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바이오디젤생산을 위한 바이오에탄올 이용

전문가 제언: ○ 바이오에탄올 사용 바이오디젤, 즉 지방산에틸에스테르(FAEE: Fatty Acid Ethyl Ester) 생산기술은 바이오디젤 합성에 투입되는 메탄올을 에탄올로 대체하는 방안이다. 메탄올을 얻을 석유정제시설이 없고 인프라 구축이 어려운 신흥국가에서는 이 기술을 개발하고 있다.

- 바이오에탄올은 국지적 차원에서 가용한 당분계 또는 전분계 재생가능 바이오매스로부터 알코올 발효를 통해 합성된다. 현재, 원료 취득/구입비용이 바이오디젤의 총 생산 비용의 70~80%를 차지하므로 바이오매스 공급은 FAEE 생산 공정에서 결정적 요소가 된다.

- 반면에, 에탄올에는 기술적으로 최종 반응 매질 내 유탁액(emulsion) 존재, 에탄올 회수의 어려움 등과 같은 제약사항이 있지만, 이는 반응 파라미터들의 적절한 최적화를 통해 해결될 수 있다. 또한, 바이오에탄올에 포함된 수분은 정류(rectification) 동안 95:5 에탄올-물 공비혼합물(azeotrope)을 형성하기 때문에 2차 반응(예: 가수분해, 비누화)을 초래하여 FAEE 수율을 저하시킬 수 있다.

○ 국외에서 2012년에 Mendow외 2인은 균질 알칼리 촉매 방식을 써서 EE 생산 기술을 연구하였다. 2010년에 da Costa Barbosa 외 3인은 피마자유와 대두유 혼합 식물성 오일에서부터 EE 생산을 연구하였고, Cernoch 외 2인은 유채씨 기름유로부터 EE 생산에 미치는 반응 조건의 영향을 연구하였으며, Kunam 등은 코코넛 오일에서부터 EE 생산을 위해 초음파-지원 추출 기술을, Suppalakpanya 외 2인은 천연 팜유로부터 EE 생산을 위해 마이크로파 추출 2단계 공정 기술을 연구하였다.

○ 국내에서는 2012년에 해조류(녹조류(파래), 갈조류(미역), 홍조류)를 공급 원료로 사용하여 제3세대 바이오에탄올의 생산 공정을 연구하였다. 2011년에 리파아제 효소 촉매를 사용하여 반응 매질의 효소 적층 고정 부직포막 투과 방식으로 EE 수율 최적화 모델링을 수행하였다. 향후 연구 방향으로 경제적이고 친환경적인 무-촉매식 그린 생산 공정 기술의 연구 개발에 초점을 맞춰야 한다.

저자: Brunschwig C et al.
자료유형: 학술정보