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Optimization of Esterification Process Reaction using Oil Extracted from Spent Coffee Grounds
커피찌꺼기에서 추출한 오일을 이용한 에스테르화 반응의 최적화

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  • 발행기관
    한국도시환경학회 바로가기
  • 간행물
    한국도시환경학회지 KCI 등재후보 바로가기
  • 통권
    VOL.23 No.2 통권 제65호 (2023.06)바로가기
  • 페이지
    pp.33-41
  • 저자
    Je-Jong Lee, Seong-Jun Kim
  • 언어
    한국어(KOR)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A435050

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원문정보

초록

영어
This study used spent coffee grounds (SCG) for producing biodiesel and was aimed at optimizing reaction conditions for converting to biodiesel. Two pretreatment methods using acid and alkali catalysts were examined to reduce high free fatty acid (FFA) content of 3.3% in the oil extracted from SCG. It was ascertained that acid catalyst was effective compared with alkali, showing the yield of 98%. And then the factors related in acid-catalyzed esterification were optimized using response surface methodology. The optimal reaction conditions were 0.87% sulfuric acid, 21.2% methanol, and a temperature of 74.7oC. Under these conditions, the expected FFA content was 0.7%. Alkali-catalyzed transesterification using KOH efficiently converts pretreated SCG oil to biodiesel. At the experimental optimal conditions (methanol to oil molar ratio of 6:1, 1.25% KOH, and 65oC), a conversion ratio of 97-98% was confirmed based on the generated fatty acid methyl ester.
한국어
본 연구는 바이오디젤 제조를 위한 원료로서 커피찌꺼기(spent coffee grounds, SCG)를 이용하여 바이오디젤로 전환 하기 위한 반응 조건을 최적화하고자 한다. SCG에서 추출한 오일은 3.3%의 높은 유리지방산(free fatty acid, FFA)을 함 량하고, 이를 낮추기 위한 방법으로 산 촉매와 알칼리 촉매 전처리를 비교하였다. 산 촉매는 알칼리 촉매보다 효과적이고, 반응 후 오일의 수율은 98%이다. 산 촉매 전처리에 관련된 주요 인자를 반응표면분석법으로 최적화한 결과, 최적반응조 건은 0.87% H2SO4, 21.2% methanol, 74.7oC이고, 이 조건에서 예상되는 산가(Acid value, AV)는 1.40 mgKOH/g (FFA 0.7%)이다. 전처리된 SCG 오일을 바이오디젤로 전환하는 촉매로 KOH는 가장 효율적이다. 최적반응조건인 methanol 몰 비 6:1, 1.25% KOH, 65oC에서 생성된 fatty acid methyl ester 함량을 정량한 결과 97 ~ 98% 전환율을 보였다.

목차

Abstract
요약문
I. 서론
II. 연구 방법
1. 실험재료
2. 오일 추출
3. 오일의 화학적 특성 분석
4. FFA 제거를 위한 전처리 반응
5. 실험설계
6. 바이오디젤 전환
7. 당분석
III. 결과 및 고찰
1. SCG오일의 화학적 특성
2. FFA 제거
3. 산 촉매 전처리 최적화 시험
4. 트랜스에스테르화(Transesterification)
5. 당분석
IV. 결론
References

키워드

커피찌꺼기 유리지방산 바이오디젤 에스테르화 지방산메틸에스테르 spent coffee grounds free fatty acid biodiesel esterification fatty acid methyl ester

저자

  • Je-Jong Lee [ 이제종 | HYUNNONG CO., LTD ]
  • Seong-Jun Kim [ 김성준 | Chonnam National University Department of Environment and Energy Engineering ] Corresponding Author

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    한국도시환경학회 [The Korean Society of Urban Environment]
  • 설립연도
    2001
  • 분야
    공학>환경공학
  • 소개
    산업화와 도시 집중화 및 교통의 증가에 따른 각종 공해 물질의 증가에 의하여 우리들이 살고 있는 도시환경은 오염되고 있을 뿐만 아니라 도시 생태계가 파괴되어 가고 있다. 이에 따라 우리들의 생산활동이나 공공교통 그리고 일상생활에서 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 폐기물, 소음 및 진동 그리고 그 밖의 오염원으로부터 발생되는 오염물질 등은 인간의 건강 및 생명에 유해하며 나쁜 영향을 미칠 수 있으므로 이를 방지하기 위한 시급한 대처가 요구된다. 이러한 시대적 요청에 따라 본 한국도시환경학회는 도시환경과 관련된 모든 문제를 조사연구함으로써 도시환경학문의 발전과 응용 및 보급에 기여하고 나아가 사회 발전에 이바지함을 목적으로 설립되었다.

간행물

  • 간행물명
    한국도시환경학회지 [Journal of the Korean Society of Urban Environment]
  • 간기
    계간
  • pISSN
    1598-253X
  • 수록기간
    2001~2026
  • 십진분류
    KDC 539 DDC 628

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