우지와 식물성 유지를 이용한 바이오 디젤 제조 = Bio-diesel production used tallow and vegetable oils
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2016
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Korean
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학술저널
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101-101(1쪽)
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바이오디젤은 수송용 연료를 대체할 수 있는 청정에너지로 유채유, 대두유, 팜유 등과 같은 식물성 원료과 우지, 폐계유, 돈지, 어유 등과 같은 동물성 원료, 폐식용유 등 다양한 재료를 이용하여 에스테르화 반응과 같은 화학적 과정을 거쳐 만들어 진다. 식물성 원료의 경우 물성이 좋고 동물성 원료에 비해 저온유동성이 좋은 장점이 있고 동물성 원료는 식물성 원료에 비해 포화지방산함량이 많아 높은 발열량과 세탄가를 가지고 있고 불완전연소율이 낮은 장점이 있어 본 연구에서는 동물성 유지인 우지(tallow)와 대두유, 옥수수유, 카놀라유, 해바라기유를 각각 혼합비율을 다르게 혼합하여 바이오디젤을 생산하였다. 우지는 마이크로웨이브를 이용한 조사 가열추출법으로 추출하였고 대두유, 옥수수유, 카놀라유, 해바라기유는 시중에 판매되는 유지를 사용하였다. 유지의 혼합비에 따른 FAME 전환율 실험은 식물성 유지와 우지의 혼합비율을 각각 9:1, 7:3, 5:5, 3:7, 1:9로 하고 mole비율은 8,10,12, 14mole로 하였다. 알코올은 DUKSAN사의 99.8% 무수메탄올을 사용하였고, 바이오디젤 생산을 위한 에스테르화 교환반응에 사용된 염기촉매는 DUKSAN사의 95% KOH를 GR grade로 촉매량은 혼합유지량 대비 0.5wt%로 반응시간은 60분, 반응온도는 55℃이며 교반속도는 300rpm으로 하였다. 바이오디젤 생산 반응 후 글리세롤 층은 분액 깔대기를 이용하여 분리하였으며 초순수를 이용하여 바이오디젤 층에 혼합되어 있는 미반응 성분을 세척하여 제거한후 지방산 함량 분석을 수행하였다. 지방산 함량 분석은 EN 14103 분석법에 따라 HP(Hewlett-Packard)사의 Agilent 6850을 사용하여 분석하였다. 분석 결과 유지 혼합비와 메탄올/유지 mole에 따른 FAME(fatty acid metyl ester)전환율은 우지 대 해바라기유 혼합비율 1:9, 14mole에서 FAME함량이 87%로 가장 높게 나타났고, 혼합비율 3:7, 10mole에서 FAME함량이 50.55%로 가장 낮았다. 우지와 옥수수유의 경우 우지 대 옥수수유 혼합비율 1:9 12mole에서 FAME함량 85.9%, 혼합비율 5:5, 14mole에서 FAME함량이 42.99%로 나타났다. 우지와 대두유의 경우 우지대 대두유 혼합비율 5:5, 12mole에서 FAME함량이 92.09%로 가장 높았고, 혼합비율5:5, 8mole에서 가장 낮은 FAME함량이 48.87%로 분석되었다. 우지와 카놀라유의 경우 우지 대 카놀라유 혼합비율 9:1, 14mole에서 FAME함량이 95.4%로 가장 높았고, 혼합비율 7:3, 10mole에서 FAME함량이 49.14%로 가장 낮은 것을 알 수 있었다. 가장 높은 FAME함량은 우지와 카놀라유 혼합비율 9:1, 14mole에서 FAME함량이 95.4%로 가장 높았고, 우지와 옥수수유 혼합비율 5:5, 14mole에서 FAME함량이 42.99%로 가장 낮게 나타났다.
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