본 연구에서는 최근 대체연료로 각광받고 있는 바이오디젤을 세라믹 관형막을 이용하여 보다 효율적으로 생산하고자 하였다. 동⋅식물성 유지의 에스테르화반응을 통해 생성된 바이오디젤은 경유와 물성이 비슷하면서 오염물질의 배출이 현저히 낮은 것으로 나타나 미국과 유럽연합(EU) 등에서는 1990년대 초부터 차량의 연료로 사용되고 있다. 특히 유채유나 폐식용유등의 비식용작물을 원료로 하는 식물성 유지 바이오디젤은 유럽과 미국등지에서 새로운 연료 공급원으로서 각광받고 있다. 이러한 바이오디젤은 촉매 상에서 오일과 ...
본 연구에서는 최근 대체연료로 각광받고 있는 바이오디젤을 세라믹 관형막을 이용하여 보다 효율적으로 생산하고자 하였다. 동⋅식물성 유지의 에스테르화반응을 통해 생성된 바이오디젤은 경유와 물성이 비슷하면서 오염물질의 배출이 현저히 낮은 것으로 나타나 미국과 유럽연합(EU) 등에서는 1990년대 초부터 차량의 연료로 사용되고 있다. 특히 유채유나 폐식용유등의 비식용작물을 원료로 하는 식물성 유지 바이오디젤은 유럽과 미국등지에서 새로운 연료 공급원으로서 각광받고 있다. 이러한 바이오디젤은 촉매 상에서 오일과 메탄올이 반응하여 지방산메틸에스테르(Fatty Acid Methyl Ester : FAME)를 생성하는 것이며, 주요반응인자로는 오일과 메탄올의 몰 비율, 촉매제 및 온도 등 여러 인자가 존재한다. 본 연구에서는 이러한 바이오디젤 중 엔진 인젝터에 파울링을 유발할 수 있는 포화지방산 함량이 적고 대량생산이 용이한 카놀라유를 사용하여 바이오디젤을 실험실 단위로 제조하고 분리막모듈에 투과하여 투과 전후 바이오디젤의 성분 분석을 실시하였으며 분리막은 고온에 강하고 기계적 강도가 우수하며 화학적으로 불활성(不活性)이며 내부에 박테리아가 서식할 가능성이 적은 세라믹 관형막을 사용하였다. 이러한 세라믹 관형막 중 0.2, 0.5μm의 기공크기를 갖는 정밀여과막을 사용하여 분리막 모듈을 제작하였으며 0.5bar~2.0bar사이의 압력과 250~400mL/min의 유량을 각각 조절하며 실험하였다. 그 결과 저압 저유량인 0.5bar, 250~300mL/min으로 운전하였을 때 FAME함량이 많게는 20% 가량 높아지는 것을 확인할 수 있었으며 0.5bar, 400mL/min의 운전조건에서 가장 높은 94%의 총 FAME함량이 관찰되었다. 하지만 국내 바이오디젤 표준 규격 및 유럽의 표준 규격인 EN14214에서 요구하는 98.5% 이상의 총 FAME함량 기준에는 미치지 못하였으며 보다 안정적인 임계운전조건을 확립하기 위해 추가적인 연구가 이루어져야 할 것이다.
본 연구에서는 최근 대체연료로 각광받고 있는 바이오디젤을 세라믹 관형막을 이용하여 보다 효율적으로 생산하고자 하였다. 동⋅식물성 유지의 에스테르화반응을 통해 생성된 바이오디젤은 경유와 물성이 비슷하면서 오염물질의 배출이 현저히 낮은 것으로 나타나 미국과 유럽연합(EU) 등에서는 1990년대 초부터 차량의 연료로 사용되고 있다. 특히 유채유나 폐식용유등의 비식용작물을 원료로 하는 식물성 유지 바이오디젤은 유럽과 미국등지에서 새로운 연료 공급원으로서 각광받고 있다. 이러한 바이오디젤은 촉매 상에서 오일과 메탄올이 반응하여 지방산메틸에스테르(Fatty Acid Methyl Ester : FAME)를 생성하는 것이며, 주요반응인자로는 오일과 메탄올의 몰 비율, 촉매제 및 온도 등 여러 인자가 존재한다. 본 연구에서는 이러한 바이오디젤 중 엔진 인젝터에 파울링을 유발할 수 있는 포화지방산 함량이 적고 대량생산이 용이한 카놀라유를 사용하여 바이오디젤을 실험실 단위로 제조하고 분리막 모듈에 투과하여 투과 전후 바이오디젤의 성분 분석을 실시하였으며 분리막은 고온에 강하고 기계적 강도가 우수하며 화학적으로 불활성(不活性)이며 내부에 박테리아가 서식할 가능성이 적은 세라믹 관형막을 사용하였다. 이러한 세라믹 관형막 중 0.2, 0.5μm의 기공크기를 갖는 정밀여과막을 사용하여 분리막 모듈을 제작하였으며 0.5bar~2.0bar사이의 압력과 250~400mL/min의 유량을 각각 조절하며 실험하였다. 그 결과 저압 저유량인 0.5bar, 250~300mL/min으로 운전하였을 때 FAME함량이 많게는 20% 가량 높아지는 것을 확인할 수 있었으며 0.5bar, 400mL/min의 운전조건에서 가장 높은 94%의 총 FAME함량이 관찰되었다. 하지만 국내 바이오디젤 표준 규격 및 유럽의 표준 규격인 EN14214에서 요구하는 98.5% 이상의 총 FAME함량 기준에는 미치지 못하였으며 보다 안정적인 임계운전조건을 확립하기 위해 추가적인 연구가 이루어져야 할 것이다.
In this study, the recently emerging alternative fuel biodiesel tubular ceramic membrane was used to produce them more efficiently. Biodiesel which produced by esterification of vegetable oil has similar properties to diesel, while significantly lower emissions of pollutants appear to be the United ...
In this study, the recently emerging alternative fuel biodiesel tubular ceramic membrane was used to produce them more efficiently. Biodiesel which produced by esterification of vegetable oil has similar properties to diesel, while significantly lower emissions of pollutants appear to be the United States and the European Union (EU) since the early 1990s in places are being used to fuel vehicles. Especially the vegetable oil as an ingredient in maintaining biodiesel such as canola oil and wasted oil has been spotlighted as a new fuel source in Europe and the United States. These biodiesel produced with vegetable oil and methanol, and the catalytic reaction on the fatty acid methyl esters (Fatty Acid Methyl Ester: FAME). The major factors include reaction of methanol and oil's molar ratio, catalyst and temperature, as is the presence of multiple factors. In this study, used canola oil because of the low injector fouling with low content of saturated fatty acids. Biodiesel manufacturing unit by laboratory scale and in the permeable membrane module after the transmission element analysis of biodiesel was conducted on the membrane at high temperatures and excellent mechanical strength, strong, chemically inert and less likely to bacteria inside the tubular ceramic membrane was used. Manufactured these ceramic tubular membrane which has 0.2, 0.5μm pore size microfiltration and the operating pressure 0.5bar between 2.0bar, operating flow rate 250 between 400mL/min were controlled. As a result, operated at 0.5bar, 250 ~ 300mL/min conditions, the total FAME contents was higher up to 20% for 0.5μm membrane. when low operating pressure and flow rate. The highst total FAME contents found at 0.5bar, 400mL/min conditions as 94% for 0.2μm membrane. But the European biodiesel standard EN14214 specification that is required by more than 96.5% of the total FAME contents. So the additional research has to needs for defining more stable critical driving conditions.
In this study, the recently emerging alternative fuel biodiesel tubular ceramic membrane was used to produce them more efficiently. Biodiesel which produced by esterification of vegetable oil has similar properties to diesel, while significantly lower emissions of pollutants appear to be the United States and the European Union (EU) since the early 1990s in places are being used to fuel vehicles. Especially the vegetable oil as an ingredient in maintaining biodiesel such as canola oil and wasted oil has been spotlighted as a new fuel source in Europe and the United States. These biodiesel produced with vegetable oil and methanol, and the catalytic reaction on the fatty acid methyl esters (Fatty Acid Methyl Ester: FAME). The major factors include reaction of methanol and oil's molar ratio, catalyst and temperature, as is the presence of multiple factors. In this study, used canola oil because of the low injector fouling with low content of saturated fatty acids. Biodiesel manufacturing unit by laboratory scale and in the permeable membrane module after the transmission element analysis of biodiesel was conducted on the membrane at high temperatures and excellent mechanical strength, strong, chemically inert and less likely to bacteria inside the tubular ceramic membrane was used. Manufactured these ceramic tubular membrane which has 0.2, 0.5μm pore size microfiltration and the operating pressure 0.5bar between 2.0bar, operating flow rate 250 between 400mL/min were controlled. As a result, operated at 0.5bar, 250 ~ 300mL/min conditions, the total FAME contents was higher up to 20% for 0.5μm membrane. when low operating pressure and flow rate. The highst total FAME contents found at 0.5bar, 400mL/min conditions as 94% for 0.2μm membrane. But the European biodiesel standard EN14214 specification that is required by more than 96.5% of the total FAME contents. So the additional research has to needs for defining more stable critical driving conditions.
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