• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.263-265
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• 2008

자원 재활용 및 에너지 생산관점에서 폐유지로부터 환경친화적인 연료인 바이오디젤에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 폐유지내 함유된 유리지방산 및 수분에 의해 효율적인 에스테르화 반응이 어렵기 때문에 이를 전처리 단계에서 제거되어야 한다. 본 연구에서는 폐유지내 유리지방산을 효과적으로 제거하기 위하여 회분식 반응기에서 제올라이트 촉매의 종류에 의한 세공구조와 산성도 변화에 따른 유리지방산 전환반응에 미치는 영향을 조사해 보았다. 제올라이트 촉매의 유리지방산 전환율은 세공구조와 산성도에 따라 큰 차이를 나타내었다. 유리지방산 전환율은 FAU < MOR < MFI < BEA의 순으로 높았다. 제올라이트의 세공구조는 1차원적인 구조를 가질 경우 탄소침적이 일어나지만 3차원적인 세공구조를 가지는 경우 탄소침적에 의한 촉매의 활성저하가 감소된다. 또한 제올라이트의 산성도에 따른 특성으로는 유리지방산의 전환반응에는 중간정도의 산세기를 가진 촉매가 유리함을 확인하였다. 그러므로 폐유지로부터 유리지방산을 제거하기 위한 우수한 제올라이트 촉매로는 BEA 제올라이트 촉매임을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.260-262
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• 2008

최근 고유가의 지속과 국제적인 환경 규제에 대응하기 위하여 환경친화적인 대체연료의 개발이 시급한 가운데 재생가능한 동식물성 유지로부터 생산되는 바이오 디젤에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 자원 재활용 및 에너지 생산관점에서 폐유지로부터 바이오디젤 원료로 사용하는 연구가 활발히 진행되어 왔다. 이러한 폐유지로부터 바이오디젤을 효율적으로 생산하기 위해서는 폐유지내 함유되어 있는 유리지방산을 전처리공정에서 산촉매에 의한 에스테르화 반응에 의해 전환제거하고자 한다. 본 연구에서는 폐유지내 함유된 유리지방산 전환제거에 효과적인 불균일계 이온교환수지 촉매를 이용하여 공정변수 즉 사용된 촉매의 양, 반응온도, 유리지방산 농도에 따른 유리지방산 전환제거특성을 조사해 보았다. 또한 각각의 반응조건에서 속도상수를 계산하여 이온교환수지 촉매를 사용한 유리지방산 전환 제거에 필요한 활성화 에너지 값을 구하였다.

• KSBB Journal
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• v.21 no.6 s.101
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• pp.418-421
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• 2006

Fatty acid methyl esters, also referred to as biodiesel, have been determined to have a great deal of potential as substitutes for petro-diesel. In order to enhance productivity in the biodiesel production process, feedstocks were previously recommended to be anhydrous, with a free fatty acid content of less than 0.5%. In this study, the effects of several catalysts, methanol molar ratio, catalyst amount, and reaction time on the reduction of free fatty acid level were studied with a simulated feedstock consisting of 20% oleic acid in rapeseed oil. Ferric sulfate was selected as the best catalyst. Increasing the catalyst amount and methanol molar ratio is very effective in decreasing the acid value of the simulated mixture. Our results may provide useful information with regard to the development of more economic and efficient free fatty acid removal system.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.666-668
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• 2007

에너지 사용량의 증가와 국제적인 환경 규제에 대응하기 위하여 환경친화적인 연료의 개발이 시급한 가운데 재생가능한 동식물성 유지로부터 생산되는 바이오 디젤에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 자원 재활용 및 에너지 생산관점에서 폐식용유로부터 바이오디젤 원료로 사용하는 연구가 활발히 진행되어 왔다. 이러한 폐식용유를 이용한 바이오디젤 생산에서 폐식용유내 함유된 유리지방산 및 수분에 의해 효율적인 전이에스테르화 반응이 어렵기 때문에 이를 전처리 단계에서 제거되어야 한다. 본 연구에서는 폐식용유내 유리지방산을 효과적으로 제거하기 위하여 회분식 반응기에서 MFI 제올라이트 촉매를 이용하여 Si/Al 몰비에 따른 산세기 및 산량의 변화에 따른 유리지방산 제거 특성을 조사해 보았다.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.22 no.5
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• pp.526-529
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• 1990

Free fatty acids of two brands of domestic butter were isolated directly by a modified silicic acid column chromatography, and were analyzed by gas liquid chromatography. $C_{18}$ FFA congeners $(C_{18_0},\;C_{18:1},\;C_{18:2}\;and\;C_{18:3})$ were the predominant components (52.83% in brand A and 47.50% in brand B), followed by $C_{16}$FFA (29.39% in brand A and 30.52% in brand B) and $C_{14}$FFA (11.85% in brand A and 13.76% in brand B). The other FFA were present as minor components (0.29-3.87%). Concentrations of four FFA $(C_4,\;C_6,\;C_{10}\;and\;C_{12})$FFA which would be expected to contribute strongly to hydrolytic rancidity off-flavors were below individual threshold level, except $C_4FFA$ (56 ppm) in butter B.

• Journal of Animal Science and Technology
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• v.50 no.1
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• pp.111-120
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• 2008

The average milk fat content in goat milk was 3.88% on yearly basis. The milk fat content of 3.8% during summer season was lower than 4.2% during winter season. Total solid content increased in proportion to milk fat. When goat milk was stored at 4℃ for 24 hr, short-chain FFA(C4:0~C10:0) and medium- and long-chain FFA(C12:0~C18:1) increased about 106% and 203%, respectively. Induced lipolysis of goat milk by homogenization increased short-chain FFA and medium- and long-chain FFA by 22% and 199%. When goat milk was treated with calf lipase, there was increase of short-chain FFA by 9 times greater than increase of medium- and long-chain FFA by 5.6 times. Treatment with lipases from Candida rugosa and Pseudomonas fluorescens resulted in increase of medium- and long-chain FFA by 34 and 162 times, respectively, which was greater than increase of short-chain FFA by 6 and 14 times, respectively. Lipolysis in goat milk stored at 4℃ for 24 hr was correlated with LPL activity in goat milk(r=0.5635). Off-flavor of goat milk was correlated with LPL activity(r=0.5777). Milk fat content was negatively correlated with LPL activity(r=－0.4627). Palmitic acid content in goat milk was correlated with off-flavor(r=0.7226).

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.24 no.3
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• pp.240-246
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• 1992

Preparation of soybean oil fatty acid methyl esters (soybean oil FAME) through the transesterification of soybean oil with alkaline catalyst was optimized in terms of contents of residual free fatty acids (FFA) in soybean oil FAME and yield of soybean oil FAME due to the inhibitory effect of FFA on sucrose polyesters synthesis. Soybean oil FAME and residual FFA were analyzed quantitatively by simultaneous gas chromatography on a fused silica capillary column after converting the FFA in soybean oil FAME to tert.-butyldimethylsilyl (TBDMS) derivatives. Transesterification of soybean oil was successfully performed with alkaline catalyst (NaOH, 95%), which resulted in 99.1% yield of soybean oil FAME and less than 0.1% residual FFA contents under the conditions such as $30^{\circ}C$, 20min. and 6:1 molar ratio of anhydrous methanol to soybean oil.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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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.

• Journal of the East Asian Society of Dietary Life
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• v.20 no.3
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• pp.396-401
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• 2010

The purpose of this study was the development of adsorbents for the refining of edible oil using agricultural byproducts such as rice hull, barley hull, and soybean hull as well as evaluation of their adsorptive effects against free fatty acids and lutein, the major impurities of soybean oil. Ash-type and carbon-type adsorbents were produced from the hulls. Ash-type adsorbents such as rice hull ash (RHA), barley hull ash (BHA) and soybean hull ash (SHA) were effective for the removal of free fatty acids; the acid value of degummed soybean oil was decreased by 86% upon treatment with 5% SHA. However, carbon-type adsorbents such as rice hull carbon (RHC), barley hull carbon (BHC), and soybean hull carbon (SHC) were effective for removing lutein, resulting in a 52% decrease in the lutein content of degummed soybean oil upon treatment with 5% SHC. Whereas ash-type adsorbents were composed of mesopores or macropores with small surface areas and total pore volume, carbon-type adsorbents were mainly composed of micropores with large surface areas and total pore volume.

• 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.