• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.14 no.1
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• pp.83-87
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• 2008

We have a lot of interest in alternative fuels to provide energy independence from oil producing country and to reduce exhaust emissions for air pollution prevention. Biodiesel, which can be generated from natural renewable sources such as new or used vegetable oils or animal fats, may be used as fuel without change of engine structure in diesel engine of compression ignition engine. In this paper, the test results on specific fuel consumption and exhaust emissions of neat diesel oil and biodiesel blends(10 vol.% biodiesel and 20 vol.% biodiesel) were presented using four stroke, direct injection diesel engine. Especially this biodisel was produced from rape oil at our laboratory by ourselves. This study showed that specific fuel consumption and NOx emission were slightly increased, on the other hand CO emission and Soot were tolerably decreased more in the case of biodiesel blends than neat diesel oil.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.60-60
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• 2017

화석연료의 고갈과 환경오염이 문제시 되면서 친환경 에너지개발에 대한 연구가 진행되고 있다. 그중 바이오디젤은 동,식물성유지 및 폐식용유를 이용하여 생산이 가능할뿐더러 농용엔진에 특별한 개조 없이 사용가능하다. 또한 바이오디젤 자체에 산소를 함유하고 있어 이산화탄소 저감에 효율적이다. 바이오 디젤에 관한 많은 연구가 수행되었으며, 기존의 연구는 단일유지의 폐식용유를 사용하여 바이오디젤을 생산하는 연구가 진행되었다. 하지만 가정에서 배출되는 식물성 폐식용유의 경우 여러 가지가 혼합되어 배출되고 있어, 혼합폐식용유지의 바이오디젤 특성평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 폐식물성유지(폐대두유, 폐카놀라유, 폐해바라기유)를 중량비(1:4, 1:1.5 1:0.66, 1:0.25)로 혼합하여 바이오디젤을 생산하고, 생산한 바이오디젤을 농용기관에 이용하여 농용기관의 출력특성 및 배기배출물특성 평가를 실시하였다. 실험에 사용된 농용기관은 배기량이 673cc인 직접분사식 디젤기관(ND10DE, Daedong, Korea)이며, 엔진성능평가를 위해 토크는 토크센서(YDL-704s, Setech, Korea)를 사용하였다. 배기배출물 평가는 배기가스분석기(HG-550, Airlex, Germany)를 이용하여 이산화탄소, 질소산화물을의 배출량을 측정하였다. 폐식용유를 이용하여 생산한 바이오디젤과 경유의 기관성능을 비교한 결과 토크와 축출력의 경우 BD의 혼합량이 증가할수록 줄어들었다. 토크는 혼합된 유지에 따라 상용운전범위인 1500rpm~2400rpm에서 평균 대두와 카놀라유를 혼합하여 생산한 BD10은 7.2%, BD20은 12.1% 감소하였고, 대두와 해바라기유를 혼합하여 생산한 BD10은 11.3% BD20은 16.3% 감소하였다. 또한 해바라기와 카놀라유를 혼합하여 생산한 BD10은 8.3%, BD20은 14.6% 감소하였다. 이는 BD의 발열량이 경유에 비해 낮아 토크가 감소한 것으로 판단된다. 또한 배기배출물 평가의 경우 질소산화물은 BD의 함랑이 증가함에 따라 경유에 비해 배출량이 증가하는 경향을 보였고, 이산화탄소는 저감되는 것으로 나타났다. 이는 바이오디젤이 함산소연료이므로, 연료내의 산소로 인해 완전연소를 촉진시켜 이산화탄소를 저감시키고 질소산화물은 증가된 것으로 판단된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.1
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• pp.72-76
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• 2011

In this study, we investigated the characteristics of biodiesel using the waste coffee oil which was extracted by waste coffee grounds. We tried to deduce the optimum conditions by defining the operating variables, such as mole ratio between methanol and coffee oil (6~18) and the reaction temperature ($45{\sim}60^{\circ}C$) in the biodiesel production processes. The performance was evaluated in terms of yields, contents of fatty acid methyl ester (FAME), viscosities, and heating values. The optimum reaction temperature was $55^{\circ}C$. Also, the best biodiesel was produced at the mole ratio between methanol and coffee oil of 12. The highest heating value of the produced biodiesel made from coffee oil was 39.0~39.4 MJ/kg, which satisfies the general standard for the biodiesel energy density, 39.3~39.8 MJ/kg.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.1
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• pp.53-58
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• 2013

In order to judge that non-esterified soybean oil could be used on diesel engine with electronic control of fuel injection system, The test of combustion performance using only gas oil, gas oil blended with esterified bio-diesel oil 5% and non-esterified soybean oil 5% were carried out. It is noticed that most performances of gas oil blended with esterified bio-diesel oil 5% and non-esterified 5% have similar characteristics but non-esterified bio-diesel oil 5% emitted smaller NOx, resulting from fuel NO.

• Journal of Power System Engineering
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• v.13 no.6
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• pp.29-34
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• 2009

Recently, we have a lot interest in a sudden rise of oil prices and a change weather for the earth warmming, so, development of new alternative fuels need in order to spare fossil fuel and reduce exhaust emissions for air pollution prevention. Biodiesel, which can be generated from natural renewable sources such as new or used vegetable oils or animal fats, may be used as fuel in diesel engine of compression ignition engine. In this paper, the combustion characteristics between neat diesel oil and biodiesel blends(10 vol.% biodiesel and 20 vol.% biodiesel) were tested using four stroke, direct injection diesel engine, especially this biodiesel was produced from soybean oil at our laboratory. This analysis showed that cylinder pressures, the rate of pressure rises and the rate of heat releases were decreased as the blending ratios of biodiesel to diesel oil increased because of lower heating value of biodiesel in spite of increased oxygen content in biodiesel.

• KSBB Journal
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• v.20 no.2 s.91
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• pp.84-87
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• 2005

Toxicity test for biodiesel (BD), biodiesel-derived neopentyl polyol ester (NPE) lubricant oil base, lubricant oil for diesel engine oil (LODE) and petroleum diesel (PD) was carried out using earthworm, Eisenia fefida. According to the method by OECD 207, the $LC_{50}$ values of BD and NPE were estimated as 2,450 and 1,528 mg/kg, respectively, which indicate that these compounds are classified as slightly toxic compounds. The $LC_{50}$ values of LODE and PD were estimated as 500 and 603mg/kg, respectively, showing that theses compounds are evaluated as moderately toxic compounds.

• KSBB Journal
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• v.20 no.1 s.90
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• pp.55-59
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• 2005

Toxicity test for biodiesel (BD), biodiesel-derived neopentyl polyol ester (NPE) lubricant oil base, lubricant oil for diesel engine (LODE) and petroleum diesel (PD) was carried out using microalgae, Chlorella vulgaris. According to the method of OECD 201, the $EC_{50}$ values of BD and NPE were estimated as 84 and 69 mg/L, respectively, which indicates that these compounds are classified as slightly toxic compounds. The $EC_{50}$ values of LODE and PD were measured as 42 and 24 mg/mL, respectively, showing that these compounds are considered as moderately toxic compounds.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.14 no.1
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• pp.109-114
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• 2006

The reformed bio-diesel fuel irradiated by the ultrasonic wave is applied to the diesel engine of common rail in common use recently. This study has the object to examine the properties of engine performance and discharged materials. The bio-diesel fuel is mixed and used with the diesel fuel in common use at the ratio of $20\%\;or\; 100\%$. The ultrasonic energy is irradiated to the individually mixed fuel in order to reform the fuel. This fuel is applied to the engine in this experiment. And It is compared and analyzed from the experimental results with two cases irradiating the ultrasonic wave and no irradiating.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.106.2-106.2
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• 2010

동식물성 기름과 메탄올의 전이에스테르화 반응에 의해 생산되는 바이오디젤은 환경친화성과 지속가능성이 인정됨에 따라 그 생산량이 급격히 증가하고 있어 대두유, 유채유, 팜유 등의 원료유 부족과 가격 상승, 수급 불안정 등의 문제가 대두되고 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 유리지방산 함량이 높은 저가유지 자원(폐식용유, 폐돈지, 폐우지, soapstock, trapped grease)과 새로운 오일 작물을 이용한 생산 기술 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비활용 해외 열대작물 씨앗에서 착유한 식물성 오일을 정제하여 바이오디젤 원료유를 생산하는 과정에서 발생하는 폐기물(폐유, 폐수)의 경제적 처리 방안으로 유화유 제조 원료(벙커C유, 물)와 유화유 제조 첨가제(무기계, 유기계)로 활용 가능성을 검토하였다. 열대작물 오일의 물성 분석 결과 고형물, 수분, 인지질(phospholipid), 유리지방산(free fatty acid) 함량이 기존 원료유보다 매우 높게 나타났다. 인지질은 바이오디젤 제조 반응후 에스테르와 글리세린의 층분리를 방해하고 유리지방산은 염기촉매와 결합하여 지방산염을 생성해 생산 수율을 감소시킨다. 고형물과 수분 역시 촉매반응에 악영향을 가지나 여과와 감압증발에 의해 쉽게 제거가 가능하다. 유리지방산은 산촉매 에스테르화 반응에 의해 제거가 가능하다. 인지질은 탈검(degumming) 과정을 통해 제거하며 탈검은 수용성 탈검, 산 탈검, 세정 공정으로 구성된다. 착유한 원료유의 고형물을 제거 후 물과 수세하여 수용성 인지질을 수화하여 층 분리해 제거하고 상층의 오일은 추가적인 산 탈검을 수행한다. 그 뒤 세정을 통해 사용된 탈검제인 산과 추가적으로 수화된 인지질을 제거하게 된다. 이러한 3단계의 탈검 과정에서 하층으로 오일과 물이 폐기물로서 배출되며 본 연구에서는 배출 폐기물을 다시 층분리하여 오일층과 물 층으로 구분하여 유화유 제조에 사용되는 벙커C유, 물, 그리고 기존 유기계 및 무기계 유화제의 대체 가능성을 조사하였다. 유화 연료유는 기름과 물을 균일한 분산상으로 혼합한 연료유로 연소시 오일계 성분의 미연분을 감소시켜 연료 효율 제고와 배출가스 성상을 개선하기 위해 개발되어 왔다. 본 발표에서는 다양한 종류의 상용 첨가제 및 바이오디젤 원료유 생산 폐기물을 활용해 유화 연료유를 제조하였으며 각 유화유의 장시간의 상(phase) 안정성을 비교하였다. 바이오 폐기물 중에는 천연 계면활성제(surfactant)인 인지질이 다량 함유되어 있어 기존의 무기계 및 유기계 유화제보다 상 안정성이 우수하게 나타났으며 바이오디젤 원료유 생산 공정의 폐기물인 폐유과 폐수의 활용이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.176.2-176.2
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• 2011

피마자유(Castor oil)는 합성수지, 그리스, 유압용 오일, 윤활기유 등의 다양한 용도로 쓰이는 오일로서 점도가 높고 무색에서 황갈색을 띈다. 피마자유 추출은 압착 착유 또는 용매 추출로 얻게 되며 본 실험에 사용된 오일은 압착 착유한 것으로 매우 진한 갈색을 띄는 정제전 오일을 이용하였다. 실험에 사용된 피마자유의 초기 산가는 1mgKOH/g 이하로 낮은 유리지방산 함량을 보였으며 수분은 0.3%로 전이에스테르화 반응을 위해서는 수분 증발이 필요했다. 피마자유의 바이오디젤 생산을 위해 진행된 물성 분석 항목은 산가, 수분, 인함량, 황함량, 점도, 고형물이며 원료유와 그 바이오디젤에 대해 각각 물성 분석을 실시하였다. 피마자유의 가장 큰 특징은 다른 식물성 오일과는 다르게 오일이 알코올에 녹는 특성이 있으며 이런 이유로 전이에스테르화 반응 후 바이오디젤과 글리세롤이 분리되지 않는 문제점을 갖고 있다. 피마자유를 이용해 제조한 바이오디젤, 즉 지방산메틸에스터의 함량을 분석한 결과 약 90%의 메틸에스터화 반응 전환율을 나타내었으나 국내외 품질규격상의 탄소수 C14~C24:0의 지방산 에스터(fatty acid methyl esters)로 검출되는 바이오디젤의 함량은 10% 미만으로 나타났으며 나머지 90%는 라이신올레익산메틸에스터(ricinoleic acid methyl ester)로 분석되었다. 따라서, 기존의 대두유, 유채유, 팜유, 폐식용유로부터 제조한 바이오디젤과 물성이 매우 상이하고 특히 끊는점(boiling point)과 점도가 높아 경유 대체연료로는 활용이 불가능할 것으로 판단된다. 하지만 기존의 다양한 용도의 오일로 사용하기 위해 정제하는 과정에서 전체 착유 오일중의 약 10%만을 선택적으로 분리하여 바이오디젤 원료로 활용하는 방안은 가능할 것으로 판단된다.