• 제목/요약/키워드: Bio-butanol

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저농도 바이오알코올 혼합에 따른 스파크 점화 엔진 청정 특성 연구 (A Study on the Characteristics of Spark Ignition Engine Cleanliness by Low Level Bio-Alcohol Blending)

  • 차규섭;노수영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제30권5호
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    • pp.428-435
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    • 2019
  • A comparative evaluation of engine cleanliness was performed on the transport gasoline blended with bio- alcohols, and this study was considered to achieve the aim of greenhouse gas reduction in Korea. In particular, the fuel blended with bio-ethanol and bio-butanol showed the best engine cleaning performance both on combustion chamber deposits and intake valve deposits. The deposit control gasoline additive was effective to remove intake valve deposits. In contrast, the amount of combustion chamber deposits were tend to increase even though fuels blended with bio-alcohols were used. In overall, fuels blended with bio-alcohols, compared to fossil fuels, still showed outstanding performance in terms of engine cleanliness.

제주 당근 꽃의 항산화 및 항염증 활성 (Antioxidative and Anti-inflammatory Activities of Carrot flower)

  • 김수경;변후돈;김상철;양경월;김정희;한종헌
    • KSBB Journal
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    • 제30권2호
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    • pp.77-81
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    • 2015
  • The antioxidant and anti-inflammatory activities of extract and its fraction of Daucus carota var. sativa flower were studied in vitro. Extract and ethyl acetate fraction, butanol fraction of carrot flower showed radical scavenging effects on 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH). We also investigated the effect of extract and ethyl acetate fraction, butanol fraction of carrot flower on NO production in a lipopolysaccharide (LPS)-stimulated murine macrophage RAW 264.7 cells. Extract and its fraction of carrot flower significantly inhibited NO production and this inhibitory action was not due to the cytotoxicity. This study suggests that extract and ethyl acetate fraction, butanol fraction of Daucus carota var. sativa flower could contribute to the chemoprevention and therapy of oxidative stress and inflammation.

PDMS막을 이용한 바이오 부탄올 분리정제와 투과증발 특성에 관한 연구 (Pervaporative Recovery of Bio-butanol through Dense- and Composite-type PDMS Membranes)

  • 김정훈;유비호;장봉준;김우년
    • 멤브레인
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    • 제19권2호
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    • pp.157-164
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    • 2009
  • 소수성, 고무상 고분자인 polydimethylsiloxane (PDMS) 소재를 대상으로 치밀한 단일막과 복합막을 제조하였으며 이들을 이용한 투과증발법을 통해 바이오부탄올을 농축하는 실험을 수행하였다. 바이오부탄올 회수를 위해 $1{\sim}5wt%$의 부탄올이 함유된 모델 수용액을 대상으로 조업온도$(20{\sim}40^{\circ}C)$와 막두께$(1{\sim}100{\mu}m)$를 변화시키면서 PDMS막의 투과증발 특성을 조사하였다. $100{\mu}m$ 두께 PDMS 단일막의 경우 공급부탄올의 농도가 증가할수록 포집된 부탄올의 농도, 선택도, 투과도가 증가하였다. 이러한 결과는 물보다 부탄올에 대한 PDMS 소재의 친화성과 막 사슬 내의 큰 자유부피(free volume)로 부탄올에 대한 확산저항이 적기 때문에 부탄올에 대한 선택도와 투과도가 높은 것으로 파악되었다. 조업온도를 $20{\sim}40^{\circ}C$로 증가시키며 투과증발특성을 조사한 결과, 온도의 상승에 따라 포집된 부탄올의 농도, 선택도, 투과도 모두 증가하였다. PDMS막의 두께가 $100{\mu}m$에서 $1{\mu}m$로 얇아질수록 포집된 부탄올의 농도와 선택도는 감소하였으며 투과도는 증가하는 경향을 보였다.

Crystal Structure of (S)-3-Hydroxybutyryl-CoA Dehydrogenase from Clostridium butyricum and Its Mutations that Enhance Reaction Kinetics

  • Kim, Eun-Jung;Kim, Jieun;Ahn, Jae-Woo;Kim, Yeo-Jin;Chang, Jeong Ho;Kim, Kyung-Jin
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제24권12호
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    • pp.1636-1643
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    • 2014
  • 3-Hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase is an enzyme that catalyzes the second step in the biosynthesis of n-butanol from acetyl-CoA, in which acetoacetyl-CoA is reduced to 3-hydroxybutyryl-CoA. To understand the molecular mechanisms of n-butanol biosynthesis, we determined the crystal structure of 3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase from Clostridium butyricum (CbHBD). The monomer structure of CbHBD exhibits a two-domain topology, with N- and C-terminal domains, and the dimerization of the enzyme was mostly constituted at the C-terminal domain. The mode of cofactor binding to CbHBD was elucidated by determining the crystal structure of the enzyme in complex with $NAD^+$. We also determined the enzyme's structure in complex with its acetoacetyl-CoA substrate, revealing that the adenosine diphosphate moiety was not highly stabilized compared with the remainder of the acetoacetyl-CoA molecule. Using this structural information, we performed a series of site-directed mutagenesis experiments on the enzyme, such as changing residues located near the substrate-binding site, and finally developed a highly efficient CbHBD K50A/K54A/L232Y triple mutant enzyme that exhibited approximately 5-fold higher enzyme activity than did the wild type. The increased enzyme activity of the mutant was confirmed by enzyme kinetic measurements. The highly efficient mutant enzyme should be useful for increasing the production rate of n-butanol.

바이오부탄올, 바이오에탄올 혼합비율에 따른 연료적 특성 연구 (Study on Fuel Characteristics Depending on Mixing Ratio of Bio-Butanol and Bio-Ethanol)

  • 김신;김재곤;박천규;하종한
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.704-711
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    • 2017
  • Korea, which has a high dependency on energy imports, is greatly affected by fluctuations in international oil prices. In order to offset these effects, various policies such as 'diversification of energy sources' and 'energy mix' are being pursued. Renewable Fuel Standard (RFS) is a policy promoted for this purpose, and a compulsory mixing system is applied only to the diesel. In order to reduce dependence on fossil fuels in various countries, they are concentrating on the dissemination of bio-alcohol as well as bio-diesel, and commercialization through various verification. In this study, evaluation of domestic materials and vehicles was carried out to promote domestic bio alcohol fuel. We analyzed the fuel characteristics of domestic quality standard items by mixing them with gasoline of automobile at a certain mixing ratio (0%, 3%, 6%, and 10%).

Clostridium 속 미생물 대사공학을 통한 butanol 생산 (Metabolic engineering of the genus Clostridium for butanol production)

  • 우지은;김민지;노현지;황누리;김진효;이상엽;장유신
    • 미생물학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.391-397
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    • 2016
  • Clostridium은 그람양성, 장간균으로 포자를 형성하는 절대혐기성 균이다. Clostridium은 다양한 기질을 이용할 수 있고, 유용 화합물 합성을 위한 building block으로 사용 가능한 대사산물을 생산할 수 있어, 최근 많은 관심을 끌고 있다. 특히, Clostridium을 이용하여 생산된 butanol은 차세대 연료로써 고려되고 있다. 수송용 연료로써 butanol은 1세대 바이오연료인 ethanol과 비교하여 더 높은 에너지 밀도와 낮은 흡습성을 보이는 것으로 알려져 있다. 최근, butanol 생산을 위한 Clostridium 대사공학이 활발히 진행되어 상당한 진보를 보이고 있다. 본 연구에서는 butanol 생산을 위한 Clostridium의 대사공학 전략을 리뷰하고, 관련 분야에 대해서 간략히 전망하였다.

저농도 바이오알코올 혼합연료의 엔진 성능평가 연구 (A Study on the Engine Performance of Low Level Bio-alcohol Fuels)

  • 김현준;이호길;김재곤;오영규;박성욱
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.691-696
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    • 2017
  • An experimental study on engine performance and emission characteristics for bio-alcohol fuels considered as RFS fuel. The Bio-alcohol fuel were mixed ethanol and butanol and used in a 1.8 liter mpi engine. The efficiency of the BSFC is excellent in the maximum torque operation condition and the part load operation condition. As the bio-alcohol mixing ratio increased, the lambda <1 and ignition timing advanced $5^{\circ}CA$. As the mixing concentration increased, NOx emission increase and $CO_2$ emission decreased.

DME 연료에 첨가제를 혼합하였을 때의 연소 특성 및 배출가스 특성에 관한 연구 (Effects of DME Additives on Combustion Characteristics and Nano-particle Distributions in a Single Cylinder Compression Ignition Engine)

  • 권석주;차준표;강민구;이창식;박성욱;임영관
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.19-25
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    • 2012
  • This study describes effects of DME additives on combustion and exhaust emissions characteristics including nano-particle in a single cylinder compression ignition engine. Considered additives include bio-diesel, n-butanol, and MTBE for increasing kinematic viscosity. Among three additives, n-butanol showed the greatest kinematic viscosity. In addition MTBE showed the highest vapor pressure. In the present study mixing ratios of additives were kept constant at 1 and 10% by volume. Experiments were performed at 1200rpm engine speed and nano-particles were measured by SMPS (Scanning mobility particle sizer) devices. Results of combustion characteristics showed that considered additives had little effects on combustion pressure. However, patterns of heat release rate were dependent on properties of additives. Nano-particles of MTBE were the lowest among considered additives.

바이오 연료 적용에 따른 차량 증발가스 및 성능특성 연구 (The Characteristics Study of Vehicle Evaporative Emission and Performance according to the Bio-Fuel Application)

  • 노경하;이민호;김기호;김신;박천규
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.874-882
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    • 2017
  • 국내 외에서 대기오염에 대한 관심이 점점 증가함에 따라 자동차 및 연료관련 분야의 연구자들은 새로운 엔진설계, 향상된 후처리장치, 청정연료 그리고 연료품질향상을 통해 자동차의 배출가스 감소를 위하여 지속적으로 노력해 왔다. 따라서, 본 연구에서는 자동차의 증발가스와 성능, 환경성에 대해 살펴보고자 하였으며, 연료의 옥탄가 향상제로 쓰이는 바이오 에탄올, 바이오 부탄올, 바이오 ETBE (Ethyl Tertia ry Butyl Ether), MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether)가 환경에 미치는 문제점에 대해 살펴보고자 하였다. 주로 휘발유의 옥탄가 향상제로 쓰이는 바이오 에탄올, 바이오 부탄올, 바이오 ETBE, MTBE가 휘발유 연료 특성 중 증발가스에 미치는 영향에 대해 살펴보았으며, 바이오 연료 특성에 대한 가솔린 자동차의 가속 및 동력 성능을 살펴보았다. 실험결과 증발가스는 최대 1.04g/test로 모든 시험 연료가 국내 배출가스 기준에 부합함을 알 수 있었으며, 원료에 대한 증기압 측정 결과 바이오에탄올 15kPa, 바이오 부탄올 1.6k Pa로 E3급 연료 제조 시 바이오 부탄올 함유량을 늘리면 증기압과 증발가스 또한 낮게 나타났다. 또한, 바이오 연료의 종류에 따라 유사한 가속 및 동력 성능을 나타내었으며, 바이오 부탄올과 바이오 에탄올 비교시 가속 성능이 약 3.9%, 출력은 0.8% 개선되었다.

정온하에서 Ethanol/3-methyl-1-butanol계의 기-액평형치 추산 (The Prediction of Vapor-Liquid Equilibrium Data for Ethanol/3-methyl-1-butanol System at Constant Temperature)

  • 이준만;박영해
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.2055-2061
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    • 2013
  • 청정대체 에너지로 관심이 고조되고 있는 바이오 에탄올의 경제적 생산은 고유가 시대에 있어 매우 중요하다. 분리공정에서 성공적인 정류탑의 설계에는 정확한 기-액 평형치가 이용된다. 2성분 Ethanol/3-methyl-1-butanol 계에 대하여 정온하 즉 50, 55, 60, 65, 70, 75 및 $80^{\circ}C$에서 2성분 기-액평형측정치를 측정하고, 그 측정치를 이용하여 기액평형치를 추산하는 추산식을 이끌어 내었다. 측정치와 추산치를 비교 검토한 결과 ${\pm}0.0005$, ${\pm}0.0022$의 범위 내에서 잘 일치함을 확인하였다.