KR20100037722A - 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원가 상승으로 인해 가격 경쟁력이 낮은 바이오디젤의 문제를 해결하고 곡물 부족에 의한 식량난을 해소하기 위해 나무 종자로부터 얻은 유지를 원료로 하여 바이오디젤을 제조하고, 촉매와 첨가재를 사용하여 전이에스터화 반응을 촉진시켜 반응수율을 높임으로써 제조 원가를 크게 절감할 수 있도록 한 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 동백나무 등의 수종(樹種)을 착유하여 얻은 기름을 원료로 알콜류를 반응물로 함께 주입하고, 반응을 촉진시키기 위해 첨가제를 주입한 후, 산이나 알칼리 촉매에서 전이에스테터화 반응에 의해 바이오디젤을 제조하는 방법을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 원료 가격이 비싸고 식량 부족의 원인이 되는 식물성 유지를 대체하여 나무의 종자로부터 얻은 유지를 원료로 바이오디젤을 제조하는 방법을 제공함으로써 저렴한 식물자원을 이용한 바이오디젤 제조로 제조 원가를 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 촉매와 첨가재를 사용하여 전이에스터화 반응을 촉진시켜 반응수율을 높임으로써 운전비용을 절감하고 첨가재를 회수하여 재사용함으로써 매우친환경적이고 경제적이다는 효과가 있다.
나무 종자 유지, 바이오디젤, 전이에스터화 반응, 촉매, 첨가제, 알콜
Description
본 발명은 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원가 상승으로 인해 가격 경쟁력이 낮은 바이오디젤의 문제를 해결하고 곡물 부족에 의한 식량난을 해소하기 위해 나무 종자로부터 얻은 유지를 원료로 하여 바이오디젤을 제조하고, 촉매와 첨가재를 사용하여 전이에스터화 반응을 촉진시켜 반응수율을 높임으로써 제조 원가를 크게 절감할 수 있도록 한 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조방법에 관한 것이다.
바이오디젤은 식물성 유지와 알코올을 반응시켜 만든 지방산 메틸에스터(fatty acid methyl esters; FAME)로서 순도가 95% 이상인 것을 말한다.
바이오디젤은 경유와 특성이 유사하여 경유용 자동차의 엔진을 변경하지 않고 경유와 혼합하여 사용할 수 있다. 혼합유는 자동차용 경유와 바이오디젤의 혼합비율이 80:20인 BD20과 자동차용 경유와 바이오디젤의 혼합비율이 95:5인 BD5로 크게 구분되며 경유를 대체하여 사용할 수 있는 연료를 말한다.
바이오디젤은 대두유와 같은 식물성 기름, 폐식용유, 동물성 지방 등의 화학적인 전환을 통해 생산되며 청정연소가 가능하다. 구조적 특징으로는 무게기준으로 11%의 산소를 함유하며, 황 성분과 방향족 탄화수소는 포함하고 있지 않다.
바이오디젤의 물리적 성질은 석유정제를 통해 생산되는 경유와 매우 유사하지만 생산과정에서 배출하는 대기오염 배출량이 매우 적으며 사용 시 매연이나 미세먼지, 이산화탄소 등 공해물질 배출을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
바이오디젤 제조방법은 열분해, microemulsification, 희석, 전이에스터화(transesterification) 등이 있다. 전이에스터화(transesterification)는 알콜리시스(alcoholysis)라고도 불리며 가수분해와 유사한 과정을 통해 에스터에 붙어 있는 알콜을 다른 알콜로 치환하는 공정을 말한다. 전이에스터화 반응은 다음과 같은 반응식으로 나타내어진다.
RCOOR' + R"OH ↔ RCOOR" + R'OH
ester alcohol ester alcohol
이 반응에서 알콜로 메탄올을 사용하면 메타놀리시스(methanolysis)라고 하며 메탄올과 트리글리세리드(triglyceride)의 반응은 바이오디젤로 불리는 지방산 메틸에스터와 글리세롤을 생성한다.
식물성 기름과 메탄올과의 전이에스터화 반응에 NaOH, KOH, CH3NaO 등 알칼리 촉매를 사용하면 산 촉매에 의한 반응보다 반응속도가 빠르고 저온 저압 반응공정이 가능하다는 장점이 있다.
산 촉매로는 황산 등 액상 촉매를 사용한 연구가 많았다. 액상 산 촉매는 수율이 매우 높다는 장점은 있지만 반응 시간이 길고 과량의 알콜을 필요로 하는 단점도 있다. 이외에도 장치 부식과 폐수 발생 등의 문제가 있어 산 촉매는 유리지방산 함량이 높은 식물성 유지에 대해 유리지방산 제거 목적으로 주로 사용되어 왔다.
최근에는 액상 산 촉매의 문제점을 해결하기 위해 강산성 이온교환수지나 무기계 고체산 촉매 탐색에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 고체산 촉매는 황산에 비해 가격이 비싸지만 재사용이 가능하며, 폐수 발생의 문제가 없어 상용화 공정에도 적용하기 유리하다.
그러나 지금까지 알려진 고체산 촉매는 아직 고가이어서 향후 보다 경제성 있는 고체산 촉매가 개발되면 보급이 본격적으로 늘어나게 될 것으로 전망되고 있다.
바이오디젤을 제조하는 선행기술로서는 대한민국 등록특허 제10-0398810호, 제10-0584091호와 공개특허공보 1999-024529호, 미국특허 제4,363,590호, 제4,608,202호 등이 있으며 이들 특허는 미강유나 대두유 및 폐유분, 식물성 유기체, 유채유, 옥수수기름 등을 원료로 하여 생산하는 방법이 기재되어 있으나 이들은 생산수율이 높지 않고 연소율이 낮은 단점이 있다.
바이오디젤 제조기술은 다른 공정과 달리 제조기술이나 촉매보다는 원료의 선정이 관건이 된다.
지금까지는 주요 원료로 식물성 유지인 대두유, 미강유, 유채유, 팜유 등을 원료로 사용하거나 부산물로 얻어지는 쌀겨나 폐식용유 등을 사용하여 왔다. 이 중 대량생산을 위해서 유채나 대두의 대량 경작을 통해 원료를 수급하는 비율이 높은 실정이다.
이와 같은 식물성 유지는 경작비용이 많이 들어 이를 대체하기 위해서 식량으로 사용되지 않은 식물자원을 원료로 사용하는 방안이 강구되고 있다.
그러나 이에 대한 시도는 아직 많지 않으며 특히 나무의 종자로부터 원료를 얻어 바이오디젤을 제조하는 기술은 알려진 바가 없다.
최근 계속되는 유가상승으로 인해 원유 비생산국의 경제적 부담이 날로 커지고 있는 실정이다. 제2의 오일쇼크로 불리울 만큼 계속되는 원유 폭등에 각국은 대체에너지의 개발 방안을 다양하게 모색하고 있다.
바이오에너지는 가장 빠르게 적용할 수 있는 대체에너지로 평가받고 있기 때문에 이를 정책적으로 도입하는 나라들이 많아졌다. 그러나 바이오디젤 제조의 관건은 총 생산가의 80% 가량을 차지하는 원료의 가격에 있다. 최근 바이오디젤을 도입하면서 바이오에너지의 주요 원료가 되는 대두, 옥수수, 유채 등 식물성 유지의 경작이 크게 늘어났다.
이러한 식물성 유지는 대체 식량이나 동물의 사료로 사용되는 것이 많아 이를 바이오디젤의 원료로 사용함에 따라 미개발국의 식량난과 가격상승 현상이 일어나고 있다. 또한, 논 작물이나 밭 작물을 재배해야 할 임야에 이를 대신해 바이오디젤의 원료가 되는 유채 등을 경작하는 비율이 늘어나면서 다른 농산물의 가격상승도 유발시키고 있다. 이는 세계적으로 심각한 상황에 돌입하여 바이오디젤 원료 수급에 대해 재고해야 할 필요성이 대두되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 바이오디젤의 원료를 다각화하여야 한다. 즉, 곡물로부터 얻어지는 식물성 유지 외에 나무 종자로부터 얻은 유지 등을 바이오디젤의 원료로 도입하는 것도 필요하다. 나무종자로부터 얻은 유지는 훌륭한 바이오디젤 원료가 될 뿐아니라 식량 고갈 문제를 해결하는 대안이 된다.
본 발명에서는 원가 상승으로 인해 가격 경쟁력이 낮은 바이오디젤의 문제를 해결하고 곡물 부족에 의한 식량난을 해소하기 위해 나무 종자로부터 얻은 유지를 원료로 하여 바이오디젤을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 촉매와 첨가재를 사용하여 전이에스터화 반응을 촉진시켜 반응수율을 높임으로써 운전비용을 절감할 수 있도록 한 나무 종자로부터 얻은 유지를 원료로 하여 바이오디젤을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
즉, 본 발명에 따르면 바이오디젤의 제조 원가를 크게 절감할 수 있게 된다.
본 발명은 동백나무, 피마자, 유동, 차나무의 종자로부터 얻은 유지를 원료로 하여 알콜을 반응물로 함께 주입하고, 반응속도를 높이기 위해 첨가제를 주입하여, 산이나 알칼리 촉매에서 전이에스터화 반응시키고, 반응 후 생성물에서 글리세롤을 층 분리하고 알콜은 증류 분리한 다음 세척과정을 거쳐 바이오디젤을 제조하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기의 첨가제는 메틸터셜부틸에테르를 사용하고, 55 ℃에서 1내지 10 시간 동안 가열하여 메틸터셜부틸에테르를 증류시킨 후 이를 액화시켜 회수하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 촉매는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 소디움메톡사이드, 황산, 질산, 염산, 이온교환수지, 고체산 제올라이트 중에 어느 하나 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기의 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 중에 어느 하나 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 원료 가격이 비싸고 식량 부족의 원인이 되는 식물성 유지를 대체하여 나무의 종자로부터 얻은 유지를 원료로 바이오디젤을 제조하는 방법을 제공함으로써 저렴한 식물자원을 이용한 바이오디젤 제조로 제조 원가를 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 촉매와 첨가재를 사용하여 전이에스터화 반응을 촉진시켜 반응수율을 높임으로써 운전비용을 절감하고 첨가재를 회수하여 재사용함으로써 매우친환경적이고 경제적이다는 효과가 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조방법의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 수산화칼륨 촉매에서 나무의 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤을 제조하는 공정에서 촉매 양은 0.5 g, 메탄올/원료유지의 몰 비는 6, 반응시간을 3시간을 유지하는 조건에서 반응온도를 달리하여 얻은 반응 수율이고, 도 2는 수산화칼륨 촉매에서 나무의 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤을 제조하는 공정에서 반응온도는 65 ℃, 메탄올/원료유지의 몰 비는 6, 반응시간을 3시간을 유지하는 조건에서 촉매 양을 달리하여 얻은 반응 수율이고, 도 3은 수산화칼륨 촉매에서 나무의 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤을 제조하는 공정에서 반응온도는 65 ℃, 촉매 양은 0.5 g, 반응시간을 3시간을 유지하는 조건에서 메탄올/원료유지의 몰 비를 달리하여 얻은 반응 수율이고, 도 4는 수산화칼륨 촉매에서 나무의 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤을 제조하는 공정에서 반응온도는 65 ℃, 촉매 양은 0.5 g, 메탄올/원료유지의 몰 비는 6을 유지하는 조건에서 반응시간에 따른 반응 수율이며, 도 5는 수산화칼륨 촉매에서 나무의 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조공정에서 반응온도는 65 ℃, 촉매 양은 0.5 g, 메탄올/원료유지의 몰 비는 6을 유지하는 조건에서 첨가제를 주입하거나 주입하지 않고 반응시켰을 때 얻은 반응 수율이다.
본 발명에서는 동백나무 등 나무의 종자에서 얻은 유지로부터 전이에스터화 반응에 의해 바이오디젤을 제조하는 방법을 제공한다. 구체적으로는 동백나무 등의 수종(樹種)을 착유하여 얻은 기름을 원료로 알콜류를 반응물로 함께 주입하고, 반응을 촉진시키기 위해 첨가제를 주입한 후, 산이나 알칼리 촉매에서 전이에스테터화 반응에 의해 바이오디젤을 제조하는 방법을 제공한다.
[실시예 1]
나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조 원료 유지는 동백나무 등 나무의 종자를 으깬 후 짜내어 얻은 기름을 필터를 통해 불순물을 거른 후 실험에 사용하였다. 이 유지와 함께 반응물로 사용한 알콜은 메탄올(99%)을 사용하였다. 촉매로는 수산화칼륨(KOH, 99%)과 수산화나트륨(NaOH, 98%), 소디움메톡사이드(CH3NaO, 98%)를 사용하였다.
나무 유지의 전이에스터화 반응은 열전대가 설치되고 5 ℃로 유지되는 콘덴서가 설치되었으며, 반응물 교반이 가능한 3구 플라스크를 반응기로 사용하였다. 반응기의 온도는 PID 온도조절기로 조절되는 히터에 의해 조절하였다. 반응조건에 따른 바이오디젤 수율 변화를 조사하기 위해 반응조건은 원료 유지 50 g에 대하여 원료 유지와 메탄올의 몰 비가 1:3～1:30, 촉매 양은 0.25～1.5 g, 반응온도는 55～85 ℃의 범위에서 반응시간은 5시간을 유지하며 실험하였다.
생성물의 조성은 모세관 칼럼(HP-1, 50 m×0.32 mm×0.17 μm)과 FID 검출기가 장착된 가스 크로마토그래프(GC; Shimadzu 9A)로 분석하였다. 분석 조건은 검출기와 인젝터의 온도는 290 ℃, 컬럼의 온도는 140 ℃에서 5 ℃/min의 속도로 250 ℃까지 승온시킨 후 이 온도에서 20분을 유지하면서 시료를 분석하였다.
EU에서 정한 EN 14103 시험방법에 의해 메틸에스터 함량을 가스크로마토그래피법으로 조사하여 바이오디젤 품질 적합성을 시험하였다. EU의 바이오디젤 표준규격(EN 14214) 기준에 의하면 메틸에스터 함량은 최저 96.5% 이상(BD 100기준)이다.
생성물은 바이오디젤의 수율과 화학적 특성을 조사하기 위해 글리세롤을 분리하고 메탄올은 증류하여 분리하였다. 분리한 바이오디젤은 물과 함께 폭기시키면서 불순물을 제거하는 세척과정을 거친 다음 다음과 같은 분석과정을 거쳤다.
EN 14103 시험방법에 따라 먼저 메틸헵타데카노에이트(methyl heptadecanoate, C17:0; TCI, 99%)와 헵탄(heptane)을 사용하여 10 mg/ml 용액을 표준시료를 제조하였다. 이 표준용액 5 ml에 실험으로부터 얻은 생성물 250 mg을 혼합하여 용해시킨 후 이를 GC로 분석하였다. 결과 분석은 생성물 중 바이오디젤인 C14:0 부터 C24:1까지 메틸에스터의 면적값을 구하여 아래 식에 의해 메틸에스터의 함량 즉, 바이오디젤의 수율을 계산하였다. 여기서 C14나 C24는 결합된 탄소의 수를, 콜론 다음에 오는 숫자는 이중결합의 수를 나타낸다.
위 식1에서 ∑A는 C14:0∼C24:1까지 피크의 총 면적을, ASTD는 표준물질인 메틸헵타데카노에이트의 면적을, CSTD는 메틸헵타데카노에이트의 농도(mg/ml)를, VSTD는 사용한 메틸헵타데카노에이트의 부피(ml)를 나타내며, m은 측정에 사용한 시료의 양(mg)을 나타낸다.
반응 원료 유지와 생성물인 바이오디젤의 산가는 EN ISO 661 (Animal and vegetable fats and oils-Preparation of test sample)의 분석 방법을 따라 측정하였다. 산가를 구하는 식은 다음과 같다.
여기서 V는 적정에 사용한 KOH 용액의 부피(ml)를, C는 KOH 용액의 농도(mol/l), m은 시료의 질량(g)을 나타낸다.
동점도는 ASTM D 445 시험방법에 따라 Cannon-Fensake형 모세관 점도계를 사용하여 측정하였다. 반응물과 생성물의 점도는 하이드로미터(hydrometer)를 사용하여 비중을 측정하여 비중(gspec)을 측정한 후 표준밀도(ρref)와의 관계식(ρ=ρref x gspec)으로부터 계산하였다.
도 1부터 도 4에는 수산화칼륨 촉매에서 원료 유지로부터 바이오디젤 전환반응을 반응조건을 달리하여 조사한 결과를 보였다. 이때 기본 반응조건은 반응온도 65 ℃, 촉매 양 0.5 g, 메탄올과 원료 유지의 몰 조성비 6:1, 반응시간 3시간을 기본 조건으로 하고 반응조건을 하나 씩 변화시키며 반응특성을 조사하였다. 도 1에는 반응온도에 따른 바이오디젤의 수율을 보였다. 55 ℃부터 85 ℃에서 행한 실험에서 동백나무 종자에서 얻은 유지로부터 제조한 바이오디젤은 65 ℃와 75 ℃에서 96%이상으로 매우 높은 반응 수율을 보였다.
도 2에는 촉매의 양에 따른 반응 수율을 보였다. 나무의 종류에 관계없이 촉매 양이 0.5 g이었을 때 가장 높은 수율을 보였다. 그러나 촉매의 양을 1 g과 1.5 g으로 늘리면 반응수율은 도리어 감소하였다. 촉매 양 0.5 g은 반응물에 대해 중량비로 약 1%되는 조건이다. 도 3에 메탄올의 주입량을 달리하여 반응특성을 조사한 결과를 보였다. 메탄올의 주입량은 이론적인 화학양론비로 메탄올:유지=3:1 이나 이 조건에서 수율은 70%에 그쳤다. 메탄올을 이론 화학양론비 보다 두 배 높은 6:1 비율로 주입한 조건에서 반응시킨 결과 가장 높은 수율을 보였다. 메탄올의 양을 이보다 늘려 반응시킬 경우 반응수율은 도리어 감소하는 경향을 보였다.
도 4에 반응시간에 따른 수율을 보였다. 동백나무의 경우 반응 시간이 경과함에 따라 수율은 크게 높아져서 3시간이 지나면 97%에 이르렀고, 이후 평형에 도달하여 더 이상 수율이 높아지지 않았다. 따라서 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조공정은 메탄올을 반응물로 첨가하고 수산화칼륨 촉매를 사용할 경우 반응온도는 65 ℃, 촉매 양은 원료 유지에 대해 중량비 1%, 메탄올/유지의 몰 비는 6, 반응시간은 3시간 이상이 최적 조건이었다.
표 1에는 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조공정에서 원료 유지와 메탄올을 반응물로 주입하고 반응온도는 65 ℃, 촉매 양은 원료 유지에 대해 중량비 1%, 메탄올/유지의 몰 비는 6, 반응시간은 3시간인 조건에서 수산화칼륨을 촉매로 사용하여 얻은 바이오디젤의 특성값을 보였다. 동백나무의 경우 전환율이 95.9%이고 수율도 96.5%로 가장 높았다. 산가, 밀도, 동점도 등은 원료 유지보다 낮아져 유럽 바이오디젤 품질의 BD100 규격에 적합하였다. 피마자와 유동나무의 유지로부터 제조한 바이오디젤은 BD100 기준에는 적합하지 못하였으나 이로부터 제조한 바이오디젤을 연료로서 사용할 수 있는 정도의 품질이 얻어졌다. 표 2에는 동백나무와 차나무 종자로부터 얻은 바이오디젤의 품질 분석 결과와 석유대체에너지법에 규정된 BD100의 품질 기준을 보였다. 동백나무에서 얻은 종자로부터 제조한 바이오디젤은 바이오디젤 품질 규격 전 항목에서 BD100 품질 기준을 만족하였다.
| 항목 | 동백 | 피마자 | 유동 |
| 전환율, % | 95.7 | 86.6 | 91.1 |
| 수율, % | 96.5 | 85.9 | 72.3 |
| 밀도, g/cc | 0.886 | 0.914 | 0.888 |
| 전산가, mg KOH/g | 0.51 | 0.84 | 0.49 |
| 동점도, mm2/s | 5.6 | 40.7 | 11.1 |
표1. 생성된 바이오디젤의 반응특성 및 물성
표 2. 석유대체에너지법에 정한 BD100의 품질기준과 동백나무와 차나무에서 얻은 바이오디젤의 품질 시험결과
[실시예 2]
나무종자로부터 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조공정에서 첨가제에 의한 반응속도 증진 실험
위 실시예 1에서 행한 실험조건을 동일하게 유지하고 원료유지는 동백나무 종자로부터 얻은 유지를 사용하고 촉매는 수산화칼륨을 사용하였다. 반응물에 메틸터셜부틸에테르(methyl tertiary butyl ether, C5H12O, 98%)를 원료 유지에 대해 각각 중량비로 2% 가량 주입한 후 바이오디젤 제조 실험을 행하였다. 그 외 반응조건은 알칼리 촉매에서 최적인 촉매 양 1%, 반응온도 65 ℃, 메탄올/유지 몰 비 6, 그리고 반응시간은 5시간까지 유지하며 반응 특성을 조사하였다.
도 5에 첨가제 주입에 따른 반응수율을 첨가제를 주입하지 않고 얻은 반응 결과와 비교하여 보였다. 메틸터셜부틸에테르를 첨가제로 주입하면 반응속도는 빨라졌다. 반응 시간이 1시간 정도 경과하면 이미 반응 수율이 97%에 이르러 평형에 도달하였다. 평형에 도달하는데 3시간 정도 소요되었던 반응속도를 첨가제를 각각 주입함으로써 평형 도달 시간을 2시간 정도 당길 수 있었다.
반응이 끝난 후 생성물을 냉각시킨 후 층분리된 글리세롤을 분리하여 제거하고, 55 ℃에서 1내지 10 시간 동안 가열하여 메틸터셜부틸에테르를 증류시킨 후 이를 액화시켜 회수하였다. 회수한 메틸터셜부틸에테르를는 반응에 재사용할 수 있다. 이에 따라, 발암의심물질로 알려진 메틸터셜부틸에테르를 반응 후 회수할 수 있어 매우 친환경적인 제조방법이라 할 것이다.
이상의 설명은 본 발명에 따른 바람직한 실시 예로서 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상은 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 정해진다.
도 1은 수산화칼륨 촉매에서 나무의 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤을 제조하는 공정에서 촉매 양은 0.5 g, 메탄올/원료유지의 몰 비는 6, 반응시간을 3시간을 유지하는 조건에서 반응온도를 달리하여 얻은 반응 수율이고, 도 2는 수산화칼륨 촉매에서 나무의 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤을 제조하는 공정에서 반응온도는 65 ℃, 메탄올/원료유지의 몰 비는 6, 반응시간을 3시간을 유지하는 조건에서 촉매 양을 달리하여 얻은 반응 수율이고, 도 3은 수산화칼륨 촉매에서 나무의 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤을 제조하는 공정에서 반응온도는 65 ℃, 촉매 양은 0.5 g, 반응시간을 3시간을 유지하는 조건에서 메탄올/원료유지의 몰 비를 달리하여 얻은 반응 수율이고, 도 4는 수산화칼륨 촉매에서 나무의 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤을 제조하는 공정에서 반응온도는 65 ℃, 촉매 양은 0.5 g, 메탄올/원료유지의 몰 비는 6을 유지하는 조건에서 반응시간에 따른 반응 수율이며, 도 5는 수산화칼륨 촉매에서 나무의 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조공정에서 반응온도는 65 ℃, 촉매 양은 0.5 g, 메탄올/원료유지의 몰 비는 6을 유지하는 조건에서 첨가제를 주입하거나 주입하지 않고 반응시켰을 때 얻은 반응 수율이다.
Claims (5)
- 동백나무, 피마자, 유동, 차나무의 종자로부터 얻은 유지를 원료로 하여 알콜을 반응물로 함께 주입하고, 반응속도를 높이기 위해 첨가제를 주입하여, 산이나 알칼리 촉매에서 전이에스터화 반응시키고, 반응 후 생성물에서 글리세롤을 층 분리하고 알콜은 증류 분리한 다음 세척과정을 거쳐 바이오디젤을 제조하는 것을 특징으로 하는 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 첨가제는 메틸터셜부틸에테르를 사용하는 것을 특징으로 하는 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 첨가제로 메틸터셜부틸에테르를 사용하되 상기 글리세롤을 층분리한 다음 55 ℃에서 1내지 10 시간 동안 가열하여 상기 메틸터셜부틸에테르를 증류시킨 후 이를 액화시켜 회수하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조방법.
- 상기 제1항에 있어서 촉매는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 소디움메톡사이드, 황산, 질산, 염산, 이온교환수지, 고체산 제올라이트 중에 어느 하나 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조방법.
- 상기 제1항에 있어서 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 중에 어느 하나 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 나무 종자에서 얻은 유지로부터 바이오디젤 제조방법.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR101107719B1 (ko) * | 2009-12-24 | 2012-01-19 | 한국생산기술연구원 | 바이오디젤 제조용 고체 염기촉매 및 그 제조방법, 그리고 바이오디젤의 제조방법 |
| KR101294926B1 (ko) * | 2010-12-31 | 2013-08-08 | 한국에너지기술연구원 | 바이오디젤 생산을 위한 전처리 반응에서 발생한 메탄올과 산 촉매의 혼합용액으로부터 메탄올을 회수하는 방법 및 회수된 메탄올을 재활용하는 방법 |
| KR20220121566A (ko) * | 2021-02-25 | 2022-09-01 | 진태원 | 고성능 탈취력을 지닌 방향제 제조방법 |
-
2008
- 2008-10-02 KR KR1020080096955A patent/KR20100037722A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101107719B1 (ko) * | 2009-12-24 | 2012-01-19 | 한국생산기술연구원 | 바이오디젤 제조용 고체 염기촉매 및 그 제조방법, 그리고 바이오디젤의 제조방법 |
| KR101294926B1 (ko) * | 2010-12-31 | 2013-08-08 | 한국에너지기술연구원 | 바이오디젤 생산을 위한 전처리 반응에서 발생한 메탄올과 산 촉매의 혼합용액으로부터 메탄올을 회수하는 방법 및 회수된 메탄올을 재활용하는 방법 |
| KR20220121566A (ko) * | 2021-02-25 | 2022-09-01 | 진태원 | 고성능 탈취력을 지닌 방향제 제조방법 |
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
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