• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권10호
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• pp.3059-3064
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• 2013

In this study transesterification of Triglycerides (TG) from Jatropha curcas oil (JCO) with methanol for production of biodiesel was investigated over cerium impregnated ZSM-5 catalysts. NaZSM-5 was synthesized in an alkaline medium and impregnated with cerium oxide by wet method using cerium nitrate as a source for cerium. They were characterized by X-ray diffraction (XRD), Thermogravimeteric analysis (TGA), $CO_2$-temperature programmed desorption, and $N_2$ adsorption/desorption analysis. XRD analysis showed decrease in intensity of the patterns with the increase in the ceria loading but crystallization of ceria to larger size is an evident for 10 and 15% loading. The optimal yield of transesterification process was found to be 90% under the following conditions: oil to methanol molar ratio: 1:12; temperature: $60^{\circ}C$; time: 1 h; catalyst: 5 wt %. Here the yield of fatty acid methyl ester (FAME) was calculated through $^1H$ NMR analysis. The investigation on catalyst loading, temperature, time and reusability illustrated that these ceria impregnated NaZSM-5's were found to be selective, recyclable and could yield biodiesel at low temperature with low methanol to oil ratio due to the presence of both Lewis and Bronsted basicity. Hence, from the above study it is concluded that ceria impregnated ZSM-5 could be recognized as a potential catalysts for biodiesel production in industrial processes.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.194-199
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• 2008

본 연구에서는 자트로파 오일로부터 바이오디젤을 생산하는데 적합한 유리지방산의 에스테르화 조건을 검토하였다. 자트로파 오일의 초기 산가는 11.5 mg KOH/g으로, 알칼리 촉매를 적용한 직접 전이에스테르화 공정은 바이오디젤 수율이 낮은 문제가 있어 유리지방산을 산촉매를 사용하여 에스테르화 후 전이에스테르화하는 2단계 반응공정의 적용이 필요하였다. 전처리 공정에 적합한 고체 산 촉매를 도출하기 위해 4가지 고체 산 촉매에 대한 성능 비교 연구를 수행하였으며 Amberlyst-15를 최적 촉매로 선정하였다. Amberlyst-15를 사용한 반응표면분석법(response surface method, RSM)에 의해 구한 최적 전처리 반응조건은 메탄올 6.79%, 촉매 17.14%로, 산가가 0.7 mgKOH/g으로 감소하였다. 전처리 후 알칼리 촉매 KOH를 이용한 전이에스테르화 반응을 가압 회분식 반응기에서 수행하여 바이오디젤을 생산하였다. 그 결과 지방산 메틸 에스터(fatty acid methyl ester, FAME) 함량 97.35%를 비롯하여 산화 안정성 8.17 h, 총 글리세롤 함량 0.125%, 저온필터막힘점(cold filter plugging point, CFPP) $0^{\circ}C$ 등으로 나타났으며 주요 바이오디젤 품질규격을 모두 만족하였다.

• 한국해양바이오학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-10
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• 2015

Bio diesel has advantages to reduce GHG(Greenhouse Gas) compare with the fossil fuel by using oil comes from plant/animal sources and even waste such as used cook oil. The diversity of energy feeds brings the positive effects to secure the national energy mix. In this circumstance, micro-algae is one of the prospective source, though some technical barriers. We analyzed the bio diesel which was derived from Dunaliella tertiolecta LB999 through the BD100 quality specifications designated by the law. From that result, it is revealed that the oxidation stability is one of the properties to be improved. In order to find the reason for low oxidation stability, we analyzed the oxidation tendency of each FAME components through some methods(EN 14111, EN14112, EN16091). In this study, we could find the higher double bond FAME portion, the more oxidative property(C18:1${\ll}C18:3$) in bio diesel and main unsaturated FAME group is acted as the key component deciding the bio diesel's oxidation stability. It is proved experimentally that C18:3 FAME are oxidized easily under the modified accelerated oxidation test. We also figure out low molecular weight hydrocarbon and FAME were founded as a result of thermal degradation. Some alcohol and aldehydes were also made by FAME oxidation. In conclusion, it is necessary to find the way to improve the micro-algal bio diesel's oxidation stability.

• 한국토양비료학회지
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• 제47권2호
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• pp.100-106
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• 2014

The present study investigated variations in soil microbial communities by fatty acid methyl ester (FAME) and the chemical properties at 24 sites of upland soils in Gyeongnam Province. The electrical conductivity of the soil under potato cultivation was significantly higher than those of the red pepper and soybean soils (p < 0.05). The gram-negative bacteria community in potato soil was significantly lower than those in the garlic and soybean soils (p < 0.05). The communities of actinomycetes and arbuscular mycorrhizal fungi in the red pepper soil were significantly higher than those in the potato soil (p < 0.05). In addition, the cy17:0 to 16:$1{\omega}7c$ ratio was significantly lower in red pepper, soybean, and garlic soils compared with potato soil, indicating that microbial stress decreased. Consequently, differences in soil microbial community were highly associated with cultivated crop species, and this might be resulted from the difference in soil chemical properties.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.468-471
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• 2015

본 연구에서는 빛의 조사기간을 변화시켜 세 종류의 미세조류(Nanochloris, Dunaliella tertiolecta, Tetraselmis)를 배양하고 이들의 성장속도 및 지질 함량을 분석하였다. 빛의 조사기간은 한국의 여름철과 겨울철의 일조시간을 반영해 각각 14.5시간과 7시간으로 설정하였다. 또한, 지질 추출 후 남은 미세조류를 당화시켜 포도당 전환율을 비교함으로써 미세조류의 바이오매스로써의 가능성을 가늠하고자 하였다. 실험 결과 D. tertiolecta가 다른 두 종의 미세조류보다 빛의 조사기간이 7시간일 때 최대 38% 높은 성장속도를 나타냈으며 지질함량은 최대 43.6% 정도 높은 결과를 보였다. 포도당으로의 당화 전환율도 D. tertiolecta가 최대 22% 높은 결과를 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권3호
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• pp.182-186
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• 2013

In this study, we examined the chemical properties and microbial community characteristics in 25 controlled horticultural soils (CHS) sampled from Gyeongnam Province by fatty acid methyl ester (FAME) method. The electrical conductivity of watermelon CHS was significantly (p < 0.05) higher than those of red pepper CHS, pumpkin CHS, and strawberry CHS. The amounts of total FAMEs, total bacteria, gram-negative bacteria, gram-positive bacteria, and fungi were significantly (p < 0.05) higher in red pepper CHS than those in strawberry CHS and pumpkin CHS. In addition, higher (p < 0.05) ratios of cy19:0 to $18:1{\omega}7c$ were detected in tomato CHS than those in watermelon CHS, pumpkin CHS, and red pepper CHS. This implied that microbial communities of tomato CHS were stressed more than other species of cultivation soils. Actinomycetes community in red pepper CHS was significantly (p < 0.05) higher than those in tomato CHS, strawberry CHS, and watermelon CHS. Differences in soil microbial community composition were highly associated with cultivated crop species which might result from the management inputs such as fertilizer, herbicide, and irrigation.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1158-1163
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• 2011

경남지역 논 토양 곡간 및 선상지 10개소와 하성평탄지 10개소를 대상으로 2011년에 미생물 세포벽 지방산 함량을 분석하여 미생물 다양성을 주성분분석으로 해석하였다. 토양 미생물체량은 곡간 및 선상지가 $1,266mg\;kg^{-1}$으로 하성평탄지 $578mg\;kg^{-1}$ 보다 유의적으로 많았으며 탈수소효소 활성도 곡간 및 선상지가 $204{\mu}g\;TPF\;g^{-1}\;24h^{-1}$으로 하성평탄지 $93{\mu}g\;TPF\;g^{-1}\;24h^{-1}$보다 유의적으로 많았다. 논 토양 평균 미생물 군집은 곡간 및 선상지가 총 세균이 32.9%, 그람음성 세균은 17.7%로서 하성평탄지의 총 세균 30.3%, 그람음성 세균 15.2%에 비해 유의적으로 많았다. 주성분 분석 결과 토양 유기물 함량과 총 세균 군집 비율이 경남지역 논 토양의 곡간 및 선상지와 하성평탄지의 특성을 구분할 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권3호
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• pp.378-386
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• 2022

Scenedesmus obliquus ABC-009 is a microalgal strain that accumulates large amounts of lutein, particularly when subjected to growth-limiting conditions. Here, the performance of this strain was evaluated for the simultaneous production of lutein and biofuels under three different modes of cultivation - photoautotrophic mode using BG-11 medium with air or 2% CO₂ and heterotrophic mode using YM medium. While it was found that the highest fatty acid methyl ester (FAME) level and lutein content per biomass (%) were achieved in BG-11 medium with CO₂ and air, respectively, heterotrophic cultivation resulted in much higher biomass productivity. While the cell concentrations of the cultures grown under BG-11 and CO₂ were largely similar to those grown in YM medium, the disparity in the biomass yield was largely attributed to the larger cell volume in heterotrophically cultivated cells. Post-cultivation light treatment was found to further enhance the biomass productivity in all three cases and lutein content in heterotrophic conditions. Consequently, the maximum biomass (757.14 ± 20.20 mg/l/d), FAME (92.78 ± 0.08 mg/l/d), and lutein (1.006 ± 0.23 mg/l/d) productivities were obtained under heterotrophic cultivation. Next, large-scale lutein production using microalgae was demonstrated using a 1-ton open raceway pond cultivation system and a low-cost fertilizer (Eco-Sol). The overall biomass yields were similar in both media, while slightly higher lutein content was obtained using the fertilizer owing to the higher nitrogen content.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권2호
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• pp.348-361
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• 2015

오늘날 지구온난화를 줄이기 위한 노력으로 온실가스 저감 기술 개발에 대한 노력이 정부차원에서 이루어지고 있으며 그 일환으로 국내에서는 2006년부터 자동차용 경유에 바이오디젤이 혼입되고 있다. 비록 일부 품질 기준상의 개선사항이 남아 있고 대부분의 원료를 수입에 의존하고 있다는 점에서 제한요소가 있음에도 2013년 기준 년간 400kton를 생산하고 있으며 향후 신재생에너지 연료 혼합의무화 제도(RFS)가 시행되면 그 생산양은 더욱 증가할 것으로 예상되는바 원료 다변화를 통한 원료 불균형 해소와 이에 따른 적절한 연구 개발이 필요하다. 본 연구에서는 신규 바이오디젤 원료로 검토되고 있는 라우릭산 메틸에스터($C_{12:0}$ FAME) 중심의 팜핵유(PKO, Palm Kernel Oil)와 코코넛유 유래 바이오디젤을 대상으로 국내 품질기준 중 차량 연소계통과 저온성능에 문제를 일으킬 수 있는 글리세린 함량 분석과 관련하여 기존 시험방법(KS M 2412)의 적용 가능성을 조사하였다. 이를 바탕으로 기존 분석조건에서 발생되는 카프릭산 메틸에스터($C_{10:0}$ FAME)와의 피크겹침, 총글리세린 도출관련 계산평형상수 등에 대한 개선 사항을 도출하고 보다 다양한 원료를 이용한 바이오디젤 내 글리세린 분석 가능한 시험방법 개발 가능성을 검토하였다.