• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.579-584
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• 2007

대두유로부터 생산된 바이오디젤과 바이오디젤 혼합 연료유를 대상으로 지방산메틸에스터 함량과 화학적 분석을 통해 산화 특성과 오일의 수명 예측 연구를 수행하였다. 바이오디젤, 경유, BD5, BD20은 산화가 진행될수록 산가(Acid number), 동점도(Kinematic Viscosity) 및 밀도(Density)는 증가하였다. 산가 측정결과의 활용에 의해 임의의 온도조건에서 정확한 사용수명을 예측하기 위하여 화학속도론에 의거하여 각각의 연료에 대한 사용수명식을 도출하였다. 도출된 사용수명식으로부터 바이오디젤이 가장 빠르게 산화가 진행되었고 바이오디젤 혼합량이 증가할수록 사용수명이 단축되는 것을 확인할 수 있었다.

• New & Renewable Energy
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• v.3 no.2 s.10
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• pp.17-23
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• 2007

대두유로부터 생산된 바이오디젤과 바이오디젤 혼합 연료유를 대상으로 지방산메틸에스터 함량과 화학적 분석을 통해 산화 특성과 오일의 수명 예측 연구를 수행하였다. 바이오디젤, 경유, BD5, BD20은 산화가 진행될수록 산가(Acid number), 동점도(Kinematic Viscosity) 및 밀도(Density)는 증가하였다. 산가 측정결과의 활용에 의해 임의의 온도조건에서 정확한 사용수명을 예측하기 위하여 화학속도론에 의거하여 각각의 연료에 대한 사용수명식을 도출하였다. 도출된 사용수명식으로부터 바이오디젤이 가장 빠르게 산화가 진행되었고 바이오디젤 혼합량이 증가할수록 사용수명이 단축되는 것을 확인할 수 있었다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.2
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• pp.174-177
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• 2010

In this study, non-catalytic transesterification from rapeseed oil using supercritical methanol was carried out by varying the operation parameters such as temperature ($320{\sim}365{^{\circ}C}$), time (0~20 min), pressure (10~35 MPa), molar ratio of oil to methanol (1 : 15~60) and agitation speed (0~500 rpm). In order to evaluate the effects of reaction parameters on the content of fatty acid methyl esters (FAMEs), we carried out the study using a batch reactor. The content of FAMEs increased when the temperature increased. However, the content of FAMEs decreased with temperature above $335^{\circ}C$ and time above 5 min. The content of FAMEs increased with increasing the molar ratio of methanol to oil but the content of FAMEs was slightly affected by molar ratio of oil to methanol above 1 : 45 and pressure above 20 MPa. It was found that the agitation speed above 100 rpm slightly affected the content of FAMEs. The highest content of FAMEs in biodiesel (95%) was obtained under the reaction conditions: temperature of 335 ${^{\circ}C}$, time of 10 min, pressure of 20 MPa, molar ratio of 1 : 45 (oil to methanol) and agitation speed of 250 rpm.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.47 no.5
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• pp.651-654
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• 2009

In this study, non-catalytic transesterification using supercritical methanol was performed for preparation of biodiesel from palm oil. In order to investigate the effects of reaction parameters such as molar ratio of methanol to oil(30:1~60:1), pressure(8~25 MPa), temperature($320{\sim}350^{\circ}C$), agitation speed(0~1,000 rpm) and time(0~20 min) on the content of fatty acid methyl esters(FAMEs), we carried out the study using a batch reactor. With increasing molar ratio of methanol to oil, the content of FAMEs increased. However, the content of FAMEs was little affected by molar ratio above 45 and pressure above 20 MPa. The content of FAMEs increased when the temperature increased. However, the content of FAMEs decreased with temperature above at $350^{\circ}C$ and with time above 5 min. It was found that the agitation speed above 500 rpm scarcely affected the content of FAMEs. The highest content of FAMEs in biodiesel(95%) was obtained under the reaction conditions: temperature of $335^{\circ}C$, pressure of 20 MPa, molar ratio of 45:1(methanol to palm oil), agitation speed of 500 rpm and time of 10 min.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.176.2-176.2
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• 2011

피마자유(Castor oil)는 합성수지, 그리스, 유압용 오일, 윤활기유 등의 다양한 용도로 쓰이는 오일로서 점도가 높고 무색에서 황갈색을 띈다. 피마자유 추출은 압착 착유 또는 용매 추출로 얻게 되며 본 실험에 사용된 오일은 압착 착유한 것으로 매우 진한 갈색을 띄는 정제전 오일을 이용하였다. 실험에 사용된 피마자유의 초기 산가는 1mgKOH/g 이하로 낮은 유리지방산 함량을 보였으며 수분은 0.3%로 전이에스테르화 반응을 위해서는 수분 증발이 필요했다. 피마자유의 바이오디젤 생산을 위해 진행된 물성 분석 항목은 산가, 수분, 인함량, 황함량, 점도, 고형물이며 원료유와 그 바이오디젤에 대해 각각 물성 분석을 실시하였다. 피마자유의 가장 큰 특징은 다른 식물성 오일과는 다르게 오일이 알코올에 녹는 특성이 있으며 이런 이유로 전이에스테르화 반응 후 바이오디젤과 글리세롤이 분리되지 않는 문제점을 갖고 있다. 피마자유를 이용해 제조한 바이오디젤, 즉 지방산메틸에스터의 함량을 분석한 결과 약 90%의 메틸에스터화 반응 전환율을 나타내었으나 국내외 품질규격상의 탄소수 C14~C24:0의 지방산 에스터(fatty acid methyl esters)로 검출되는 바이오디젤의 함량은 10% 미만으로 나타났으며 나머지 90%는 라이신올레익산메틸에스터(ricinoleic acid methyl ester)로 분석되었다. 따라서, 기존의 대두유, 유채유, 팜유, 폐식용유로부터 제조한 바이오디젤과 물성이 매우 상이하고 특히 끊는점(boiling point)과 점도가 높아 경유 대체연료로는 활용이 불가능할 것으로 판단된다. 하지만 기존의 다양한 용도의 오일로 사용하기 위해 정제하는 과정에서 전체 착유 오일중의 약 10%만을 선택적으로 분리하여 바이오디젤 원료로 활용하는 방안은 가능할 것으로 판단된다.

• 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.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.32 no.1
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• pp.72-77
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• 2015

In this study, anti-foaming agents of a fatty acid methyl esters was synthesized and confirmed by FT-IR and $^1H-NMR$ spectroscopy. Synthesized material of characteristic of -C=O group having a $1740cm^{-1}$ and -C-O group $1175cm^{-1}$ peak by using FT-IR, and it was confirmed that k. Surface tensions were measured by surface tensiometer CBVP-43. Their surface tension values was 17.7 to 21 dyne/cm. Anti-foaming abilities in the SLS solution was measured through the Ross-Miles method. Performance of the 4 type of anti-foaming agent was determined and the best anti-foaming agent was prepared using stearic acid methyl.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.18 no.3
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• pp.284-290
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• 2007

Biodiesel and its blend fuels from soybean oil were characterized for their oxidation to apply automobile fuel from the analysis of FAME (fatty acid methyl ester) and chemical properties. Biodiesel produced from soybean oil contained unsaturated fatty acids (> 85 wt%) such as oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid. Especially, polyunsaturated fatty acids such as linoleic acid and linolenic acid containing active methyl radical were over 60 wt%. It is believed that linoleic acid and linolenic acid cause oxidation. Linoleic acid and linolenic acid during oxidation were major reactants, and compounds with the carbon number having around 36 (boiling point of about $500^{\circ}C$) were produced from those of radical autoxidation.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.1
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• pp.194-199
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• 2008

In this study, the effective method to esterify the free fatty acids in jatropha oil was examined. Compared to other plant oils, the acid value of jatropha oil was remarkably high, 11.5 mgKOH/g. So direct transesterification by a base catalyst was not suitable for the oil. After the free fatty acids were esterified with methanol, jatropha oil was transesterified. The activities of four solid acid catalysts were tested and Amberlyst-15 showed the best activity for the esterification. After constructing the experiment matrix based on RSM and analyzing the statistical data, the optimal esterification conditions were determined to be 6.79% of methanol and 17.14% of Amberlyst-15. After the pretreatment, jatropha biodiesel was produced by the transesterification using KOH in a pressurized batch reactor. Jatropha biodiesel produced could meet the major specifications of Korean biodiesel standards; 97.35% of FAME, 8.17 h of oxidation stability, 0.125% of total glycerol and $0^{\circ}C$ of CFPP.

• Clean Technology
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• v.30 no.1
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• pp.47-54
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• 2024

Jatropha oil extracted from the seeds of Nepalese Jatropha curcas, a non-edible crop, was used as a raw material and converted to biodiesel through a two-step process consisting of an esterification reaction and a transesterification reaction. Amberlyst-15 catalyst was applied to the esterification reaction between the free fatty acids contained in the Jatropha oil and methanol. The acid value of the Jatropha oil could be lowered from 11.0 to 0.26 mgKOH/g through esterification. Biodiesel was synthesized through a transesterification reaction between Jatropha oil with an acid value of 0.26 mgKOH/g and methanol over NaOH/γ-Al₂O₃ catalysts. As the loading amount of NaOH increased from 3 to 25 wt%, the specific surface area decreased from 129 to 28 m²/g and the pore volume decreased from 0.249 to 0.129 cm³/g. The amount and intensity of base sites over the NaOH/γ-Al₂O₃ catalysts increased simultaneously with the NaOH loading amount. It was confirmed that the optimal NaOH loading amount for the NaOH/γ-Al₂O₃ catalyst was 12 wt%. The optimal temperature for the transesterification reaction of Jatropha oil using the NaOH/γ-Al₂O₃ catalyst was selected to be 65 ℃. In the transesterification reaction of Jatropha oil using the NaOH/γ-Al₂O₃ catalyst, the reaction rate was affected by external diffusion limitation when the stirring speed was below 150 RPM, however the external diffusion limitation was negligible at higher stirring speeds.