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바이오디젤의 생산 공정 비교 및 생성물 수율에 미치는 인자들

Evaluation of Biodiesel Production Systems and Factors Affecting Product Yield

한국실천공학교육학회논문지 = Journal of Korean Institute for Practical Engineering Education, v.3 no.1, 2011년, pp.183 - 192  

이종만 (한국기술교육대학교 대학원 응용화학공학과) ,  이재흥 (한국기술교육대학교 기계정보공학부) ,  조남준 (한국기술교육대학교 대학원 응용화학공학과)

초록
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현재 화석연료사용의 급증으로 인하여 지구온난화와 자원고갈의 문제가 전 세계적으로 크게 대두되어지고 있다. 이를 해결하기 위한 일환으로 재생 가능한 에너지로서 바이오매스의 활용에 관심을 기울이고 있다. 바이오디젤은 식물성 유지 또는 동물성지방, 폐식용유로부터 전이에스테르화반응을 통해 생산되는 친환경적인 연료로 기존의 석유디젤을 대체할 수 있는 연료로 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 현재 연구 되고 있는 다양한 바이오디젤의 생산방법들과 수율에 영향을 주는 인자들에 대해 살펴보았다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In recent years there has been an increasing focus on global warming and the exhaustion of resources caused by the heavy consumption of fossil fuels. In order to resolve these issues, biomass has gained much attention as a source of renewable energy. One area of particular interest has been the prod...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 바이오디젤을 효과적으로 생산하기 위해 염기 촉매와 산 촉매와 같은 화학촉매, 환경 친화적인 효소촉매, 촉매를 사용하지 않는 초임계상태의 신공정, 그리고 촉매의 제거가 쉽고 재사용이 편리한 비 균일 촉매 조건하에서의 바이오디젤의 생산 방법 등에 대해 살펴보았다. 그리고 바이오디젤의 수율에 영향을 미치는 여러 가지 요인들에 대하여 조사하고, 이들을 바이오에너지관련 실천공학교육에 활용하고자 하였다.
  • 바이오에탄올과 더불어 지속적인 바이오디젤에 관한 기술 개발 및 활용 증대는 지구온난화와 화석연료의 고갈 문제를 일정 부분 개선하고, 이를 통하여 대체에너지 개발이라는 국가 에너지개발정책에 크게 기여할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에서는 바이오디젤을 효과적으로 생산하기 위해 염기 촉매와 산 촉매와 같은 화학촉매, 환경 친화적인 효소촉매, 촉매를 사용하지 않는 초임계상태의 신공정, 그리고 촉매의 제거가 쉽고 재사용이 편리한 비 균일 촉매 조건하에서의 바이오디젤의 생산 방법 등에 대해 살펴보았다. 그리고 바이오디젤의 수율에 영향을 미치는 여러 가지 요인들에 대하여 조사하고, 이들을 바이오에너지관련 실천공학교육에 활용하고자 하였다.
  • 이미 국내에서도 디젤연료에 바이오디젤을 일정비율 혼합하여 사용하고 있다. 본 연구에서는 원료에 따른 처리방법과 바이오디젤 생산방법에 대해 살펴보고 생성물 수율에 영향을 주는 인자들에 대해 고찰하여, 바이오공학 분야의 학부 공학교육에 활용하는데 그 목적이 있다.
  • 셋째, 생성물인 바이오디젤은 비극성인데 비해 글리세린은 극성이어서 서로 용해도가 매우 낮으며 글리세린의 밀도가 훨씬 높아 쉽게 분리되는 특성이 있다[15]. 이러한 반응특성을 고려하여 효과적인 바이오디젤 생산을 위한 다양한 접근방법 중 염기촉매, 산 촉매, 효소 촉매, 초임계 상태를 이용한 방법, 그리고 비균일 촉매를 이용한 방법에 대해 살펴보도록 하겠다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
식물성유지가 유망한 공급 원료인 이유는? Table 2는 바이오디젤의 생산 공급 원료와 원료의 물리화학적 물성을 보여준다. 식물성유지는 대량 생산이 가능하고 자연친화적이며 자연에서 재생이 가능하여 유망한 공급 원료이다. 식물성유지는 식용유지와 비식용유지로 구성되는데 그 중 식용 가능한 유지가 95%이상을 차지한다.
화석연료를 대체할 수 있는 대체에너지에 대한 요구가 급증하게 된 배경은? 산업혁명 이후 인류는 화석연료를 이용함으로 문명을 급속도로 발전시켜 왔다. 하지만 무분별한 화석연료의 사용으로 세계 화석연료 매장량의 고갈과 환경 문제가 야기되었다. 이로 인해 화석연료를 대체할 수 있는 대체에너지에 대한 요구가 급증하게 되 었다[1, 3-5].
바이오디젤은 무엇인가? 바이오디젤은 식물성유지(vegetable oil)나 동물성 지방(animal fat), 폐식용유의 주성분인 트리글리세라이드(triglyceride)를 알코올과 반응시켜 알킬에스테르(alkyl ester)의 형태로 전환시킨 물질로써 순도 95%이상인 것을 말한다[4]. Table 2는 바이오디젤의 생산 공급 원료와 원료의 물리화학적 물성을 보여준다.
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