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지방산알킬에스테르(바이오디젤) 제조공정

전문가 제언: ○ 종래의 바이오디젤 제조방법은 글리세리드와 저급 알킬알코올을 에스테르교환반응에 의해 높은 전환율을 얻기 위해 과량의 저급 알킬알코올이 사용되었다. 과량으로 투입된 미반응의 알킬알코올을 회수하는 데 필요한 증류공정에서의 열에너지 소비는 바이오디젤의 제조비용을 높이는 주요 요인 중의 하나이기 때문에 저급 알킬알코올의 사용량을 감축하기 위한 다양한 연구개발이 시도되어 왔다.

○ 또한, 생성되는 바이오디젤 중의 비누물질 함유량이 최소화되도록 하기 위해서는 낮은 유리지방산 함유량을 가진 정제된 대두유와 같은 원료를 사용해야 하지만 이와 같은 원료의 사용은 제조원가가 너무 높게 되어 경제성이 없다. 따라서 바이오디젤 제조공정은 유리지방산이 함유된 저급의 원료물질을 사용할 수 있는, 특히 유리지방산 함유량의 변동에도 효율적으로 대응할 수 있는 공정의 개발이 요구된다.

○ 이 발명(WO 2010/011123 A1)은 유리지방산이 함유된 동식물성 유지로부터 지방산알킬에스테르(바이오디젤)를 종래의 제조공정보다 신속하고 저비용으로 생산할 수 있는 제조공정을 제공한다. 제조공정은 두 단계의 과정으로 구성되며, 1단계 과정에서 원료기름에 함유된 유리지방산을 글리세리드로 미리 전환시킴으로써 2단계 과정에서의 글리세리드를 지방산알킬에스테르로 전환하는 반응이 1～2시간 내로 단축된다. 따라서 에너지 절감 효과와 함께 염이나 비누물질 등 불순물의 발생량이 감축되므로 제조공정의 단순화와 함께 제조비용의 절감효과가 있다.

○ 바이오연료는 기존 석유연료에 비해 생산비용이 많이 들고 기술적인 한계도 많지만 전 지구적 규모의 환경과 자원문제라는 관점에서 조만간 미래의 주력 에너지로 자리 잡을 것으로 전망된다. 바이오연료의 개발은 무엇보다도 원료로서 식용자원을 탈피한 식물자원의 확보가 우선되어야 한다. 우리나라는 3면이 바다이고, 그 면적은 육지의 4.5배에 달하므로 식물자원 중에서도 해조류의 대량양식이 유리하다. 앞으로 핵심 요소기술을 지속적으로 개발해 나간다면 해조류 바이오에너지 산업이 우리나라의 미래 신성장동력산업으로 발전할 것으로 기대된다.

저자: LOW, Sze, Wai
자료유형: 특허정보