• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.521-523
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• 2009

본 연구에서는 식물성유지와 메탄올로부터 전이에스테르화 반응에 의해 바이오디젤 제조에 사용되는 비균질촉매로 사용하기 위하여 NaX 제올라이트 촉매에 염기도를 향상시키기 위하여 KOH를 담지하여 담지량에 따른 바이오디젤 제조특성을 조사해보았다. KOH 담지량을 10wt% - 70wt%로 달리하여 Incipient wetness 방법으로 담지한후 $500^{\circ}C$에서 소성하여 촉매를 제조하고, 제조된 KOH의 담지량이 다른 KOH/NaX 제올라이트 촉매는 SEM, XRD, BET등을 통해 촉매특성을 평가하였고, 생성된 지방산 메틸에스테르는 가스크로마토그래피로 순도를 측정하였다. NaX 제올라이트 촉매에 KOH 담지량이 높은 경우와 촉매량이 많은 경우 바이오디젤제조에 유리하였고, 특히 반응시간과 반응온도는 $120^{\circ}C$, 2시간동안 반응한 경우 가장 좋은 지방산 메틸에스테르의 수율을 얻을 수 있었다.

• 폴리머
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• 제32권1호
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• pp.56-62
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• 2008

Diol과 diacid 단량체들의 다양한 조합으로 2단계 축합중합으로 가교구조를 가지는 세 종류의 신규 폴리에스테르를 새롭게 합성하였다. 이들 고분자 필름은 $240^{\circ}C$에서 수 시간 고온 열처리하면, 주사슬에 의한 금지 전이에도 불구하고, 가시영역에서 흡수를 나타내었으며 330 nm 이상의 파장에서 여기시키면 청색에서 근적외선에 이르는 넓은 범위에서 발광을 나타내었다. 신규 폴리에스테르의 발광 현상은 주사슬에 포함된 말로네이트기가 고온 열처리를 통해 자기축합 형태의 Knoevenagel 반응을 일으켜 분자 내 공역구조를 형성하기 때문이다. 또한 이들 고분자의 열적 특성은 가지화도 차이에 의한 화학적 가교정도에 따라 현저한 차이를 보였을 뿐 아니라 광분해 현상도 관찰되었다. 필름 상태에서 강한 자외선을 조사하여 말로네이트기의 분해반응을 유도하고, 이를 이용한 형광 이미지 패터닝을 수행한 결과, 고해상도의 이미지 패턴을 얻을 수 있었다.

• 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.

• KSBB Journal
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• 제22권4호
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• pp.228-233
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• 2007

동물성 유지로부터 알칼리 촉매를 사용한 전이에스테르화 반응에 있어 적정 반응조건을 탐색한 결과는 다음과 같다. 1 L 규모의 회분식 반응기에서 적정 반응조건은 반응온도 65$^{\circ}C$, KOH 1.0% (w/w), 그리고 유지와 메탄올의 몰 비 (1:15)의 조건에서 20분 동안 반응 시에 98.9%의 높은 지방산 메틸에스테르 함유량을 얻을 수 있었다. 또한, 생산한 지방산 메틸에스테르의 물성을 분석해 본 결과, 점도는 4.2 (40$^{\circ}C$, cp)로 감소하였으며, 산가 0.08 (mg KOH/g), 밀도 865 ($15^{\circ}C,\;kg/m^3$)로 국내 바이오 디젤 품질규격을 만족시키는 결과를 얻었다. 알칼리 촉매를 이용한 동물성 유지의 전이에스테르화에 관한 연구를 통하여 식물성 유지와 더불어 바이오디젤의 원료 유지로써 동물성유지의 사용 가능성을 확인할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제22권4호
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• pp.222-227
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• 2007

바이오디젤 (지방산 메틸에스테르)은 디젤 엔진의 대체에너지로서 현재 페트로디젤과 일정 수준으로 혼합하여 사용되고 있다. 바이오디젤의 생산에는 다양한 방법 및 공정이 개발되어 적용되고 있는데, 이 중 알칼리 촉매를 이용한 전이에스테르화 반응은 짧은 반응시간에도 높은 순도의 바이오디젤을 생산할 수 있다. 본 연구에서는 제주도산 유채유를 대상으로 알칼리 촉매 (KOH)를 사용하여 반응표면 분석법을 적용하여 전이에스테르화 반응의 최적조건을 탐색하였다. 바이오디젤 생산 인자의 최적조건은 반응온도 59.7$^{\circ}C$, 촉매량 1.18%, 유지 대 메탄을 몰비 1:8.75, 그리고 반응시간 15.18분에서 생산물 중 약 97% 이상의 지방산 메틸에스테르 함량을 확보하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.787-790
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• 2001

대두유의 유화전이에스테르화에 의한 바이오디젤의 생산기술을 연구개발함에 있어서 지방산메틸에스테르의 수율에 미치는 메탄올 몰비, 알칼리 촉매량, 유화제 첨가량 및 반응시간의 영향을 규명하고 유화전이에스테르화 공정의 반응조건을 최적화한 결과, 반응온도 $45^{\circ}C$, 대두유에 대한 에탄올 몰비 1:6, 대두유에 대한 유화제의 첨가량 l(v/v)%에서 0.8wt% 수산화캄륨과 1.2wt% 소디움메톡시드로 대두유를 각각 30분과 50분간 전이에스테르화 하여 $95{\sim}96%$수준의 총괄수율을 얻었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제51권3호
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• pp.177-182
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• 2008

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.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.344-347
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• 2012

본 연구에서는 기존 MgO의 염기세기를 증가시켜 전이에스테르화 반응에 있어 보다 좋은 활성을 가지는 촉매를 만들고자 하였다. MgO를 실험실에서 제조한 후 지지체로 사용하였으며 염기세기를 증가시키기 위하여 KF를 함침법으로 담지하였다. BET, XRD, XRF, $CO_2$ TPO로 촉매의 특성분석을 하였고, 대두유과 메탄올을 사용하여 바이오디젤을 합성한 후 지방산메틸에스테르 함유량을 측정함으로써 촉매의 활성을 알아보았다. 결과적으로, KF를 30% 담지한 촉매가 활성이 가장 좋은 것으로 나타났다. 이는 전이에스테르화 반응에서 중간세기 염기도가 더 많이 관여하기 때문으로 보인다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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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.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.147-152
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• 2002

Because of the difference of the relative reactivity between two hydroxyl groups of the hydroquinone due to the steric hindrance of the substituent, many combinations of the substituent direction in the polyesters derived from asymmetrical diphenols such as monosubstituted hydroquinones was expected. It was studied how the mode of the direction affected the properties of the resulting polyesters in terms of the transition temperatures of the thermotropic polyesters prepared from terephthalic acid, 2,4-dichloroterephthalic acid, and phenylhydroquinone by the reaction using p-Toluenesulfonylchloride in pyridine. The direction was tried to control the relative reactivity by changing the reaction temperature and addition time of the hydroquinone, and by modifying it through an association of the hydroquinones with DMF.