양송이 수확후 배지로부터 lipase 생산균을 분리하여 16S rDNA 유전자 분석을 통해 동정한 결과, Burkholderia cepacia ATCC와 99.8% 상동성을 나타냈다. 분리균 B. cepacia 배양여액 중에 함유된 효소단백질을 70% 황산암모늄으로 침전시켜 crude lipase를 회수하였다. 고정화 효소를 제조하기 위하여 crude lipase(CL)과 Novozyme lipase(NL)을 cross-linking 법에 의해 Silane화된 Silicagel에 고정화 시킨 결과, immobilized CL(ICL)은 61%, immobilized NL(INL)은 72%의 잔존활성을 유지하였다. 중성지방 Canola oil을 알칼리(NaOH) 촉매와 효소(CL 및 ICL) 촉매를 이용하여 지방산(fatty acid)으로 분해한 후, methanolysis에 의한 에스터전이반응(trans-esterification)을 통해 지방산으로부터 전환된 바이오디젤(fatty acid methyl ester, FAME)의 종류와 수율을 비교 하였다. 생성된 총 FAME 함량은 NaOH 781mg L-1, free lipase 681mg L-1, 고정화 lipase 598mg L-1순으로 높았으며, 지방산 조성별 FAME 함량은 linoleic acid(C18:1)가 약 50%로 가장 높았으며, stearic acid(C18:0)가 22%정도의 높은 수준이었다. 또한 반응시간이 증가함에 따라 CL과 ICL 모두 불포화지방산 FAME의 조성비는 감소하고, 상대적으로 포화지방산 FAME의 조성비는 증가하는 경향을 보여 lipase 효소가 transesterification 활성과 interesterification 활성을 동시에 가지는 것으로 여겨진다. 고정화효소의 잔여활성은 반복회수가 증가함에 따라 서서히 감소하여 4회 반복 후, 초기 활성도에 비해 ICL은 34% 와 INL은 21%까지 감소하였다.

Biodiesel fuel as an alternative fuel for diesel engine has a great possibility to solve the problem such as air pollution caused by exhaust gas emission of the automobile. In this study, the usability of non-esterfied biodiesel fuel as alternative fuel is investigated in an indirect injection diesel engine. New concept biodiesel fuel has no glycerin generated by esterfication process and reduces the 20% of cost because of no use of methanol in the production process. Experiments were conducted by using the four blends with different volumetric percentage of biodiesel (0, 20, 50 and 100) in baseline diesel fuel. The smoke emission of biodiesel fuel was reduced in comparison with diesel fuel, but power and brake specific energy consumption was similar to diesel fuel

국내 자동차용 경유에 혼합하여 유통 중인 바이오디젤은 물리적인 관점에서 기존 석유계 경유와 동점도, 밀도 등의 물성값이 유사하고 세탄가가 높은 장점이 있다. 또한 환경적인 측면에서는 기존의 석유유통 인프라 개조 및 변경없이 사용가능하다는 점과 함산소 연료로서 디젤기관에서의 연소성이 좋고 유해 배출가스 저감효과가 있으며 생분해성도 높아 환경오염이 적어 자동차용 경유 대체연료로 각광받고 있다. 그러나, 기존 식용계 작물을 원료로 하고 있다는 점에서 단점으로 지적되는 바이오디젤 대신 단위면적당 CO2 흡수율이 높고 빠른 성장 속도가 장점으로 거론되는 미세조류의 활용에 대한 연구가 대두되고 있다. 본 연구에서는 미세조류 중 Dunaliella tertiolecta 종을 이용하여 생산한 바이오디젤의 전환율을 연구하기위해 기존에 사용되고 있는 GC-FID분석방법의 문제점에 대해 조사하고 TOF-MS 장비를 통한 개별 지방산 메틸에스테르의 성분을 검토하였다.

에너지 소비의 증가와 화석 연료의 감소로 인해 바이오디젤과 같은 재생 가능한 대체 에너지 자원이 관심을 받고 있다. 미세조류를 이용한 바이오디젤은 기존의 농작물과 경쟁하지 않는 것과 더불어 많은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 미세조류 배양의 생산 비용 절감과 축산 폐수 처리라는 두 가지 목표를 충족시키지 위해 돈분 액체 비료를 사용하였다. 옥외 배양 시스템(Small Scale Raceway Pond; SSRP)과 희석된 돈분 액체 비료를 이용하여 단일 미세조류 Chlorella sp. JK2, Scenedesmus sp. JK10 과 혼합 토착 미세조류 CSS를 20일 동안 각각 배양하였다. 미세조류 혼합균주인 CSS의 바이오매스 생산과 지질 생산성은 각각 1.19±0.09 g L-1, 12.44±0.38mg L-1 day-1로 단일 종에 비해 2배 이상 높았다. 돈분 액체 비료의 TN, TP의 제거율 역시 혼합 토착 미세조류 CSS에서 93.6%, 98.5%로 단일 종의 이용에 비해 30% 이상 높은 제거 효율을 보여주었다. 이를 통해 돈분 액체 비료는 미세조류 배양에 필요한 N과 P를 제공하며, 미세조류를 이용한 SSRP를 통하여 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 미세조류 배양을 위한 생산 비용의 감소로 경제성 있는 바이오디젤의 생산 가능성을 확인하였다.

바이오디젤의 저온유동성과 산화안정성은 주로 녹는점이 높은 포화 및 불포화 지방산 메틸에스테르의 함량에 의해 좌우된다. 본 연구는 동물성 유지인 우지 유래 바이오디젤에 요소를 첨가하여 포화지방산 메틸에스테르 함량을 저감시켜 동물성 바이오디젤의 저온유동성 개선과 포화지방산 메틸에스테르 함량이 저감된 동물성 바이오디젤을 식물성 바이오디젤에 혼합함으로써 식물성 바이오디젤(유채유, 폐식용유, 대두유 및 동백유)의 저온유동성을 개선하기 위해 수행 되었다. 연구결과, 동물성 바이오디젤의 포화도 저감을 통해 저온필터막힘점을 최대 –15℃까지 낮추었고, 포화도가 저감된 동물성 바이오디젤을 식물성 바이오디젤과 혼합함으로서 식물성 바이오디젤의 저온필터막힘점을 -10 ~ -18℃까지 낮출 수 있었다. 본 연구를 통해 동·식물성 유지 유래 바이오디젤의 저온특성을 개선함으로써 국내 겨울철 환경조건에서 연료유로 적용 가능성을 증대할 것으로 기대한다.

Injection rate characteristics of biodesel fuels according to the blending ratio was described in this work. The injection rate measuring system based on the Bosch's method was utilized to measure and compare the fuel injection rate characteristics. Three different types of biodiesel which were derived from seed, unpolished-rice, and soybean were blended with the diesel fuel in 20% and 40% of volumetric ratio. The fuel properties, injection mass, and injection rate characteristics were obtained and compared in various injection conditions. It is expected that this observations provide important insights into the effect of fuel properties on the biodiesel fuel injection rate performance in a CI engine

최근 바이오디젤의 보급 활성화에 정책에 따라 석유제품에 바이오디젤 혼합량이 증가되고 있으며, 이러한 혼합량 증가에 따른 겨울철 저온특성과 산화안정성에 대한 문제가 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 바이오디젤 혼합연료에 대하여 실제 저장환경을 모사하고, 저장 중 품질변화를 평가하여 저장환경별 산화 경향과 품질에 미치는 영향 등의 규명을 통해 산화 제품의 품질관리 방안을 제시하였다. 바이오디젤 혼합연료의 산화열화 평가 결과, 직접적인 햇빛 노출 및 대기노출이 없는 저장용기에서는 여름철 약 18주간은 산화에 의한 특별한 품질저하는 없었지만, PE 재질 플라스틱 용기의 경우 약 2주간의 햇빛노출에 급격한 산화가 일어나 품질저하를 초래하였다. 이러한 현상을 일부 품질변화뿐만 아니라 FT-IR 스펙트럼 변화로도 확인 할수 있었다. 하지만 산화가 상당히 진행된 연료라도 품질기준을 모두 만족하여 품질검사 항목만으로는 특별한 현상을 발견할 수 없었다. 즉, 품질기준을 만족하더라도 산화로 인한 산화 생성물(고분자물질, 유기산 등)에 의해 차량 문제를 유발할 수 있는 충분한 여지가 있었다.

하수 슬러지로부터 추출된 유지를 이용하여 바이오디젤 생산에 대해 고찰하였다. 바이오디젤 생산의 밝은 전망에도 불구하고, 이를 상용화하기 위한 노력은 매우 제한되어 있다. 주요 장애물 중 하나는 전체 생산비용의 약 70~75%를 구성하는 정제 유지의 공급 원료와 연관된 높은 가격이다. 따라서 이를 극복하기 위하여 폐유나 낮은 품질 유지 등의 저가 원료를 사용하여 바이오디젤의 생산 비용을 낮추는 기술이 제안되어 왔다. 이런 측면에서 하수 슬러지로부터 추출된 유지는 비교적 저렴하여 유망한 원료로 평가받고 있다. 본 연구에서는 하수 슬러지로부터 추출된 유지를 이용한 바이오디젤의 생산기술을 검토하였다. 하수 슬러지로부터 유지 추출공정 및 에스테르화 전환공정 및 무촉매 열화학 전환공정을 살펴보았다.

Biodiesel is one of the most important renewable energy, since it is one of the most important alternative and eco-friendly energy source compared to fossil energy, especially for diesel engineequipped vehicles. It is now coming up for preparation of biodiesel as the alternative that applies the hetrogeneous catalyst, super critical state and various methods used in order to reduce the stages of the processes be converted and separation stages started from oil and fat which are originated from animals and wastes, and those new methods bring eco-friendly as well, though some of those are stand on research step so far. It is necessary that nation provides the tax exemption program for the supplier and strengthen the research system for the farming crops relate to fat and oil. It can improve the development of biodiesel which sustains stability against oxidation and keeps good mobility over the low temperatures in the winter season by new additives and develops new processes to show good harmony with diesel engine.

Biodiesel is an alternative fuel of petroleum and has an effect on reducing smoke because that contains oxygen itself. This study shows the results on the durability of diesel engine with 4% biodiesel and WDP 1% as an alternative fuel during 110 hours. Engine dynamometer testing was complete at regularly scheduled intervals to monitor the engine performance an exhaust emissions. Through this experimental result, there was no clogging of the nozzle tip, and there was not carbon deposit on the injector tip. And, there was no unusual deterioration of the engine, or any unusual change in exhaust emission from using the blending fuel.

Biodiesel is an alternative fuel of petroleum and has an effect on reducing smoke because that contains oxygen itself. This study shows the results on the durability of diesel engine with 4% biodiesel and WDP 1% as an alternative fuel during 110 hours. Engine dynamometer testing was complete at regularly scheduled intervals to monitor the engine performance an exhaust emissions. Through this experimental result, there was no clogging of the nozzle tip, and there was not carbon deposit on the injector tip. And, there was no unusual deterioration of the engine, or any unusual change in exhaust emission from using the blending fuel.

The demand of energy is increasing around the world due to the high dependency of our society on energy. So the worldwide recognition of the limited supply of fuels has led to a large scale effort in search of alternative energy sources. Biodiesel has been considered as an alternative fuel to the petroleum diesel in compression ignition engines and is receiving more and more attention. Biodiesel can be obtained by the transesterification of methanol with triglycerides, with glycerin as by- product. This paper introduces the transesterification reaction of lard oil with methanol in the presence of hexane as solvent and potassium hydroxides as catalyst. Different from other researches, a new method to analyze the reaction process in this research was developed by starting with the by-product, crude glycerin. This new method was verified and the effects of various parameters such as solvent, molar ratio of methanol to oil (3:1-12:1), catalyst concentration (0.5-4 wt%) on the traneseterification process were investigated. Molar ratio of methanol to oil was optimized and identified to be 8:1, catalyst concentration of 2 wt% with hexane as solvent and at a temperature of 57℃ were found to be optimum for the reactions. Under this condition for 4 hours, the production yield can be 96.95%.

Hydrotreated biodiesel(HBD) is paraffinic bio-based liquid, with the chemical structure CnH2n+2, originating from vegetable oil(the process can also be applied to animal fat). The oil or fat is treated in a number of process, the most important being hydrogenation, in order to create a bio-based liquid diesel fuel. During the hydrogenation, oxygen is removed from the triglyceride and converted into water. Propane is formed as a by product and can be combusted and used for energy production. HBD can be used in conventional diesel engines, pure or blended with conventional diesel, due to its similar physical properties to diesel. This study reports the quality characteristics with chemical and physical properties as an alternative diesel fuel. Especially, HBD showed higher cetane value and number than FAME, and it is consisted of C15 - C18 n-paraffinic compounds. We also describes quality characteristics of HBD blends(2, 5, 10, 20, 30, 40, 50 vol%) in automotive diesel. HBD blends(max. 20 vol%) were the limit by the Korean specification due to poor low temperature characteristics.

It is known that the content of saturated fatty acids methyl ester (SFAME) affect the pour point of biodiesel at low temperature. In this study, biodiesel (BD) was produced from beef tallow (TAL) by alkali catalyst. To reduce the saturation in BD, acetone fractionation was applied. Besides, TAL was also solvent-fractionated to reduce the saturated fatty acid (SFA) content for further producing BD. With acetone, TAL or TAL methyl ester (5:1 v/w) were fractionated at 10, 0, -10, and -15℃, respectively. At -10℃, 17.35% of SFA was observed in fractionated TAL (liquid part, -10TAL) when 5:1 solvent ratio was used for 24 hr. Under the same condition, fractionated BD (liquid part, -10BD) showed SFA (33.14%) with 78wt % yield. Also, fractionation of BD with different concentration of crystallizer 209 (0.1, 0.5, and 1%) along with different time (2, 6, 12, and 24 hr.) was observed. The best condition for reducing the SFA was 0.5% of crystallizer 209 addition for 12 hr of fractionation time at -10℃, in which 30.14% of SFA content was observed in BD (liquid part). Among different crystallizer, ps 66 showed the least content of SFA content (23.28%) in BD after fractionation (-10℃ and 24 hr) with 0.5wt% addition.

The transesterification of rapeseed oil, soybean oil, and mixed fat were conducted at 65℃ with Al2O3-supported CaO, 0.8 wt% KOH, 1 wt% NaOH and mixed catalyst. The overall conversion(%) of rapeseed oil indicated to be 96% at the 12:1 molar ratio of methanol to oil, 8 wt% CaO and 2 wt% water. The pH ranges of biodiesel for mixed fat using four catalysts and for three fats using 8wt% CaO were 7.3-9.1, 7.3-7.5, respectively. The volumes of water needed to wash biodiesel from rapeseed oil using 0.8 wt% KOH and 8 wt% CaO were 15 mL and 3 mL.

The continuous transesterification of mixed fat was done on the plug flow reactor packed with the static mixers. The transesterification using 0.5 wt% KOH, 0.8 wt% TMAH and mixed catalyst[40 v/v% KOH(0.5 wt%)+60 v/v% TMAH(0.8 wt%)] was conducted with the changes of molar ratios, weight percentage of beef, flow rates and number of static mixer's elements at 65℃. The overall conversion of mixed fat at 1:8 molar ratio, 50 wt% of beef and 24 of static mixer's elements increased until 0.7mL/min of flow rate. The overall conversion of mixed fat showed 96% at those conditions. So, the optimum operating conditions on tublar reactor were 1:8 molar ratio, 50 wt% of beef, 0.7 mL/min of flow rate and 24 of static mixer' s elements.

카놀라유, 대두유, 자트로파유와 메탄올을 연속적으로 분리막 반응기에 순환시켜 바이오디젤을 제조하였다. 분리막은 반응기 역할과 반응 생성물로부터 미반응된 유지를 분리하여 고순도의 fatty acid methyl ester (FAME)를 생산하는 역할을 한다. 공칭 세공크기 0.2, 0.5 μm인 정밀여과형 세라믹 관형 분리막을 사용하였다. 운전압력 0.5 bar에서 0.2 μm 정밀여과막에 대한 투과유속은 공급유량 400 mL/min일 경우 15 L/m2·hr이었다. 또한 투과액중 FAME 함량은 0.5 bar에서 가장 높았으며 운전압력이 증가할수록 감소하였다.

The esterification of palmitic acid in Jatropha Oil using 8wt% p-TSA catalyst was done at the 1:8 molar ratio of oil to methanol and 65℃. The conversion of palmitic acid appeared to be 95.3% in 60min. After that, the continuous transesterification of the oil using 0.5wt% KOH, 0.8wt% TMAH mixed catalyst[40vol% KOH(0.5wt%) + 60vol% TMAH(0.8wt%)] and 1.1wt% TMAH was conducted with the flow rates and the molar ratios at 65℃. The overall conversion of Jatropha Oil increased with the decrease of flow rate and showed 95.6% with 9ml/min of flow rate at the 1:8 molar ratio of oil to methanol and 65℃. But it showed 87% with 15ml/min of flow rate at the same conditions. The recovery of methanol(%) appeared to be 86% at the 1:8 molar ratio of oil to methanol, mixed catalyst and 65℃.