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그린 바이오디젤을 위한 바이오촉매 활용

전문가 제언: ○ 식물유나 동물의 지방을 알코올과 에스테르교환반응을 통해 얻는 바이오디젤은 긴 사슬을 가진 포화 및 불포화 알킬에스테르이다. 에스테르 교환반응으로 바이오디젤을 얻는 공정은 운전비용이 높은 문제가 있다. 즉 물질과 열 이동의 제한, 화학평형, 회분식 공정, 전환수율에 영향을 미치는 순도, 반응시간, 생산성과 에너지 비용 등 산업화를 위해서는 해결해야 할 문제점들이 남아있다.

○ 환경에 무해한 그린 공정으로 기대되는 바이오공정에서 다양한 기술들로 열과 물질이동 그리고 분리 공정을 발전시켰고, 이러한 기술들의 조합은 반응 효율을 증가시켰다. 열 이동을 위한 마이크로웨이브, 물질이동을 위한 초음파, 반응과 분리를 동시에 할 수 있는 막 반응기의 응용은 실질적으로 생산 공정에 발전을 가져올 것이다. 최근에 공개된 초음파와 마이크로웨이브 시스템과 연계한 리파제를 바이오촉매로 사용하는 에스테르 교환 반응은 이러한 가능성을 확인해주고 있다. 바이오디젤 생산에 있어 다양한 기술들을 조합해서 효율을 향상시키고, 공정 운전비용을 감소시켜 바이오디젤이 시장에 받아들여지도록 가격경쟁력을 확보해야 한다.

○ 본고에서는 친환경적 바이오연료로 바이오디젤이 시장에 진입하기 위한 과제로 효율적인 바이오디젤 공정 설계를 위한 값싼 원료 사용, 물리적 공정과 결합하여 경제적 효과가 있는 촉매 개발 및 생산공정 효율을 높이기 위한 조합 공정 연구 및 결과를 정리하고 있다. 전체 공정 파라미터 중에서 원료로 식용유, 폐식용유, 알코올, 잔사의 재사용 등 지속가능한 자원을 사용하는 것이 빠른 바이오연료 시장 확립을 위한 하나의 가능성으로 보인다.

○ 화석연료의 대체유로 바이오가스, 바이오디젤을 생각할 수 있다. 특히 그동안 바이오디젤에 관한 많은 연구가 이루어져 대형화와 연속화 방향으로 추진되고 있는 실정이다. 대체연료로 바이오유에 대한 관심이 상대적으로 낮은 우리나라도, 이에 관한 기술개발로 우리 환경에 알맞은 바이오연료 생산에 대해 많은 관심을 갖고 꾸준히 연구해야 할 주제라고 본다.

저자: Camilo BarrosoTeixeira, Jose Valdo Madeira Junior,Gabriela AlvesMacedo
자료유형: 학술정보