초록 ▼

전 세계적으로 인류가 당면하고 있는 큰 문제 중의 하나는 에너지 자원의 한계성과 지구의 환경오염 문제이다. 특히 우리나라는 부존자원이 거의 없는 실정으로 에너지 수급 구조의 불안정성 심화와 석유 의존도의 급격한 증가 등 많은 구조적 문제점을 안고 있는 실정이다. 이러한 범지구적인 에너지와 환경문제에 대한 대책 중 하나가 바이오디젤이며, 이는 경유를 대체할 수 있고 경유에 비해 친환경적인 연료로서 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 동식물성 기름의 화학반응을 통해 생산 가능한 바이오디젤은 경유와 물성이 비슷하면서 환경오염물질의

전 세계적으로 인류가 당면하고 있는 큰 문제 중의 하나는 에너지 자원의 한계성과 지구의 환경오염 문제이다. 특히 우리나라는 부존자원이 거의 없는 실정으로 에너지 수급 구조의 불안정성 심화와 석유 의존도의 급격한 증가 등 많은 구조적 문제점을 안고 있는 실정이다. 이러한 범지구적인 에너지와 환경문제에 대한 대책 중 하나가 바이오디젤이며, 이는 경유를 대체할 수 있고 경유에 비해 친환경적인 연료로서 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 동식물성 기름의 화학반응을 통해 생산 가능한 바이오디젤은 경유와 물성이 비슷하면서 환경오염물질의 배출이 현저히 낮은 것으로 나타나 환경친화적 대체에너지로서 미국과 유럽연합(EU) 등에서는 1990년 대 초부터 차량의 연료로 사용되고 있다. 또한, 국내에서도 2006년 7월부터 일반디젤 99.5%에 0.5%의 바이오디젤이 혼합된 형태로 주유소에서 판매되고 있는 실정이다. 현재 우리나라는 식물유 원료의 대부분을 수입에 의존하고 있으며, 생산된 유지의 대부분은 식용으로 사용될 뿐 연료를 목적으로 사용하지 않고 있다. 이에 공급에서의 부족한 현실에 대조적으로 식물유의 수요는 날로 급증해서 폐식용유의 양은 오히려 증가추세에 있다. 따라서 폐기되어 환경오염을 유발하는 폐식용유를 최소화하여 바이오디젤을 생산한다면 환경오염 방지 및 생산비용을 낮출 수 있다는 이점을 동시에 갖게 될 것이다. 폐식용유를 이용한 바이오디젤의 생산반응은 촉매상에서 유지와 알코올을 반응하여 지방산메틸에스테르를 생성하는 것이며, 주요반응인자로는 유지와 알코올의 몰비, 촉매의 종류 및 농도, 반응온도 등의 여러 가지 인자가 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 현재까지 이러한 인자들에 대한 연구에서는 시행착오적으로 하나씩 인자의 수준을 변화시켜 수행되고 있어 결과적으로 바이오디젤 생산에 관한 연구에서 많은 시간과 경비를 요구하게 되고 있는 실정이다. 반면 통계적 실험계획법(DOE)인 Taguchi 실험 계획법은 기존의 시행착오적인 실험방법과는 달리 인자의 수가 많은 경우에도 주된 영향을 주는 인자를 기술적으로 검출하고, 반복되는 교호작용을 고려하여 실험횟수를 줄이는 방법으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 폐식용유의 물성을 파악하고 바이오디젤 생산을 위한 최적반응조건을 도출하고자 연구를 수행하였다. 또한 현 공정과 최적반응조건으로 생산한 바이오디젤을 비교함으로써 업체의 소득증대에 대한 경제성 분석을 하였다. 끝으로 유채유를 이용하여 폐식용유와의 혼합에 인한 바이오디젤의 물성 향상 방안을 연구하고자 하였다.

목차 Contents

• 표지...1
• 제 1 장 서론...2
• 제 1 절 연구배경 및 목적...2
• 제 2 절 연구내용 및 방법...3
• 제 2 장 실험재료 및 방법...4
• 제 1 절 실험재료 및 장치...4
• 제 2 절 Taguchi 실험계획법...5
• 제 3 절 분석방법...6
• 제 3 장 실험 결과...8
• 제 1 절 폐식용유의 지방산 조성 및 분자량...8
• 제 2 절 폐식용유의 물성 결과...9
• 제 3 절 Taguchi 실험계획법을 이용한 최적반응조건 도출...10
• 제 4 절 폐식용유와 유채유의 혼합에 따른 물성 결과...14
• 제 5 절 경제성 분석...15
• 제 4 장 결론...17
• 제 1 절 결론...17
• 제 2 절 향후 방안...18
• 개발결과의견서...19