KR101727292B1 - Producing Method of Biodiesel Using Acid Oil Derived From Soapstock and Enzymes - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바이오디젤의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 미강유를 제조하는 과정에서 공해물질로 생성되는 비누분(soapstock)으로부터 애시드 오일(acid oil)을 제조하고, 이를 효소 존재하에 에탄올과 에스테르화 반응시켜 바이오디젤을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조 방법에 따르면 높은 수율로 바이오디젤을 얻을 수 있는 장점이 있다.More particularly, the present invention relates to a process for producing biodiesel, which comprises preparing an acid oil from a soapstock produced as a pollutant in the process of producing rice bran oil, And a method for producing biodiesel by an esterification reaction. According to the production method of the present invention, biodiesel can be obtained at a high yield.

Description

비누분 유래 애시드 오일 및 효소를 이용한 바이오디젤의 제조 방법{Producing Method of Biodiesel Using Acid Oil Derived From Soapstock and Enzymes}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing biodiesel using an acid oil derived from soap,

본 발명은 비누분 유래 애시드 오일 및 효소를 이용한 바이오디젤의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 미강유(rice bran oil)를 제조하는 과정에서 부산물로 생성되는 비누분(soapstock)으로부터 애시드 오일(acid oil)을 제조하고, 상기 애시드 오일을 효소 존재 하에 에스테르화 반응을 시켜 바이오디젤을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing biodiesel using acid oils derived from soap fractions and enzymes, and more particularly, to a process for producing biodiesel from acid soap from soapstock produced as a by-product in the process of producing rice bran oil. ), And subjecting the acid oil to an esterification reaction in the presence of an enzyme to produce biodiesel.

현재 전 세계적으로 석유 보유량이 감소하고, 화석연료를 사용할 때 발생하는 온실가스 배출량 감축이 의무화되면서 대체연료인 바이오디젤 개발의 중요성이 증가하고 있다. 바이오디젤은 무독성이고 생분해성이 있으며 재생 가능한 연료 에너지로, 특히 일산화탄소, 이산화탄소, 황산가스와 같은 온실가스 배출량이 적은 장점이 있다. As the global petroleum reserves decrease and the reduction of greenhouse gas emissions caused by the use of fossil fuels becomes mandatory, the importance of biodiesel development as an alternative fuel is increasing. Biodiesel is a non-toxic, biodegradable and renewable fuel energy with the advantage of low greenhouse gas emissions such as carbon monoxide, carbon dioxide and sulfuric acid gas.

바이오디젤은 식물성 기름이나 동물성 지방에 함유된 긴 사슬 지방산과 짧은 사슬 알코올의 모노알킬 에스테르이다. 일반적으로 바이오디젤 합성반응은 화학적 촉매나 효소 촉매를 이용하는데, 화학적 촉매 반응은 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 황산 등을 이용하며, 바이오디젤 생산 시 시간 및 초기 비용이 적게 드는 장점이 있어서 상업적으로는 사용되고 있는 방법이다. 그러나, 반응 후 시행되어야 하는 중화 반응 및 염 제거공정에서 발생하는 다량 발생하는 폐수 처리 비용이 많이 소요되며, 글리세롤을 회수하기 어려운 단점이 있다. Biodiesel is a monoalkyl ester of long chain fatty acids and short chain alcohols in vegetable oils and animal fats. Generally, the biodiesel synthesis reaction uses a chemical catalyst or an enzyme catalyst. The chemical catalytic reaction uses sodium hydroxide, potassium hydroxide, or sulfuric acid, and has a merit that a time and an initial cost are small in the production of biodiesel, There is a way. However, there is a disadvantage in that it takes a great deal of cost for treating the wastewater generated in the neutralization reaction and the salt removal process, which must be performed after the reaction, and that glycerol can not be recovered.

반면, 바이오디젤 제조 시, 촉매로서 효소를 사용하는 경우 반응시간이 비교적 길고, 효소가 고가인 단점이 있으나, 촉매와 반응 생산물을 분리하기 쉽고, 부가적인 처리공정이 필요 없으며, 반응 부산물인 글리세롤의 회수가 용이한 장점이 있다. 또한, 효소반응은 비교적 온화한 조건에서 일어나므로 추가적인 에너지 사용이 필요 없으며, 비누형성을 방지하여 바이오디젤 수율을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다. On the other hand, when an enzyme is used as a catalyst in the production of biodiesel, there is a disadvantage in that the reaction time is relatively long and the enzyme is expensive. However, since the catalyst and the reaction product are easily separated from each other, There is an advantage that recovery is easy. In addition, since the enzyme reaction takes place under relatively mild conditions, there is no need to use additional energy, and the advantage of preventing soap formation and increasing the biodiesel yield can be obtained.

현재 바이오디젤 생산 연구는 주로 정제유를 사용하고 있으며, 정제유 비용은 바이오디젤 생산 원가의 약 70%를 차지하고 있는데, 바이오 디젤의 원료로 사용하기에 정제유의 가격이 너무 고가이며, 심지어 화석연료에 비하여도 경제성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 대부분의 정제유는 농작물로부터 생산되므로 해당 농작물의 작황에 따라 가격의 등락이 심한 편이다. Currently, refined oil is used mainly for research on biodiesel production. Refining oil costs account for about 70% of biodiesel production cost. Because refined oil is too expensive to be used as raw material for biodiesel, There is a problem that the economy is poor. In addition, since most refined oils are produced from crops, prices fluctuate more or less depending on crops of the crops.

따라서, 바이오디젤의 제조 방법에 있어서 효소를 사용하되, 그 반응 효율을 높이고, 생산 원가를 낮추어 경제성을 갖출 수 있도록 하는 제조 방법에 대한 기대가 높은 실정이다.Therefore, there is a high expectation for a production method that uses an enzyme in a biodiesel production method, and increases the reaction efficiency thereof and lowers the production cost to make it economical.

대한민국 공개특허 제10-2010-0029458호Korean Patent Publication No. 10-2010-0029458 대한민국 공개특허 제10-2013-0008672호Korean Patent Publication No. 10-2013-0008672 대한민국 공개특허 제10-2013-0099537호Korean Patent Publication No. 10-2013-0099537

Lara Pizarro, A.V., Park, E.Y. 2003. Lipase-catalyzed production of biodiesel fuel from vegetable oils contained in waste activated bleaching earth. Process Biochemistry, 38(7), 1077-1082.Lara Pizarro, A.V., Park, E.Y. 2003. Lipase-catalyzed production of biodiesel fuel from vegetable oils contained in waste activated bleaching earth. Process Biochemistry, 38 (7), 1077-1082. Ma, F., Hanna, M.A. 1999. Biodiesel production: a review. Bioresource Technology, 70(1), 1-15.Ma, F., Hanna, M.A. 1999. Biodiesel production: a review. Bioresource Technology, 70 (1), 1-15.

본 발명은 미강유 유래 비누분(soapstock)으로부터 애시드 오일(acid oil)을 제조하고, 상기 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올을 기질로 하며, 상기 기질에 효소를 첨가하여 에스테르화 반응을 진행시켜 바이오디젤을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a process for producing an acid oil from a soapstock derived from a microbial oil and using the acidic oil and an alcohol having 1 to 4 carbon atoms as a substrate, It is an object of the present invention to provide a method for producing diesel.

또한, 본 발명은 상기 바이오디젤 제조 방법으로부터 바이오디젤을 최적으로 얻을 수 있는 수득 조건을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a condition for obtaining biodiesel from the biodiesel production method.

또한, 본 발명은 상기 바이오디젤 제조 방법에 사용되는 효소를 재사용하여 바이오디젤 제조 방법의 경제성 및 효율성을 증대시키는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to improve the economical efficiency and efficiency of the biodiesel production process by reusing the enzyme used in the biodiesel production process.

상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,

본 발명은 (1)미강유 유래 비누분(soapstock)으로부터 애시드 오일(acid oil)을 제조하는 단계; 및(1) preparing an acid oil from a soapstock derived from a rice bran oil; And

(2)상기 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올을 기질로 하며, 상기 기질과 노보자임 435(Novozym 435), 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM) 및 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 효소를 반응시켜 에스테르화 반응을 시키는 단계를 포함하는 바이오디젤 제조 방법을 제공한다.(2) the above-mentioned substrate is made of the acidic oil and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms, and the substrate is composed of Novozym 435, Lipozyme RM IM and Lipozyme TL IM Wherein the esterification reaction is carried out by reacting at least one kind of enzyme selected from the group consisting of:

본 발명의 바이오디젤 제조 방법은 최적 조건에서 높은 수율로 바이오디젤을 수득할 수 있다.The biodiesel production method of the present invention can obtain biodiesel at a high yield under optimum conditions.

또한, 본 발명의 바이오디젤 제조 방법은 효소를 재사용할 수 있어, 그에 따른 효율성 및 경제성을 증대시킬 수 있다.Further, the biodiesel production method of the present invention can reuse the enzyme, thereby increasing the efficiency and economical efficiency.

도 1은 효소 종류에 따른 바이오디젤의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 노보자임 435(Novozym 435) 단독 사용시, 기질 간의 몰 비율에 따른 바이오디젤의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM) 단독 사용시, 기질 간의 몰 비율에 따른 바이오디젤의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM) 단독 사용시, 기질 간의 몰 비율에 따른 바이오디젤의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 노보자임 435(Novozym 435) 단독 사용시, 반응 온도에 따른 바이오디젤의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM) 단독 사용시, 반응 온도에 따른 바이오디젤의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 7은 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM) 단독 사용시, 반응 온도에 따른 바이오디젤의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 8은 노보자임 435(Novozym 435) 단독 사용시, 효소 사용량에 따른 바이오디젤의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM) 단독 사용시, 효소 사용량에 따른 바이오디젤의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM) 단독 사용시, 효소 사용량에 따른 바이오디젤의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 노보자임 435(Novozym 435)로 1차 에스테르화한 후, 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM)으로 2차 에스테르화한 후의 바이오디젤 수득율을 나타낸 그래프이다. 이때 2단계 반응 중 1차 에스테르 반응시간을 달리하여 그 결과를 도시하였다. 5분 (●), 15분 (○), 30분 (▼), 60분 (△). ■와 □은 각각 Novozym 435, Lipozyme TL IM의 단일효소반응을 나타낸다.
도 12는 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM)으로 1차 에스테르화한 후, 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM)으로 2차 에스테르화한 후의 바이오디젤 수득율을 나타낸 그래프이다. 이때 2단계 반응 중 1차 에스테르 반응시간을 달리하여 그 결과를 도시하였다. 5분 (●), 15분 (○), 30분 (▼), 60분 (△). ■와 □은 각각 Lipozyme RM IM, Lipozyme TL IM의 단일효소반응을 나타낸다.
도 13은 글리세롤을 제거하지 않는 연속식 반응기를 나타낸 모식도이다.
도 14는 글리세롤을 제거하는 연속식 반응기를 나타낸 모식도이다.
도 15는 연속식 반응기에서 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM) 사용시, 기질의 수분 함량에 따른 바이오디젤의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 16은 연속식 반응기에서 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM) 사용시, 반응 온도에 따른 바이오디젤 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 17은 연속식 반응기에서 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM) 사용시, 기질 간의 몰 비율에 따른 바이오디젤 수득율을 나타낸 그래프이다.
도 18은 연속식 반응기에서 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM) 사용시, 효소의 사용 횟수에 따른 바이오디젤 수득율을 나타낸 그래프로 b 는 반응 중에 생성되는 글리세롤을 제거해 준 경우이고 a는 제거가 없는 경우이다.
1 is a graph showing the yield of biodiesel according to the type of enzyme.
2 is a graph showing the yield of biodiesel according to molar ratio between substrates when Novozym 435 (Novozym 435) alone is used.
FIG. 3 is a graph showing the yield of biodiesel according to molar ratio between substrates when Lipozyme RM IM alone is used.
FIG. 4 is a graph showing the yield of biodiesel according to molar ratio between substrates when lipozyme TL IM (Lipozyme TL IM) alone is used.
5 is a graph showing the yield of biodiesel according to the reaction temperature when Novozym 435 (Novozym 435) alone is used.
6 is a graph showing the yield of biodiesel according to the reaction temperature when Lipozyme RM IM is used alone.
FIG. 7 is a graph showing the yield of biodiesel according to the reaction temperature when lipozyme TL IM (Lipozyme TL IM) alone is used.
8 is a graph showing the yield of biodiesel according to the amount of enzyme used when Novozym 435 (Novozym 435) alone is used.
FIG. 9 is a graph showing the yield of biodiesel according to the amount of enzyme used when Lipozyme RM IM alone is used.
10 is a graph showing the yield of biodiesel according to the amount of enzyme used when lipozyme TL IM (Lipozyme TL IM) alone is used.
11 is a graph showing the yield of biodiesel after primary esterification with Novozym 435 (Novozym 435) followed by secondary esterification with Lipozyme TL IM. At this time, the first ester reaction time in the two-step reaction was varied, and the results were shown. 5 minutes (●), 15 minutes (○), 30 minutes (▼), 60 minutes (△). ■ and □ indicate a single enzyme reaction of Novozym 435, Lipozyme TL IM, respectively.
12 is a graph showing the yield of biodiesel after primary esterification with Lipozyme RM IM and subsequent secondary esterification with Lipozyme TL IM. At this time, the first ester reaction time in the two-step reaction was varied, and the results were shown. 5 minutes (●), 15 minutes (○), 30 minutes (▼), 60 minutes (△). ■ and □ represent the single enzyme reaction of Lipozyme RM IM and Lipozyme TL IM, respectively.
13 is a schematic diagram showing a continuous reactor in which glycerol is not removed.
14 is a schematic view showing a continuous reactor for removing glycerol.
15 is a graph showing the yield of biodiesel according to the moisture content of the substrate when using liposomes TL IM (Lipozyme TL IM) in a continuous reactor.
16 is a graph showing the yield of biodiesel according to the reaction temperature when using liposomes TL IM (Lipozyme TL IM) in a continuous type reactor.
17 is a graph showing the yield of biodiesel according to the molar ratio between the substrates when the liposomes TL IM (Lipozyme TL IM) is used in a continuous reactor.
18 is a graph showing the yield of biodiesel according to the number of times of using the enzyme when the liposome TL IM is used in a continuous type reactor, b is the case where glycerol produced during the reaction is removed, and a is not removed .

이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 바이오디젤의 제조방법에 관한 것으로,The present invention relates to a method for producing biodiesel,

(1)미강유 유래 비누분(soapstock)으로부터 애시드 오일(acid oil)을 제조하는 단계; 및(1) preparing an acid oil from a soapstock derived from a rice bran oil; And

(2)상기 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올을 기질로 하며, 상기 기질과 노보자임 435(Novozym 435), 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM) 및 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 효소를 반응시켜 에스테르화 반응을 시키는 단계를 포함하여 바이오디젤을 제조할 수 있다.
(2) the above-mentioned substrate is made of the acidic oil and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms, and the substrate is composed of Novozym 435, Lipozyme RM IM and Lipozyme TL IM And a step of reacting the enzyme with at least one enzyme selected from the group consisting of an esterification reaction and an esterification reaction.

본 발명의 바이오디젤의 제조방법은 미강유 유래 비누분(soapstock)으로부터 만들어진 애시드 오일(acid oil)을 기질로 사용하므로, 환경오염을 방지할 뿐만 아니라 제조 단가를 낮추는 효과가 있다. 상기 미강유 유래 비누분(soapstock)이라 함은, 미강유 정제 과정에서 발생하는 찌꺼기 부산물이다.The method for producing biodiesel according to the present invention uses an acid oil made from soapstock derived from rice bran oil as a substrate to prevent environmental pollution and reduce manufacturing cost. The soapstock derived from the rice bran oil is a by-product produced during the rice bran oil refining process.

본 발명에 따른 미강유 유래 비누분(soapstock)으로부터 수득되는 애시드 오일(acid oil)은 유리지방산 (39-79%), 아실글리세롤 (18-30%), 색소 및 다른 친수성 물질로 구성되어 있어 바이오디젤 제조에 적합한 원료이다.The acid oil obtained from soya oil derived soapstock according to the present invention is composed of free fatty acids (39-79%), acylglycerol (18-30%), pigments and other hydrophilic substances, It is a raw material suitable for manufacturing.

상기 (1)단계에서 애시드 오일은 미강유 유래 비누분과 함께 이소프로판올, 헥산, 황산 및 물을 첨가한 후 교반하여 제조할 수 있다.In the step (1), the acid oil may be prepared by adding isopropanol, hexane, sulfuric acid, and water together with the soap-derived soap component and stirring.

보다 구체적으로, 상기 애시드 오일은 미강유 유래 비누분과 헥산을 임펠러믹서로 교반한 후, 황산 및 증류수를 넣은 후 반응물을 분별 깔때기에 옮기고 헥산을 추가한 다음 증류수로 3~4회 세척하여 상층의 pH가 5 이상이 되도록 한 후, 상기 헥산층을 무수 황산나트륨을 통과 시키면서 둥근 플라스크에 수집하고 진공회전 증발농축장치를 이용하여 헥산을 증발시켜 제조할 수 있다.More specifically, the acid oil was prepared by stirring the soya bean oil derived from ungreased oil and hexane with an impeller mixer, adding sulfuric acid and distilled water, transferring the reaction product to a separating funnel, adding hexane and washing with distilled water three or four times, 5 or more, the hexane layer is collected in a round flask while passing through anhydrous sodium sulfate, and the hexane is evaporated using a vacuum rotary evaporator.

그러나 상기 애시드 오일 제조 방법은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 미강유 유래 비누분으로부터 애시드 오일을 제조하는 방법은 통상의 기술자라면 누구나 적용할 수 있는 기술을 활용할 수 있다.
However, the method for producing the acid oil is not limited thereto, and the method for producing the acid oil from the un-oil-derived soap powder can be applied to anyone skilled in the art.

상기 (2)단계는 바이오디젤이 수득되는 단계로, 상기 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올을 기질로 사용하여, 상기 기질에 효소를 첨가하여 에스테르화 반응을 진행시켜 바이오디젤을 수득할 수 있다.In the step (2), biodiesel can be obtained by adding an enzyme to the substrate using the acid oil and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms as a substrate to proceed the esterification reaction .

상기 효소는 노보자임 435(Novozym 435), 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM) 및 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.The enzyme may be at least one selected from the group consisting of Novozym 435 (Novozym 435), Lipozyme RM IM, and Lipozyme TL IM.

바이오디젤을 최적으로 수득하기 위한 다양한 효소를 활성 스크리닝한 결과, 상기 3종의 효소는 다른 균주 유래의 효소(Lipase AYS-Candida rugosa 유래, Lipase PS-Pseudomonas fluorescence 유래)에 비하여 기본 조건에서 현저하게 높은 바이오디젤 수득을 보여, 본 발명에서는 상기 3종의 효소를 바이오디젤을 제조하기 위해 사용하는 효소로 선택하였다.As a result of an active screening of various enzymes for obtaining biodiesel optimally, the three enzymes were found to be significantly higher in basic conditions than those of enzymes derived from other strains (derived from Lipase AYS-Candida rugosa and Lipase PS-Pseudomonas fluorescence) In the present invention, the three enzymes were selected as the enzymes used for producing biodiesel.

본 발명의 상기 (2)단계 에스테르화 반응은 회분식이거나 연속식일 수 있다.
The esterification reaction of step (2) of the present invention may be a batch or a continuous process.

효소를 이용하여 기질을 에스테르화하는 반응에 있어서, 사용되는 효소의 종류, 기질간의 몰 비율, 반응온도 및 사용되는 효소량이 매우 중요한 인자로 작용한다. The type of enzyme used, the molar ratio between the substrates, the reaction temperature, and the amount of enzyme used are very important factors in the esterification reaction of the substrate using the enzyme.

상기 3종의 효소를 각각 단독으로 사용할 경우, 에스테르화 반응을 통하여 바이오디젤을 최적으로 수득하기 위한 반응 조건은 하기와 같다.When each of the above three enzymes is used alone, reaction conditions for optimally obtaining biodiesel through the esterification reaction are as follows.

상기 노보자임 435(Novozym 435)를 단독으로 사용할 경우, 에스테르화 반응 조건은, 기질로 사용되는 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올의 몰비는 1:4 내지 1:6이며, 바람직하게는 1:5이다. 상기 기질 간의 몰 비율이 1:4 미만이면 바이오디젤의 수득율이 감소하고, 1:6을 초과하면 1:5인 경우와 뚜렷한 차이가 없어 경제성이 낮아지는 문제점이 있다. When Nobobizam 435 (Novozym 435) is used alone, the esterification reaction conditions are such that the molar ratio of the acid oil used as the substrate and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms is 1: 4 to 1: 6, preferably 1: 5. When the molar ratio between the substrates is less than 1: 4, the yield of biodiesel decreases. When the molar ratio exceeds 1: 6, there is no distinct difference from the case where the molar ratio is 1: 5.

또한, 반응 온도는 20 내지 60℃인 것이 바람직하다. 반응 온도가 20℃미만이면 바이오디젤의 수득율이 감소하고, 60℃를 초과하면 노보자임 435 효소가 변질될 우려가 있다.The reaction temperature is preferably 20 to 60 ° C. When the reaction temperature is lower than 20 ° C, the yield of biodiesel decreases. When the reaction temperature exceeds 60 ° C, Novozym 435 enzyme may be degraded.

또한, 상기 노보자임 435 효소는 상기 기질의 총 중량에 대하여 5 내지 15 중량%로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 5 중량% 미만이면 바이오디젤의 수득율이 감소하고, 15 중량%를 초과하면 15 중량% 이하일 때와 뚜렷한 차이점을 보이지 못하므로 경제성이 낮아지는 문제점이 있다.
The Novozym 435 enzyme is preferably used in an amount of 5 to 15% by weight based on the total weight of the substrate. When the content is less than 5% by weight, the yield of biodiesel is reduced. When the content is more than 15% by weight, the difference is not remarkably different from that when the content is more than 15% by weight.

상기 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM)을 단독으로 사용할 경우, 에스테르화 반응 조건은, 기질로 사용되는 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올의 몰비는 1:2 내지 1:6이며, 바람직하게는 1:5이다. 상기 기질 간의 몰 비율이 1:2 미만이면 바이오디젤의 수득율이 감소하고, 1:6을 초과하면 1:6인 경우와 뚜렷한 차이가 없어 경제성이 낮아지는 문제점이 있다. When the liposomes RM IM are used alone, the esterification reaction conditions are such that the molar ratio of the acidic oil used as the substrate and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms is 1: 2 to 1: 6, 1: 5. When the molar ratio between the substrates is less than 1: 2, the yield of biodiesel decreases. When the molar ratio exceeds 1: 6, there is no distinct difference from the case where the molar ratio is 1: 6.

또한, 반응 온도는 10 내지 50℃인 것이 바람직하다. 반응 온도가 10℃미만 또는 50℃를 초과하면 바이오디젤의 수득율이 감소한다.The reaction temperature is preferably 10 to 50 占 폚. If the reaction temperature is lower than 10 DEG C or higher than 50 DEG C, the yield of biodiesel decreases.

또한, 상기 리포자임 RM IM 효소는 상기 기질의 총 중량에 대하여 2.5 내지 15 중량%로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 2.5 중량% 미만이면 바이오디젤의 수득율이 감소하고, 15 중량%를 초과하면 15 중량% 이하일 때와 뚜렷한 차이점을 보이지 못하므로 경제성이 낮아지는 문제점이 있다.
In addition, the lipozyme RM IM enzyme is preferably used in an amount of 2.5 to 15% by weight based on the total weight of the substrate. When the content is less than 2.5% by weight, the yield of biodiesel is reduced. When the content is more than 15% by weight, the difference is not remarkably different from that when the content is more than 15% by weight.

상기 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM)을 단독으로 사용할 경우, 에스테르화 반응 조건은, 기질로 사용되는 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올의 몰비는 1:2 내지 1:6이며, 바람직하게는 1:5이다. 상기 기질 간의 몰 비율이 1:2 미만이면 바이오디젤의 수득율이 감소하고, 1:6을 초과하면 1:6인 경우와 뚜렷한 차이가 없어 경제성이 낮아지는 문제점이 있다. When the liposomes TL IM is used alone, the esterification reaction conditions are such that the molar ratio of the acid oil used as the substrate and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms is 1: 2 to 1: 6, 1: 5. When the molar ratio between the substrates is less than 1: 2, the yield of biodiesel decreases. When the molar ratio exceeds 1: 6, there is no distinct difference from the case where the molar ratio is 1: 6.

또한, 반응 온도는 10 내지 45℃인 것이 바람직하다. 반응 온도가 10℃ 미만 또는 45℃를 초과하면 바이오디젤의 수득율이 감소한다.The reaction temperature is preferably 10 to 45 ° C. If the reaction temperature is below 10 ° C or above 45 ° C, the yield of biodiesel decreases.

또한, 상기 리포자임 TL IM 효소는 상기 기질의 총 중량에 대하여 10 내지 15 중량%로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 10 중량% 미만이면 바이오디젤의 수득율이 감소하고, 15 중량%를 초과하면 15 중량% 이하일 때와 뚜렷한 차이점을 보이지 못하므로 경제성이 낮아지는 문제점이 있다.In addition, the lipozyme TL IM enzyme is preferably used in an amount of 10 to 15% by weight based on the total weight of the substrate. When the content is less than 10% by weight, the yield of biodiesel is decreased. When the content is more than 15% by weight, the difference is not remarkably different from that when the content is more than 15% by weight.

상기 3종의 효소를 단독으로 사용할 경우의 기질 간의 몰비, 반응 온도 및 효소의 사용량의 수치 범위가 본 발명의 권리 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 균등 범위 내에 포함된다.
The numerical ranges of the molar ratio between the substrates, the reaction temperature and the amount of enzyme used when the above three enzymes are used alone do not limit the scope of the present invention but are included in the equivalent range of the present invention.

본 발명에서 상기 (2)단계의 에스테르화 반응은 서로 상이한 효소를 사용하여 1차 에스테르화 반응 후 2차 에스테르화 반응을 진행하는 방식으로 진행할 수 있다. In the present invention, the esterification reaction in the step (2) may be carried out by using a different enzyme to conduct the first esterification reaction and then the second esterification reaction.

노보자임 435와 리포자임 RM IM 효소는 효소활성 및 잔존 활성도가 높아 효소를 이용한 촉매반응에 널리 사용될 수 있다. 그러나 두 효소 모두 고가이므로 상기 두 효소를 이용하여 바이오디젤을 상업적으로 생산할 경우, 원가상승의 요인이 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 두 효소에 비하여 최소 10배, 최대 20배 가량 가격이 낮은 리포자임 TL IM을 대체 효소로 사용하여 생산 비용을 절감하고, 실제 산업에서 적용 가능할 수 있도록 하고자 하였다.Novozymes 435 and Lipozyme RM IM enzymes have high activity and residual activity, which can be widely used for catalytic reactions using enzymes. However, since both enzymes are expensive, commercial production of biodiesel using the above two enzymes may cause a rise in cost. Therefore, the present invention aims to reduce the production cost by using lipozyme TL IM as a substitute enzyme which is at least 10 times and at most 20 times lower than the two enzymes, so that it can be applied in real industry.

그에 따라, 본 발명에서는 상기 (2)단계에서 효소로 노보자임 435(Novozym 435) 및 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하여 1차 에스테르화 반응을 시키고, 상기 효소를 여과하여 제거하는 단계 및 효소로 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM)을 첨가하여 2차 에스테르화 반응을 시키는 단계를 추가하는 바이오 디젤 제조 방법을 제공할 수 있다.Accordingly, in the present invention, the first esterification reaction is performed using at least one enzyme selected from the group consisting of Novozym 435 (Novozym 435) and Lipozyme RM IM as enzymes in step (2) A step of filtering and removing the enzyme, and a step of performing a secondary esterification reaction by adding Lipozyme TL IM as an enzyme to the biodiesel.

즉, 서로 다른 두 가지 효소를 단계적으로 반응하여 반응 속도를 조절하고자 하였다.In other words, we tried to control the reaction rate by reacting two different enzymes step by step.

구체적으로, 효소 활성이 높은 노보자임 435 또는 리포자임 RM IM으로 비교적 짧은 시간(5, 15, 30, 60분) 동안 1차 에스테르화 반응을 진행한 후, 나머지 24시간까지 리포자임 TL IM을 이용하여 2차 에스테르화 반응을 진행시킨다.Specifically, the first esterification reaction was carried out for a relatively short time (5, 15, 30, 60 minutes) with Novozyme 435 or Lipozyme RM IM having high enzyme activity, and the liposomal TL IM was used for the remaining 24 hours To proceed the secondary esterification reaction.

상기 1차 에스테르화 반응은 5 내지 60분 동안 반응하며, 바람직하게는 15분 동안 반응한다. 상기 1차 에스테르화 반응 시간이 5분 미만이면 반응 시간이 너무 짧아 초기 반응 속도가 저하될 우려가 있고, 60분을 초과하면 60분 이하인 경우와 큰 차이가 없고 고가의 효소를 장시간 사용하게 되어 경제성이 저하되는 문제점이 있다.The primary esterification reaction is carried out for 5 to 60 minutes, preferably for 15 minutes. If the primary esterification reaction time is less than 5 minutes, the reaction time may be too short, which may lower the initial reaction rate. If the primary esterification reaction time exceeds 60 minutes, the primary esterification reaction time is not different from 60 minutes or less. Is lowered.

상기 1차 에스테르화 반응에서 효소로 노보자임 435를 단독으로 사용할 경우, 기질로 사용되는 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올의 몰비율은 1:4 내지 1:6이며, 반응 온도는 20 내지 60℃이고, 상기 기질 총 중량에 대하여 노보자임 435가 5 내지 15 중량%로 사용된다.When Novozym 435 is used alone as the enzyme in the primary esterification reaction, the molar ratio of the acid oil used as the substrate and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms is 1: 4 to 1: 6, and the reaction temperature is 20 to 60 ° C., and Novozym 435 is used in an amount of 5 to 15% by weight based on the total weight of the substrate.

상기 1차 에스테르화 반응에서 효소로 리포자임 RM IM을 단독으로 사용할 경우, 기질로 사용되는 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올의 몰비율은 1:2 내지 1:6이며, 반응 온도는 10 내지 50℃이고, 상기 기질 총 중량에 대하여 리포자임 RM IM이 2.5 내지 15 중량%로 사용된다.When the liposome RM IM is used alone as the enzyme in the primary esterification reaction, the molar ratio of the acid oil used as the substrate and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms is 1: 2 to 1: 6, 50 < 0 > C, and lipozyme RM IM is used in an amount of 2.5 to 15% by weight based on the total weight of the substrate.

상기 1차 에스테르화 반응 후, 효소를 여과하여 제거하며, 리포자임 TL IM을 첨가하여 2차 에스테르화 반응을 진행시켜 바이오디젤을 제조한다. 이때 리포자임 TL IM의 사용조건은 단독 사용 때와 동일 또는 유사하다.After the first esterification reaction, the enzyme is removed by filtration, and liposome TL IM is added to proceed the secondary esterification reaction to produce biodiesel. At this time, the conditions of use of the lipozyme TL IM are the same as or similar to those of the single use.

상기 방법은 리포자임 TL IM을 단독으로 사용한 반응보다 초기 반응 속도가 빠르고, 최대 수율이 높은 장점이 있다. 상기 방법은 보다 짧은 시간 내에, 고가의 효소를 단독으로 사용한 반응과 유사한 최대 수율의 바이오디젤을 얻을 수 있다. 또한 고가의 효소를 짧은 시간 동안 사용하기 때문에 효소의 재사용 횟수를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
This method is advantageous in that the initial reaction rate is faster and the maximum yield is higher than the reaction using liposomal TL IM alone. In this way, the biodiesel with the maximum yield similar to the reaction using the expensive enzyme alone can be obtained in a shorter time. In addition, since an expensive enzyme is used for a short time, there is an advantage that the number of times of enzyme reuse can be increased.

또한, 본 발명은 상기 (2)단계에서, 상기 기질 및 효소를 연속식 반응기(packed-bed reactor, PBR)에서 반응시켜 바이오디젤을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.Also, the present invention can provide a method for producing biodiesel by reacting the substrate and the enzyme in a packed-bed reactor (PBR) in the step (2).

기질 및 효소를 연속식 반응기에서 에스테르화 반응을 진행할 때의 조건으로, 기질로 사용되는 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올의 몰비는 1:3 내지 1:6이며, 바람직하게는 1:5이다. 상기 기질 간의 몰 비율이 1:3 미만이면 바이오디젤의 수득율이 감소하고, 1:6을 초과하면 1:6인 경우와 뚜렷한 차이가 없어 경제성이 낮아지는 문제점이 있다.The molar ratio of the acid oil used as the substrate and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms is 1: 3 to 1: 6, preferably 1: 5, as a condition for performing the esterification reaction in the continuous reactor of the substrate and the enzyme . When the molar ratio between the substrates is less than 1: 3, the yield of biodiesel decreases. When the molar ratio exceeds 1: 6, there is no distinct difference from the case where the molar ratio is 1: 6.

또한, 반응 온도가 0 내지 35℃인 것이 바람직하다. 반응 온도가 35℃를 초과하면 바이오디젤의 수득율이 감소한다.The reaction temperature is preferably 0 to 35 占 폚. When the reaction temperature exceeds 35 DEG C, the yield of biodiesel decreases.

또한, 상기 에스테르화 반응은 수분이 추가된 환경에서 진행될 수 있는데 이때 수분의 함량은 상기 기질의 총 중량에 대하여 1 내지 6 중량%로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 1 중량% 미만이면 바이오디젤의 수득율이 감소하고, 6 중량%를 초과하면 6 중량% 이하일 때와 뚜렷한 차이점을 보이지 못하므로 경제성이 낮아지는 문제점이 있다.In addition, the esterification reaction may proceed in an environment where moisture is added, wherein the water content is preferably 1 to 6 wt% based on the total weight of the substrate. When the content is less than 1% by weight, the yield of biodiesel is reduced. When the content is more than 6% by weight, the difference is not remarkably different from that when the content is more than 6% by weight.

상기 방법은 연속식 반응기를 사용하므로, 반응 주기마다 탄소수 1 내지 4의 알코올을 주입하여 글리세롤을 제거함으로써 상기 리포자임 TL IM 효소의 활성을 유지하고, 사용 기간을 연장시킬 수 있다.Since the above method uses a continuous reactor, the activity of the lipozyme TL IM enzyme can be maintained and the period of use can be extended by removing glycerol by injecting an alcohol having 1 to 4 carbon atoms per reaction period.

따라서, 상기 (2)단계에서 글리세롤을 제거하는 단계를 추가함으로써, 효소의 사용기한을 연장할 수 있다.
Therefore, by adding the step of removing glycerol in the step (2), the period of use of the enzyme can be extended.

또한, 상기 바이오디젤 제조 방법에서 사용되는 탄소수 1 내지 4의 알코올은 직쇄인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 에탄올을 사용한다. 상기 알코올의 탄소수가 4를 초과하면 제조된 바이오디젤이 저온에서 겔 상태가 될 수 있다.
The alcohol having 1 to 4 carbon atoms used in the above-described biodiesel production method is preferably a straight chain, more preferably ethanol. If the carbon number of the alcohol is more than 4, the produced biodiesel can be in a gel state at a low temperature.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 권리범위아 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the following examples are illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

제조예Manufacturing example 1.  One. 미강유Rice oil 유래  origin 비누분을Soap powder 이용한  Used 애시드Acid 오일의 제조 Manufacture of oil

비커에서 비누분 100g과 이소프로판올 300mL, 헥산 300mL을 임펠러믹서로 교반한 후, 황산 10mL 및 증류수 10mL를 넣은 후 반응물을 분액 깔때기로 옮기고, 헥산 700mL를 추가한 다음 증류수 200mL로 3~4회 세척하여 상층의 pH가 5이상이 되도록 한 후, 상기 헥산층을 무수 황산나트륨을 통과 시키면서 둥근 플라스크에 수집하고 회전 진공 증발기로 헥산을 증발시켜 애시드 오일을 제조하였다.
In a beaker, 100 g of soap, 300 mL of isopropanol, and 300 mL of hexane are stirred with an impeller mixer. 10 mL of sulfuric acid and 10 mL of distilled water are added, the reaction product is transferred to a separatory funnel, and 700 mL of hexane is added. The pH of the solution was adjusted to 5 or higher. The hexane layer was collected in a round flask while passing through anhydrous sodium sulfate and the hexane was evaporated with a rotary vacuum evaporator to prepare an acid oil.

실시예Example 1. 바이오디젤 제조에 최적화된 효소의 스크리닝 1. Screening of Enzymes Optimized for Biodiesel Production

고정화 리파아제의 종류에 따른 바이오디젤 합성량을 테스트 하기 위하여 기질로서 애시드 오일(1.80g, 6.52 mmol)과 99% 에탄올 수용액(1.20g, 26.09mmol)의 혼합물 3g을 25mL 스쿠르 캡 삼각 플라스크에 넣고, 리파아제 AYS(Lipase AYS), 리파아제 PS(Lipase PS), 노보자임 435(Novozym 435), 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM) 및 리포자임 TL IM(Lipzoyme TL IM) 0.3 g(10 중량%)응 각각 첨가하여 반응 온도 30℃에서 300rpm의 속도로 교반하였다. 반응을 시작하여 정해진 시간마다 샘플을 채취하여 가스크로마토그래피로 분석하고 에탄올을 질소로 증발시켜 산가를 측정하였다.
3 g of a mixture of an acid oil (1.80 g, 6.52 mmol) and a 99% ethanol aqueous solution (1.20 g, 26.09 mmol) as a substrate was placed in a 25 mL scourcap Erlenmeyer flask to test the amount of biodiesel synthesis according to the type of immobilized lipase, 0.3 g (10% by weight) of AYS (Lipase AYS), Lipase PS (Lipase PS), Novozym 435 (Novozym 435), Lipozyme RM IM and Lipozyme TL IM And stirred at a reaction temperature of 30 DEG C at a speed of 300 rpm. The reaction was started and samples were taken at predetermined times, analyzed by gas chromatography, and ethanol was evaporated with nitrogen to measure the acid value.

시료 분석Sample analysis

반응 후 합성된 바이오디젤(지방산 에스테르)과 남아있는 지방산, 모노글리세라이드, 다이글리세라이드, 트리글리세라이드는 일정 간격으로 채취된 샘플에서 20μL을 1mL 클로로포름에 녹여 가스크로마토그래피 (Model 3800; Varian, Palo Alto, CA, USA)로 분석되었다. 검출기로는 Flame ionization detector (FID)를 사용하였고, 컬럼은 fused silica capillary column (DB-1ht, 15 m X 0.25 mm i.d. X 0.15 μm film thickness, J&W Scientific, Folsom, CA, USA)를 사용하였다. 샘플 1μL가 split mode (split ratio 50:1)로 autosampler를 통해 주입되었고, 컬럼의 온도는 120℃에서 3분간 유지된 후 20℃/min의 속도로 370℃까지 올라간 후 370℃에서 5분간 유지되도록 프로그래밍 되었다. 운반 가스로는 헬륨을 사용하여 1.5mL/min으로 흘려주었다. 주입부와 검출기는 모두 370℃에서 유지되었다.20 μL of the biodiesel (fatty acid ester) synthesized after the reaction and the remaining fatty acid, monoglyceride, diglyceride and triglyceride were dissolved in 1 mL of chloroform in a sample collected at regular intervals and analyzed by gas chromatography (Model 3800; Varian, Palo Alto , CA, USA). A flame ionization detector (FID) was used as the detector and a fused silica capillary column (DB-1ht, 15 m x 0.25 mm i.d. X 0.15 μm film thickness, J & W Scientific, Folsom, CA, USA) was used. A 1 μL sample was injected through an autosampler in split mode (split ratio 50: 1), the temperature of the column was maintained at 120 ° C. for 3 minutes, then increased to 370 ° C. at a rate of 20 ° C./minute and maintained at 370 ° C. for 5 minutes It was programmed. The carrier gas was flowed at 1.5 mL / min using helium. Both the injector and the detector were maintained at 370 ° C.

산가 측정은 AOCS Cde 3d-63 방법에 의해 수행되었다.
Acid value measurements were performed by the AOCS Cde 3d-63 method.

상기 방법으로 측정한 결과, 리파아제 AYS(Lipase AYS) 및 리파아제 PS(Lipase PS) 효소는 바이오디젤의 수율이 약 20% 이하로 나타난 반면, 노보자임 435(Novozym 435), 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM) 및 리포자임 TL IM(Lipzoyme TL IM) 효소는 바이오디젤의 수율이 80% 이상으로 나타났다(도 1).As a result, the yield of the biodiesel was found to be about 20% or less, while that of Novozym 435, Lipozyme RM (Lipase A RM) and Lipasex RM (Lipase PS) IM) and Lipozyme TL IM (TM) enzyme showed a yield of biodiesel of 80% or more (Fig. 1).

따라서, 노보자임 435(Novozym 435), 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM) 및 리포자임 TL IM(Lipzoyme TL IM)의 3가지 효소가 바이오디젤을 제조할 수 있는 적합한 효소로 판단되어 상기 3가지 효소를 사용하여 바이오디젤을 제조하고, 수율을 측정하였다.
Therefore, three enzymes of Novozym 435 (Novozym 435), RM IM (Lipozyme RM IM) and Lipozyme TL IM (IM) were determined to be suitable enzymes for producing biodiesel, and the three enzymes Was used to prepare biodiesel, and the yield was measured.

실시예Example 2. 바이오디젤 제조시  2. When manufacturing biodiesel 기질간Interstitial 몰비율의Molar ratio 최적화 optimization

기질간 몰비율에 따른 바이오디젤 합성량을 테스트하기 위하여 기질로서 제조예 1에서 제조한 애시드 오일과 99% 에탄올 수용액의 혼합물 3g을 몰비율 범위 1:2에서 1:6까지로 하여, 25mL 스쿠르 캡 삼각 플라스크에 넣고, 노보자임 435, 리포자임 RM IM, 리포자임 TL IM 0.15g(5 중량%)과 함께 반응온도 30℃에서 300rpm의 속도로 교반하였다. 반응을 시작하여 정해진 시간마다 샘플을 채취하여 가스크로마토그래피로 분석하고 에탄올을 질소로 날려 산가를 측정하였다.In order to test the biodiesel synthesis amount according to the molar ratio between substrates, 3 g of a mixture of the acid oil and the 99% ethanol aqueous solution prepared in Preparation Example 1 as a substrate was changed from a molar ratio range of 1: 2 to 1: 6, And the mixture was stirred at a reaction temperature of 30 DEG C at a rate of 300 rpm together with 0.15 g (5% by weight) of Lipozyme RM IM and Lipozyme TL IM. The reaction was started and samples were taken at predetermined times, analyzed by gas chromatography, and ethanol was blown with nitrogen to measure the acid value.

반응 후 합성된 바이오디젤 (지방산 에스테르)과 남아있는 지방산, 모노글리세라이드, 다이글리세라이드, 트리글리세라이드 및 산가 측정은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였다.The biodiesel (fatty acid ester) synthesized after the reaction and remaining fatty acid, monoglyceride, diglyceride, triglyceride and acid value were measured in the same manner as in Example 1 above.

상기 노보자임 435 효소는 애시드 오일 및 에탄올의 몰비가 1:4 내지 1:6에서 바이오 디젤 수득 최적 조건을 보였으며(도 2), 상기 리포자임 RM IM 및 리포자임 TL IM 효소는 애시드 오일 및 에탄올의 몰비가 1:2 내지 1:6에서 바이오디젤 수득 최적 조건을 보였다(도 3 및 도 4).
The novozyme 435 enzyme showed optimum conditions for obtaining biodiesel at a molar ratio of acid oil and ethanol of 1: 4 to 1: 6 (Fig. 2), and the lipozyme RM IM and lipozyme TL IM enzyme were dissolved in acid oil and ethanol Showed optimum conditions for obtaining biodiesel at a molar ratio of 1: 2 to 1: 6 (FIGS. 3 and 4).

실시예Example 3. 바이오디젤 제조시 온도의 최적화 3. Optimization of temperature during biodiesel production

온도에 따른 바이오디젤 합성량을 테스트하기 위하여 기질로서 제조예 1에서 제조한 애시드 오일(1.64g, 5.94 mmols)과 99% 에탄올 수용액(1.36g, 29.57 mmols)의 혼합물 3g을 25mL 스쿠르 캡 삼각 플라스크에 넣고, 노보자임 435, 리포자임 RM IM, 리포자임 TL IM 0.15g(5 중량%)과 함께 300rpm의 속도로 교반하였다. 반응 온도는 10에서 60℃범위로 10℃ 간격으로 실시하였다. 반응을 시작하여 정해진 시간마다 샘플을 채취하여 가스크로마토그래피로 분석하고 에탄올을 질소로 날려 산가를 측정하였다.3 g of a mixture of the acid oil prepared in Preparation Example 1 (1.64 g, 5.94 mmols) and a 99% ethanol aqueous solution (1.36 g, 29.57 mmols) as a substrate was placed in a 25 mL scourcap Erlenmeyer flask And the mixture was stirred at a speed of 300 rpm with 0.15 g (5% by weight) of Novozyme 435, Lipozyme RM IM and Ripozyme TL IM. The reaction temperature was 10 ° C to 60 ° C at 10 ° C intervals. The reaction was started and samples were taken at predetermined times, analyzed by gas chromatography, and ethanol was blown with nitrogen to measure the acid value.

반응 후 합성된 바이오디젤(지방산 에스테르)과 남아있는 지방산, 모노글리세라이드, 다이글리세라이드, 트리글리세라이드 및 산가측정은 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였다.The biodiesel (fatty acid ester) synthesized after the reaction and remaining fatty acid, monoglyceride, diglyceride, triglyceride and acid value were measured in the same manner as in Example 1.

상기 노보자임 435 효소는 20 내지 60℃의 온도에서 바이오 디젤 수득 최적 조건을 보였으며(도 5), 상기 리포자임 RM IM 효소는 10 내지 50℃의 온도에서 바이오 디젤 수득 최적 조건을 보였으며(도 6), 리포자임 TL IM 효소는 10 내지 45℃의 온도에서 바이오 디젤 수득 최적 조건을 보였다(도 7).
The Novozym 435 enzyme showed optimal conditions for obtaining biodiesel at a temperature of 20 to 60 ° C (FIG. 5), and the lipozyme RM IM enzyme showed optimal conditions for obtaining biodiesel at a temperature of 10 to 50 ° C 6), the lipozyme TL IM enzyme showed optimum conditions for obtaining biodiesel at a temperature of 10 to 45 ° C (FIG. 7).

실시예Example 4. 바이오디젤 제조시  4. When manufacturing biodiesel 효소량의Enzymatic 최적화 optimization

효소량에 따른 바이오디젤 합성량을 테스트 하기 위하여 기질로서 제조예 1에서 제조한 애시드 오일(1.64g, 5.94 mmols)과 99% 에탄올 수용액 (1.36g, 29.57 mmols)의 혼합물 3g을 25mL 스쿠르 캡 삼각 플라스크에 넣고, 노보자임 435, 리포자임 RM IM, 리포자임 TL IM 0.15g(5 중량%)과 함께 300rpm의 속도로 교반하였다. 반응 온도는 노보자임 435의 경우, 40℃에서, 리포자임 RM IM과 리포자임 TL IM은 30℃에서 실시하였다. 효소량의 범위는 0.075g(2.5 중량%), 0.15g(5중량%), 0.3g(10 중량%), 0.45g(15 중량%) 이었다. 반응을 시작하여 정해진 시간마다 샘플을 채취하여 가스크로마토그래피로 분석하고 에탄올을 질소로 날려 산가를 측정하였다.3 g of a mixture of the acid oil (1.64 g, 5.94 mmols) prepared in Preparation Example 1 and 99% ethanol aqueous solution (1.36 g, 29.57 mmols) as a substrate was added to a 25 mL scourcap Erlenmeyer flask And the mixture was stirred at a speed of 300 rpm with 0.15 g (5% by weight) of Novozyme 435, Lipozyme RM IM and Ripozyme TL IM. The reaction temperature was 40 ° C for Novozyme 435 and 30 ° C for Lipozyme RM IM and Lipozyme TL IM. The amount of the enzyme was 0.075 g (2.5 wt%), 0.15 g (5 wt%), 0.3 g (10 wt%), and 0.45 g (15 wt%). The reaction was started and samples were taken at predetermined times, analyzed by gas chromatography, and ethanol was blown with nitrogen to measure the acid value.

반응 후 합성된 바이오디젤(지방산 에스테르)과 남아있는 지방산, 모노글리세라이드, 다이글리세라이드, 트리글리세라이드 및 산가측정은 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였다.The biodiesel (fatty acid ester) synthesized after the reaction and remaining fatty acid, monoglyceride, diglyceride, triglyceride and acid value were measured in the same manner as in Example 1.

상기 노보자임 435 효소는 5 내지 15 중량%에서 바이오 디젤 수득 최적 조건을 보였으며(도 8), 상기 리포자임 RM IM 효소는 2.5 내지 15 중량%에서 바이오 디젤 수득 최적 조건을 보였으며(도 9), 리포자임 TL IM 효소는 10 내지 15 중량%에서 바이오 디젤 수득 최적 조건을 보였다(도 10).
The novozyme 435 enzyme showed optimum conditions for obtaining biodiesel at 5 to 15 wt% (Fig. 8), the liposome RM IM enzyme showed optimal conditions for obtaining biodiesel at 2.5 to 15 wt% (Fig. 9) , The lipozyme TL IM enzyme showed optimum conditions for obtaining biodiesel at 10 to 15 wt% (Fig. 10).

실시예Example 5. 두 가지 효소를 이용한 2단계  5. Two steps with two enzymes 에스테르화Esterification 반응을 통한 바이오디젤 합성 Biodiesel Synthesis via Reaction

두 단계 에스테르화를 통한 바이오디젤 합성량을 테스트하기 위하여 기질로서 제조예 1에서 제조한 애시드 오일(1.64g, 5.94 mmols)과 99% 에탄올 수용액 (1.36g, 29.57 mmols)의 혼합물 3g을 25mL 스쿠르 캡 삼각 플라스크에 넣고, 1단계에서는 노보자임 435 또는 리포자임 RM IM을, 2단계에서는 1단계에서 사용한 효소를 0.45μL 나일론 마이크로 필터를 통해 여과하여 제거한 후, 리포자임 TL IM을 넣고, 300rpm의 속도로 교반하였다. 각 효소 종류에 따른 반응온도와 효소량은 노보자임 435의 경우 40℃에서 0.3g(10 중량%), 리포자임 RM IM의 경우 30℃에서 0.15g (5 중량%), 리포자임 TL IM의 경우 30℃에서 0.3 g (10 중량%) 이었다. 반응을 시작하여 정해진 시간마다 샘플을 채취하여 가스크로마토그래피로 분석하고 에탄올을 질소로 날려 산가를 측정하였다.3 g of a mixture of the acid oil (1.64 g, 5.94 mmols) prepared in Preparation Example 1 and 99% ethanol aqueous solution (1.36 g, 29.57 mmols) was added to a 25 mL scallop In the Erlenmeyer flask, Novozyme 435 or Lipozyme RM IM was used for the first step, and the enzyme used in the first step for the second step was removed by filtration through a 0.45 μL nylon microfilter. Then, Lipozyme TL IM was added thereto, Lt; / RTI > The reaction temperature and enzyme amount for each enzyme type were 0.3 g (10 wt%) at 40 ° C for Novozyme 435, 0.15 g (5 wt%) at 30 ° C for liposome RM IM, 30 Lt; 0 > C (10 wt%). The reaction was started and samples were taken at predetermined times, analyzed by gas chromatography, and ethanol was blown with nitrogen to measure the acid value.

반응 후 합성된 바이오디젤(지방산 에스테르)과 남아있는 지방산, 모노글리세라이드, 다이글리세라이드, 트리글리세라이드 및 산가측정은 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였다.The biodiesel (fatty acid ester) synthesized after the reaction and remaining fatty acid, monoglyceride, diglyceride, triglyceride and acid value were measured in the same manner as in Example 1.

상기 측정 결과에서, 노보자임 435, 리포자임 RM IM 및 리포자임 TL IM을 각각 단독으로 사용하여 한번의 에스테르화 반응을 진행하여 바이오디젤을 제조하였을 때보다, 두 번의 에스테르화 반응을 진행하여 바이오디젤을 제조하였을 때 더 짧은 시간에 더욱 높은 수득율을 보였다(도 11 및 도 12).
As a result of the above measurement, esterification reaction was carried out twice as compared with the case where biodiesel was produced by one esterification reaction using Novozyme 435, Lipozyme RM IM and Lipozyme TL IM alone, (Fig. 11 and Fig. 12). ≪ tb >< TABLE >

실시예Example 6. 연속식 반응기를 이용한 바이오디젤 제조 6. Biodiesel Production Using Continuous Reactor

리파아제를 촉매로 사용한 애시드 오일과 에탄올의 에스테르 반응을 작은 규모의 연속식 반응기 (Packed-bed reactor, PBR) 에서 수행하였다 (도 13). 반응물을 전자식 실린지 펌프(Model 200; KD Scientific, New Hope, Pa., U.S.A.) 에 의해 특정한 속도로 주입하였다. 반응을 시작하기 전에 체류 시간 3분의 속도 (350㎕/분)로 기질을 5 회분 통과시켜 주었으며, 반응 시작 후 각각의 생성물은 3 회분씩만큼 통과한 후 얻었다.
The esterification of acid oil and ethanol using lipase as a catalyst was carried out in a small packed-bed reactor (PBR) (Fig. 13). The reaction was injected at a specific rate by an electronic syringe pump (Model 200; KD Scientific, New Hope, Pa., USA). Before starting the reaction, the substrate was passed through at a rate of 3 minutes (350 μl / min) for 5 times. After the reaction was started, each product was obtained after passing through 3 times.

시료분석Sample analysis

10, 20, 30 분, 1, 2, 4, 8시간 동안의 반응을 각각 수행한 후 에스테르 반응결과를 분석하였다. 반응 후 생성물 10μL을 클로로포름 1 mL에 녹여 가스크로마토그래피 (Model 3800; Varian, Palo Alto, CA, USA)로 분석하였다. 컬럼은 DB-1ht column (15 m×0.25 mm i.d.; J&W Scientific, Folsom, CA, USA)을 사용하였고, 검출기는 불꽃 이온화 검출기를 사용하였다. 컬럼의 온도는 120℃에서 3분간 유지하고 20℃/min 의 속도로 370℃까지 올라간 후 370℃에서 3분간 유지되도록 프로그래밍 되었다. 운반 가스로는 헬륨을 사용하여 1.5 mL/min으로 흘려주었다. 주입부와 검출기는 모두 370℃에서 유지되었다.10, 20, 30 minutes, 1, 2, 4, and 8 hours, respectively. After the reaction, 10 μL of the product was dissolved in 1 mL of chloroform and analyzed by gas chromatography (Model 3800; Varian, Palo Alto, Calif., USA). The columns were DB-1ht column (15 m x 0.25 mm i.d .; J & W Scientific, Folsom, CA, USA) and flame ionization detector was used as the detector. The temperature of the column was programmed to be maintained at 120 ° C for 3 minutes and then ramped up to 370 ° C at a rate of 20 ° C / min and then held at 370 ° C for 3 minutes. The carrier gas was flowed at 1.5 mL / min using helium. Both the injector and the detector were maintained at 370 ° C.

산가 측정은 AOCS Cd 3d-63 방법에 의해 수행되었다.Acid value measurements were performed by the AOCS Cd 3d-63 method.

기질의 수분함량은 Karl-Fisher moisture analyzer (Model 870 KF Titrino plus; Metrohm AG; Herisau, Switzerland) 에 의해 측정되었다.
Moisture content of the substrate was measured by a Karl-Fisher moisture analyzer (Model 870 KF Titrino plus; Metrohm AG; Herisau, Switzerland).

실시예Example 7. 연속식 반응기를 사용한 바이오디젤 제조시 수분 함량의 최적화 7. Optimization of water content in the production of biodiesel using continuous reactors

실시예 6의 방법에 따른 연속식 에스테르화 반응을 수행하였다. 수분 함량에 따른 바이오디젤 합성량을 테스트하기 위하여 기질로서 제조예 1에서 제조한 애시드 오일과 99% 에탄올 수용액을 1:5의 몰비로 혼합한 혼합물을 리포자임 TL IM 0.5g이 담지된 연속식 반응기에 주입하여 30℃에서 반응하였다. 또한, 수분은 기질 중량 대비 1 내지 6중량%로 하여 각각 측정하였다.
The continuous esterification reaction according to the method of Example 6 was carried out. In order to test the biodiesel synthesis amount according to the water content, a mixture of the acid oil prepared in Preparation Example 1 and the 99% ethanol aqueous solution at a molar ratio of 1: 5 as a substrate was placed in a continuous reactor having 0.5 g of Lipozyme TL IM And reacted at 30 ° C. The water content was measured to be 1 to 6 wt% based on the weight of the substrate.

상기 반응에서 수분 함량이 증가함에 따라 반응 속도 및 바이오디젤의 최대 수율이 증가하였다. 그러나 수분 함량 4 중량% 이상에서는 반응 속도와 최대 수율에서 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서, 최적 수분 함량은 4 중량%이며, 이때의 바이오디젤 수율은 90% 이었다(도 15).
The reaction rate and the maximum yield of biodiesel increased with increasing water content. However, when the water content was 4 wt% or more, there was no significant difference in reaction rate and maximum yield. Thus, the optimum moisture content was 4 wt%, and the yield of biodiesel at this time was 90% (Fig. 15).

실시예Example 8. 연속식 반응기를 사용한 바이오디젤 제조시 반응 온도의 최적화 8. Optimization of reaction temperature in the production of biodiesel using continuous reactor

실시예 6의 방법에 따른 연속식 에스테르화 반응을 수행하였다. 반응 온도에 따른 바이오디젤 합성량을 테스트하기 위하여 기질로서 제조예 1에서 제조한 애시드 오일과 99% 에탄올 수용액을 1:5의 몰비로 혼합한 혼합물을 리포자임 TL IM 0.5g 이 담지된 연속식 반응기에 주입하여 각각 0 내지 30℃에서 반응하였다. 이때 수분은 기질 대비 4 중량%이다.The continuous esterification reaction according to the method of Example 6 was carried out. In order to test the biodiesel synthesis amount according to the reaction temperature, a mixture of the acidic oil prepared in Preparation Example 1 and 99% ethanol aqueous solution as a substrate in a molar ratio of 1: 5 was added to a continuous reactor And reacted at 0 to 30 ° C, respectively. At this time, the water content is 4% by weight based on the substrate.

반응 온도 10 내지 30℃에서 반응 속도와 바이오디젤 수율은 거의 비슷하였다. 또한, 반응 온도 0℃의 경우도 초기 반응속도만 약간 느릴 뿐 최대 바이오디젤 수율은 큰 차이를 보이지 않았다.The reaction rate and the biodiesel yield were almost the same at the reaction temperature of 10 to 30 ° C. Also, even at the reaction temperature of 0 ° C, the initial reaction rate was only slightly slower, and the maximum biodiesel yield was not significantly different.

산가수분해(Acidolysis)나 에스테르 교환반응(interesterification)에서 리포자임 TL IM이 높은 온도에 저항성을 보이는 것과 달리, 에탄올이 존재하는 조건에서 온도가 증가함에 따라 효소의 활성이 급격히 감소함을 확인할 수 있었다. 에너지 경제성과 효소 변성 영향을 고려하여 상온인 20℃를 최적 온도로 선정하였다(도 16).
It was confirmed that the activity of liposomes TL IM was resistant to high temperatures in the acid hydrolysis or interesterification, and that the activity of the enzyme decreased sharply with increasing temperature in the presence of ethanol . The optimal temperature was selected as the room temperature of 20 ° C in consideration of the energy economy and the effect of denaturing the enzyme (FIG. 16).

실시예Example 9. 연속식 반응기를 사용한 바이오디젤 제조시  9. When producing biodiesel using a continuous reactor 기질간의Interstitial 몰 비율의 최적화 Optimization of molar ratio

실시예 6의 방법에 따른 연속식 에스테르화 반응을 수행하였다. 기질간 몰비율에 따른 바이오디젤 합성량을 테스트하기 위하여 기질로서 제조예 1에서 제조한 애시드 오일과 99% 에탄올 수용액의 혼합물 3g을 몰비율 범위 1:3에서 1:6까지로 변화시키면서, 리포자임 TL IM 0.5g이 담지된 연속식 반응기에 주입하였다. 이때 수분은 기질대비 4중량%이고, 온도는 20℃였다. The continuous esterification reaction according to the method of Example 6 was carried out. In order to test the synthesis amount of biodiesel according to the molar ratio between substrates, 3 g of a mixture of the acid oil and the 99% ethanol aqueous solution prepared in Preparation Example 1 as a substrate was changed from a molar ratio range of 1: 3 to 1: 6, Was injected into a continuous reactor loaded with 0.5 g of TL IM. At this time, the water content was 4% by weight based on the substrate and the temperature was 20 ° C.

몰 비율 1:4 내지 1:6의 경우, 반응 속도와 바이오디젤 수율에 있어서 큰 차이를 보이지 않았다. 하지만, 몰 비율 1:3의 경우, 반응시간 30분 이후 더 이상 바이오디젤 수율이 증가하지 않았고, 낮은 수준의 바이오디젤 수율로 평형에 도달한 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 반응의 최적 몰 비율은 1:4로 선정하였으며, 이 때의 최대 수율은 93%이었다(도 17).
When the molar ratio was 1: 4 to 1: 6, there was no significant difference in the reaction rate and the biodiesel yield. However, in the case of the molar ratio of 1: 3, the yield of biodiesel was no longer increased after 30 minutes of reaction time, and the equilibrium was reached at a low level of biodiesel yield. Therefore, the optimum molar ratio of the reaction was 1: 4, and the maximum yield was 93% (FIG. 17).

실시예Example 10. 연속식 반응기를 사용한 바이오디젤 제조 최적 조건에서 효소의 활성도 측정 10. Measurement of enzyme activity at optimal conditions of biodiesel production using continuous reactor

상기 실시예 7 내지 9에서 측정한 최적 조건(수분 함량 4 중량%, 반응 온도 20℃, 애시드 오일과 에탄올의 몰비율 1:4, 체류시간 4시간)에서 바이오디젤 수율로부터 효소의 활성도를 측정하였다. 글리세롤이 효소의 활성 억제에 미치는 영향을 알아보기 위하여 반응하는 내내 글리세롤을 제거하지 않는 반응기(도 13)와 일정 간격마다 반응 중에 생성된 글리세롤을 제거하는 반응기(도 14)로 나누어 반응 횟수에 따른 바이오디젤의 수율을 비교하였다. 글리세롤을 제거하기 위한 용매로는 에탄올이 사용되었으며, 반응 12회분 마다 10mL 의 에탄올을 통과시켜 주었다.The activity of the enzyme was measured from the biodiesel yield in the optimum conditions (moisture content 4% by weight, reaction temperature 20 ° C, molar ratio of acid oil and ethanol 1: 4, residence time 4 hours) measured in Examples 7 to 9 . To investigate the effect of glycerol on the inhibition of enzyme activity, the reaction was divided into a reactor which does not remove glycerol (FIG. 13) and a reactor which removes glycerol produced during the reaction at regular intervals (FIG. 14) The yield of diesel was compared. Ethanol was used as a solvent to remove glycerol, and 10 mL of ethanol was passed through every 12th reaction.

에탄올을 주입하지 않은 결과(도 18 a곡선), 반응이 반복됨에 따라 바이오디젤 수율이 꾸준히 감소하였다. 특히 19회분 까지는 80% 이상의 수율을 보였으나 그 이후 급격히 감소하여 49 회분에는 34 %의 수율이었다. 에탄올을 주입하는 결과 (도 18 b곡선), 반응이 반복됨에 따라 바이오디젤 수율이 서서히 감소하였다. 따라서, 친수성 레진을 갖고 있는 리포자임 TL IM으로부터 반응 시 생성되는 글리세롤을 제거하는 것이 효소의 활성을 유지하고 사용기간을 연장시키는데 효과가 있음을 확인할 수 있었다.As a result of no ethanol injection (curve 18a), the yield of biodiesel decreased steadily as the reaction was repeated. In particular, yields of 80% or more were obtained until 19th day, but then decreased rapidly thereafter, yielding 34% in 49th day. As a result of the injection of ethanol (curve 18b), the biodiesel yield gradually decreased as the reaction was repeated. Therefore, it was confirmed that the removal of glycerol produced during the reaction from the liposome TL IM having a hydrophilic resin was effective in maintaining the enzyme activity and prolonging the use period.

Claims (12)

(1)미강유 유래 비누분(soapstock)으로부터 애시드 오일(acid oil)을 제조하는 단계; 및
(2)상기 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올을 기질로 하며, 상기 기질과 노보자임 435(Novozym 435), 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM) 및 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 효소를 반응시켜 에스테르화 반응을 시키는 단계를 포함하는 바이오디젤 제조 방법으로,
상기 (2)단계의 효소로 노보자임 435를 사용하는 경우, 에스테르화 반응 조건은 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올의 몰비는 1:4 내지 1:6이고, 반응 온도는 40 내지 60℃이고, 상기 기질 총 중량에 대하여 노보자임 435가 10 내지 15 중량%로 사용되고,
상기 (2)단계의 효소로 리포자임 RM IM을 사용하는 경우, 에스테르화 반응 조건은 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올의 몰비는 1:2 내지 1:6이고, 반응 온도는 10 내지 40℃이고, 상기 기질 총 중량에 대하여 리포자임 RM IM이 5 내지 15 중량%로 사용되고,
상기 (2)단계의 효소로 리포자임 TL IM을 사용하는 경우, 에스테르화 반응 조건은 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올의 몰비는 1:4 내지 1:6이고, 반응 온도는 10 내지 30℃이고, 상기 기질 총 중량에 대하여 리포자임 TL IM이 10 내지 15 중량%로 사용되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조방법.
(1) preparing an acid oil from a soapstock derived from a rice bran oil; And
(2) the above-mentioned substrate is made of the acidic oil and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms, and the substrate is composed of Novozym 435, Lipozyme RM IM and Lipozyme TL IM Wherein the esterification reaction is carried out by reacting at least one enzyme selected from the group consisting of
When Novozym 435 is used as the enzyme of step (2), the esterification reaction conditions are as follows: the molar ratio of the acid oil and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms is 1: 4 to 1: 6, the reaction temperature is 40 to 60 ° C , Novozyme 435 is used in an amount of 10 to 15% by weight based on the total weight of the substrate,
When the liposome RM IM is used as the enzyme of the step (2), the esterification reaction is carried out under the conditions that the molar ratio of the acid oil and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms is 1: 2 to 1: 6, And 5 to 15% by weight of liposome RM IM is used relative to the total mass of the substrate,
When the liposome TL IM is used as the enzyme of the step (2), the esterification reaction conditions are as follows: the molar ratio of the acid oil and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms is 1: 4 to 1: 6, , And 10 to 15% by weight of liposomal TLIM is used relative to the total weight of the substrate.
청구항 1에 있어서, 상기 애시드 오일은 미강유 유래 비누분, 이소프로판올, 헥산, 황산 및 물을 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조 방법.[Claim 2] The method according to claim 1, wherein the acid oil is prepared by reacting unsalted soap, isopropanol, hexane, sulfuric acid and water. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 (2)단계에서 효소로 노보자임 435(Novozym 435) 및 리포자임 RM IM(Lipozyme RM IM)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하여 1차 에스테르화 반응을 시키고, 상기 효소를 여과하여 제거하는 단계 및 효소로 리포자임 TL IM(Lipozyme TL IM)을 첨가하여 2차 에스테르화 반응을 시키는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조 방법.The method according to claim 1, wherein in the step (2), the enzyme is subjected to a primary esterification reaction using at least one selected from the group consisting of Novozym 435 (Novozym 435) and Lipozyme RM IM, Wherein the enzyme is filtered and removed, and a second esterification reaction is carried out by adding Lipozyme TL IM as an enzyme. 청구항 6에 있어서, 상기 1차 에스테르화 반응은 5 내지 60분 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조 방법.[Claim 7] The method according to claim 6, wherein the primary esterification reaction is carried out for 5 to 60 minutes. 청구항 1에 있어서, 상기 (2)단계에서 기질 및 효소를 연속식 반응기(packed-bed reactor, PBR)에서 반응시켜 에스테르화 반응을 시키는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조 방법.[3] The method according to claim 1, wherein in step (2), the substrate and the enzyme are reacted in a packed-bed reactor (PBR) to perform an esterification reaction. 청구항 8에 있어서, 상기 (2)단계의 연속식 반응기에서 에스테르화 반응 조건은 애시드 오일 및 탄소수 1 내지 4의 알코올의 몰비는 1:3 내지 1:6이고, 반응온도는 10 내지 35℃이고, 상기 기질 총 중량에 대하여 수분이 1 내지 6 중량%로 사용되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조 방법.[8] The method according to claim 8, wherein the esterification reaction conditions in the continuous reactor of step (2) are as follows: the molar ratio of the acid oil and the alcohol having 1 to 4 carbon atoms is 1: 3 to 1: 6, Wherein the water content is 1 to 6% by weight based on the total weight of the substrate. 청구항 8에 있어서, 상기 (2)단계에서 생성되는 글리세롤을 제거하는 단계를 추가하는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조 방법.[Claim 9] The method according to claim 8, further comprising the step of removing glycerol produced in the step (2). 청구항 8에 있어서, 상기 효소는 리포자임 TL IM 인 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조 방법.[Claim 9] The method according to claim 8, wherein the enzyme is lipozyme TL IM. 청구항 1에 있어서, 상기 탄소수 1 내지 4의 알코올은 에탄올인 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조 방법.The method for producing biodiesel according to claim 1, wherein the alcohol having 1 to 4 carbon atoms is ethanol.
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