• Environmental Engineering Research
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• 제24권2호
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• pp.324-330
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• 2019

To recycle raw fly ash (RFA), a waste from thermal power plants, it was used to prepare solid catalysts which have many advantages compared with homogenous catalysts. When biodiesel was produced from soybean oil using RFA, only 1.2% of biodiesel conversion was obtained. A metal hydroxide, NaOH, KOH or $Ca(OH)_2$, was mixed with the acid-treated fly ash (ATFA), and the mixture was calcined at $700^{\circ}C$ for 3 h to prepare the solid catalyst. The solid catalyst prepared by mixing ATFA with NaOH, designated as SC-Na, showed a better performance than those prepared by mixing ATFA with KOH or $Ca(OH)_2$, respectively. The optimal mass ratio of ATFA with NaOH was 1:3, at which the proportion of $Na_2O$ increased to 60.2% in SC-Na, and 97.8% of biodiesel conversion was achieved under optimal reaction conditions (2 w% SC-Na relative to oil and 5 mL-methanol/g-oil at $50^{\circ}C$ for 4 h). Finally, a batch operation was repeatedly carried out to test the feasibility of reusing the solid catalyst, and more than 96% biodiesel conversion was stably achieved for the third round of operations. This study shows that RFA was successfully recycled to solid catalysts through a simple preparation method, and the solid catalyst was reused for the production of biodiesel with high conversion.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권2호
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• pp.132-138
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• 2019

In this study, we demonstrate the effects of the acidic properties of montmorillonite (MMT), which is commonly used as a catalyst, on the conversion and selectivity of the dimer acid methyl ester (DAME) synthesis. We synthesize DAME by the dimerization of conjugated linoleic acid methyl ester (CLAME) and oleic acid methyl ester using MMT KSF. Incidentally, trimer acid methyl ester was formed as a by-product during the DAME synthesis. There is a necessity to adequately adjust the strength and quantity of the acid site to control the selectivity of DAME. Therefore, we vary the pH of the MMT acid by using various metal hydroxides. The purpose of this study is to increase the yield of monocyclic dimer acid methyl ester, which is a substance with adequate physical properties for industrial applications (e.g., lubricant and adhesive, etc.), using a heterogeneous catalyst. We report the dimerization of fatty acid methyl ester by using base treated-KSF, and apply it to conjugated soybean oil methyl ester. Then, we transmute the acid site properties of KSF, such as pH of 5 wt.% slurry KSF and various alkali metals (Li, Na, K, Ca). Characterization of base treated-KSF using a pH meter, x-ray diffraction, inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer, Brunauer-Emmett-Teller surface analysis, and temperature-programmed desorption. We conduct an analysis of CLAME and DAME using nuclear magnetic resonance spectroscopy, gas chromatography, and gel permeation chromatography. Through these experiments, we demonstrate the effects of the acidic properties of KSF on the conversion and selectivity of the DAME synthesis, and evaluate its industrial potential by application to waste vegetable oil.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권6호
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• pp.1196-1199
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• 2004

A bacterium, isolated from rabbit's waste and identified as Cellulomonas sp., had cellulase and thermostable $\alpha$-amylase activity when grown on wheat bran. Maximum activity of thermostable $\alpha$-amylase was obtained by adding $3\%$ soluble starch. However, soybean oil (1 ml $1^{-1}$) could increase the production of $\alpha$-amylase and cellulase in 'wheat bran. The $\alpha$-amylase was characterized by making a . demonstration of optimum activity at $90^{\circ}C$ and pH 6- 9, with soluble starch as a substrate. The effect of ions on the activity and the stability of this enzyme were investigated. This strain secreted carboxymethyl cellulase (CMCase), cellobiase ($\beta$­glucosidase), and filter paperase (Fpase) during growth on wheat bran. Carboxymethy1cellulase, cellobiase, and Fpase activities had pH optima of 6, 5.5, and 6, respectively. CMCase and cellobiase activities both had an optimum temperature of $50^{\circ}C$, whereas Fpase had an optimum temperature of $45^{\circ}C$.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권1호
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• pp.103-108
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• 2015

최근 지구 온난화는 세계 경제발전으로 화석연료 사용이 주범으로 인식하고 있다. 이러한 화석연료를 감소하기 위한 연구는 여러 대체에너지 산업으로 발전하고 있으며, 그 중 우리나라에서 생산할 수 있는 연료는 바이오연료이다. 바이오연료는 화석연료에 의해서 발생하는 환경오염 문제를 줄이면서 경제적인 이익을 주는 지속 가능한 연료이다. 그래서 바이오연료를 친환경에너지로 전환시키는 재생에너지 등에 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 실험은 어선에서 사용했던 기관을 다시 리모델링하여 실험장치를 직접 제작 설치하였고, 여러 바이오연료를 사용하여 선박의 경제적이고 친환경적인 운항에 도움을 주고자 연구하였다. 유채유, 대두유, 폐유채유의 배기배출 물특성에 미치는 영향을 종합적으로 분석한 결과는 연료의 물리적, 화학적 성분이 비슷하여 선박용 엔진에 사용이 가능하고, 연료소비율과 NOx는 약간 증가하였으나, 매연은 많이 감소하는 경향이 확인되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권1호
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• pp.84-91
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• 2012

Two staphylococcal lipases were obtained from Staphylococcus epidermidis S2 and Staphylococcus aureus S11 isolated from sebaceous areas on the skin of the human face. The molecular mass of both enzymes was estimated to be 45 kDa by SDS-PAGE. S2 lipase displayed its highest activity in the hydrolysis of olive oil at $32^{\circ}C$ and pH 8, whereas S11 lipase showed optimal activity at $31^{\circ}C$ and pH 8.5. The S2 lipase showed the property of cold-adaptation, with activation energy of 6.52 kcal/mol. In contrast, S11 lipase's activation energy, at 21 kcal/mol, was more characteristic of mesophilic lipases. S2 lipase was stable up to $45^{\circ}C$ and within the pH range from 5 to 9, whereas S11 lipase was stable up to $50^{\circ}C$ and from pH 6 to 10. Both enzymes had high activity against tributyrin, waste soybean oil, and fish oil. Sequence analysis of the S2 lipase gene showed an open reading frame of 2,067 bp encoding a signal peptide (35 aa), a pro-peptide (267 aa), and a mature enzyme (386 aa); the S11 lipase gene, at 2,076 bp, also encoded a signal peptide (37 aa), pro-peptide (255 aa), and mature enzyme (399 aa). The two enzymes maintained amino acid sequence identity of 98-99% with other similar staphylococcal lipases. Their microbial origins and biochemical properties may make these staphylococcal lipases isolated from facial sebaceous skin suitable for use as catalysts in the cosmetic, medicinal, food, or detergent industries.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제4권1호
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• pp.154-161
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• 2015

A novel process has successfully been developed by overcoming major difficulties through the elimination of number of process steps involved in the Classical Transesterification reaction during the preparation of Fatty Acid Methyl/Ethyl Ester (FAME.FAEE) called biodiesel. The Classical process with cost intensive process steps such as the utilization of excess alcohol, needing downstream distillation for the recovery and reutilization of excess alcohol/cosolvent, unrecoverable homogenous catalyst which consumes vast quantity of fresh distilled water during the purification of the product and downstream waste water treatment before its safe disposal to the surface water body. The Novel Process FAME/FAEE is produced from any vegetable oil irrespective of edible or inedible variety using sonication energy. The novelty of the finding is the use of only theoretical quantity of alcohol along with a co-solvent and reduced quantity of homogeneous catalyst. Under this condition neither the homogeneous catalyst goes to the FAME layer nor is the distillation needed. The same ester also has been prepared in high pressure high temperature reactor without using catalyst at sub critical temperature. The quality of prepared biodiesel without involving any purification step meets the ASTM standards. Blended Biodiesel with Common Diesel Fuel (CDF) and FAME is prepared, characterized and used as fuel in the Kirloskar make CI Engines. The evaluation of the engine performance result of pure CDF, B05 biodiesel, B10 biodiesel of all types of biodiesel prepared by using the feedstock of Soybean (Glycine max) and Karanja (Pongamia pinnate) oil along with their mixed oil provides useful information such as brake power, brake thermal efficiency, brake specific fuel consumption, etc, and established it as ideal fuel for unmodified CI engine.

• 공업화학
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• 제18권5호
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• pp.401-406
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• 2007

본 총설에서는 국내 바이오디젤 생산과 소비, 품질기준 및 시장현황 등에 대해 살펴보았다. 국내에서 생산되는 바이오디젤의 원료물질은 대부분 대두유와 폐식용유이고 바이오디젤 생산 업체 중 원료물질 다변화를 위한 시도들이 진행되고 있다. 농림부에서도 바이오디젤 국내 생산을 위해 2007년부터 3년간 바이오디젤용 유채생산 시범사업을 추진하고 있다. 2006년 7월 이래로 산업자원부와 정유사간 자발적 협약에 의해 현재 시중에 유통되고 있는 경유는 BD0.5이며, 2007년과 2008년에 158400 MT이 공급될 것으로 예상된다. 산업자원부에서 바이오디젤 보급 확대를 위해 2012년까지 경유에 혼합되는 바이오디젤을 매년 0.5%씩 확대하여 3%까지 늘리겠다는 계획을 발표하였으며, 앞으로 바이오디젤의 보급이 크게 확대될 것으로 전망된다.

• 한국식품과학회지
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• 제38권4호
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• pp.488-494
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• 2006

두부 순물을 UF막으로 농축시켜 제조한 UF 분리농축분말의 일반성분 및 이들 분말을 식품에 첨가할 경우 반드시 고려해야 할 용해도, 유화력, 거품형성능에 대해 살펴보았다. 그 결과 일반 성분에 있어서, UF 분리농축분말의 수분함량과 탄수화물 함량은 순물과 큰 차이가 없었으며 단백질 함량은 순물분말보다 2배가량 높았으나 회분함량은 2배 낮았다. 유지흡착력을 비교 시 ISP>UF 농축분말>순물 순으로 높게 나타났으며 UF 분리농축 분말의 용해도가 ISP와 순물에 비해 높기 때문에 수분흡착력은 매우 미약하였다 UF 분리농축분말의 단백질의 용해도는 등전점 부근인 pH 4.0에서 가장 낮았으며 산성 또는 알칼리성으로 갈수록 증가하는 전형적인 단백질 용해도 곡선을 나타내었다. 유화력은 ISP와는 달리 pH에 따른 현화를 보이지 않으며 150-200 정도의 EAI 값을 나타내었고, 유화안전성은 pH 6.0 이하의 산성에서 더 높은 값을 나타내며 대체로 75-92%의 높은 유화안정성을 보였다. UF 분리농축분말의 거품형성능은 증류수 처리구간에서 ISP와는 달리 pH 4.0-6.0에서 가장 우수하였으며 NaCl 농도가 높을수록 약간 감소하는 경향을 나타내었고, 거품안정성을 측정한 결과 ISP에 비해 대두 단백질의 등전점인 pH 4.0 부근에서 5-7배 높은 거품안정성을 나타내었으나 pH 4.0을 제외한 모든 pH 구간에서 20분 안에 거품이 소멸되었다 UF 분리농축분말은 isoflavone 등 여러가지 기능적 성분을 함유하는 것으로 알려져 있을 뿐만 아니라 용해도, 유화력, 유화안정성, 거품형성능 등이 ISP보다 우수하여 식품가공에서 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5637-5645
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• 2012

폐기되는 홍어껍질을 기능성 식품원으로 재이용하고자 홍어껍질 물 추출물의 추출특성과 세 종류의 식용유에 대한 산화억제 효과를 측정하였으며, 추출 콜라겐의 겔화를 위한 최적조건 및 겔화제 선정, 겔의 저장성, 강도와 관능평가를 실시하였다. $50^{\circ}C$ 추출물의 방향족화합물 함량과 페놀성 화합물 함량은 $25^{\circ}C$ 추출물에 비하여 각각 49.4%와 32.7% 높았으며, $50^{\circ}C$ 추출물의 환원력은 $25^{\circ}C$ 추출물 보다 52.74% 높았으나 ascorbic acid의 14.9%, BHT의 27.8%였다. 추출물의 전자공여능은 방향족 화합물과 페놀성 화합물의 함량이 높을수록 높게 측정되었다. 식용유에 대한 $50^{\circ}C$ 추출물의 산화억제 효과는 옥수수 배아유, 대두유 및 올리브유 순이었으며, 식용유 종류에 따라 ascorbic acid의 38.27~96.83%, BHT의 49.53~75.31%였다. 홍어껍질 추출물로부터 콜라겐 겔화의 최적 추출조건은 2.5배의 가수비에서 $100^{\circ}C$, 2시간이었으며, 조미하지 않은 경우에 비해 10% 조미한 경우 겔의 강도를 50%이상 저하시킬 수 있었고, 5개항에 걸친 관능평가 결과 상당한 개선을 보여 식품으로서의 제품화가 가능한 것으로 평가되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권4호
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• pp.715-725
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• 2013

바이오디젤은 세계 화석연료의 흐름을 변화시킬 수 있는 환경 친화적 대체물질로 관심의 대상이 되고 있으며 대체연료 외에도 다양한 분야에서 수많은 응용 연구가 진행되고 있다. 최근에는 원유의 정제로부터 얻어진 석유제품을 대체하려는 다양한 움직임이 활발하게 진행되고 있다. 그 중 윤활기유로서의 식물성 오일은 급속도로 발전된 석유산업으로 인해 상용화 되지 못했던 오일로 관심의 대상이 되고 있으며 자연친화적 생분해성과 무독성, 윤활유로서의 낮은 휘발성과 우수한 계면윤활 등 대체 오일로써 충분한 가능성을 지니고 있다. 하지만 우수한 윤활 및 마모성능에도 불구하고 윤활연구에 넓게 활용되지 못했던 이유 중에는 지방산메틸에스테르가 갖는 열악한 산화안정성(oxidation stability) 및 열화안정도(thermal stability) 때문으로 보고되고 있다. 따라서 바이오디젤을 윤활기유 내 일정비율로 혼합하여 윤활성능 및 산화안정성의 변화를 확인하였으며 사구식 내마모 성능시험 후 발생되는 산화 및 열화현상을 알아보았다. 또한 산화에 따른 혼합 오일의 윤활특성 변화를 분석하였으며 이러한 결과를 바탕으로 윤활유 또는 윤활 향상제로서의 가능성을 살펴보았다.