현재 농촌은 고령화, 여성화로 인해 기계화가 요구되지만 잡곡류 수확기계의 기계화율은 약 20% 수준으로 확인되어진다. 소요노동력의 절감과 기계화율 제고를 위해 소규모의 경지 조건에 따라 소형 콤바인의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 메밀과 율무를 대상으로 소형 콤바인의 시작기를 제작하여 메밀과 율무 각각의 포장과 수확 작업 시험을 진행하며 작업속도에 따른 각각의 데이터 분석을 진행하였다. 1 m/s 이상의 작업속도에서 메밀의 포장, 수확 시험 결과 전체 손실 비율은 약 21.8%였다. 이 때 가장 높은 비중을 차지한 것은 탈립손실비율이 약 64.1%였고, 다음으로 배진 손실비율이 약 20.9%로 측정되었다. 데이터 분석 결과 탈립손실비율과 배진손실비율에 대해서는 작업속도에 따라 손실율이 높아지는 상관관계 분석 결과가 도출되었고 수집손실비율과 미예취손실비율에 대해서는 작업속도에 따른 각각의 손실율이 감소하는 상관관계를 나타냈다. 메밀의 수확 곡물의 완전립의 비율은 83.2~96.7%로 측정되었으며 작업속도와 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 율무의 포장, 수확작업 결과 총곡립손실비율은 전체 작업속도에 대해 평균 약 22.8%가 측정되었다. 작업속도와 손실비율간의 상관관계 분석에서 배진 손실비율을 제외한 다른 손실비율은 양의 상관관계를 나타냈다. 율무의 수확 곡물 품질 분석 결과 완전립의 비율은 작업속도 0.24 ~ 1.05 m/s에서 87.1~95.7%로 측정되었으 며, 손상립과 지경부착립의 비율에서만 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 소형 작물을 대상으로한 소형 콤바인 시작기를 제작하였고, 제작된 시작기의 메밀과 율무를 대상으로한 포장, 수확 시험 결과와 이전의 연구들과 비교했을 때 시작기의 성능이 우수한 것을 확인하였 으며 작업속도에 따라 손실에 영향을 끼칠 수 있는 항목을 규명하였다.

한국과 인도네시아를 포함한 대부분의 국가는 온실가스 감축을 위해 바이오디젤 같은 바이오연료 보급에 대한 강력한 정책을 추진하고 있다. 하지만, 바이오디젤 보급 확대를 위해서는 원료 부족 문제를 먼저 해결해야 한다. 본 연구에서는 원료 공급 안정성을 개선하고 바이오디젤 생산 가격을 낮추기 위해 비식용이면서 동시에 단위면적당 생산성이 높은 인도네시아 열대작물(R. Trisperma) 오일의 바이오디젤 생산 가능성을 조사하였다. 수확기간이 다른 두 종류의 오일은 많은 불순물과 높은 유리지방산 함량을 가지고 있어 효율적인 바이오디젤 생산을 위해, 에스테르화 반응과 전이에스테르화 반응을 실시하였다. 오일은 반응을 진행하기 앞서 여과와 수분제거 과정을 통해 반응의 효율을 높이고자 하였다. 에스테르화 반응은 불균질계 산 촉매인 Amberlyst-15를 사용하였으며, 반응 전 오일들의 산가는 각각 41, 17 mg KOH / g 이었으나, 에스테르화 반응 후 3.7, 1.8 mg KOH/g으로 약 90% 이상의 전환율을 보이며 유리지방산 함량 을 2%이하로 감소시켰다. 이후 전이에스테르화 반응은 KOH를 염기 촉매로 사용하여 바이오디젤 합성 실험을 진행하였다. 생성된 바이오디젤은 약 93%의 FAME 함량을 나타냈으며, 총 글리세롤의 함량은 0.43%으로 제품 규격(FAME 96.5%, 총 글리세롤 0.24%)에는 미달되었다. 이는 지방산 조성 분석 결과 일반적으로 관찰되지 않는 특이 지방산인 α-Eleostearic acid가 10.7~33.4% 포함되어 나타나는 특성으로 판단되며, 추가 반응 최적화 및 분리정제 연구 진행으로 연료품질 규격 달성이 필요한 것으로 나타났다. 기존에 활용되지 못하던 비식용 원료로부터 바이오디젤 생산 기술을 확보할 경우 바이오디젤 보급 확대를 위한 안정적 원료 공급에 기여할 것으로 판단된다.

지구 온난화, 석유고갈, 환경오염에 대한 해결 방안으로 수송부분에서 국제적으로 바이오연 료에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그 중 바이오디젤은 석유계 디젤과 비교해 이산화탄소 및 대기오염 물질 배출이 적고 세탄가가 높은 장점을 가지고 있다. 현재 국내 바이오디젤 수요는 지속적으로 증가하고 있으나 원료부족으로 인해 수입의존도가 커지고 있는 상황이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구는 현재 사용되지 않는 음폐유(약 33 % 유리지방 산 함유)를 Amberlyst-15 촉매가 이용한 에스테르화 반응을 통해 바이오디젤 원료로서 활용가능성을 확인 하였다. 다양한 반응 조건의 영향을 조사하기 위한 실험을 수행한 결과 반응온도 383 K에서 97.62 %의 전환 율을 얻었으며, 반응속도는 353 K에서 373 K로 증가 할 때 최대 1.99 배까지 상승하였다. 또한 동역학 적 결과를 이용하여 29.75 kJ/mol의 활성화 에너지를 확인하여 선행연구에서 연구된 타 고체촉매에 비 해 에스테르화반응에 Amberlyst-15 더 적합함을 확인하였다. 그리고 메탄올 몰 비가 증가함에 따라 최 대 91.43 %의 반응 전환율을 확인하였고, 촉매량 영향의 경우 0 wt%에서 20 wt%까지 증가시킨 결과 반응 전환율이 43.78 %에서 94.62 %까지, 초기 반응 속도는 1.1∼1.4 배로 상승하는 것을 확인하였 다. 교반속도의 경우 100∼900 rpm의 조건에 따라 실험을 수행하였으나 반응 전환율에는 큰 영향을 주 지 않음을 확인하였고 반응 시간에 따른 영향의 경우 240 분 까지 산가 감소를 보이다가 300 분이 지 나면서부터 산가가 상승하는 결과를 가져왔다. 그리고 위 실험들을 통해 도출된 최적 조건을 적용하여 음폐유 에스테르화 반응에 적용하였고 그 결과 반응시간 60 분에서 음폐유와 모사 폐유지간의 13 %의 반응 전환율 차이를 보였으나 최종 240 분 반응 전환율은 모사 폐유지 98.12 %, 음폐유는 97.62 %로 거의 유사한 결과를 얻었다.