KR100959417B1 - 다공성 물질에 의한 메탄올과 글리세롤의 배출 및 흡입조절시스템을 이용한 바이오디젤의 제조방법 - Google Patents

다공성 물질에 의한 메탄올과 글리세롤의 배출 및 흡입조절시스템을 이용한 바이오디젤의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100959417B1
KR100959417B1 KR1020080079677A KR20080079677A KR100959417B1 KR 100959417 B1 KR100959417 B1 KR 100959417B1 KR 1020080079677 A KR1020080079677 A KR 1020080079677A KR 20080079677 A KR20080079677 A KR 20080079677A KR 100959417 B1 KR100959417 B1 KR 100959417B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
methanol
biodiesel
glycerol
oil
enzyme
Prior art date
Application number
KR1020080079677A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100020872A (ko
Inventor
김상용
이명구
이도훈
조진구
박철환
장규호
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020080079677A priority Critical patent/KR100959417B1/ko
Publication of KR20100020872A publication Critical patent/KR20100020872A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100959417B1 publication Critical patent/KR100959417B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42—Catalytic treatment
    • C10G3/44—Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/19—Esters ester radical containing compounds; ester ethers; carbonic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C11C3/003—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fatty acids with alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C12P7/6436—Fatty acid esters
    • C12P7/649—Biodiesel, i.e. fatty acid alkyl esters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Abstract

본 발명은 유지와 알코올을 기질로 하고 효소를 촉매로 이용하는 효소법에 의한 바이오디젤의 제조에 있어서, 실리카겔과 같은 다공성 물질을 이용하여 효소의 활성을 저해하는 메탄올과 글리세롤의 배출과 흡입을 조절할 수 있는 새로운 바이오디젤의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 바이오디젤의 제조방법은 생산 효율성, 효소의 재사용율, 글리세롤의 분리 및 재사용율을 높이고, 에너지 절감 효과를 갖는다.
다공성 물질, 바이오디젤, 효소, 메탄올, 글리세롤

Description

다공성 물질에 의한 메탄올과 글리세롤의 배출 및 흡입조절 시스템을 이용한 바이오디젤의 제조방법{Method for producing biodiesel using porous material based controlled release-absorbtion system for methanol and glycerol }
본 발명은 실리카겔과 같은 다공성 물질의 메탄올과 글리세롤의 배출 및 흡입 조절 기능을 이용하여 유지와 알코올로부터 바이오디젤을 제조하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 유지와 알코올을 기질로 하고 효소를 촉매로 이용하는 효소법에 의한 바이오디젤의 제조에 있어서, 실리카겔과 같은 다공성 물질을 이용하여 효소의 활성을 저해하는 메탄올과 글리세롤의 배출과 흡입을 조절할 수 있는 새로운 바이오디젤의 제조방법에 관한 것이다.
바이오디젤은 동·식물성 유지를 원료로 하여 만들어지는 바이오 연료를 말하는 것으로서, 경유와 특성이 거의 같아 디젤 엔진의 개조가 거의 불필요하고 기존 주유소 인프라도 그대로 활용할 수 있을 뿐 아니라, 기존 화석에너지 사용에 따른 대기오염 및 온실가스를 감축시키는 환경개선 효과를 가져온다는 점에서 대체 에너지로서 크게 각광받고 있다.
바이오디젤의 화학명은 지방산 메틸 에스테르(Fatty Acid Methyl Ester, FAME)로서, 하기 화학식 1과 같이 동 · 식물성 유지로부터 추출된 트리글리세리드(Tryglyceride, TG)와 알코올(메탄올, Methanol)의 트랜스에스테르화 반응에 의하여 만들어진다.
[화학식 1]
Figure 712010001204075-pat00008
이러한 바이오디젤을 제조하기 위한 상업적 공정의 대부분에서는 주로 산 촉매 또는 알칼리 촉매가 사용되어져 왔으나, 이러한 화학적 촉매는 반응 후에도 잔류하여 반응 부생성물인 글리세롤의 재사용을 방해하거나 엔진을 부식시키는 것으로서 이렇게 잔류하는 촉매를 제거하기 위한 세척 및 건조 공정이 요구되고, 특히 알칼리 촉매는 유지에 함유된 유리 지방산과 반응하여 비누화 생성물과 물을 생성하므로 촉매의 소모량이 크고 수율도 낮아서 화학적 촉매를 이용한 바이오디젤의 제조방법은 경제적이지 못한 것이었다.
따라서, 최근에는 새로운 폐기물을 생성시키지 않으면서 부수적으로 생성되는 글리세롤을 재이용할 수 있도록 촉매로서 효소를 이용하는 바이오디젤의 제조방법이 연구되었다. 그러나 이 방법은 메탄올과 부생성물인 글리세롤이 효소의 저해 요소로 작용하여 반응 효율을 떨어뜨린다는 새로운 문제가 있었고, 이에 메탄올을 반응계에 단계적으로 투입함으로써 메탄올의 효소 저해 작용을 해결하고, 멤브레인 필터를 이용하여 부생성물인 글리세롤을 분리해 냄으로써 그의 효소 저해 작용을 해결하려는 시도가 있었다.
그러나 단계적인 메탄올 투입을 통한 메탄올의 효소 저해 작용 방지 시스템은 효소의 재사용 측면에서 재사용 가능 횟수가 작고, 부생성물인 글리세롤의 처리를 위해서는 새로운 공정이 요구되는 문제, 기존의 공정에 다단계 메탄올 투입을 위한 장치를 새로이 설치해야 하는 문제가 있고, 멤브레인 필터를 이용한 부가생산물인 글리세롤 제어 시스템 역시 글리세롤의 분리에는 매우 효율적이나 분리된 글리세롤의 가격에 대비한 멤브레인 필터의 처리 비용이 상대적으로 크므로, 결국 이러한 시스템 역시 바이오디젤의 경제적인 제조방법으로서는 부족한 것이었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 효소를 이용한 바이오디젤 생산시 효소 저해 요소인 메탄올과 글리세롤을 동시에 제어하면서도 생산 수율을 향상시킬 수 있는 새로운 바이오디젤의 제조방법을 제공하려는 것이다.
아울러, 본 발명은 반응 부산물로 생성되는 글리세롤을 간편하고 효과적으로 분리함으로써 글리세롤의 회수 비용을 절감할 수 있는 바이오디젤의 제조방법을 제공하려는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 효소 촉매를 이용하여 유 지와 메탄올로부터 바이오디젤을 제조하는 방법은, 메탄올을 반응기에 투입하는 단계에서 메탄올 대신 메탄올을 함습한 다공성 물질을 투입하고, 반응 완료 후에 글리세롤을 함습한 다공성 물질로부터 글리세롤을 분리하여 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바이오디젤의 제조방법에 따르면, 효소저해 물질인 메탄올과 글리세롤에 대한 저해를 최소화함으로써, 안정적으로 바이오디젤을 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 메탄올 함습양을 조절할 수 있는 다공성 물질을 반응기에 정량적으로 투입함으로써 메탄올 단계적 투입을 위한 부가적인 장치의 사용이 불필요하고, 다공성 물질이 부생성물인 글리세롤을 흡수하므로 글리세롤 제어를 위한 별도의 장치가 필요 없으므로, 바이오디젤을 위한 제조 장치가 간소화되는 효과가 있다.
아울러, 유지 생산을 위해 사용된 초임계 이산화탄소와 메탄올을 재사용하여 다공성 물질에 함습된 글리세롤 추출에 이용함으로써 에너지를 절감할 수 있는 부수적인 효과도 있다.
전술한 바와 같이, 바이오디젤은 동 · 식물성 유지로부터 트리글리세리드(Tryglyceride, TG)를 추출한 후, 추출된 트리글리세리드와 알코올(메탄올, Methanol)을 트랜스에스테르화 반응시켜서 제조되는 것이다. 바이오디젤의 원료가 되는 식물성 유지로는, 대두유(soybean oil), 카놀라유(canola oil), 참기름(sesame oil), 면실유(cottonseed oil) 등 여러 가지 다양한 종류가 있고, 유지의 종류에 따라서 지방산의 조성이 다르기 때문에 사용되는 유지의 종류에 따라서 바이오디젤의 특성이 달라질 수 있다. 본 발명의 바이오디젤의 제조에는 공지된 다양한 종류의 유지를 사용할 수 있다.
또한, 바이오디젤의 제조 시에 촉매로 작용하는 효소는 다양한 리파제가 사용될 수 있는데, 최근에는 용매를 전혀 사용하지 않고 캔디다 엔탁티카(Candida antarctica), 슈도모나스 세파시아(Pseudomonas cepacia), 캔디다 루고사(Candida rugosa), 뮤코 미에하이(Mucor miehei), 리조푸스 오라이제(Rhizopus orizae) 등의 리파제를 사용하여 바이오디젤을 제조하였다는 보고도 있다. 아울러, 고정화 효소로서 이미 상용화된 것으로는 Novozym 435, Lipozyme TL IM, Lipozyme RM IM 등이 있다. 본 발명의 바이오디젤의 제조에는 공지된 다양한 효소를 사용할 수 있다.
한편, 실리카겔은 미세한 구멍들이 서로 연결되어 방대한 그물로 연결된 과립형 비결정상 입자이므로, 광대한 표면적(1g에 300-400㎡ 즉 100평 이상이나 되는 표면적)에 따른 자연적인 흡착현상과 응축현상으로 물, 알코올, 하이드로카본, 기타 화합물을 흡수하는 흡착능력이 매우 큰 성질을 갖는다. 본 발명은 이러한 실리카겔과 같은 다공성 물질의 성질을 이용한 것으로서, 이러한 다공성 물질이 메탄올과 글리세롤의 배출과 흡입을 조절할 수 있을 것이라는 점에 착안한 것이다.
즉, 기존에는 메탄올의 효소 저해 작용을 방지하기 위하여 메탄올의 반응기 내로의 투입량을 조절하기 위하여 단계적 투입 장치를 이용하였으나, 본 발명에서는 실리카겔과 같은 다공성 물질의 뛰어난 흡착능력에 착안하여, 메탄올을 다공성 물질에 함습시켜 사용함으로써 메탄올의 반응기 내로의 투입량을 조절하도록 한 것이다.
대신 반응기 내에 투입된 메탄올 함습 다공성 물질로부터 메탄올이 적절히 반응용액으로 배출되기 위해서는, 적절한 반응 온도와 교반 속도가 요구되는데, 후술하는 실시예로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 반응 온도는 40℃, 교반 속도는 300rpm인 정도인 것이 바람직하다.
여기서, 메탄올의 투입량을 보다 정확히 조절하기 위해서는 사용되는 다공성 물질의 내부 표면적이 균일할 필요가 있으며, 다공성 물질의 입자 크기는 5-10 mesh 정도가 바람직하다. 또한 메탄올 함습 다공성 물질이 반응기 내로 투입된 후에는 밀봉된 상태에서 반응시키는 것이 바람직하다.
반응 후에 생성되는 글리세롤이 함습된 다공성 물질은 초임계 이산화타소를 이용한 유지 추출 공정과 연계하여 추출함으로써 공정의 효율성을 높였다. 즉, 유채씨 등에서 유지를 추출하기 위해 초임계 이산화탄소와 메탄올이 사용되는데, 유지 생성이 완료된 후 이들을 회수하는 과정에서, 회수부에 글리세롤이 함습된 다공성 물질을 담을 수 있는 반응기를 연결함으로써 유지 추출시와 동일하게 회수된 메탄올과 초임계 이산화탄소를 이용하여 다공성 물질 내부에 함습된 글리세롤을 추출할 수 있다.
이하, 본 발명의 구성을 하기의 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만 본 발 명이 하기의 실시예로 한정되는 것으로 해석되는 것은 아니다.
비교예 1
메탄올의 첨가량에 따른 FAME 전환율(%) 비교 실험
다공성 물질을 사용하지 않은 종래의 방법을 사용한 실험으로서, 메탄올의 첨가량을 달리하여 대두로부터 추출된 대두유(TG)와 메탄올을 트랜스에스테르화 반응시켜 FAME을 수득하였다. 이때, 효소로는 Novozym 435를 5중량%/오일 사용하였으며, 반응 온도는 40℃, 교반 속도는 300rpm 이었다. TG:메탄올의 몰비율로 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6의 6가지 경우에 대한 메탄올 첨가량별 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 도 1에 도시하였다.
비교예 2
효소의 첨가량에 따른 FAME 전환율(%) 비교 실험
다공성 물질을 사용하지 않은 종래의 방법을 사용한 실험으로서, 효소의 첨가량을 달리하여 대두로부터 추출된 대두유(TG)와 메탄올을 트랜스에스테르화 반응시켜 FAME을 수득하였다. 이때, 효소로는 Novozym 435를 사용하였으며, TG:메탄올의 몰비율은 1:3, 반응 온도는 40℃, 교반 속도는 300 rpm 이었다. 효소의 첨가량 중량5 %/오일, 중량10%/오일, 15중량%/오일의 3가지 경우에 대한 효소의 첨가량별 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 도 2에 도시하였다.
실시예 1
다공성 물질의 첨가량에 따른 FAME 전환율(%) 비교 실험
다공성 물질로 실리카겔을 사용한 것으로서, 실리카겔의 첨가량을 달리하여 대두로부터 추출된 대두유(TG)와 메탄올을 트랜스에스테르화 반응시켜 FAME을 수득하였다. 이때, 효소로는 Novozym 435를 5중량%/오일 사용하였으며, TG:메탄올의 몰비율은 1:3, 반응 온도는 40℃, 교반 속도는 300 rpm 이었다. 실리카겔의 첨가량 1g/0.01 mol 오일, 2g/0.01 mol 오일, 3g/0.01 mol 오일, 4g/0.01 mol 오일, 4.8g/0.01 mol 오일, 6g/0.01 mol 오일의 6가지 경우에 대한 실리카겔 첨가량별 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 도 3에 도시하였다.
실시예 2
효소의 첨가량에 따른 FAME 전환율(%) 비교 실험
효소의 첨가량을 달리하여 대두로부터 추출된 대두유(TG)와 메탄올을 트랜스에스테르화 반응시켜 FAME을 수득하였다. 이때, 효소로는 Novozym 435를 사용하였으며, 다공성 물질로는 실리카겔을 사용하였으며, 그 첨가량은 4.8g/0.01 mol 오일, TG:메탄올의 몰비율은 1:3, 반응 온도는 40℃, 교반 속도는 300rpm 이었다. 효소의 첨가량 5중량%/오일, 10중량%/오일, 15중량%/오일의 3가지 경우에 대한 효소의 첨가량별 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 도 4에 도시하였다.
실시예 3
최적 반응 온도 조건
다양한 식물성 유지와 효소를 사용하여 최적 반응 온도 조건을 알아보기 위한 것으로서, 오일은 대두유(도 5에 'A'로 표기)과 카놀라유(도 5에 'B'로 표기) 중 하나를, 효소는 Novozym 435(도 5에 '1'로 표기), Lipozyme TL IM(도 5에 '2'로 표기), Lipozyme RM IM(도 5에 '3'으로 표기) 중 하나를 사용하여 유지와 메탄올의 트랜스에스테르화 반응을 진행하여 FAME을 수득하였다. 이때, 각 효소의 첨가량은 10중량%/오일, 다공성 물질로 사용된 실리카겔의 첨가량은 4g/0.01 mol 오일, TG:메탄올의 몰비율은 1:3, 반응시간 24시간, 교반 속도는 300 rpm 이었다. 오일과 효소의 6가지 조합(A-1, A-2, A-3, B-1, B-2, B-3)에 대한 반응 온도에 따른 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 도 5에 도시하였다.
실시예 4
최적 교반 속도 조건
다양한 식물성 유지와 효소를 사용하여 최적 교반 속도 조건을 알아보기 위한 것으로서, 오일은 대두유(도 6에 'A'로 표기)과 카놀라유(도 6에 'B'로 표기) 중 하나를, 효소는 Novozym 435(도 6에 '1'로 표기), Lipozyme TL IM(도 6에 '2'로 표기), Lipozyme RM IM(도 6에 '3'으로 표기) 중 하나를 사용하여 유지와 메탄올의 트랜스에스테르화 반응을 진행하여 FAME을 수득하였다. 이때, 각 효소의 첨가량은 10중량%/오일, 실리카겔의 첨가량은 4g/0.01 mol 오일, 반응온도 40℃, 반응시간 24시간 TG:메탄올의 몰비율은 1:3 이었다. 오일과 효소의 6가지 조합(A-1, A-2, A-3, B-1, B-2, B-3)에 대한 교반 속도에 따른 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 도 6에 도시하였다. 각기 다른 오일과 효소의 최적 반응을 위한 교반속도는 A-1 : 180 rpm, A-2 : 300 rpm, A-3 : 200 rpm, B-1 : 200 rpm, B-2 : 200 rpm, B-3 : 300 rpm 이었으며, 최적의 교반속도는 조건에 따라 변하지만 메탄올이 함습된 실리카겔의 최적 반응을 위해 180 rpm 이상의 조건이 필요하며, 바이오디젤을 생산하기 위한 효소, 메탄올, 오일간의 유기적인 일련의 반응을 위해서는 이론적으로 빠른 교 반속도를 이용하여 효소와 메탄올 및 기질과의 접촉기회를 높이는 것이 좋으나 메탄올에 의한 효소의 저해를 최소화하기 위해 180에서 300 rpm의 교반속도를 유지 하는 것이 최적임을 알 수 있었다.
도 1은 다공성 물질을 사용하지 않은 종래의 바이오디젤의 제조방법을 사용한 경우의, 메탄올의 첨가량별 반응 시간에 따른 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 다공성 물질을 사용하지 않은 종래의 바이오디젤의 제조방법을 사용한 경우의, 효소의 첨가량별 반응 시간에 따른 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 바이오디젤의 제조방법을 사용한 경우의, 다공성 물질인 실리카겔의 첨가량별 반응 시간에 따른 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 바이오디젤의 제조방법을 사용한 경우의, 효소의 첨가량별 반응 시간에 따른 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바이오디젤의 제조방법을 사용한 경우의, 식물성 유지와 효소의 종류별 반응 온도에 따른 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바이오디젤의 제조방법을 사용한 경우의, 식물성 유지와 효소의 종류별 교반 속도에 따른 FAME 전환율(%)의 비교 결과를 나타낸 그래프이다.

Claims (7)

  1. 효소 촉매를 이용하여 유지와 메탄올의 트랜스에스테르화 반응에 의하여 바이오디젤을 제조하는 방법에 있어서,
    메탄올을 반응기에 투입하는 단계에서 메탄올 대신 메탄올을 함습한 다공성 실리카겔을 투입하고, 반응 완료 후에 글리세롤을 함습한 다공성 실리카겔로부터 글리세롤을 분리하여 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오디젤의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 트랜스에스테르화 반응의 반응 온도는 40℃, 반응기의 교반 속도는 300 rpm 인 것을 특징으로 하는 바이오디젤의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 트랜스에스테르화 반응의 반응 온도는 40℃, 반응기의 교반 속도는 180내지 300 rpm인 것을 특징으로 하는 바이오디젤의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 다공성 실리카겔은 내부 표면적이 균일하고 입자 크기는 5-10 mesh인 것을 특징으로 하는 바이오디젤의 제조방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 글리세롤을 함습한 다공성 실리카겔의 분리는 유지 생산을 위해 사용된 초임계 이산화탄소와 메탄올을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오디젤의 제조방법.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 효소 촉매는 고정화 효소 촉매이고, 상기 트랜스에스테르화 반응은 무용매 조건에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오디젤의 제조방법.
KR1020080079677A 2008-08-13 2008-08-13 다공성 물질에 의한 메탄올과 글리세롤의 배출 및 흡입조절시스템을 이용한 바이오디젤의 제조방법 KR100959417B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080079677A KR100959417B1 (ko) 2008-08-13 2008-08-13 다공성 물질에 의한 메탄올과 글리세롤의 배출 및 흡입조절시스템을 이용한 바이오디젤의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080079677A KR100959417B1 (ko) 2008-08-13 2008-08-13 다공성 물질에 의한 메탄올과 글리세롤의 배출 및 흡입조절시스템을 이용한 바이오디젤의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100020872A KR20100020872A (ko) 2010-02-23
KR100959417B1 true KR100959417B1 (ko) 2010-05-24

Family

ID=42090810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080079677A KR100959417B1 (ko) 2008-08-13 2008-08-13 다공성 물질에 의한 메탄올과 글리세롤의 배출 및 흡입조절시스템을 이용한 바이오디젤의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100959417B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9777233B1 (en) 2016-03-29 2017-10-03 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Sorbent design for improved glycerol adsorption
KR102172951B1 (ko) 2019-05-27 2020-11-02 무진기공 주식회사 바이오디젤 제조반응기와 전기전도도를 이용한 바이오디젤 연속 생산 시스템 및 그 방법
KR20230146863A (ko) 2022-04-13 2023-10-20 장호섭 열교환기와 캐비테이션 반응기를 이용한 바이오디젤/바이오디젤 원료 및 바이오중유 제조용 연속 반응 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060108327A (ko) * 2005-04-12 2006-10-17 한국생명공학연구원 바이오디젤의 생물학적 생산방법
US20080021232A1 (en) * 2006-07-23 2008-01-24 Victor Shang-Yi Lin Porous silica and metal oxide composite-based catalysts for conversion of fatty acids and oils to biodiesel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060108327A (ko) * 2005-04-12 2006-10-17 한국생명공학연구원 바이오디젤의 생물학적 생산방법
US20080021232A1 (en) * 2006-07-23 2008-01-24 Victor Shang-Yi Lin Porous silica and metal oxide composite-based catalysts for conversion of fatty acids and oils to biodiesel

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9777233B1 (en) 2016-03-29 2017-10-03 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Sorbent design for improved glycerol adsorption
WO2017172925A1 (en) * 2016-03-29 2017-10-05 The Government of the United States of America, as representd by the Secretary of the Navy Sorbent design for improved glycerol adsorption
KR102172951B1 (ko) 2019-05-27 2020-11-02 무진기공 주식회사 바이오디젤 제조반응기와 전기전도도를 이용한 바이오디젤 연속 생산 시스템 및 그 방법
KR20230146863A (ko) 2022-04-13 2023-10-20 장호섭 열교환기와 캐비테이션 반응기를 이용한 바이오디젤/바이오디젤 원료 및 바이오중유 제조용 연속 반응 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100020872A (ko) 2010-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ranganathan et al. An overview of enzymatic production of biodiesel
US9249437B2 (en) Process for preparing biodiesel from renewable oil and fat catalyzed by lipase with online dehydration
Lee et al. Highly efficient extraction and lipase-catalyzed transesterification of triglycerides from Chlorella sp. KR-1 for production of biodiesel
CA2829990C (en) Method for preparing biodiesel
WO2005075615A1 (fr) Nouveau procede de production de biodiesel a partir d'huiles et de graisses catalysees par lipase dans un systeme de reaction a milieu organique
EP2238229A1 (en) Direct conversion of biomass to biodiesel fuel
EP2350301A1 (en) Enzymatic production of fatty acid ethyl esters
US11034984B2 (en) Method for improving yield of enzymatic preparation of biodiesel from greases
US8450370B2 (en) Production of glycerol-related products from a high temperature reaction
KR100959417B1 (ko) 다공성 물질에 의한 메탄올과 글리세롤의 배출 및 흡입조절시스템을 이용한 바이오디젤의 제조방법
WO2004081158A1 (fr) Obtention de biogazole par synthese d'huiles et de graisses
US8119824B2 (en) Processes for producing higher fatty acid esters
KR101372298B1 (ko) 미세조류로부터 바이오디젤을 제조하는 방법
Ognjanović et al. Optimization of the production of biodiesel by a commercial immobilized lipase in a solvent-free system using a response surface methodology
KR101300677B1 (ko) 아임계 이산화탄소 상태에서 반연속적인 효소적 바이오 디젤 제조방법 및 그 제조장치
Taher et al. Emerging green technologies for biodiesel production
US10723965B1 (en) Process for making biofuel from spent coffee grounds
CN1730613A (zh) 生物催化高酸值油脂进行酯交换反应生产生物柴油的方法
CN104818267A (zh) 一种高效催化制备生物柴油用新型纤维生物基固定化全细胞催化剂及其制备方法
Nandi et al. Neem (Azadirachta indica A. Juss.) oil: A source of alternative fuel through enzyme technology
CN112980828B (zh) 一种制备生物柴油的二维聚酰胺固定化脂肪酶的催化剂
Gupta et al. Enzymatic Biodiesel Production from Biomass
Alimi Research Progress on Algae Biomass Resources Conversion
CN103074389A (zh) 一种利用生物酶制备生物柴油的方法
CN101392182B (zh) 一种由黄连木籽油生产生物柴油的工艺方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130410

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141016

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150713

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160328

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170327

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190402

Year of fee payment: 10