• 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.

• Environmental Engineering Research
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• 제22권3호
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• pp.294-301
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• 2017

This paper is based on experiments conducted on a stationary, four stroke, naturally aspirated air cooled, single cylinder compression ignition engine coupled with an electrical swinging field dynamometer. Instead of 100% diesel, 20% Jatropha oil methyl ester with 80% diesel blend was injected directly in engine beside 25% pre-mixed charge of diesel in mixing chamber and with 20% exhaust gas recirculation. The performance and emission characteristics are compared with conventional 100% diesel injection in main chamber. The blend with diesel premixed charge with and without exhaust gas recirculation yields in reduction of oxides of nitrogen and particulate matter. Adverse effects are reduction of brake thermal efficiency, increase of unburnt hydrocarbons (UBHC), carbon monoxide (CO) and specific energy consumption. UBHC and CO emissions are higher with Diesel Premixed Combustion Ignition (DPMCI) mode compared to compression ignition direct injection (CIDI) mode. Percentage increases in UBHC and CO emissions are 27% and 23.86%, respectively compared to CIDI mode. Oxides of nitrogen ($NO_x$) and soot emissions are lower and the percentage decrease with DPMCI mode are 32% and 33.73%, respectively compared to CIDI mode.

• 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.

• 청정기술
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• 제30권1호
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• pp.47-54
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• 2024

비식용 작물인 네팔산 Jatropha 씨앗으로부터 추출한 식물성 오일을 원료로 사용하고, 에스테르화 반응과 전이에스테르화 반응으로 구성된 2-step 공정을 거쳐서 바이오디젤로 전환하였다. Jatropha 오일에 함유되어 있는 유리지방산과 메탄올과의 에스테르화 반응에 Amberlyst-15 촉매를 적용하였으며, 자트로파 오일의 산가를 11.0으로부터 0.26 mgKOH/g까지 낮추었다. 산가가 0.26 mgKOH/g인 Jatropha 오일과 메탄올을 원료로 사용하고 NaOH/γ-Al₂O₃ 촉매를 사용하여 전이에스테르화 반응을 통해서 바이오디젤을 제조하였다. NaOH 담지량이 3 wt%에서 25 wt%로 증가함에 따라 비표면적은 129 m²/g에서 28 m²/g으로, 기공 부피는 0.249 m³/g에서 0.129 cm³/g으로 감소하였다. 또한, NaOH의 담지량이 증가할수록 NaOH/γ-Al₂O₃ 촉매의 염기점의 양과 세기가 동시에 증가하였다. NaOH/γ-Al₂O₃ 촉매의 최적 NaOH 담지량은 12 wt%인 것을 확인하였다. NaOH/γ-Al₂O₃ 촉매를 이용한 Jatropha oil의 전이에스테르화 반응에서 최적 온도를 65 ℃로 선정하였다. 교반속도가 150 RPM 이하의 조건에서는 전이에스테르화 반응 속도가 외부 물질 전달의 영향을 받았으나, 그 이상의 교반속도에서는 외부 물질 전달의 영향이 크지 않았다.