• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권4호
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• pp.497-506
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• 2014

In this study, crude glycerol was used as a carbon source in the cultivation of wild yeasts, aiming at the production of microbial lipids and citric acid. Forty yeasts of different sources were tested concerning their growth in crude and commercial glycerol. Four yeasts (Lindnera saturnus UFLA CES-Y677, Yarrowia lipolytica UFLA CM-Y9.4, Rhodotorula glutinis NCYC 2439, and Cryptococcus curvatus NCYC 476) were then selected owing to their ability to grow in pure ($OD_{600}$ 2.133, 1.633, 2.055, and 2.049, respectively) and crude ($OD_{600}$ 2.354, 1.753, 2.316, and 2.281, respectively) glycerol (10%, 20%, and 30%). Y. lipolytica UFLA CM-Y9.4 was selected for its ability to maintain cell viability in concentrations of 30% of crude glycerol, and high glycerol intake (18.907 g/l). This yeast was submitted to lipid production in 30 g/l of crude glycerol, and therefore obtained 63.4% of microbial lipids. In the fatty acid profile, there was a predominance of stearic (C18:0) and palmitic (C16:0) acids in the concentrations of 87.64% and 74.67%, respectively. We also performed optimization of the parameters for the production of citric acid, which yielded a production of 0.19 g/l of citric acid in optimum conditions (38.4 g/l of crude glycerol, agitation of 184 rpm, and temperature of $30^{\circ}C$). Yarrowia lipolytica UFLA CM-Y9.4 presented good lipid production when in the concentration of 30 g/l of glycerol. These data may be used for production in large quantities for the application of industrial biodiesel.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.261-267
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• 2017

바이오디젤에 대한 관심이 급증하면서 식물성유지의 가격이 급등하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 동물성 폐기물을 이용한 연구가 진행되고 있으며, 이러한 연구는 환경오염을 줄이고 원료가격을 절감시키는 장점이 있다. 또한 동물성 유지는 식물성 유지에 비해 포화지방산이 다량 함유되어 있어 세탄가가 높고 발열량이 큰 연료특성을 갖고 있 다. 그러나 다량 함유된 포화지방산으로 인해 저온유동성이 좋지 않은 문제점이 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 대두유와 폐계유를 혼합하여 바이오디젤을 제조하였다. 원료는 정제된 대두유와 폐계유를 사용하였으며, 실험은 대두유와 폐계유 혼합비를 1:9에서 9:1까지, 메탄올/유지 몰비를 7~15로 변화시키면서 수행 하였다. 실험조건으로 촉매는 KOH 1wt%, 반응온도 $55^{\circ}C$, 반응시간 1시간으로 하여 바이오디젤을 제조하였다. 그 결과 대두유와 폐계유의 최적혼합비율은 3:7이었으며, 메탄올/유지 몰비는 13으로 나타났다. 또한 제조된 바이오디젤의 성능을 평가한 결과 바이오디젤 수율(BD수율)은 90.2%, FAME 함량은 96.6%, LAME 함량은 4.1%로 나타났으며, 이 결과는 한국공업규격(KSM2413)을 만족하는 것으로 나타났다.

• 멤브레인
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• 제20권2호
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• pp.113-119
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• 2010

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 ${\mu}m$인 정밀여과형 세라믹 관형 분리막을 사용하였다. 운전압력 0.5 bar에서 0.2 ${\mu}m$ 정밀여과막에 대한 투과유속은 공급유량 400 mL/min일 경우 15 L/$m^2{\cdot}hr$이었다. 또한 투과액중 FAME 함량은 0.5 bar에서 가장 높았으며 운전압력이 증가할수록 감소하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권1호
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• pp.25-46
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• 2010

최근 원유 및 석탄 등의 가격 급등에 따른 에너지 비용이 가중되고 있으며 지속적인 상승이 예상되어 기업은 물론 개인들도 에너지 사용에 보다 많은 부담을 가지게 될 것이다. 따라서 에너지원을 다양화하고 에너지를 안정적으로 공급하는 체계 구축이 시급하며, 기후변화협약의 규제에 대응하고 기존 에너지원과의 가격경쟁력을 확보하여 차세대 산업으로 성장시키기 위한 기술 확보가 절실한 시점이다. 유럽의 경우 바이오디젤 원료 및 공업적 원료로서 식물성 유지확보에 많은 정책적 배려를 하고 있다. 식용 식물성유지의 과잉생산에 따른 폭락과 미국과의 무역마찰을 피하기 위해 농업의 재편을 시도하고 있으며, BHA (Blair House Agreement)를 미국과 맺고 우루과이라운드에 입각한 국산 보조프로그램에 관련된 문제를 해결하였다. 온대지방에서 바이오디젤 연료의 원료로 적합한 유채 기름은 이미 유럽에서 상용화가 이루어지고 있으며, 유채기름을 구성하고 있는 지방산 중에서 oleic acid 함량이 높아야 겨울철 저온유동점이 영하로 낮아져 바이오디젤을 자동차연료로 쓰기에 유리하다. 중부 이남의 농지에 2모작으로 유채재배가 국내에서 가능할 경우 바이오디젤 원료확보와 동시에 헥타르 (ha) 당 7톤 이상의 이산화탄소 ($CO_2$)저감을 주는 효과가 있으며, 농업분야에서 환경 친화적 바이오에너지 생산이 가능해 지고 농민들의 소득증대와 관상용으로 지역관광 발전에도 크게 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• KSBB Journal
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• 제29권6호
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• pp.399-404
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• 2014

Production of biodegradable polymer polyhydroxyalkanoates (PHAs) from industrial wastes exhibits several advantages such as recycle of waste and the production of high valuable products. To this end, this study aimed at isolating from the sewage treatment plant a PHA producing bacterium capable of utilizing wastes generated from biodiesel and food industries. A Bacillus cereus strain capable of producing poly(3-hydroxybutyrate) [P(3HB)] was isolated, which was followed by confirmation of P(3HB) accumulation by gas-chromatographic analyses. Then, the effects of nutrient limitation on P(3HB) production by B. cereus was first examined. Cells cultured in a minimal medium under the limitation of nitrogen, potassium and sulfur suggested that nitrogen limitation allows the highest P(3HB) accumulation. Next, production of P(3HB) was examined from both waste of biodiesel production (crude glycerol) and waste from food industry (spent coffee grounds). Cells cultured in nitrogen-limited minimal medium supplemented crude glycerol and waste spent coffee grounds extract accumulated P(3HB) to the contents of 2.4% and 1.0% of DCW. This is the first report demonstrating the capability of B. cereus to produce P(3HB) from waste raw materials such as crude glycerol and spent coffee grounds.

• KSBB Journal
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• 제23권5호
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• pp.413-418
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• 2008

본 연구에서는 통성 혐기성 세균인 K. pneumoniae DSM2026 K. pneumoniae DSM4799를 이용하여 국내 바이오디젤 생산공정에서 발생된 폐글리세롤로부터 1,3-PD을 생산하고자 하였다. 폐글리세롤은 전처리 없이 이용하여 폐글리세롤에 포함되어 있는 불순물의 영향을 알아보았다. 실험 결과, 회분식 발효에서 폐글리세롤을 사용한 경우 순수 글리세롤에 비해 $1.1{\sim}2.5$배 향상된 1,3-PD 증가량을 나타내었으며, 이를 통해 바이오디젤 부산물인 폐글리세롤은 순수 글리세롤보다 효과적인 1,3-PD 생산 기질로의 사용가능성을 확인하였다. 배양액에서 글루코스 첨가 유무에 따른 1,3-PD의 생성 변화를 살펴본 결과, 글루코스에 의해 미생물의 성장이 30% 증가된 반면, 1,3-PD의 생산량은 글루코스가 첨가되지 않은 배양액에서 $1.3{\sim}2.9$배 정도 증가되었다. 또한 1,3-PD 발효 부산물인 2,3-BD 생산량은 글루코스 첨가시 $6{\sim}9\;g/L$까지 증가하는 경향을 보였다. 반회분식 배양에서는 글루코스 미첨가시 폐글리세롤로부터 26 g/L의 1,3-PD가 생성되었으며, 이는 순수글리세롤 사용했을 경우에 비해 $2{\sim}3$배 높은 생성량이었다. 본 연구를 통해, 전처리 과정을 거치지 않은 바이오디젤 부산물인 폐글리세롤이 효과적으로 1,3-PD 생산에 이용될 수 있음을 알 수 있으며, 이를 통해 보다 가격경쟁력이 있는 생물학적 1,3-PD 생산이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.451-454
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• 2009

Production and application of biodiesel are expected to grow steadily in the coming years and thus output of its by-product, crude glycerin, will accordingly increase as well. In the present study, gasification of biodiesel by-product as a renewable energy was performed in an entrained flow gasifier to investigate the gasification performance with the operating conditions. Crude glycerin shows a high heating value of 6,000 kcal/kg and low ash and sulphur content. Gasification was conducted in a temperature range of $950\;{\sim}\;1500\;^{\circ}C$. The variation of syngas composition with excess air ratio of 0.17 ~ 0.7 for air or oxygen as a gasification agent was investigated. From the results, syngas heating value, carbon conversion and cold gas efficiency of more than $2500\;kcal/Nm^3$, 95% and 65% were achieved, respectively. The temperature dependency of syngas composition, carbon conversion, and cold gas efficiency shows a similar tendency to excess air ratio at the temperature corresponding to the excess air ratio. The $H_2/CO$ ratio of the product gas was varied from 1.25 to 0.7 with the excess air ratio and this gas composition was favorable for DME synthesis. The optimum excess air ratio for gasification of biodiesel by-product was evaluated to be an approximately 0.35 to 0.4. The present results indicate that crude glycerin can be utilized as a feedstock for gasification to make syngas.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권5호
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• pp.732-738
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• 2018

Novel carbon-based solid acid catalysts were synthesized through a sustainable route from lipid-extracted microalgal residue of Dunaliella tertiolecta, for biodiesel production. Two carbon-based solid acid catalysts were prepared by surface modification of bio-char with sulfuric acid ($H_2SO_4$) and sulfuryl chloride ($SO_2Cl_2$), respectively. The treated catalysts were characterized and their catalytic activities were evaluated by esterification of oleic acid. The esterification catalytic activity of the $SO_2Cl_2$-treated bio-char was higher ($11.5mmol\;Prod.{\cdot}h^{-1}{\cdot}gCat.\;^{-1}$) than that of commercial catalyst silica-supported Nafion SAC-13 ($2.3mmol\;Prod.{\cdot}h^{-1}{\cdot}gCat.^{-1}$) and $H_2SO_4$-treated bio-char ($5.7mmol\;Prod.{\cdot}h^{-1}{\cdot}gCat.^{-1}$). Reusability of the catalysts was examined. The catalytic activity of the $SO_2Cl_2$-modified catalyst was sustained from the second run after the initial activity dropped after the first run and kept the same activity until the fifth run. It was higher than that of first-used Nafion. These experimental results demonstrate that catalysts from lipid-extracted algae have great potential for the economic and environment-friendly production of biodiesel.

• 공업화학
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• 제19권2호
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• pp.214-221
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• 2008

산성도와 세공구조가 다른 제올라이트 촉매에서 폐식용유의 전이에스터화 반응에 의해 바이오디젤을 제조하였다. $H^+$ 이온 교환한 MOR, MFI, BEA, FAU 제올라이트와 산점이 거의 없는 실리카라이트 촉매의 반응 수율을 조사하였다. 산세기가 가장 강하고 산점이 많은 $H^+$ 이온 교환한 MOR(10) 제올라이트에서 메틸에스터 수율이 약 95%로 가장 높았다. 제올라이트 골격에서 알루미늄을 제거하면 산점의 수가 줄어들고 산세기도 약해지면서 메틸에스터 수율도 감소하였다. 폐식용유의 전이에스터화 반응에서 메틸에스터의 수율은 제올라이트 촉매의 산세기와 산량에 따라 비례하는 것으로 나타났다. 메틸에스터의 수율은 제올라이트의 세공구조에는 영향을 받지 않는 것으로 조사되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.487-492
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• 2013

초음파를 에너지원으로 하는 에스테르 교환 반응에 의해 오리기름과 쇠기름 등 동물성 폐유지와 대두유를 혼합한 동식물성 폐유지로부터 바이오디젤을 제조하였다. 초음파를 이용한 동식물성 유지의 에스테르 교환 반응 특성과 생성된 바이오디젤의 물리화학적 특성을 조사하였다. 또한, 초음파와 열에너지에 의한 에스테르 교환 반응의 반응특성도 비교하였다. 초음파를 이용한 에스테르 교환 반응에 의한 바이오디젤 수율은 균일계 알칼리 촉매인 수산화칼륨 촉매에서 높았다. 초음파를 이용한 동식물성 혼합 폐유지의 에스테르 교환 반응에서 수산화칼륨 촉매를 식물성 유지에 대해 무게비로 0.5% 사용하고, 혼합 폐유지에 대한 메탄올의 몰 비가 6일 때 지방산 메틸에스테르의 수율이 가장 높았다. 초음파를 에스테르 교환 반응의 에너지원으로 사용하면 반응시간 5분 만에 최고 수율과 평형에 도달하였다.