earticle

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.