1% 이하의 monoglyceride를 함유하고 있다. Dark oil의 초기 산가는 109.8 mg KOH/g이었다. 본 연구에서는 dark oil의 유지 부분(triglyceride, diglyceride, monoglyceride)을 유리지방산으로 전환시켜 HAAO(high acid acid oil)을 생산한 후, 고체 산 촉매에 의한 에스테르화 반응을 통하여 바이오디젤을 생산하고자 하였다. 유지 부분의 유리지방산 전환 반응을 위하여 음이온성 계면활성제인 SDBS(sodium dodecyl benzene sulfonate)가 사용되었다. Dark oil:황산:물의 질량비가 10:2:10이고 SDBS가 오일 대비 3%인 조건에서 dark oil의 산가는 190.8 mg KOH/g까지 증가하였고, dark oil:황산:물의 질량비가 10:4:10이고 SDBS가 2%인 조건에서는 산가가 194.2 mg KOH/g까지 증가하였다. 생산된 HAAO을 이용하여 오일 대비 30%의 Amberlyst-15 촉매 하에서 HAAO:메탄올 몰비 1:9인 조건에서 에스테르화 반응을 수행하였을 경우 FAME(fatty acid methyl ester) 함량은 81.3%까지 증가하였다. 고체 산 촉매로써 Amberlyst-15와 가격 면에서 저렴한 PC101을 비교하였을 경우 FAME 함량은 각각 80.7%, 77.9%로 비슷한 효율을 나타내었다. 생산된 바이오디젤의 FAME 함량을 높이기 위해 증류 공정을 필요로 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.589-593
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• 2007

재생 가능한 자원인 동식물성 기름을 원료로 제조되는 수송용 연료 바이오디젤은 낮은 대기오염물질 배출과 $CO_2$ Neutral 특성으로 환경친화적인 연료로 인정을 받으며 전세계적으로 그 생산량이 급격히 증가하고 있다. 대부분의 상용화 공정은 염기촉매를 이용한 전이에스테르화 반응에 근거하고 있으며 높은 생산성을 위해 연속 공정을 채택하고 있다. 원료유 중의 유리지방산(free fatty acid, FFA)은 염기 촉매와 반응하여 지방산염(Soap)과 수분을 생성하며 반응촉매의 투입양을 증가시카고 반응 후에 글리세롤과 지방산 메틸에스테르와의 분리를 어렵게 만든다. 높은 수율과 후속공정의 부하를 줄이기 위해서는 식물성 원료유 중의 FFA는 고체 산촉매 하에서 메탄올과 에스테르화 반응시켜 전환 제거되어야 한다. 본 연구에서는 고체산 촉매인 Amberlyst-15을 충전한 4단 PBR(Packed Bed Reactor, 충전율 60%(v/v))에서 반응시간과 반응온도에 따른 대두원유의 전처리 효율을 조사하였으며 최적 전처리 조건을 도출하였다. 최적 전처리 조건에서 대두원유는 초기 산가 1.6에서 0.4-0.6으로 연속 전처리할 수 있었다. 본 연구에서는 연속 흐름 반응기인 PFR(Plug Flow Reactor)와 4단 CSTR(Continuous Stirred Tank Reactor)에서 균질계 촉매인 KOH 존재하에 대두유와 메탄올과의 전이에스테르화 반응 특성을 조사하였으며 각 연속 반응시스템에서 최적 운전 조건을 도출하였다. PFR 반응기에서 반응온도, 반응시간, 반응물 흐름방향, static mixer(SM) 개수에 따른 반응특성을 조사한 결과, PFR에서의 최적 반응조건은 하향류 흐름 방향과 3개의 SM를 설치한 조건에서 반응시간 5.8분, 반응온도 90$^{\cdot}C$, 메탄올:오일 몰비 9:1, KOH 농도 0.8%로 도출되었다. CSTR 반응기에서는 반응온도와 체류시간에 따른 반응특성을 조사하였으며 최적반응 조건으로 반응온도 80$^{\cdot}C$, 메탄올/오일 몰비 9:1, KOH 농도 0.8%, 체류시간 18.4분, 교반속도 250rpm로 조사되었다.

• KSBB Journal
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• v.23 no.4
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• pp.345-349
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• 2008

To enhance the value as a feedstuff of distiller's dried grain (DDG) and develop fermented feedstuff, we investigated the effects of the culture conditions affecting glucoamylase activity, such as pH in submerged culture and moisture content in solid-state culture. Also, we investigated the optimal mixing ratio of DDG and wheat bran for the production of fermented feedstuff containing high content of amino acids. In culture conditions for high fermented activity, pH and moisture were optimum at pH 4 and 60%, respectively. In the case of mixing ratio, the glucoamylase activity was decreased with increase of DDG content. On the other hand, the content of crude protein was increased slowly. For the development of fermented feedstuff, the optimal mixing ratio of DDG and wheat bran was 1 to 4. Finally, we could produce approximately 1 ton (dry matter) of trial product in incubator of pilot-scale. The glucoamylase activity and the crude protein content were 1,024 U/g and 33.6%, respectively.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.1
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• pp.61-65
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• 2018

In this study, the conversion of glucosamine, which is a major monomer in chitin/chitosan of crustacean shell, using solid acid catalyst was performed to obtain chemical intermediates such as levulinic acid and 5-hydroxymethyl furfural (5-HMF). The conversion reaction was optimized with four reaction factors of selection of ionic resin catalyst, reaction temperature, catalyst amount, and reaction time. As an optimized result, the highest levulinic acid yield was achieved approximately 36.86% under the determined conditions (Amberlyst 15 as a solid-acid catalyst, $180^{\circ}C$, 5% catalyst amount and 60 min). On the other hand, 5-HMF yield was found to be 0.91% at the condition.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.26 no.6
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• pp.665-669
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• 1994

A rapid gas chromatographic (GC) profiling method was applied to dairy products (milk and cheeses) for the simultaneous analysis of volatile and nonvolatile organic acids. Cheese samples were first made into aqueous samples by dissolving in water. The aqueous samples were then extracted with organic solvents after the acidification and NaCI saturation. The organic layers (diethyl ether : hexane= 1 : 1) were extracted with $NaHCO_3$ saturated solution with subsequent solid-phase extraction of the aqueous phases using Chromosorb P column/diethyl ether followed by triethylamine treatment. The resulting triethylammonium salts of acids were directly converted into volatile tert.-butyldimethylsilyl derivatives, which were analyzed by dual-capillary column GC, and GC-mass spectrometry. From milk and four cheese samples studied, 31 organic acids including 21 fatty acids and other hydroxy and dioic acids were tentatively identified. The amounts of the fatty acids were different among the kinds of cheese and thus the simplified retention index (RI) spectra of organic acids were useful for the visual pattern recognition of each sample, when the Direct Comparision method between cheese and a blind sample were attempted, it was quickly recognized to be a gouda cheese with the 999 ppt match quality value.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.22 no.6
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• pp.681-685
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• 1990

Changes in the physicochemical characteristics and trans acid of cottonseed oil under the condition of selective hydrogenation, temperature$210^{\circ}C,\;H_2\;pressure\;0.3\;kg/cm^2$ Ni catalyst amount 0.12% (in oil), agitation speed 280 rpm, were investigated. The saturated fatty acid such as palmitic acid and stearic acid did not show any difference, while linoleic acid($50.03%{\rightarrow}9.38%$) were transformed to oleic acid ($20.65%{\rightarrow}60.35%$) during hydrogenation. In linoleic acid isomers, cc form were reduced significantly, but ct, tc, tt form showed little change, respectively. In oleic acid isomer, t form increased markedly, whereas there was no significant difference in c form. Meanwhile, melting point(MP) and solid fat content (SFC) were linearly increased, but iodine value(IV) linearly decreased as hydrogenation proceeded. From these results, linear regression equations were obtained as follows. MP & IV : Y= 1.59-2.36X(r=-0.96, p<0.05), SFC($at\;20^{\circ}C$) & MP : Y=2.81+2.01X(r=0.96, p<0.05), SFC($at\;20^{\circ}C$) & IV : Y=9.40-5.16X(r=-0.99, p<0.01), SFC($at\;20^{\circ}C$) & 18 : 1t : Y=6.25+8.48X(r=0.97, p<0.05)

• KSBB Journal
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• v.4 no.2
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• pp.99-103
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• 1989

The kinetics of secondary hydrolysis of hemicellulose prehydrolyzate by a solid superacid, Nafion, was investigated. The maximum attainable xylose yields determined from continuous column reactor operation were about 90%. Nafion was found to be a stable hydrolytic catalyst provided that the feed solution was free of cationic substances.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 2004.05b
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• pp.163-167
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• 2004

Dimethyl ether(DME)는 대기 오염 문제와 에너지 문제가 대두됨에 따라 저공해 경유 대체 연료로 각광받고 있는 물질이다. 최근 들어 메탄올로부터 고체산 촉매를 이용하여 DME를 합성하고자 하는 연구가 활발히 진행 중이다[1-4]. 메탄올로부터 DME의 합성시 촉매로는 제올라이트나 SiO$_2$/${\gamma}$-Al$_2$O$_3$를 사용하기도 하지만 ${\gamma}$-Al$_2$O$_3$나 변형된 ${\gamma}$-Al$_2$O$_3$가 일반적으로 사용된다.(중략)