• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.1013-1030
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• 2018

바이오디젤은 동물성 유지, 식물성 유지와 그 부산물 등의 원료를 사용하여 지방산 메틸에스테르 형태로 제조된 연료이며, 석유계 에너지를 대체할 수 있는 바이오연료로 각광받고 있다. 그러나 바이오디젤은 저장 및 유통 과정에서 불포화 지방산 메틸에스테르가 산화되면서 연료의 품질이 저하되거나 자동차 엔진부품을 부식시키는 등의 문제를 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 바이오디젤의 품질과 산화 특성이 산화 안정성에 미치는 영향을 알아보고, 이와 관련된 평가 방법에 대해 기술하였다. 또한 바이오디젤의 산화 안정성 단점을 개선할 수 있는 방안을 고찰하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권2호
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• pp.132-138
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• 2019

In this study, we demonstrate the effects of the acidic properties of montmorillonite (MMT), which is commonly used as a catalyst, on the conversion and selectivity of the dimer acid methyl ester (DAME) synthesis. We synthesize DAME by the dimerization of conjugated linoleic acid methyl ester (CLAME) and oleic acid methyl ester using MMT KSF. Incidentally, trimer acid methyl ester was formed as a by-product during the DAME synthesis. There is a necessity to adequately adjust the strength and quantity of the acid site to control the selectivity of DAME. Therefore, we vary the pH of the MMT acid by using various metal hydroxides. The purpose of this study is to increase the yield of monocyclic dimer acid methyl ester, which is a substance with adequate physical properties for industrial applications (e.g., lubricant and adhesive, etc.), using a heterogeneous catalyst. We report the dimerization of fatty acid methyl ester by using base treated-KSF, and apply it to conjugated soybean oil methyl ester. Then, we transmute the acid site properties of KSF, such as pH of 5 wt.% slurry KSF and various alkali metals (Li, Na, K, Ca). Characterization of base treated-KSF using a pH meter, x-ray diffraction, inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer, Brunauer-Emmett-Teller surface analysis, and temperature-programmed desorption. We conduct an analysis of CLAME and DAME using nuclear magnetic resonance spectroscopy, gas chromatography, and gel permeation chromatography. Through these experiments, we demonstrate the effects of the acidic properties of KSF on the conversion and selectivity of the DAME synthesis, and evaluate its industrial potential by application to waste vegetable oil.

• KSBB Journal
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• 제13권6호
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• pp.706-717
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• 1998

과당계열 배당체인 메틸프룩토시드를 반응출발문질로하여 과당계열 당 지방산 에스테르인 메틸프룩토시드 올레산 모노 및 디에스테르를 효소적 용매 및 무용매공정에 의하여 합성하였다. 용매공정으로부터 머틸프룩토시드 올레산 모노에스테르를 합성한 결과, 최적 상용용매로는 2-메틸-2-프로관올이 우수하게 나타났으며 매틸프룩토시드의 용해도는 $60^{\circ}C$애서 400g/L이상에 상당하였다. 최적반응조건을 검토한 결과, 에틸프룩토시드 올레산의 최적올비 3.1, 에틸프룩토시드의 최적 초기농도 200g/L, Novozym 435의 최적 촉매함량 1%(w!v), 반응온도 $60^{\circ}C$에서 반응시간 8시간만에 70%의 평 형 젠화율애 도달하였으며 12.6g/L-hr의 생산성으로 매렐프룩토시드 올레산 모노에스테프 블 생싼할 수 았었다. 그리고, 무용매공정에서 메틸프룩토시드 올레산 디에스터르를 합생한 결과, 메틸프룩토시드와 올레산의 최적돌에 l.2, Novozym 435의 최적 촉매함령, 10%(w/w), 반응온도 $70^{\circ}C$, 진공도 20 - 200mmHg 에서 반응시간 10시간만에 95%이상의 전화율로 140g;L-hr의 생산성으로 메틸프룩토시드 올레산 디에스테르를 생산할 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권1호
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• pp.113-119
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• 2014

바이오디젤의 저온유동성과 산화안정성은 주로 녹는점이 높은 포화 및 불포화 지방산 메틸에스테르의 함량에 의해 좌우된다. 본 연구는 동물성 유지인 우지 유래 바이오디젤에 요소를 첨가하여 포화지방산 메틸에스테르 함량을 저감시켜 동물성 바이오디젤의 저온유동성 개선과 포화지방산 메틸에스테르 함량이 저감된 동물성 바이오디젤을 식물성 바이오디젤에 혼합함으로써 식물성 바이오디젤(유채유, 폐식용유, 대두유 및 동백유)의 저온유동성을 개선하기 위해 수행 되었다. 연구결과, 동물성 바이오디젤의 포화도 저감을 통해 저온필터막힘점을 최대 $-15^{\circ}C$까지 낮추었고, 포화도가 저감된 동물성 바이오디젤을 식물성 바이오디젤과 혼합함으로서 식물성 바이오디젤의 저온필터막힘점을 $-10{\sim}-18^{\circ}C$까지 낮출 수 있었다. 본 연구를 통해 동 식물성 유지 유래 바이오디젤의 저온특성을 개선함으로써 국내 겨울철 환경조건에서 연료유로 적용 가능성을 증대할 것으로 기대한다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1994년도 춘계학술발표회 프로그램 및 초록
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• pp.42-43
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• 1994

• 상하수도학회지
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• 제26권1호
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• pp.115-121
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• 2012

This study was performed to assess the possibility of application of sewage sludge which is the side-product from domestic sewage treatment plant to the materials for biodiesels by investigating the yields and composition of the lipids and fatty acid methyl esters(FAMEs) from soxhlet extraction and in-situ transesterification. As the results, yields of in-situ transesterification were higher than soxhlet extraction. In comparison by sewage sludge type, yields of sewage sludge mixed nightsoil or livestock were higher than a single sewage sludge. And maximum yield showed up to 14 wt%. Fatty acid composition of extracted lipids and synthesized FAMEs consists of palmitic acid(C16:0), palmitoleic acid(C16:1), stearic acid(C18:0), oleic acid(C18:1), and linoleic acid(C18:2).

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.248.1-248.1
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• 2010

수송용 바이오연료로써 바이오디젤의 보급 활성화에 따른 원료인 식물성 기름의 가격 상승 및 수급 불안정성 문제를 해결하고자 그동안 활용되지 않았던 폐유지를 바이오디젤 생산 원료로 사용하여 바이오디젤 생산 단가를 낮추고 원료의 수급 안정성도 확보하려는 시도가 이루어지고 있다. 폐유지의 경우 대부분 유리지방산 함량이 높아 염기 촉매를 적용하는 방법으로는 비누의 생성으로 전환이 힘들며 산 촉매를 적용하여 유리지방산을 에스테르화하는 공정을 필요로 한다. 에스테르화 반응에서는 반응 부산물로 물이 생성되며, 생성된 물은 바이오디젤 생산 반응을 저해하고 역반응을 유도하며 촉매의 활성을 감소시킨다. 본 연구에서는 고유리지방산 함량 오일의 에스테르화 반응에서 수분의 영향을 검토하였다. 산 촉매로 액상 촉매인 황산과 고체 산 촉매인 Amberlyst-15를 사용하였다. 초기 수분 함량이 0, 1, 2, 5, 10, 20%로 증가하였을 때, 지방산 메틸 에스테르 함량이 크게 감소하였으며, 1%의 수분 함량에서도 반응이 크게 저해받는 것으로 나타났다. 따라서 고유리지방산 함량 오일의 에스테르화 반응에서 수분에 의한 저해가 중요한 변수라는 것을 알 수 있다. Amberlyst-15는 황산보다 수분의 영향에 의해 지방산 메틸 에스테르 함량이 빠르게 감소하였다. 이는 다공성의 Amberlyst-15에서 생성된 물이 반응물질들이 active site에 접근하는 것을 방해하였기 때문인 것으로 생각된다. 황산을 사용하였을 경우에는 오일 대 메탄올 몰비를 1:3에서 1:6으로 증가시킴으로써 정반응 속도가 증가하여 수분에 대한 영향이 감소하는 현상이 나타났다. 에스테르화 반응 종료 12시간 후에 바이오디젤과 메탄올 내에 수분 함량을 분석한 결과 12%의 수분이 바이오디젤 층에 존재하며 88%의 수분은 메탄올 층에 존재하였다. 반응 중에 생성된 수분을 제거하기 위해, 에스테르화 반응 30분 후에 물을 포함하는 메탄올과 촉매 층을 새 메탄올과 촉매로 교환하는 2단계 반응을 수행함으로써 지방산 메틸 에스테르 함량을 향상시킬 수 있었다. 반응 초기에는 황산이 Amberlyst-15보다 높은 활성을 보였지만, 시간이 지날수록 두 촉매 사이의 에스테르화 성능 차이는 감소하였다. 따라서 2단계 에스테르화 반응이 수분의 저해작용을 줄이는 한 가지 대안으로 제안될 수 있다. 또한 에스테르화 반응에서 물의 저해 작용을 줄이기 위해 앞으로 투과증발막의 적용 또는 물에 저해작용을 받지 않는 구조의 촉매 사용을 검토할 필요가 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권4호
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• pp.747-751
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• 2008

수분이나 유리지방산 함량이 높은 폐식용유의 적용 가능성을 알아보기 위하여 초임계메탄올을 이용한 바이오디젤 연료의 합성에서 첨가물이 미치는 영향에 대해 실험하였다. 회분식 반응기를 이용하여 물, 유리지방산, 항산화물질의 함량을 달리하여 전이에스테르화반응을 진행하였고, 기체크로마토그래피를 이용해 시료에 포함된 지방산메틸에스테르의 양을 측정하였다. 수분이 증가함에 따라 생성되는 지방산메틸에스테르의 함량이 약간 감소했으나 염기촉매나 산촉매에 비해서는 그 폭이 아주 작았다. 유리지방산, 비타민 E, ${\beta}$-카로틴의 함량 변화에 따른 영향은 거의 없었다.

• 폴리머
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• 제29권1호
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• pp.41-47
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• 2005

디메틸 테레프탈레이트(DMT)와 1,3-프로판디올(PDO)을 175~190 $^{\circ}C$ 사이의 일정 온도에서 티타늄부톡사이드(TBO) 촉매를 사용하여 에스테르교환반응 속도에 대해서 조사하였다. 에스테르교환반응 정도는 반응기 밖으로 유출되어 나오는 메탄올의 양으로 결정하였으며, 메탄올의 수득률은 반응온도, PDO/DMT의 몰비 및 촉매농도가 증가할수록 증가하였다. 반응차수는 DMT, PDO 및 촉매의 농도에 대해 각각 1차 반응이며, 총괄차수는 3차 반응이었다. 반응속도상수로 계산된 활성화에너지는 26.93 kcal/mole 이었으며, 생성된 비스(2-히드록시트리메틸)테레프탈레이트(BHTMT)의 용융온도는 85.2 $^{\circ}C$, 용융열은 141.3 J/g 이었다.

• 대한화학회지
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• 제26권3호
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• pp.188-193
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• 1982

새로운 혼성 폴리에스테르 4가지를 합성하여 액정성을 DSC 및 편광 현미경을 사용하여 조사, 연구하였다. 세가지 혼성 폴리에스테르는 같은 메소젠 단위를 갖고 있으나 폴리메틸렌 유연 격자중 메틸렌기 수가 기수-우수, 기수-기수 및 우수-우수의 조합으로 되어 있는점이 다르며, 또 하나의 혼성 폴리에스테르는 양단에 p-옥시벤조일기가 결합하고 있는 메틸-및 브로모히드로 퀴논 단위가 데카메틸렌 격자에 결합하고 있는 구조를 갖고 있다. 이들 폴리에스테르는 모두 녹는점 및 그 이상의 온도에서 네마틱 액정상을 형성함을 알았으며 네마틱${\to}$등방성 액체간의 상변환이 가역적으로 일어남을 DSC 및 현미경으로 관찰할 수 있었다. 액정${\to}$등방성액체의 상변환에 수반되는 열역학적 성질을 중합체의 구조와 관련시켜 고찰하였다.