• 제목/요약/키워드: 비에스테르화

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부분부하에서 비에스테르화 바이오디젤 5% 혼합유의 성능최적화를 위한 실험계획법 적용에 관한 연구 (A study on the application of DOE for optimization of blending oil with non-esterified biodiesel fuel at partial engine load)

  • 김희중;고대권;양주호;고성위;김영식;정태영;정석호
    • 동력기계공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.51-57
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    • 2016
  • Non-esterified biodiesel fuel is cheaper than esterified that because of a simple manufacturing process that only consists of filtering. Applicability of this on diesel engine with electronic control system was accomplished, then optimization adopting a fractional factorial design and response surface methodology was carried out at 25% and 50% of engine load in this study. Pressure of common rail and injection timing mainly effected on responses as specific fuel oil consumption and nitrogen oxides regardless of engine load. Estimations were 310.3 g/kWh of specific fuel oil consumption and 237 ppm of nitrogen oxides at 25% load, and 233.2 g/kWh of specific fuel oil consumption and 730 ppm of nitrogen oxides at 50% load. Tests to verify these estimations were accomplished and as the results, specific fuel oil consumption was 300.4 g/kWh and NOx was 277 ppm at 25% load and 236.8 g/kWh and 573 ppm at 50% load.

커먼레일 연료 분사 방식 과급 디젤기관에서 비에스테르화 폐식용유의 적용 (Application of wasted soybean oil non-esterified on turbo-charged diesel engines with common rail fuel injection system)

  • 정석호;김경현;이한성;고대권
    • 수산해양기술연구
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    • 제49권1호
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    • pp.51-57
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    • 2013
  • A demand for bio-diesel oil increases as one of solution for exhaustion of fossil fuel and reduction of $CO_2$ emission, and research on bio-diesel is being carried out. Bio-diesel oil is mainly esterified from vegetable oil with methanol in order to use for fuel on diesel engine and has demerit that costs are increased as compared with directly using like non-esterified one. Bio-diesel oil within 3% mixed with gas oil is used at present, proportion of bio-diesel oil will be increase by 5% in future. We judged that wasted soybean oil non-esterified could be used on diesel engine with an electronic fuel injection according to previous researches with a mechanical fuel injection. A performance test using only gas oil, gas oil with esterified bio-diesel oil 5% and wasted soybean oil non-esterified 5% on diesel engine with the electronic fuel injection were carried out. It is noticed that gas oil with wasted soybean oil non-esterified 5% has more similar characteristics to gas oil than gas oil with esterified bio-diesel oil 5%.

적변삼 외피에서 지질, 페놀성물질 및 철 성분의 축적에 관한 연구 (Accumulation of Crude Lipids, Phenolic Compounds and Iron in Rusty Ginseng Root Epidermis)

  • 이태수;목성균;천성기;윤종혁;백남인;최정
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제28권3호
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    • pp.157-164
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    • 2004
  • 인삼재배지에서 나타나는 적변삼 외피세포 조직의 특성과 화학성분을 조사하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 적변외피는 현미경 관찰결과 적색이 아닌 황색으로 보였으며, 적변외피의 세 포층수는 10∼13층으로 건전외피의 5∼6층에 비해 2배 정도 많았고, 외피층의 두께에 있어서는 적변외피가 179 $\mu\textrm{m}$로서 건전외피의 55$\mu\textrm{m}$에 비해 3.2배 정도 더 두꺼웠다. 2. 착색도는 적변외피가 건전외피에 비해 5.5배 정도 짙게 나타났으며, 적변물질의 각 추출분획별 용해도는 비극성 보다는 극성용매에서 높았고, 또한 UV-spectrum은 275∼280nm에서 흡광 최대를 나타냈다. 3. 적변외피는 지질성 물질은 물론 산불용성 에스테르화 페놀물질, 산불용성 결합 페놀물질, 산불용 축합성 페놀물질, 불용성 결합 페놀물질 및 유리 페놀 물질 함량이 건전외피에 비해 많았으며 철의 함량에 있어서도 적변외피가 2,220 ppm으로 건전외피의 820 ppm 보다 2.7배 정도 많았다. 4. 적변삼은 인삼뿌리가 분포된 근권환경의 어떤 외적환경에 의해 뿌리가 stress를 받을 때 자체방어 물질인 phenol 물질이 외피로 배출되면서 외피의 지질성 물질과 polymerization되고 이때 철(Fe)이 체놀성 물질과 강하게 chelating 되는 것으로 추정된다.

고농도 유리지방산을 함유한 원료유지의 전처리 (Pretreatment of Feedstock with High Free Fatty Acid)

  • 정귀택;박돈희
    • KSBB Journal
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    • 제21권6호
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    • pp.418-421
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    • 2006
  • 균질계 염기촉매를 이용한 바이오디젤을 생산하기 위한 전이에스테르화 반응의 원료유지 중에 유리지방산이 과다하게 존재하게 되면 유리지방산이 염기촉매와 결합하여 지방산 염 (비누)을 생성하여 상당량의 염기촉매를 소비하게 되어 촉매 투여량의 증가를 가져오게 된다. 또한 생성된 지방산 염 (비누)은 바이오디젤과 글리세롤의 상분리를 어렵게 하여 바이오디젤의 후처리 공정과 생산에 문제점을 야기시킨다. 따라서, 원료유지 내의 유리지방산은 균질계 염기촉매를 이용한 바이오디젤 생산공정에서는 원료중의 유리지방산은 반드시 제거되어야 한다. 본 연구에서는 원료유지에 고농도로 함유된 유리지방산을 제거하기 위하여 촉매로 ferric sulfate를 대상으로 전처리 공정을 수행한 결과 높은 유리지방산 (20%)을 함유하고 있는 모사 유지에서도 다른 이온교환수지에 비하여 우수한 성능을 얻었다. Ferric sulfate의 첨가량이 증가할수록, 메탄올의 첨가량이 증가할수록 유리지방산의 제거율이 증가하였다. 특히, ferric sulfate는 유지에 대해 낮은 용해성을 가지고 있어 반응 후 반응물로부터 쉽게 분리할 수 있고, ashing process를 통하여 재생이 가능하므로 원료유지의 전처리에 유용하게 적용할 수 있으리라 판단된다.

ASA 유화용 양성전분의 소수화 및 산 처리에 의한 사이징 효과의 개선

  • 김종수;이학래
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2001년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.88-88
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    • 2001
  • 최근 들어 초지기의 고속화, 원료의 저급화, 가공작업의 온라인화에 따라 초지기 상에서 안 정된 조업성이 더욱 중요하게 부각되고 있다. 이러한 초지 시스랩의 변화에 따라 사이징 효과의 발현 속도에 대한 관심이 고조되고 있다. 중성 사이징 시스템으로 ASA를 적용할 경우에는 초지기상에서 사이즈도의 대부분이 발현되기 때문에 온라인 후가공 작업의 안정성이 향상되며 사이즈프레스에서 조업성 역시 개선될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 가격이 저렴하고 국내 수급이 용이한 옥수수 양성전분을 ASA 유화안정제로 이용하기 위해서 OSA (Octenyl Succinic Anhydride)를 이용한 에스테르화 및 산가수분해를 통하 여 ASA 에멀션의 안정성 및 사이징 효과를 개선시킨 전분을 개발하고 그 효과를 규명하고자 하였 다. 이를 위해 전분을 FT-IR을 이용하여 분석하고 호액의 pH, 전기전도도, 전하밀도, 점도 변화 등 을 측정하였을 뿐 아니라 ASA 유화액의 pH, 전기전도도, 시간에 따른 가수분해 안정성 등을 평가 하였다. 또한 ASA 에멀션의 입도 변화 섬유에 대한 흡착특성과 수초지의 사이즈도를 평가하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 첫째,OSA 전분의 사용에 따라 전분 호화액의 pH와 전기전도도의 변화는 나타나지 않았 다. 전하밀도는 첨가량이 증가할수록 감소하였으며 호화액의 점도는 상숭하였다. 또 OSA 전분의 적 용이 수초지의 사이즈도에는 영향을 주지 않았다. 그러나 OSA 전분을 사용하여 제조된 ASA 유화 액의 가수분해 안정성은 향상되었다. 이것은 콜로이드 상의 ASA 입자를 캡슐화 하는데 있어 소수성 을 띠고 있는 OSA 전분이 보다 강하고 안정하게 흡착하기 때문인 것으로 판단되었다. 둘째, 전분의 호화 시 H2S04을 사용하여 전분의 산 가수분해를 유도할 수 있었다. 이를 통 하여 전분 호화액의 pH는 낮아지고 전기전도도는 증가하였으나 전하밀도의 변화는 없었다. 또한 겔 화 온도가 낮아지고 저온에서의 점도가 상승하는 변화를 나타냈다. IN-H2S04를 2.3%까지 첨가하였 을 때 ASA 에멀션의 입도가 더욱 감소하였고 섬유에 대한 흡착량이 증가하였으며 수초지의 사이즈 도가 향상되었다. 특히 기존에 사용되어 오던 감자 양성전분에 비해 최대 90%까지 사이즈도의 향상 이 있었다.

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초임계유체를 이용한 바이오디젤연료의 제조기술 (Synthesis of Biodiesel Using Supercritical Fluid)

  • 이윤우;송은석;김화용
    • 청정기술
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    • 제11권4호
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    • pp.171-179
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    • 2005
  • 바이오디젤은 동물성 또는 식물성 유지를 알코올과 반응시켜 생성된 물질로서 경유와 유사한 특성을 가지고 있어 기존 제품에 혼합하여 연료로 사용하고 있으며 대기오염을 감소시키는 효과와 재생 가능한 바이오매스로부터 생산된다는 장점을 가지고 있다. 기존의 알칼리 또는 산성 촉매를 사용하는 공정에 비하여 초임계 상태의 메탄올을 사용하여 바이오디젤을 제조하는 공정은 반응시간이 짧고 촉매를 사용하지 않아 분리/정제 공정이 단순하여 경제적이기 때문에 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 국내의 경우 연간 20만톤의 폐식용유가 발생하고 있기 때문에 이의 재활용 방안으로 국내 고유의 초임계 공정이 상업화 될 경우 막대한 에너지 회수와 이산화탄소 저감 그리고 환경 개선 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

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팜유로부터 바이오디젤 연료를 합성하는 초임계유체반응에서 지방산메틸에스테르의 함량에 미치는 첨가물의 영향 (Effect of Additives on the Contents of Fatty Acid Methyl Esters of Biodiesel Fuel in the Transesterification of Palm oil with Supercritical Methanol)

  • 이홍식;최준혁;신영호;임영섭;한종훈;김화용;이윤우
    • 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.

Amberlyst-15 촉매의 존재 하에서 올레산과 메탄올의 에스테르화 반응 속도식 연구 (A Kinetic Study on the Esterification of Oleic Acid with Methanol in the Presence of Amberlyst-15)

  • 김영주;김덕근;이영우;박순철;이진석
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권5호
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    • pp.621-626
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    • 2005
  • Amberlyst-15 고체 산 촉매를 사용하여 올레산을 메탄올과 반응시켜 바이오 디젤의 성분이 되는 지방산 메틸 에스테르로 전환시켰다. 본 연구에서는 시료의 산가를 측정하고 전환율을 구함으로써 반응 온도, 메탄올 대 올레산의 몰 비 및 촉매의 양이 반응에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험 범위 내에서 반응 온도가 $20^{\circ}C$ 상승할 때에 반응 속도는 약 2배씩 증가하였다. 그리고 메탄올 대 올레산의 몰 비가 증가 될 때는 최종 전환율은 증가하였지만, 반응에는 뚜렷한 차이가 없었다. 촉매 역시 반응에 중요한 변수로써, Amberlyst-15의 양을 2배로 증가시켰을 때, 반응속도는 1.2-1.3배 빨라졌다. 실험 데이터를 정량적으로 해석하기 위해 동역학식 연구를 하였으며 모사 균일 혼합물 모델(pseudo-homogeneous model)을 이용한 2차 반응 속도식을 전개하였다.

바이오디젤을 함유한 경유용 저온유동성 향상제의 합성: 폴리(스티렌-co-알킬 메타크릴레이트) (Synthesis of Poly(styrene-co-alkyl methacylate)s for Pour Point Depressants of Diesel containing Biodiesel)

  • 양영도;김영운;정근우;황도혁;홍민혁
    • 공업화학
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    • 제19권5호
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    • pp.497-503
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    • 2008
  • 디젤 및 바이오디젤의 구성 성분 중에 포함된 n-파라핀과 포화 지방산 메틸에스테르가 저온에서 결정화되는 것을 방지하기 위하여 여러 가지 기술들이 알려져 있다. 그 중에서 메타크릴레이트 공중합체가 디젤의 유동점과 저온필터막힘점을 낮출 수 있는 효과적인 저온유동성 향상제로 알려져 있다. 본 논문에서는 C12, C18 및 C22 지방 알콜과 메타크릴산의 에스테르화 반응에 의하여 알킬 메타크릴레이트 단량체를 합성하여 스티렌과 30:70, 50:50 및 70:30의 몰 비율로 라디칼 공중합체를 합성하였다. 합성한 공중합체의 구조를 $^1H-NMR$ 및 FT-IR 스펙트럼으로 분석하였으며 GPC로 분자량을 측정하였다. 디젤 및 바이오디젤을 5% 함유한 경유(BD5)에 100~5000 ppm의 공중합체를 첨가하여 유동점 및 CFPP 등의 저온 유동성을 평가하였다. 저온 유동성을 평가한 결과, 스티렌-스테아릴 메타크릴레이트 공중합체(PStmSMAn)의 저온 유동성이 다른 공중합체에 비하여 우수하였으며 특히, PSt82SMA18 공중합체 5000 ppm을 함유한 BD5의 유동점이 첨가 전에 비해 $25^{\circ}C$, CFPP $9^{\circ}C$ 강하되는 결과를 나타내었다.

기능성 폴리에스테르 공중합체의 합성, PET와의 블렌드 및 카본 블랙 Dry Color의 물성 (Synthesis of Functional Copolyester, its Blend with PET, and Properties of Carbon Black Dry Color)

  • 박이순;이동찬;김진곤;허완수
    • 공업화학
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    • 제7권3호
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    • pp.496-503
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    • 1996
  • 고농도 안료 분산용 매스터 배취 제조를 위해 방향족 및 지방족형 폴리에스테르 공중합체들을 에스테르화 반응 및 중축합반응의 두 단계 반응으로 합성하였으며 이들을 안료 없이 PET에 블렌드하였을 때 열적성질과 유변학적 특성의 변화를 조사하였다. GPC 분석결과 합성된 폴리에스테르 공중합체는 $M_n{\approx}30000g/mol$, $M_w{\approx}65000g/mol$의 분자량을 가졌고, DSC 분석결과 $90{\sim}150^{\circ}C$$T_m$을 가졌으며 $^1H$-NMR 분석결과 공단량체 공급비와 공중합체내 조성비가 거의 일치하였다. 합성된 공중합체 중 $90{\sim}120^{\circ}C$$T_m$을 갖는 방향족, 지방족 폴리에스테르 공중합체, 그리고 표준시료인 SPA를 각각 PET와 용융 블렌드 하였으며 DSC 분석결과 상용성이 있음을 확인하였다. 그리고 이들의 전단속도 변화에 따른 용융점도의 변화를 조사하였는데 방향족 폴리에스테르 공중합체의 경우 PET내 폴리에스테르 공중합체의 함량이 증가할수록 용융점도가 증가하였으며, 지방족 폴리에스테르 공중합체와 표준시료 SPA의 경우는 이와 반대의 경향을 나타내었다. 카아본 블랙 dry color의 분산시간에 따른 체적저항은 방향족 폴리에스테르 공중합체가 가장 큰 값을 보였으며 이로부터 방향족 폴리에스테르 공중합체가 가장 적합한 분산제임을 알았다.

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