• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.380-389
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• 2020

포화지방산 함량이 높은 우지와 불포화지방산 함량이 높은 식물성 유지인 해바라기유를 혼합한 혼합오일의 바이오디젤 전환특성을 규명하고 연료특성을 분석하였다. 다변량분산분석을 이용하여 도출한 기여율로 각 실험변수 (메탄올/유지 몰비, 오일혼합비) 가 바이오디젤 전환에 미치는 영향을 규명하였다. 또한, 바이오디젤의 고점도 문제를 해결하기 위해 가열과 초음파 조사의 방법을 적용하여 동점도 감소효과를 검증하였다. 연료별 온도 도와 동점도간의 상관관계식을 통해 동점도 감소를 위한 연료별 최적 온도를 도출하였다. 그 결과, 바이오디젤 전환율은 오일 혼합비 TASU7, 메탄올/유지 몰비 10에서 가장 우수한 것으로 나타났고 지방산 조성에 따라 연료특성에 차이가 있었다. 또한, 우지, 해바라기유 오일 혼합 바이오디젤의 연료특성 분석 결과 바이오디젤의 품질기준을 만족하는 것으로 나타났다. 바이오디젤의 고점도를 해결하기 위한 동점도 실험 결과 가열 방법의 동점도 감소 효과가 초음파 조사 방법에 비해 우수한 것으로 나타나 간단한 가열장치로 바이오디젤의 고점도를 해결할 수 있음을 확인하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제25권3호
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• pp.275-281
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• 2008

The esterification of free fatty acid in Jatropha oil added by propylene glycol using p-TSA catalyst was done, and then the transesterification of Jatropha oil added by 1.0vol% GMS as an emulsifier using TMAH, and mixed catalyst(60wt%-TMAH+ 40wt%-KOH) respectively was followed at $60^{\circ}C$. The esterification conversion at the 1:8 molar ratio of free fatty acid to methanol using 8.0wt% p-TSA was 94.7% within 60min. The overall conversion at the 1:8 molar ratio of Jatropha oil to methanol and $60^{\circ}C$ using mixed catalyst was 95.4%. The kinematic viscosity of Biodiesel using TMAH and mixed catalyst in 24h met the ASTM D-6751 above $30^{\circ}C$, and showed a little more than its criterion.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제24권2호
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• pp.190-195
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• 2007

The transesterifications of beef tallow and the mixture of beef tallow and rapeseed oil were conducted at $65^{\circ}C$ respectively using TMAH, NaOH and their mixed catalysts. The reactants were emulsified with 1vol% emulsifier and propylene glycol. The overall conversion of beef tallow was 95% at such optimum conditions as the 1:8 of molar ratio and 0.8 wt% TMAH. The overall conversion of mixed fat at the 1:8 of molar ratio and mixed catalyst of 70 wt% TMAH 30 wt% NaOH was close to 97% which appeared at 0.8 wt% TMAH in 80min. And the kinematic viscosity of biodiesel mixture using the mixed catalyst was $6.5mm^2/s$ at $40^{\circ}C$.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.81-86
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• 2007

Biodiesel fuel that consists of saturated and unsaturated long-chain fatty acid alkyl esters is an alternative diesel fuel produced from vegetable oils or animal fats. However, air causes autoxidation of biodiesel fuel during storage, which can reduce fuel quality by adversely affecting its properties, such as the kinematic viscosity and acid value. One approach for improving the resistance of fatty derivatives to autoxidation is to mix them with antioxidants. This study investigated the effectiveness of five such antioxidants in mixtures with biodiesel fuels produced by three biodiesel manufacturers : tert-butylhydroquinone (TBHQ), butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), propyl gallate (PrG) and $\alpha$-tocopherol. Oxidation stability was determined using Rancimat equipment. The results show that TBHQ, BHA, and BHT were the most effective and $\alpha$-tocopherol was the least effective at increasing the oxidation stability of biodiesel. This study recommends that TBHQ and PrG be used for safeguarding biodiesel fuel from the effects of autoxidation during storage.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.103.2-103.2
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• 2010

Biodiesel was well known for eco-friendly alternative fuel for petrodiesel. But biodiesel have disadvantage such like it was derived from food resource which was high price. In this study, We synthesized the biodiesel from duck's oil which was food trash via transesterification under base catalyst. After analytic result of density, kinematic viscosity, cold temperature characteristics, lubricity and cetane number which were main fuel characteristics, this duck's biodiesel have enough to fuel specification for except of domestic winter season.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제37권6호
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• pp.429-433
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• 2012

Purpose: While rapeseed oil, soy bean oil, palm oil and waste cooking oil are being used for biodiesel, the viscosity of them should be lowered for fuel. The most widely used method of decreasing the viscosity of vegetable oil is to convert the vegetable oil into fatty acid methyl ester but is too expensive. This experiment uses ultrasonic energy, instead of converting the vegetable oil into fatty acid methyl ester, to lower the viscosity of the waste cooking oil. Methods: For irradiation treatment, the sample in a beaker was irradiated with ultrasonic energy and the viscosity and temperature were measured with a viscometer. For heating treatment, the sample in a beaker was heated and the viscosity and temperature were measured with a viscometer. Kinematic viscosity was calculated by dividing absolute viscosity with density. Results: The kinematic viscosity of waste cooking oil and cooking oil are up to ten times as high as that of light oil at room temperature. However, the difference of two types of oil decreased by four times as the temperature increased over $83^{\circ}C$. When the viscosity by the treatment of ultrasonic energy irradiation was compared to one by the heating treatment to the waste cooking oil, the viscosity by the treatment of ultrasonic energy irradiation was lower by maximum of 22% and minimum of 12%, than one by the heating treatment. Conclusions: Ultrasonic energy irradiation lowered the viscosity more than the heating treatment did, and ultrasonic energy irradiation has an enormous effect on fuel reforming.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.348-355
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• 2023

바이오디젤은 중립연료로써 친환경 연료로 알려져 있으며, 육상에서는 일정 비율을 의무 혼합하는 정책을 시행하고 있다. 본 연구에서는 바이오디젤의 선박 연료로써의 사용 가능성을 검증하기 위해 선박용 경유와 바이오디젤의 혼합비율 0 %, 5 %, 10 %, 20 %에 대해 성분 분석, 금속 부식성 실험, 저장 안정성 실험을 수행하였다. 성분 분석은 ISO 8217:2017 기준에 따라 밀도, 동점도, 인화점 등 총 8가지를 평가하였으며, 180일 동안 상온과 가혹 조건(60 ℃)에서 금속 부식성 실험과 저장 안정성 실험을 통해 바이오디젤 신뢰성을 검증하였다. 연구 결과, 성분 분석은 바이오디젤 모든 혼합비율에서 ISO 8217:2017 기준을 만족하였으며, 바이오디젤 비율에 따라 동점도, 밀도, 산값은 혼합비율이 높아질수록 높게 나타났으며, 황분은 혼합비율이 높아질수록 낮게 나타났다. 금속 부식성은 탄소강, 철, 알루미늄, 니켈의 경우 부식이 거의 발생하지 않았으나, 구리의 경우 60 ℃ 환경 바이오디젤 20 % 혼합에서 산소가 풍부한 바이오디젤의 영향으로 부식이 발생하였다. 저장 안정성은 모든 바이오디젤 혼합비율을 180일 동안 상온과 가혹 조건에서 저장한 결과, 변색, 슬러지 발생, 연료 분리가 육안으로 확인되지 않았다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권1호
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• pp.35-48
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• 2013

바이오디젤은 식물성유지, 동물성유지 그리고 폐식용유를 전이에스테르화 반응을 시켜 만들어진 것으로 경유를 대체할 수 있는 연료이다. 본 연구에서는 다양한 원료의 식물성유지 (대두유, 폐식용유, 유채유, 면실유, 팜유)로부터 얻어진 바이오디젤의 연료 특성을 알아보았다. 다양한 식물성유지 원료로부터 얻어진 바이오디젤은 지방산메틸에스테르 함량, 동점도, 인화점, 필터막힘점, 글리세린 함량을 분석하였다. 바이오디젤의 품질기준과 시험방법은 한국 표준과 유럽 표준인 EN14214에 따라 시험하였다. 대두유, 폐식용유, 유채유, 면실유 바이오디젤은 불포화지방산이 많이 포함되어 있는 반면에 팜유 바이오디젤은 포화지방산이 많이 함유되어 있다. 저온특성, 동점도, 산화안정도와 같은 바이오디젤의 연료 특성은 지방산메틸에스테르의 구성 성분과 관련이 깊다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제33권2호
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• pp.124-129
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• 2008

In this study, fuel qualities including kinematic viscosity and pour point in the various temperature, calorific value and combustion characteristics of two biodiesels based on the soybean and waste oil blended with light oil were investigated and discussed in order to figure out to confirm fuel compatibility taking the place of light oil in the hot air heater or boiler. As biodiesel content ratio increased calorific value of biodiesel decreased, and the difference was 13% between 100%-biodiesel and light oil. In general, pour points of the biodiesels were higher than light oil, and as biodiesel content ratio increased pour point increased. About 15 cSt was the pour point of biodiesels and light oil, which occurred at 3 to $4^{\circ}C$ in the biodiesels and $-25^{\circ}C$ in the light oil. Flame dimensions of biodiesels and light oil were almost same at the same combustion condition in the burner of the hot air heater. CO concentrations in the exhaustion gas were far lower than those of the light oil. Though pour point of biodiesel is a little inferior to light oil, still biodiesel can be an alternative fuel substituting for light oil in combustion system without much modifying the current oil combustion mechanism.