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바이오디젤의 제조방법 개선

전문가 제언: ○ 식물성 유지를 디젤기관의 연료로 사용하기 위해서는 식물성 유지의 문제점인 고점도, 산화도, 유리 지방산의 농도, 수분, 검 형성 등의 문제를 해결해야 한다. 바이오디젤의 생산기술로는 직접이용법, 열분해법, 마이크로에멀션법 및 에스터교환법이 있으며, 에스터교환법은 사용하는 촉매에 따라서 염기촉매법, 산촉매법 및 효소촉매법으로 대별된다.

○ 직접이용법은 식물유와 디젤유를 직접 혼합하여 사용하는 것으로, 동절기에 시동과 연료분사 및 탄소 침적 등이 발생하는 문제점이 있다.

○ 마이크로에멀션법은 식물유를 바이오디젤로 직접 사용할 경우 식물유의 고점도에 따른 연료 분사문제를 해결하기 위한 방법으로, 식물유와 함께 페트로디젤, 에탄올 및 뷰탄올을 혼합하여 콜로이드성 분산연료를 얻는 방법이지만 근본적인 해결방법은 되지 않고 있다.

○ 열분해법은 천연유지를 고온으로 가온하고 무산소 분위기에서 촉매를 사용하여 열분해시키는 방법으로 바이오디젤보다는 바이오가솔린이 더 많이 생성되며, 에너지비용이 과다한 것으로 평가되고 있다.

○ 바이오디젤을 상업적 규모로 생산하는 방법으로는 주로 에스터 교환반응이 사용되고 있으며, 식물성 유지와 동물성 지방을 알칼리 촉매, 산 촉매 또는 효소 촉매 존재 하에서 메탄올로 에스터 교환시켜 지방산 메틸에스터와 글리세린을 얻고, 생성된 글리세린을 원심분리하여 고순도의 지방산 메틸에스터를 얻는 방법이다. 사용되는 알칼리 촉매로는 수산화나트륨과 수산화칼륨이 있으며, 부산물의 분리와 처리가 용이한 수산화칼륨이 더 경제적으로 평가되고 있다.

○ 최근 초임계 메탄올법이 개발되어 현재 실용화를 위해 연구가 추진되고 있다. 초임계 메탄올이 산 촉매로 작용하기 때문에 알칼리촉매법과 같이 촉매를 첨가할 필요가 없다. 또한 알칼리촉매법이나 산촉매법과 달리 물 및 지방산을 함유하는 다종다양한 유지류에 대응할 수 있는 프로세스이며, 현재 세계적으로 사용되고 있는 알칼리촉매법을 대체할 수 있는 새로운 방법으로 앞으로 전개가 기대되고 있다.

저자: Council of Scientific and Industrial Research
자료유형: 특허정보