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바이오디젤의 제조방법과 장치

전문가 제언: ○ 바이오연료는 식물과 동물로부터 유래되는 바이오매스(biomass)를 이용하여 합성된 연료로서 대체 에너지 중에서도 어느 정도의 양적 규모를 기대할 수 있기 때문에 화석연료를 대체할 수 있는 가능성이 매우 크므로 세계 각국에서 많은 연구개발이 이루어지고 있다. 바이오연료의 대표적인 연료의 하나인 바이오디젤은 석유디젤 또는 석유제품과 혼합되어 디젤차량용 연료로서 이미 사용되고 있다.

○ 한편, 바이오디젤의 가장 심각한 문제점은 식용자원인 옥수수, 콩 등을 원료로 사용함에 따라 세계적으로 심각한 식량부족을 초래하기 때문에 바이오연료 생산에 식용자원을 사용할 수 있는 정당성이 결여된다는 점이다. 이에 대한 대책으로 과잉의 식용자원을 생산하거나 대체작물의 개발이 절실하게 요구되고 있다. 또한, 지금까지 바이오디젤의 원료로 사용된 식용자원을 대체하기 위해 다양한 지방산과 저급 알코올과의 에스테르화 반응(esterification) 공정개발이 시도되었지만 반응 중에 생성된 물의 혼입, 낮은 반응속도, 불필요한 부산물의 생성, 생산수율의 저하 등 여러 가지 해결되어야 할 과제가 남아있다.

○ 이 발명(WO 2008/100798 A1)은 균질 촉매를 사용하여 지방산, 비누화 물질, 지방산 유도체, 유리지방산, 글리세린 등 지방산 성분을 풍부하게 함유한 물질과 C1～C6의 1가 알코올을 반응시켜 바이오디젤을 제조하는 방법에 관한 특허이다. 이 발명의 제조공정은 동식물성 유지 원료의 여과 및 탈고무화(degummed) 등의 전처리 공정을 포함하며, 에스테르화 반응에서 생성된 반응혼합물 중에 존재하는 촉매의 일부를 전기투석(electrodialysis) 등에 의해 제거하여줌으로써 이어지는 공정의 반응혼합물로부터 알코올 및 글리세롤을 효율적으로 분리하여 순수 바이오디젤을 제조할 수 있는 방법을 제공하고 있다.

○ 향후 바이오디젤이 화석연료를 대체하기 위해서는 바이오디젤 원료로서 사용되고 있는 기존의 식용자원에서 탈피하여 대체 바이오자원의 개발과 함께 바이오디젤의 제조공정 및 제품에서의 높은 겔화점, 글리세롤의 분리, 물에 의한 오염, 엔진의 부식 및 손상, 마일리지의 감소 등 근본적인 과제가 해결되어야 한다.

저자: Prima Fuel, Inc.
자료유형: 특허정보