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아임계수 가수분해를 통한 돈지로부터 지방산 생산의 최적화
류재훈 ( Jae Hun Ryu ),신희용 ( Hee Yong Shin ) 한국화학공학회 2015 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.53 No.2
지방산 생산을 위한 돈지의 아임계수 가수분해 공정을 최적화하기 위하여 17-run 중심합성법(central composite design)에기초한 반응표면법(response surface methodology)이 사용되었다. 반응 온도, 오일 대비 물의 몰 비, 반응 시간과 같은변수 및 이들의 상관관계가 지방산 함량에 미치는 영향을 조사하였으며, 지방산 함량을 예측하기 위하여 2차 다항 회귀방정식이 제안되었다. 최대 지방산 함량을 얻을 수 있는 반응 조건은 288.5 oC, 39.5몰 비, 29.5분이었으며, 이 조건에서의 예측 및 실제 지방산 함량은 각각 97.06% 및 96.99%였다. Response surface methodology (RSM) in combination with a 17-run central composite design (CCD) was applied to optimize the non-catalytic hydrolysis of lard using subcritical water to produce fatty acids (FA). The effects of three variables including temperature, molar ratio of water to oil and time, and their relationship on FA content were investigated. A quadratic regression model was employed to predict the FA contents. Optimum reaction conditions for maximizing the FA content were obtained as follows: reaction temperature of 288.5°C, molar ratio of water to oil of 39.5 and reaction time of 29.5 min. Under the optimum conditions, the predicted and experimentally obtained FA contents were 97.06% and 96.99%, respectively.
초임계 이산화탄소를 이용한 Nannochloropsis sp. 미세조류로부터 바이오디젤 생산용 지질의 추출
최경석 ( Kyung Seok Choi ),류재훈 ( Jae Hun Ryu ),박동준 ( Dong Jun Park ),오세천 ( Sea Cheon Oh ),곽현 ( Hyun Kwak ) 한국화학공학회 2015 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.53 No.2
본 연구에서는 미세조류인 Nannochloropsis sp.로부터 바이오디젤 생산용 지질을 얻기 위하여 유기용매 및 초임계이산화탄소(SC-CO2)를 이용하여 추출을 수행하였다. SC-CO2 추출법으로 얻은 지질의 지방산메틸에스테르 함량은58.31%로 높았으며, Bligh-Dyer 추출법은 18.0 wt.%의 가장 높은 조지방 수율을 나타내었다. SC-CO2 추출법에 극성을 높이기 위해 공용매로서 methanol을 사용한 결과, 조지방 수율 12.5 wt.%, 지방산메틸에스테르 함량 56.32%, 지방산메틸에스테르 수율 7.04 wt.%였으며, SC-CO2 만을 이용하는 추출 방법에 비하여 추출 시간을 2시간에서 30분으로 단축시킬 수 있었다. 따라서 미세조류에서 지질을 추출하는데 기존의 유기용매 추출법과 비교하여 SC-CO2 추출법이 친환경적이며, 효율적인 방법임을 확인하였다. In this paper, microalgae lipid extractions were performed using conventional organic solvent and supercritical carbon dioxide (SC-CO2) for biodiesel-convertible lipid fractions. The highest levels (58.31%) of fatty acid methyl ester (FAME) content in the lipid extracted by SC-CO2 was obtained, and 18.0 wt.% crude lipid yield was achieved for Bligh-Dyer method. In the SC-CO2 extraction, methanol as a co-solvent was applied to increase the polarity of extract. The experimental results indicated that crude lipid yield, FAME content and yield extracted by combination of SC-CO2 with methanol were 12.5 wt.%, 56.32% and 7.04 wt.%, respectively, and this method could reduce the extraction time from 2 hour to 30 min when compared to SC-CO2 extraction. Therefore, SC-CO2 extraction is proven to be an environmentally- friendly and an effective method for lipid extraction from microalgae.