• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.592-599
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• 2018

An increase in the global production of biodiesel has resulted in the newfound significance of its byproduct, glycerol. The synthesis of acetins is an economical avenue to enhance the value of glycerol derived from biodiesel. WE developed an eco-friendly process for the synthesis of fuel additives from glycerol using a mixed oxide $SO{_4}^{2-}/CeO_2-Al_2O_3$ as catalyst. The $CeO_2-Al_2O_3$ mixed oxide was synthesized by the combustion method and then sulfated. The characterization of the catalyst was by means of XRD, BET, FTIR, and SEM. The influence of temperature, mole ratio and catalyst loading on yield and selectivity of the acetins was studied for the esterification of glycerol. The reaction rate constants ($k_1$, $k_2$ and $k_3$) were estimated using optimization method in MAT lab, and the activation energies ($E_1$, $E_2$ and $E_3$) were determined by the Arrhenius equation. Furthermore, a kinetic model was developed.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제22권2호
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• pp.106-115
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• 2005

Bio-diesel as fatty acid methyl ester was derived from such oils as soybean, peanut and canola oil by lipase catalyzed continuous trans-esterification. So the activation of lipase(Novozym - 435) was kept to be up to 4:1, the limiting molar ratio of methanol to oil under one-step addition of methanol due to the miscibility of oil and methanol through the static mixer for 4hrs and the elimination of glycerol on the surface of lipase by 7wt% silica gel. Therefore the overall yield of fatty acid methyl ester from soybean oil appeared to be 98% at 50$^{\cdot}C$ of reaction temperature under two-steps addition of methanol with 2${\times}$2:1 of methanol to oil molar ratio at an interval of 5.5hrs, 7wt% of lipase, 24 number of mixer elements, 0.2ml/min of flow rate and 7wt% of silica gel.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권3호
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• pp.395-401
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• 2014

본 연구에서는 고온($230{\sim}290^{\circ}C$)의 무촉매 조건에서 이루어지는 팜 지방산 디스틸레이트(PFAD)의 에스테르화 반응에 대해 수학적 모델링을 통해 그 반응 특성을 분석하였다. '무촉매 에스테르화 반응'에 대해 균일계(homogeneous) 2차 가역 반응으로 가정하였고 액상 내에서 동시적, 경쟁적으로 발생하고 있는 물과 메탄올의 증발과 반응을 모두 고려하기 위해 '반응 유효 인자'(reaction effectiveness factor, ${\eta}$)를 도입하였다. 각 반응물 및 생성물의 농도에 대하여 실험을 통해 측정한 값과 반응모델에 의한 예측값 사이의 차이를 최소화하는 반응속도 상수와 물질전달 계수를 구하기 위해 비선형 계획법(nonlinear programming)을 수행하였다. 이를 통해 얻은 반응의 활성화 에너지는 43.98 kJ/mol이다.

• 멤브레인
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• 제13권4호
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• pp.268-282
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• 2003

불완전 분리의 실질적인 분리투과 특성을 근거로 하는 모사모델을 이용하여 투과증발 막촉진 에스터화 반응의 실질적인 거동을 연구하였다. 막의 분리효율, 막의 물제거 능력을 모델에 포함시킴으로써 반응모사를 통하여 이들이 막촉진반응에 어떻게 영향을 끼치는지를 체계적으로 관찰할 수 있었다. 막을 통한 비완전분리가 일어날 경우에 초기 반응물 몰비율이 1이 아닐 때 반응 혼합물중 소량으로 존재하는 반응성분이 투과되거나, 혹은 초기 반응물 몰비율이 1인 반응 혼합물중 어느 반응성분이 투과되든지 반응이 완결될 수 없었다. 생성물인 에스터가 물과 함께 일부 투과될 경우 정방향 반응속도를 증가시켜 시간에 따른 반응 전환률을 증가시킨다. 막을 통한 불완전 분리시 막을 통한 투과로 인하여 발생하는 반응혼합물의 부피감소로 인하여 반응성분 뿐 아니라 생성성분의 농도가 증가되는데 이들 농도증가가 반응속도에 상반된 영향을 끼친다; 반응물 농축은 반응속도를 증가시키나 생성물 농축은 역방향의 반응을 촉진시킴으로서 반응속도를 감소시킨다. 반응초기에는 반응물 농축효과가 우세하나 반응이 진행됨에 따라 생성물 농축효과가 우세하여 반응속도를 저하시킴이 모사결과 관찰되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제17권2호
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• pp.211-224
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• 2008

Characteristics of the esterification reaction between free fatty acid in rice bran oil and methanol was investigated in the presence of catalysts, such as PTS(p-toluene sulfonic acid), Amberlyst 15 dry and SCX(silica gel based strong cation exchange resin). While reaction temperature was kept constant at $65^{\circ}C$, initial feed content of free fatty acid was varied from 100% to 1% by addition of pure free fatty acid which was previously made from rice bran oil. Also, the effect of mole ratio of methanol to fatty acid on the final conversion was examined. When esterification of pure free fatty acid was catalyzed by several acids, final conversions were increased in order of Amberlyst 15 dry, SCX and PTS. Using PTS catalyst, initially the reaction proceeded in homogeneous 2nd oder reaction mechanism. However, phase of reaction mixture changed from homogeneous to heterogeneous along the reaction time and then reaction rate was retarded by mass transfer resistance of methanol. Final conversion of free fatty acid in reaction mixture was depended on initial feed content of free fatty acid, and had maximum value at 30% of initial feed free fatty acid content for all kinds of catalysts used. And the final conversion was increased with mole ratio of methanol by the improvement of reaction rate. When initial feed free fatty acid content below 10% and the reaction was catalyzed by PTS, concentration of free fatty acid in reaction mixture was increased in the middle of reaction time by hydrolysis of triglyceride in reaction mixture. Also, if silica gel was added into the reaction mixture which had initial feed free fatty acid content below 50%, final conversion was increased by the adsorption of moisture produced. The SCX catalyst made the esterification reaction of free fatty acid to progress like in case of PTS catalyst. However, when initial feed free fatty acid content below 10%, concentration of free fatty acid in. reaction mixture was decreased monotonically and not increased in the middle of reaction time on the contrary to the case of PTS. Thus, SCX catalyst accomplished more high value of final conversion than PTS catalyst for the initial feed fatty acid content range from 50% to 5% In case of initial feed free fatty acid content of 1% and mole ratio of methanol was 2, concentration of free fatty acid in reaction mixture increased over the initial feed free fatty acid content for all kind of catalysts used. Although SCX catalyst was added into reaction mixture which had 1% of initial feed fatty acid content, final conversion was hardly raised by mole ratio of methanol.

• 한국수산과학회지
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• 제20권3호
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• pp.202-207
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• 1987

알긴산에 propylene oxide를 가하여 PGA를 제조 할 때의 에스테르화 조건을 구하고 이때 제조한 제품의 이화학적인 특성을 조사하였다. 1. 알긴산에 대하여 propylene oxide을 4몰 가할때까지 에스테르화가 증가하였으나 그 후는 큰 변화가 없었다. 2. 에스테르화가 잘 일어나는 알긴산의 함수량은 $30\%$ 이상이었으며 수분함량이 $70\%$ 이상인 경우는 제품의 탈수가 제대로 되지 않았으므로 수분함량을 $30\~70\%$로 하는 것이 좋았다. 3. 수분함량이 $44.15\%$인 알긴산에 대하여 Propylene oxide를 4몰 가하고 1시간 동안 반응시켰을 때 반응이 최대로 일어나는 온도는 $70^{\circ}C$이었다. 4. 수분함량이 $50.05\%$인 알긴산에 propylene oxide를 4몰 가하고 $70^{\circ}C$에서 반응시킬 때 반응시간 1시간까지 에스테르화율이 급격히 증가하였으나 그 후는 큰 차이가 없었다. 5. $2\%$ 및 $3\%$ PGA 용액의 pH에 대한 안정성을 검토한 결과 pH 3.0까지 점도의 저하가 거의 없었고 그 이하에서는 감소하였으며, $1\%,\;2\%,\;3\%$ 및 $5\%$의 PGA 용액은 의가소성유체의 특성을 보였고 pH를 변화시킨 경우에도 의가소성유체의 특성은 유지 되었다.

• 생명과학회지
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• 제14권2호
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• pp.269-274
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• 2004

불균일상 촉매를 이용한 대두유와 메탄올간의 에스테르화 반응에 대하여 조사하였다. 온도 40∼$65^{\circ}C$에서 대두유와 메탄올 혼합물 내 성분 분배를 측정하였다. NaOH, CaO, Ca(OH)$_2$, MgO, Mg(OH)$_2$, and Ba(OH)$_2$과 같은 촉매에 대하여 반응 혼합물의 글리세린 함량을 측정하였다. 측정된 글리세린 농도로부터 반응 혼합물의 전화율을 계산하였다. 촉매 투여량, 보조용매 그리고 반응온도의 최종전화율에 대한 영향을 조사하였다. 대두유에 대한 메탄올의 용해도는 메탄올에 대한 대두유의 용해도보다 월등히 컸다. 대두유의 에스테르화 반응에 불균일상 촉매를 사용한 경우 최종전화율은 불균일상 촉매의 염기도에 크게 의존하였고, 촉매 금속의 염기도 증가에 따라 증가하였다. 알칼리 금속의 수산화물이 산화물 보다 효과적이었으며, 산화물은 촉매효과를 보이지 않았다. Ca(OH)$_2$를 에스테르화 반응의 촉매로 사용한 경우, 최종전화율의 최대값이 촉매 투여량 4%일 때 측정되었다. 최종전화율과 반응속도는 온도증가에 따라 증가하였으며 5$0^{\circ}C$에서 급격한 증가를 보였다. Ba(OH)$_2$를 촉매로 사용한 경우 보조용매로 HCl$_2$를 투여하면, 투여량 3%일 때 최종전화율의 최대값이 측정되었다.

• 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.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제15권3호
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• pp.450-455
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• 2008

이 실험은 녹차추출물이 흰쥐 소장mucosa에서 $^{14}C$-oleic acid의 에스테르화 과정에 어떤 영향을 미치는지를 조사하기 위해서 설계되었다 먼저, olive oil을 구강으로 강제 투여했을 때, 1시간 그리고 5시간 후에, 녹차 성분의 변수에 의해서 소장 mucosa 내에 축적된 중성지방이 얼마나 감소하는지를 조사하였다. 그리고 소장세포 내에서 녹차 성분에 의해서 각종 지방으로 $^{14}C$-oleic acid의 분배비율이 영향을 받는지 조사하였다. 이 실험에 사용된 micelle 용액은 $200.0\;{\mu}Ci$ $^{14}C$-oleic acid, $200.1\;{\mu}mol$ oleic acid, $200.1\;{\mu}mol$ 2-monooleoylglycerol, $66.7\;{\mu}mol$ palmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine, 2.2 mmol glucose, $50.0\;{\mu}mol$ albumin, 그리고 16.5 mmol Na-taurocholate per L of phosphate buffered saline (pH, 6.3)를 기본으로 하며, 실험군의 micelle 용액은 녹차추출물 분말(green tea extract powder)이 8.87 g/L의 농도로 추가되었다. Ligament of Treitz 부위 에 연결된 소장 부위의 양 끝을 살균 처리된 suture silk(4-0 Silk)로 느슨하게 매듭처리 한 후, $800.0\;{\mu}L$ micelle 용액을 매듭 처리된 소장의 윗매듭 속으로 주입하여, 장기 및 부속기관을 원위치시켰다. 10분 후에, cervical dislocation 방법으로 희생시킨 후 매듭된 소장 부위를 꺼내어 장내용물(luminal content)의 잔존 $^{14}C$-oleic acid를 측정하였다. 획득된 소장 벽에서 각종 지방으로 $^{14}C$-oleic acid의 분배율을 측정하였다. 소장 mucosa에서 총지방량은 녹차추출물에 의해서 영향을 받지 않았으나, 이중 중성지방의 비율은 유의적으로 감소되었다. 또한 소장 벽에서 각종지방으로 $^{14}C$-oleic acid의 분배율은 녹차추출물에 의해서, 중성지방과 인지질 분획에서 유의적인 감소현상을 보였다. 이 실험은, 이전 동물실험들에서 누차 보고되었던, 녹차추출물에 의한 소장 지방 흡수 억제 현상은 $^{14}C$-oleic acid의 에스테르화 비율과 상관성이 있는 것으로 제시하고 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권6호
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• pp.951-956
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• 2001

A 28-kDa extracellular lipase (pI 8.7) was purified to homogeneity from the culture supernatant of Trichosporon sp. Y- 11 by mmonium sulfate precipitation, DEAE-Sephadex A-50, Bio-Gel P-30, CM- Sephadex C-50, and Bio-Gel P- 10 chromatographies. The purified enzyme exhibited a specific activity of $2,741{\;}{\mu}mol/min/mg$ based on the hydrolysis of triolein, and the optimal hydrolysis activity was dentified at pH 8.0 and $40^{\circ}C$. The enzyme activity was inhibited by $Ag^+$ and enhanced by $Fe^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$, and $Li^{+}$. The enzyme activity exhibited for the hydrolysis of both tributyrin and trilinolein. The ester synthesis of unsaturated fatty acids with various alcohols catalyzed by the purified lipase in a nonaqueous medium or microaqueous system was also investigated. The esterification activity of the lipase increased with an increase of the carbon chain length in the alcohol. The synthesis rate of linoleic acid and oleyl alcohol was the highest with an optimal temperature and pH of $40^{\circ}C$ and 8.0, respectively. The water content and agitation also affected the esterification activity of the lipase.