본 연구의 목적은 달걀의 섭취가 랫드의 간에서 합성, 분비되는 간 지방산의 산화, 에스터화 사이의 대사적 분할 메커니즘을 구명하는 것이었다. 동물은 4개의 그룹으로 나누어 30일 동안 난황을 경구투여 하였다: 대조군 (CON, control, 생리식염수 1.0 g), T1 (삼겹살 기름 1.0 g), T2 (난황 1.0 g), T3 (삼겹살 기름 1.0 g, 난황 1.0 g을 각각 1주일씩 교체 투여군). 간에서 [14C]-labelled lipid의 축적율은 모든 처리구 가운데 T2가 유의하게 낮았다 (P<0.05). 인지질 분비량은 T2가 기타 처리구에 비해서 유의하게 높았다 (P<0.05). 중성지방 분비량은 T1이 가장 높았으며 CON, T3, T2 순서로 유의하게 높았다 (P<0.05). 총 glycerolipid로부터 인지질의 대사적 분할율은 T2가 가장 높았고 T3, CON, T1 순서로 높았다 (P<0.05). 총 glycerolipid로부터 14CO2 방출은 T2에서 가장 높았으며 CON, T1, T3과 비교할 때 높은 산화율을 보여 주었다 (P<0.05). 간으로부터 glycerolipid의 대사적 분할은 중성지방의 경우 T2가 CON, T1, T3와 비교할 때 감소하였으나 인지질은 T2에서 증가했다 (P<0.05).

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.

Empty fruit bunch (EFB) char was used to remove NOx and odorous substances. The physicochemical properties of the EFB chars were altered by steam or KOH treatments. The Brunauer-Emmett-Teller surface area and porosity were measured to determine the properties of the modified EFB chars. The deNOx and adsorption test for hydrogen sulphide and acetaldehyde were performed to determine the feasibility of the modified EFB chars. The KOH-treated EFB (KEFB) char revealed higher deNOx efficiency than with commercial activated carbon. The Cu-impregnated EFB char also had high deNOx efficiency at temperatures higher than 150°C. The KEFB char showed the highest hydrogen sulphide and acetaldehyde adsorption ability, followed by the steam-treated EFB char and untreated EFB char. Moreover, the product prepared by sulfonation of EFB char showed excellent performance for esterification of palm fatty acid distillate for biodiesel production.

급속열분해 바이오오일은 사용 용도를 제한하는 바람직하지 않은 많은 특성을 가지고 있다. 낮은 산도, 불안정성, 수분과 산소 함량, 부식성 증가, 저장동안에 중합 및 낮은 발열량이 적용을 제한하는 주요 특징이다. 에스터 반응을 이용한 공비 수분 제거는 이 모든 특성을 개선할수 있다. 본 연구에서는 바이오오일의 특성 변화를 알아보기 위하여 0.3～1.4 mm 크기의 신갈나무 시료 500 g을 550℃에서 2초 동안 급속열분해하여 바이오오일을 제조하였다. 제조된 바이오오일을 감압(100 hPa) 조건에서 30 min 동안 비휘발성 알콜인 n-butanol 처리하였다. 제조 오일의 수분, 점도, 고위발열량, 산도, FT-IR 및 GC/MS을 분석하였다. 수분은 91.4 % 감소(from 31.5 % to below 2.7 %), 점도는 65.8 % 감소 (from 36.5 to 12.5 cP), 발열량은 96.8 % 증가(from 3,918 to 7,712 kcal/kg), 산도는 1.3 증가했다 (from 2.7 to 4.0). FT-IR 및 GC/MS 분석결과 불안정한 산성물질, 알데히드, 케톤 및 저급 알콜이 안정된 목표 물질로 변환한 것으로 나타났다. 특히 실험 수행 과정에서 급속열분해 바이오오일의 수분 함량이 상당히 감소했다. 이렇게 개선된 품질 개선된 급속열분해 바이오오일은 표준보일러와 열병합발전소 (CHP)의 연료로 이용이 가능하다.

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.

Esterification reaction between succinic acid[SA] and 1,4-butanediol [BD] was kinetically investigated in the presence of organometallic catalysts (ESCAT-100Ag18, MBTO) at 150~180℃. The reaction followed from the measurement of the quantity of water which was distilled from the reaction vessel. The esterification reaction was carried out under the first order kinetics with respect to the concentration of reactants and catalyst, respectively. The overall reaction order was 2nd. From the examination of relationship between apparent reaction rate constants and reciprocal absolute temperature, the activation energy has been calculated as 146.70 kJ/mol(ESCAT-100Ag18) and 87.57 kJ/mol(MBTO), respectively.

Esterification reaction between succinic acid and 1,4-butanediol was kinetically investigated in the presence of nontoxic organometallic compound catalyst(ESCAT-100E) at 150-190℃. The reaction rates measured by the amount of distilled water from the reaction vessel. The Esterification reaction was carried out under the first order conditions respect to the concentration of reactants, respectively. The overall reaction order was 2nd. The linear relationship was shown between apparent reaction rate constant and reciprocal absolute temperature. By the Arrhenius plot the activation energy have been calculated as 376.13 kJ/mol under nontoxic organometallic compound catalyst and also apparent reaction rate constant, k' was found to obey first kinetics with respect to the concentration of catalyst.

Cellulose triacetate (CTA) was prepared from cotton linter and pulps which contain various contents of α-cellulose. CTA which contains 2.8 of degree of substitution (DS) and 222 of degree of polymerization (DP) was obtained from V-81 pulp under the heterogeneous system. The DS was measured by the titration method, and the DP was obtained by measurement of viscosity. FT-IR spectometer (FT-IR 6300, JASCO) was used to analyze the chemical structure of raw materials and cellulose triacetate, and X-ray diffractometer (X-pert MPD PW3040, Philips) was used to confirm the crystal structure and to calculate the relative crystallinity index (RCI). As α-cellulose content in pulp increased, the acetylation yield increased. Besides with a kind of pulp, it contains insoluble residue which was mainly formed due to the formation of glucomannan triacetate and xylan diacetate during the esterification.

Esterification reaction between succinic acid[SA] and 1,4-butanediol [BD was kinetically investigated in the presence of organic metal catalysts (alkyl-silver oxide(ASO),CAT 100E) at 150~190℃. The reaction rates measured by the amount of distilled water from the reaction vessel. The esterification reaction was carried out under the first order kinetics with respect to the concentration of reactants and catalyst, respectively. The overall reaction order was 2nd. From the examination of relationship between apparent reaction rate constants and reciprocal absolute temperature, the activation energy has been calculate as 146.70 kJ/mol with ASO catalyst and 43.04 kJ/mol with CAT 100E catalyst.

Esterification reaction between succinic acid and 1,4-butanediol was kinetically investigated in the presence of monobutyl tinoxide catalysts at 150~190℃. The reaction rates measured by the amount of distilled water from the reaction vessel. The esterification reaction was carried out under the first order conditions with respect to the concentration of reactants, respectively. The overall reaction order was 2nd. The linear relationship was shown between apparent reaction rate constant and reciprocal absolute temperature. By the Arrhenius plot the activation energy have been calculated as 87.567 kJ/mol under monobutyl tinoxide catalyst and also apparent reaction rate constant, k' was found to obey first kinetics with respect to the concentration of catalyst.

The esterification of the reactants of Jatropha oil and methanol added by propyleneglycol was done using p-TSA catalyst. And then the emulsification of triglyceride and methanol was conduced by 1.0vol% GMS. The emulsified reactants were transesterified at 65℃ using TMAH and mixed catalyst (50wt%-TMAH+50wt%-NaOH) respectively. The esterification conversion at the 1:8 molar ratio of free fatty acid to methanol using 8.0wt% p-TSA was 94.7% within 80min. The overall conversion at the 1:8 molar ratio of mixed fat(50wt% Beef Tallow) to methanol and 65℃ using mixed catalyst was 95.4% The cloud point of Biodiesel decreased with the addition of petroleum diesel.

The esterification of free fatty acid in Jatropha oil added by propylene glycol using p-TSA catalyst was done, and then the transesterification of Jatropha oil added by 1.0vol% GMS as an emulsifier using TMAH, and mixed catalyst(60wt%-TMAH+ 40wt%-KOH) respectively was followed at 60℃. The esterification conversion at the 1:8 molar ratio of free fatty acid to methanol using 8.0wt% p-TSA was 94.7% within 60min. The overall conversion at the 1:8 molar ratio of Jatropha oil to methanol and 60℃ using mixed catalyst was 95.4%. The kinematic viscosity of Biodiesel using TMAH and mixed catalyst in 24h met the ASTM D-6751 above 30℃, and showed a little more than its criterion.

본 연구에서는 불과 함께 에스테르화 반응물 및 생성물 일부가 친수성 막을 투과하는 비완전 분리를 고려한 투과증발-촉진 에스테르화 반응모델을 확립하였으며, 이 모사모델에 막 분리 효율 및 물 제거능력을 설명하는 항들을 포함시킴으로써 막 투과분리가 에스테르화 반응에 어떻게 영향을 끼치는가를 공정모사를 통해서 체계적으로 살펴보았다. 모사결과 막을 통한 비완전 분리 즉, 분리막을 통한 반응물의 투과는 역반응을 유발시켜 전체 반응을 지연시키며 그 결과 반응 전 환율은 투과증발 공정을 사용하지 않은 반응보다는 높으나 물에 대한 완전한 투과선택도를 갖는 투과증발 공정을 사용하는 반응시스템보다는 낮음을 알 수가 있었다. 반응 시스템 내에서 장착된 막을 통한 투과로 인한 반응부피의 변화가 반응 속도에 끼치는 영향을 살펴보았는데 반응 초기에는 반응물 농축효과가 지배적이어서 반응을 촉진시키며, 반응이 진행되어 생성물이 형성됨에 따라 생성물 농축효과가 점점 중요해지고 이 효과가 반응의 속도를 감소시킴을 알 수가 있었다. 에스테르화 반응공정 중에 투과증발공정을 적용하는 시점에 따라 반응속도, 반응 전화율이 달라짐을 공정모사를 통해 관찰하였다. 반응 모델 식으로부터 분리막의 성능과 반응 인자들 간의 상관관계는 확립하고 이 상관관계를 주어진 막 분리능력 하에서 반응 인자 조건 설정, 혹은 주어진 반응조건 하에서 막 분리능력을 설계하는 도구로 사용할 수 있다.

The esterification of palmitic acid in rapeseed oil and methanol emulsified by propylene glycol with PTSA(p-toluene sulfonic acid) was followed by the transesterification of rapeseed oil into biodiesel with 1(w/v)% GMS(glycerol monostearate) as an emulsifier using TMAH(tetramethyl ammonium hydroxide) catalysts at 60℃. The former reaction was optimized at the 1:20 of molar ratio of oil to methanol and 5wt% PTSA, and the latter was optimized at the 1:8 of molar ratio of oil to methanol and 0.8wt% TMAH. The overall conversion into biodiesel was 98% after 60min of reaction time at the 1:8 of molar ratio, 0.8wt% TMAH and 60℃. TMAH was a good catalyst to control the viscosity of biodiesel mixture.

본 연구는 산저항성을 가진 새로운 폴리비닐알콜계 투과증발막을 이용한 불화에탄올(TFEA)과 메타크릴산(MA)의 에스테르화 반응에 관한 연구이다. TFEA와 MA의 에스테르화 에스텔화반응에 사용된 폴리비닐알콜계 막은 PVA와 EGDE의 열 가교반응을 통하여 제조되었다. 에스텔화 반응의 반응조건 - 반응온도, 산 촉매의 양, 초기 몰비(불화에탄올/메탄크릴산)- 등을 달리하여 에스텔화 반응에 미치는 영향을 조사하였다. 실험 결과, TFEMA 전환율은 반응온도 촉매의 양, 초기몰비가 증가함에 따라 향상되었다. TFEMA 전환율이 90% 이상을 위한 경제적인 반응조건은 90℃ 수식 이미지의 반응온도, 2.5 wt%의 촉매 양, 그리고 1.7의 초기 반응 몰비였다.

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·C of reaction temperature under two-steps addition of methanol with 2×2:1 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.

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.

The Synthesis of azobenzene containing long chain fatty acid and poly vinyl alcohol by esterification reaction(Cn-Azo-PVA) was optimized, starting from P-(P'-hydroxy phenyl azo)-benzoic acid and the product of reaction containing azobenzene chromophores was investigated by ultraviolet spectrophotometery in toluene solvent at room temperature. In addition, UV absorption spectra of Langmmuir Blodggett (LB) film deposited on quartz plate have been measured and the structure of these compounds were ascertained by means of Ultraviolet and FT-IR. Recrystallization of reaction product in the solvent results the experimental yield obtained about 22.27% P-(P'-octadecyloxy phenyl azo)-benzoic acid-poly vinyl alcohol. Long chain azobenzene derivative-poly vinyl alcohols are induced phtoisomerization by u, v, and visible light irradiation. The LB film of azobenzene containing long chain fatty acids(C18-Azo-PVA) are possible of being applied to functional molecular devices such as photomemory and light switching.