• 한국응용과학기술학회지
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• 제23권1호
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• pp.19-25
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• 2006

Flesh wasters from tannery create major environmental problems. Despite their considerable fat content, these waster do not find important usage. Their disposal is also troublesome and costly. We have investigated the possible use of this fat as the production of biodiesel(fatty acid methyl esters) by transesterification using with fossil fuels. The fat released the waste by boiling water under the optimal condition (i.e., temperature, $120^{\circ}C;$ decompression, 200mbar) and used to dry without refining for the production of fatty acid methyl esters. Under the optimal condition, the experimental value of biodiesel yield was about 96%. The result of the chemical and GC analysis showed fatty acid composition and characteristics of biodiesel. Evaluation of the product indicated that it was suitable for use as a biodiesel fuel. In result of this experiment oil extract from fleshing process can be transformed into an environmentally affination fuel, to provide economical and ecological profits.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권2호
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• pp.324-330
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• 2019

To recycle raw fly ash (RFA), a waste from thermal power plants, it was used to prepare solid catalysts which have many advantages compared with homogenous catalysts. When biodiesel was produced from soybean oil using RFA, only 1.2% of biodiesel conversion was obtained. A metal hydroxide, NaOH, KOH or $Ca(OH)_2$, was mixed with the acid-treated fly ash (ATFA), and the mixture was calcined at $700^{\circ}C$ for 3 h to prepare the solid catalyst. The solid catalyst prepared by mixing ATFA with NaOH, designated as SC-Na, showed a better performance than those prepared by mixing ATFA with KOH or $Ca(OH)_2$, respectively. The optimal mass ratio of ATFA with NaOH was 1:3, at which the proportion of $Na_2O$ increased to 60.2% in SC-Na, and 97.8% of biodiesel conversion was achieved under optimal reaction conditions (2 w% SC-Na relative to oil and 5 mL-methanol/g-oil at $50^{\circ}C$ for 4 h). Finally, a batch operation was repeatedly carried out to test the feasibility of reusing the solid catalyst, and more than 96% biodiesel conversion was stably achieved for the third round of operations. This study shows that RFA was successfully recycled to solid catalysts through a simple preparation method, and the solid catalyst was reused for the production of biodiesel with high conversion.

• 공업화학
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• 제28권5호
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• pp.559-564
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• 2017

본 연구에서는 폐식용유를 이용한 바이오디젤 제조공정에 반응표면분석법 중 중심합성계획모델을 이용하여 최적화 과정을 수행하였다. 공정변수로는 폐식용유의 산가, 반응시간, 반응온도, 메탄올/유지 몰비, 촉매량 등을 선택하였고, 반응치로는 FAME 함량(96.5% 이상) 및 동점도(1.9~5.5 cSt)를 설정하였다. 기초실험을 통해 계량인자범위를 반응시간 (45~60 min), 반응온도($50{\sim}60^{\circ}C$), 메탄올/유지 몰비(8~12)로 정하고, 중심합성계획모델을 이용한 최적화 결과 바이오디젤의 제조공정의 최적조건은 반응시간 55.2 min, 반응온도 $57.5^{\circ}C$, 메탄올/유지 몰비 10으로 나타났다. 이 조건에서 바이오디젤의 예측 FAME 함량은 97.5%, 동점도는 2.40 cSt이었으며, 실제 실험을 통해 확인한 결과 FAME 함량(97.7%), 동점도(2.41 cSt)로 측정되어 오차율은 각각 0.23, 0.29%로 나타났다. 따라서 폐식용유 원료 바이오디젤 제조공정 최적화 과정에 반응표면분석법 중 중심합성계획모델을 적용할 경우 매우 낮은 오차율을 얻을 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권3호
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• pp.683-693
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• 2017

지구 온난화, 석유 고갈, 환경 오염에 대한 방안으로 수송부문에서 국제적으로 바이오연료에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그 중 바이오디젤은 이산화탄소 감소 효과와 인체에 무해하며 세탄가가 높아 석유디젤을 대체할 수 있는 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 % 유리지방산 함유)를 Amberlyst-15촉매를 이용한 에스테르화 반응을 통해 바이오디젤 원료로서 활용가능성을 확인 하였다. 다양한 반응 조건의 영향을 조사하기 위한 실험을 수행한 결과 반응온도 383 K에서 97.62 %의 전환율을 얻었으며, 반응속도는 353 K에서 373 K로 증가 할 때 최대 1.99 배까지 상승하였다. 또한 동역학적 결과를 이용하여 29.75 kJ/mol의 활성화 에너지를 확인하여 선행연구에서 연구된 타 고체촉매에 비해 에스테르화반응에 Amberlyst-15 더 적합함을 확인하였다. 그리고 메탄올 몰 비가 증가함에 따라 최대 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 확인하였다. 교반속도의 경우 100~900 rpm의 조건에 따라 실험을 수행하였으나 반응 전환율에는 큰 영향을 주지 않음을 확인하였고 반응 시간에 따른 영향의 경우 240 분 까지 산가 감소를 보이다가 300 분이 지나면서부터 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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.381-386
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• 2015

최근에 환경오염 문제와 대체에너지 문제에 많은 관심을 가지고 있다. 디젤기관은 세계적으로 연료의 경제성 때문에 사용이 증가할 것이다. 그러므로 선박용기관의 대기오염 문제도 여러 분야에서 큰 관심사가 되고 있다. 화석연료로 부터 배출되는 유해 배기가스를 줄이기 위하여 대체연료기술이 개발되고 있다. 이러한 신재생에너지의 바이오디젤연료는 기존 디젤연료를 대체할 친환경 에너지로 각광을 받고 있으며, 일정한 비율로 디젤연료와 혼합하면 기존 디젤기관에 개조 없이 사용가능하다. 본 연구에서 바이오디젤연료가 선박디젤기관의 연소특성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 폐식용유로부터 제조된 바이오디젤유를 엔진에 적용하여 실험을 수행하였다. 폐식용 성분에는 세탄가와 점도가 높은 성분이 있고, 탄소함유량이 적으면서 산소함유량이 잔존하고 있다. 연구 결과 연료소비율은 증가하고, 압력, 압력상승율 및 열발생율은 감소하였다.

• KSBB Journal
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• 제23권4호
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• pp.335-339
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• 2008

Biodiesel is an alternative and renewable energy source, which is hoped to reduce global dependence on petroleum and environmental problem. Biodiesel produced from a variety of oil sources such as vegetable oil, animal fat and waste oils, and has properties similar to those associated with petro-diesel, including cetane number, volumetric heating value, flash point, viscosity and so on. In this study, we investigate the effect of quality of raw materials on alkali-catalyzed transesterification for producing of biodiesel. The increase of content of free fatty acid and water in oil were caused the sharp decrease of conversion yield. Also, the low purity of methanol in reactant was inhibited the reaction rate. In the case of addition of sodium sulfate as absorbent to prepare catalyst solution, the content of fatty acid methyl ester in product was increased more about 1.6% than that of control. However, the addition of zeolite, sodium chloride and sodium sulfate as absorbent in reactant to remove water generated from reaction did not show any enhancement in the reaction yield. This result may provide useful information with regard to the choice and preparation of raw materials for more economic and efficient biodiesel production.

• 한국실천공학교육학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.183-192
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• 2011

현재 화석연료사용의 급증으로 인하여 지구온난화와 자원고갈의 문제가 전 세계적으로 크게 대두되어지고 있다. 이를 해결하기 위한 일환으로 재생 가능한 에너지로서 바이오매스의 활용에 관심을 기울이고 있다. 바이오디젤은 식물성 유지 또는 동물성지방, 폐식용유로부터 전이에스테르화반응을 통해 생산되는 친환경적인 연료로 기존의 석유디젤을 대체할 수 있는 연료로 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 현재 연구 되고 있는 다양한 바이오디젤의 생산방법들과 수율에 영향을 주는 인자들에 대해 살펴보았다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.19-24
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• 2009

자동차의 비약적인 증가로 인해 비롯된 환경오염이 사회적 주된 문제가 되기 때문에 유해한 배기가스의 방출을 감소시키는 방법에 대해 관심이 고조되고 있다. 바이오디젤을 생산 원료로서의 폐식용유의 활용은 원료의 안정적인 공급뿐만 아니라 바이오디젤의 가격을 낮추는데 유용하다. 본 연구는 바이오디젤 연료의 혼합 비율에 따른 연소성 및 열적 특성을 검토하기 위해 수행되었다. 이 연구를 위하여 Tag 밀폐식, Cleveland 개방식 인화점 시험기와 자연발화점 시험기를 이용하여 인화점 및 연소점, 자연발화점을 측정하였다. 그 결과 바이오디젤의 혼합 비율이 높아짐에 따라 인화점 및 연소점, 자연발화점이 증가하였다.

• KSBB Journal
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• 제17권4호
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• pp.396-402
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• 2002

바이오디젤(지방산 메틸 에스테르)은 생분해성, 무독성, 그리고 재생연료로서 지난 10여년간 많은 관심을 끌고 있다. 바이오디젤을 생산하기 위해 다양한 방법들이 개발되었는데, 그 중 알칼리 촉매를 이용한 에스테르화 반응이 짧은 시간동안 높은 수율을 얻을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 알칼리 촉매하에 에스테르화 반응의 최적조건을 찾기 위하여 response surface method를 사용하였다. 결과적으로 바이오디젤 생산 공정에 영향을 주는 7개의 변수 중 반응온도, 반응시간, 그리고 교반속도가 중요했는데 이들의 최적 값은 각각 67$^{\circ}C$, 68분, 94 rpm이었다. 이와같은 최적인 조건하에서 실험한 결과 바이오디젤로의 전화율은 99.7%이었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.29-31
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• 2013

In this study, the characteristics of particulate matters (PM) from diesel and biodiesel fuel combustion was experimentally investigated. The experiment was performed in a single cylinder common-rail compression ignition engine. The fuels were injected at -5 CAD (Crank angle degree) ATDC (After top dead center) with 80 MPa injection pressure. Size distribution of PM was measured by scanning mobility particle sizer (SMPS) and morphology of PM was studied by transmission electron microscopy (TEM). PM from biodiesel shows lower emission level and smaller primary particles.