KR20210141609A

KR20210141609A - 바이오디젤 제조 및 정제를 위한 연속 흐름 시스템

Info

Publication number: KR20210141609A
Application number: KR1020217033656A
Authority: KR
Inventors: 오두르 인골프손; 아스게이르 마티아손; 아이리쿠르 비아르드나손; 시구르두르 인골프손
Original assignee: 이미르 테크놀로지즈 이에이치에프.
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2021-11-23
Also published as: US11717799B2; SG11202109866UA; US20220143567A1; EP3942006A1; CN113677784A; JP2022525142A; BR112021018445A2; WO2020188608A1; CA3130547A1

Abstract

바이오디젤의 제조 및 정제를 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 특히, 본 시스템은 모듈식 바이오디젤 반응기, 및 연속 흐름 분리 및 정제 유닛의 직렬 배열을 포함한다. 본 시스템은 바이오디젤 반응기와 연속 흐름 분리 및 정제 유닛 사이에 배치되는 증발 유닛을 더 포함할 수 있다.

Description

바이오디젤 제조 및 정제를 위한 연속 흐름 시스템

본 발명은 연속 흐름 시스템으로 글리세리드 및/또는 유리 지방산으로부터 바이오디젤을 제조 및 정제하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

바이오디젤은 현재, 식물성 오일을 공급원료로 사용하여, 글리세라이드의 염기 촉매 에스테르교환 반응을 통해 배치 공정(batch process)으로 주로 제조된다. 직접 염기 촉매 에스테르교환 반응에는 수분 함량이 낮고 유리 지방산 함량이 낮은(통상적으로 2% 미만) 고품질 공급원료가 필요하다.

2017년의 주요 공급원료는 팜유와 대두유였으며, 전 세계 총 생산량은 거의 300억 리터였다(Statista GmbH Johannes-Brahms-Platz 1, 20355 Hamburg. Germany. From https://www.statista.com/statistics/271472/biodiesel-production-in-selected-countries/ 21.02.2019).

통상적으로, 바이오디젤 생산의 이윤폭은 낮고 생산설비가 경제성이 있으려면 커야 한다. 주요 비용은 공급원료 비용이며, 고급 식물성 오일을 사용하면 바이오디젤 산업이 식품 산업과 경쟁하게 되고 단일 재배를 위한 토지 이용이 증가한다. 이는, 바이오디젤을 종래의 화석 디젤 연료의 대체물로서 사용하는 것의 환경적, 문화적 이점을 무력화시키는 역효과이다. 이에 대한 대응으로, 바이오디젤 산업은 현재 폐유와 폐지방을 사용하는 쪽으로 점점 이동하고 있다. 가장 눈에 띄게 사용되는 식용유와 렌더링된(rendered) 도축장 폐기물에서 나온 지방은, 현재 지배적인 고품질 식물성 오일을 대체하는 공급원료로 사용되고 있다. 이것은 원재료(공급원료) 비용을 크게 줄이고, 생산된 바이오디젤을 환경적으로 덜 모호한 위치에 둔다. 그러나, 이러한 낮은 등급의 재료를 사용하면, 생산 공정에 추가적인 부담이 가중되어, 입자 및 수분 제거를 위한 전처리가 필요하다. 또한, 공급원료가 가수분해적으로 분해되는 경우, 염기 촉매화 에스테르교환 반응 전에 유리 지방산을 제거하거나 각각의 알킬 에스테르로 전환시키기 위한 추가 생산 단계가 필요하다. 이는 통상적으로 유리 지방산의 중화 또는 산 촉매화 에스테르화를 통해 달성되며, 그 함량을 2% 미만으로 감소시켜, 진행 중인 염기 촉매화 에스테르교환 반응에서 불리한 비누 형성을 방지한다.

종래의 바이오디젤 생산에서, 균질하게 촉매화된 배치 공정에서, 생산된 원료 바이오디젤(raw biodiesel)은 남은 과량의 알코올(통상적으로메탄올), 부생성물 글리세롤(통상적으로 약 1:3 몰비), 나머지 촉매 및 일부 비누화된 지방산(비누)을 포함한다. 이들 부생성물은 제거되어 재사용(알콜/메탄올)을 위해 부분적으로 정제되거나, 다른 산업에 원료(글리세롤)로서 벌충(offset)된다. 글리세롤은 침강을 통해 전반적으로 제거될 수 있고, 알코올(메탄올)은 증발을 통해 제거될 수 있다. 촉매와 비누는 물로 세척하거나 이온 교환 수지를 사용하여 제거될 수 있다. 특히, 원료 바이오디젤의 정제를 위해 침강 및 세척이 적용되는 경우, 이들 단계는 생산 공정에 상당한 부담을 주고, 분리 탱크를 위한 큰 부피의 용량(capacity)을 필요로 하거나 및/또는 처리량(throughput)과 관련하여 제한 요소가 될 수 있다.

연속 흐름 바이오디젤 생산, 특히 원료 제품의 정제가 연속 흐름에 통합되는 경우와 같은 연속 흐름 바이오디젤 생산은, 동일한 처리량에 대해 더 적은 탱크 부피와 바닥 공간이 필요하기 때문에 배치 생산보다 이로울 수 있으며, 작동이 더 자동화되어 더 적은 인력을 필요로하고 더 일관된 제품 품질을 제공한다. 실험실에서, 그리고 연속 흐름 바이오디젤 생산으로 세미-스케일(semi-scale)에서 여러 접근 방식들이 시도되었다. 여기에는 진동 반응기, 마이크로채널, 층류, 액체-액체 필름 및 멤브레인 반응기뿐만 아니라, 초임계 공정 및 반응성 증류와 같은 접근 방식이 포함된다. Dang-Thuan Tran, Jo-Shu Chang 및 Duu-Jong이 『Applied Energy 185(2017) 376 내지 409』에서 당해 기술 분야에 대한 현재 상태에 대해 훌륭한 개요를 제공한다. 그러나, 이러한 접근 방식은 눈에 띄는 정도까지 대규모 상업 시설로 도달하지 못하였다.

본 발명의 시스템은 모듈식 바이오디젤 반응기 및 연속 흐름 분리 정제 유닛을 포함하는 연속 흐름 바이오디젤 생산 및 정제 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 시스템은 바람직하게는, 유리할 경우 중간 플래시 증발 유닛(intermediate flash evaporation unit)과 함께, 단일 시스템에서 직렬식으로(in tandem) 하나의 컬럼 내에 조합된 습식 및 건식 세척 및 정제 유닛을 포함한다.

연속 흐름 반응기는 유리 지방산(FFA)과 글리세라이드 비율이 0 내지 1의 범위인 다양한 조성의 낮은 등급의 공급원료의 유연하고, 효과적이며, 경제적인 전환이 가능하도록 명시적으로 구성되어 있다. 본 발명의 바이오디젤 반응기는, i) 광범위한 처리량 및 촉매 조성 및 촉매 접촉 시간 요건, ii) 큰 압력 및 온도 범위 및 효율적인 열전달, iii) 촉매 조성 및 구조의 높은 유연성, iv) 배열(constellation), 유지보수 및 촉매 재생에서의 높은 수준의 유연성이 요구되는 경우에 적용 가능한 연속 흐름 반응 시스템을 제공한다.

상기 연속 흐름 반응기는 모듈식이며, i) 대안적으로 촉매 재료로 코팅된 한 면 또는 양면을 갖는 주름진(corrugated) 접촉 플레이트들, ii) 대안적으로 촉매 및 유동 교란 내부 표면을 갖는 스페이서들, 및 iii) 대안적으로 촉매 표면을 갖는 정적 혼합기들(static mixers)의 3가지 주요 구성요소로 구성된다.

일 측면에서, 본 발명은, 적어도 하나의 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛 및 적어도 하나의 연속 흐름 분리 및 정제 유닛을 포함하는 직렬(즉, 순차적) 배열을 포함하는, 연속 흐름 바이오디젤 생산 및 정제 시스템을 제공한다.

바이오디젤 반응기는 바람직하게는, 글리세리드 및 유리 지방산으로 이루어진 연속 흐름 지방 및/또는 오일을 수용하고, 지방 및/또는 오일의 스트림을, 메탄올, 에탄올 또는 프로판올과 반응시켜, 바이오디젤의 연속 흐름을 생성한다.

본 발명은 바이오디젤의 연속 제조 방법을 추가적으로 제공하며, 본 방법은: (a) 유리 지방산 및/또는 지방 및/또는 오일을 포함하는 지방산 글리세라이드를 포함하는 반응물들의 연속 스트림을 바이오디젤 반응기 내로 제공하는 단계로서, 반응물들은 적어도 하나의 알코올과 반응하여, 지방산 에스테르, 및/또는 에스테르교환된 지방산 글리세라이드로 전환되는, 단계; (b) 증발에 의해 과량의 알코올 및/또는 물을 제거하여, 미정제 바이오디젤을 제공하는 단계; 및 (c) 그렇게 생성된 미정제 바이오디젤을, 적어도 하나의 분리 단계, 및 적어도 하나의 세척 및 정제 단계를 포함하는 연속 공정에 의해, 정제된 바이오디젤로 전환시키는 단계;를 포함한다.

추가 측면에서, 본 발명은 또한, 본 명세서에 기술된 바와 같은 연속 흐름 바이오디젤 생산 및 정제 시스템의 개별적 구성요소들(유닛들)에 관한 것이다.

따라서, 또 다른 측면은, 하나의 컬럼 내에, 적어도 하나의 연속 흐름 분리 유닛, 적어도 하나의 습식 세척 유닛 및 적어도 하나의 정제 유닛을 포함하는 연속 흐름 분리 및 정제 유닛에 관한 것이다.

다른 측면은, 지방 및/또는 오일의 연속 스트림을 수용하고, 그 스트림을 메탄올, 에탄올 또는 프로판올과 같은 적어도 하나의 알코올과 반응시켜, 바이오디젤의 연속 흐름을 생성하도록 구성된 바이오디젤 반응기 유닛에 관한 것이다.

추가 측면은, 유리 지방산의 에스테르화 및/또는 글리세라이드의 에스테르교환을 촉매화하기 위한 적어도 하나의 에스테르화 및/또는 에스테르교환 촉매로 코팅된 복수의 접촉 플레이트들을 포함하는, 바이오디젤 반응기 유닛에 관한 것이다.

또 다른 측면은, 복수의 코팅된 접촉 플레이트들, 코팅된 스페이서들 및 코팅된 정적 플레이트 혼합기들을 포함하는 바이오디젤 반응기 유닛으로서, 반응물들(reagents)의 에스테르화가 불균질(heterogeneous) 고체 상태 촉매 작용 또는 효소 촉매 작용에 의해 일어나는 바이오디젤 반응기 유닛에 관한 것이다.

또 다른 측면은, 코팅되지 않은 접촉 플레이트들, 스페이서들 및 정적 혼합기들을 포함하는 연속 흐름 바이오디젤 반응기 유닛으로서, 반응물의 에스테르화가 균질(homogeneous) 산 촉매에 의해 일어나는 연속 흐름 바이오디젤 반응기 유닛에 관한 것이다. 바이오디젤 반응기 유닛은 적어도 2개의 반응기로서 편리하게 제공될 수 있으며, 여기서 균질한 산 촉매를 사용한 에스테르화는 적어도 제1 반응기에서 수행되고, 균질한 염기성 촉매를 사용한 에스테르교환반응은 적어도 제2 반응기에서 수행된다.

본 발명에 따른 연속 흐름 바이오디젤 반응기는, 통상적으로 사전 혼합 입구 시스템(pre-mixing inlet system)이 있거나 또는 사전 혼합 입구 시스템없이 제공될 수 있다. 이러한 시스템은 바이오디젤 반응기 내로 반응물들을 전달하기 전 및/또는 전달하는 동안, 반응물들의 혼합을 가능하게 하므로 편리할 수 있다.

따라서, 추가 측면은 지방 및/또는 오일의 연속 스트림을 수용하고, 그 스트림을 메탄올, 에탄올 또는 프로판올과 같은 적어도 하나의 알코올과 반응시켜, 바이오디젤의 연속 흐름을 생성하도록 구성된 바이오디젤 반응기 유닛에 관한 것으로, 여기서 바이오디젤 반응기 유닛은 반응기 유닛 내로의 반응물들의 전달 전 및/또는 전달 동안 반응물들의 혼합을 가능하게 하는 사전 혼합 입구 시스템을 더 포함한다.

본 발명의 추가 측면은, 압력 균등화(pressure equalizing) 챔버 내에 제공되는 연속 흐름 바이오디젤 반응기들에 관한 것이다. 통상적으로, 본 명세서에 기술된 바와 같은 임의의 바이오디젤 측면 또는 그것의 구현예들은 이러한 챔버들 내에 유리하게 제공될 수 있다.

따라서, 본 발명의 추가 측면은, 지방 및/또는 오일의 연속 스트림을 수용하고, 그 스트림을 메탄올, 에탄올 또는 프로판올과 같은 적어도 하나의 알코올과 반응시켜, 바이오디젤의 연속 흐름을 생성하는 연속 흐름 바이오디젤 반응기 유닛에 관한 것으로, 여기서 바이오디젤 반응기 유닛은 차압 균등화 챔버 내에 봉입(enclosed)되어, 바이오디젤 반응기의 고압 또는 초고압 작동을 가능하도록 한다.

바이오디젤 반응기를 포함한 시스템은 모듈식으로, 유지보수 및 촉매 재생을 위한 개별 구성요소들을 교체할 수 있으며, 여기서 이들 구성요소는 고체 상태 촉매들로 코팅된다. 이는 개별 구성요소들이 현장에서 교체되고 재생되어 다음 예정된 유지 관리/재생 회차에서 사용될 수 있으므로 작동 시 가동 중지 시간을 최소화한다.

또한, 본 시스템은 본 명세서에서 설명된 바와 같은 개별 유닛들의 임의의 조합을 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서, 본 시스템은, 본 명세서에 기술된 바와 같은 하나 이상의 바이오디젤 반응기 유닛을, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 하나 이상의 연속 흐름 분리 및 정제 유닛과 조합하여 포함할 수 있다. 본 시스템은 본 명세서에 기술된 바와 같은 하나 이상의 사전 혼합 입구 시스템을 더 포함할 수 있다. 본 시스템은, 추가적으로, 또는 대안적으로, 또한, 바람직하게는 연속 흐름 바이오디젤 반응기 유닛과 연속 흐름 분리 및 정제 유닛(예를 들어, 연속 흐름 분리 및 습식 및 건식 세척 및 정제 컬럼) 사이에 배치될 수 있는 하나 이상의 증발기 유닛을 포함할 수 있다.

하나의 컬럼 내의 연속 흐름 분리 및 습식 및 건식 세척 및 정제는, 바람직하게는: i) 침강(sedimentation)을 통해 더 무거운 글리세롤 상이 더 가벼운 바이오디젤로부터 분리되는 분리 구역, ii) 상승하는 바이오디젤이, 컬럼 중앙 주변에서 상승하는 바이오디젤 내로 들어온(emerged) 분무 아마츄어(spraying armature)를 통해 실현되는 습식 물 세척을 겪게 되는 습식 세척 구역, 및 iii) 컬럼의 상부 1/3에 배치된 건식 세척 정제 구역의 세 구역으로 구성되며, 여기서 사전 세척된 바이오디젤은 이온 교환 수지(들) 또는 기타 수지들 또는 정제 겔들로 충전된 구역을 통해 상승하여, 바람직하게는, 모든 관련 표준을 충족하고 추가 정제가 필요하지 않는, 건조 바이오디젤 제품을 생성한다.

유리한 경우, 특히 과량의 알코올이 에스테르화/에스테르교환 공정에서 사용되는 경우, 플래시 증발기는 바람직하게는 연속 흐름 바이오디젤 반응기와 연속 흐름 분리 및 습식 및 건식 세척 및 정제 컬럼 사이에 배치될 수 있다.

통상의 기술자는 아래에 설명된 도면이 단지 예시를 위한 것임을 이해할 것이다. 도면은 어떤 식으로든 본 발명의 가르침의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
도 1은, 플래시 증발 유닛을 포함하는 일 구현예를 나타내는, 본 발명의 시스템의 주요 유닛들을 도시하는 개략적인 흐름도를 보여준다.
도 2는 본 발명의 연속 흐름 바이오디젤 반응기 유닛의 사시도를 보여준다.
도 3은, 도 2로부터의 연속 흐름 바이오디젤 반응기 유닛의 추가 세부 사항들을 보여주며, 주요 구성요소인 접촉 플레이트들, 정적 플레이트 혼합기들, 스페이서들, 및 밀봉 가스켓들을 예시한다.
도 4는, 도 2로부터의 연속 흐름 바이오디젤 반응기의 추가 세부 사항들을 보여주며, 하나의 반응 셀 및 인접한 열 셀(thermal cell)을 형성하기 위한 반응기 구성요소들의 예시적인 적층을 예시한다(밀봉재는 도시되지 않음).
도 5는, 도 2로부터의 연속 흐름 바이오디젤 반응기의 추가 세부 사항들을 보여주고, 반응기의 예시적인 조립을 예시하며, 또한, 접촉 플레이트들, 스페이서들, 및 정적 플레이트 믹서들이 어떻게 활주 레일(sliding rails) 상에 적층되고, 두 개의 엔드 플레이트들에 의해 한정(confined)되는지를 예시한다. 밀봉 가스켓 및 스페이서는 도 5에 도시되지 않았다.
도 6은, 병렬 흐름 구성으로 반응기를 통과하는 반응물들 및 열 매체 흐름을 예시하는 연속 흐름 바이오디젤 반응기의 일 구역의 예를 보여준다.
도 7은, 본 발명의 연속 흐름 분리 및 습식 및 건식 세척 및 정제 컬럼의 분해도를 보여준다.
도 8은 습식 및 건식 세척 및 정제 컬럼의 물 분무 아마츄어(water spraying armature)의 일 구역의 평면도 및 단면도를 보여주며, 약 45°의 분무 각도에 대해 가능한 노즐 배열 및 분무 필드(spraying fields)를 예시적으로 도시한다.
도 9는 도 2에 도시된 바와 같은 연속 흐름 바이오디젤 반응기의 추가 세부 사항들을 보여주며, 접촉 플레이트, 정적 혼합기, 및 스페이서의 확대 단면(expanded cross-section)에서 표면 코팅을 예시한다.
도 10a 및 10b는, 2개의 반응기 플레이트들에 의해 한정(confined)되는 정적 혼합기로 구성된 연속 흐름 바이오디젤 반응기의 하나의 셀 내의 흐름선들(flow lines)의 확대된 단면 예(expanded cross-section example)를 보여준다. 두 개의 흐름 제한 슬릿들(flow restricting slits)이 도 10a 및 10b에 나타나 있고, 또한 혼합기들 a 및 b의 두 가지 다른 실현예에 대한 단면이 나타나 있다. 셀은 스페이서 없이 도시된다.

이하에서, 본 발명의 예시적 구현예들이 도면을 참조하여 설명될 것이다. 이들 실시예는 본 발명의 범위를 제한하지 않고 본 발명의 추가 이해를 제공하기 위해 제공된다.

다음 설명에서, 일련의 단계들에 대해 설명한다. 통상의 기술자는 문맥에 의해 요구되지 않는 한, 단계들의 순서가 결과적인 구성 및 그 효과에 대해 중요하지 않다는 것을 이해할 것이다. 또한, 통상의 기술자에게 명백할 바와 같이, 단계들의 순서에 관계없이, 단계들 사이의 시간 지연의 존재 또는 부재가 기술된 단계들의 일부 또는 전부 사이에 존재할 수 있다.

다음의 설명에서, 숫자들(예를 들어, 1000)는 시스템의 개별 구성요소를 나타내는 반면, 결합된 알파벳 및 숫자 기술자(예를 들어, S01)는 시스템 내의 흐름(예를 들어, 시약, 제품, 열 유체)을 나타내며, 예를 들어, DS01은 데이터 스트림을 나타낸다.

도 1의 흐름도에 개략적으로 도시된, 본 발명의 일 구현예에서, 연속 흐름 바이오디젤 생산 시스템은 모듈식 연속 흐름 바이오디젤 반응기(1000), 플래시 증발 드럼(2000) 및 하나의 컬럼 내에 조합된 연속 분리 및 습식 및 건식 세척 및 정제 구역(3000)을 포함한다.

이 구현예에서, 전환될 유리 지방산 및/또는 글리세라이드, 메탄올 또는 에탄올과 같은 저급 알코올, 및 일부 구현예에서 균질 촉매 및 공용매를 포함하는 반응물들(SO1)은, 연속 흐름 바이오디젤 반응기(1200)로 활발히 이송되기 전에 정적 혼합기 시스템(1100, 도 2 참조)에서 사전 혼합된다. 연속 유동 바이오디젤 반응기에서, 유리 지방산의 에스테르화 및/또는 글리세라이드의 에스테르교환반응은 바람직하게는 높은 온도 및 압력에서 수행된다. 전환된 반응 혼합물은, 증발(S03)을 통해, 잉여 알코올 및 물의 대부분을 제거하기 위해, 연속 흐름 바이오디젤 반응기의 출구(1000에서의 S02)에서, 플래시 증발 드럼(2000) 내로 방출된다. 플래시 증발 드럼에는 열교환 응축기가 장착되어 있어, 바람직하게는, 반응 혼합물의 예열과 같은 공정의 다른 단계에서 사용하기 위해, 적어도 부분적인 열 회수를 가능하게 한다. 원료(즉, 미정제) 바이오디젤 생성물은 플래시 증발 드럼(2000)에 축적되고, 하나의 컬럼으로 조합된 연속 분리 및 습식 및 건식 세척 및 정제 구역(S04 내지 3000)으로 능동적으로 이송된다. 조합된 분리 및 습식 및 건식 세척 및 정제 구역(3000)에서, 글리세롤 상은 침강을 통해 분리되고, 바이오디젤 상은 물로 세척되며, 적합한 수지 또는 수지 및/또는 정제 겔의 조합을 사용하여 연속적인 방식으로 정제된다. 세척 및 정제된 최종 바이오디젤 생성물은 컬럼 상부(S05)로부터 회수되고, 세척수 및 불순물을 함께 포함하는, 더 무거운 글리세롤 함유 분획(G상)은, 컬럼 하부(S06)에서 배출되며, 부가 가치 제품을 위해 추가적으로 처리될 수 있다.

도 2에 예시적으로 도시된 연속 흐름 바이오디젤 반응기에는, 반응기 내로 주입되기 전 또는 주입되는 동안, 반응물들을 효과적으로 혼합하고, 대안적으로 적합한 경우 균질 촉매들 및/또는 공용매들의 첨가가 가능하도록 구축된 사전 혼합 입구 시스템(1100)이 장착된다. 이러한 공용매는 바람직하게는 공정 중에 생성되는 메틸 에스테르이고, 부분적으로 재순환되어, 메탄올, 글리세리드 및 유리 지방산의 균질한 반응 혼합물의 형성을 촉진한다.

사전 혼합 시스템(1100)의 활용 예가 도 2에 나타나 있다. 이 예에서, 황산은 균질 촉매로서 또는 아래에 설명되는 바와 같이 고체 상태 촉매의 활성화를 위해 메탄올(1101)과 사전 혼합된다. 이는 동시에 이 공정에서 방출되는 용매화 에너지를 수확하는 역할을 한다. 시스템의 다른 사전 혼합기(1102)에서, 유리 지방산 및 글리세라이드는 공정 중에서 생성될 수 있는 지방산 메틸 에스테르와 같은 공용매 또는 다른 공용매와 혼합된다. 그 다음, 각각의 블렌드를 제3 사전 혼합기(1103)에서 혼합한다.

도 3에서, 연속 흐름 바이오디젤 반응기(1200)의 주요 구성요소들이 하나의 예시적 구현예로 나타나 있다. 이들은 접촉 플레이트들(1210), 정적 혼합기 플레이트들(1220), 스페이서들(1230)이고, 밀봉 가스켓들(1240)은 개별 구성요소들 사이의 밀봉(sealing)을 제공한다. 바람직한 일 구현예에서, 그 예가 도 4에 도시되어 있으며, 이들 구성요소는 접촉 플레이트들(1210), 스페이서(1230), 정적 혼합기(1220), 제2 스페이서(1230), 제2 접촉 플레이트(1210), 스페이서(1230) 및 제3 접촉 플레이트들(1210)로 연속으로 적층된다. 이 도면에서, 스페이서들(1230)은 개별 구성요소들 사이에 표시되지만, 가스켓들(1240)은 표시되지 않는다. 이 구현예의 스택 빌드(stack build)의 예에서, 연속 흐름 바이오디젤 반응기의 하나의 플로우 셀에는, 반응(전환) 채널을 제공하는 접촉 플레이트와 열 매체용 채널을 제공하는 인접 접촉 플레이트 사이에 정적 혼합 플레이트가 있는 접촉 플레이트들이 제공되며, 접촉 플레이트들과 접촉 플레이트들 및 정적 플레이트 혼합기 사이의 거리는, 적합한 너비의 스페이서들을 제공함으써 조정된다. 교대하는 접촉 플레이트들, 스페이서들 및 정적 플레이트 혼합기들은 밀봉 가스켓과 함께 측면 트랙들(미도시) 상에 적합한 순서로 적층되고, 독립 슬라이더들(1202)의 단단한 엔드 플레이트들(1201)에 의해 압축된다. 이것은 도 5에 예시적으로 나타나 있다(스페이서들 및 가스켓들은 이 도면에 미도시됨). 엔드 플레이트들(1201) 사이의 갇힘은 높은 측면 작동 압력을 허용하며, 이는 오직 엔드 플레이트들의 사양에 의해서만 제한된다. 도 6에 예시된 바람직한 일 구현예에서, 연속 흐름 바이오디젤 반응기의 반응 채널들(전환 셀들)(1203)은, 반응 구역을 통한 연속 흐름(S07)을 허용하도록 직렬로 연결된다. 교대 채널들인 열 셀들(1204)은 또한, 가열 매체를 위한 흐름 경로 또는 채널(S08)을 제공하기 위해 직렬로 연결되어, 반응물들에 열을 효과적으로 제공한다. 이들 유동 영역은 바람직한 열 구배에 따라 향류(counter flow) 구성일 수도 있다.

이 구현예에서 복수의 이러한 흐름 셀들은 연속 흐름 바이오디젤 반응기를 구성하고 물질 흐름은 반응기를 통해 안내됨에 따라, 반응 매질은, 정적 플레이트 혼합기를 지지하는, 접촉 플레이트들 사이를 흐르고, 반응 흐름 경로 또는 채널(S07)을 구축하는 반면, 열 매체는, 반응 온도 제어를 위해, 두 접촉 플레이트들 사이의 교대 채널(S08)로 흐르며, 이 때, 두 접촉 플레이트들은 정적 플레이트 혼합기에 의해 분리되지 않는다. 따라서, 반응 매질의 열 제어는 별도의 열 채널에서 순환하는 열 매체(예를 들어, 증기, 오일)에 의해 달성된다.

이해될 수 있는 바와 같이, 시스템 내의 스페이서들 및/또는 혼합기들(예를 들어, 정적 혼합기들)은 적합한 촉매로 코팅될 수 있다.

접촉 플레이트들, 혼합기들 및/또는 스페이서들은 유리하게도 또한, 원할 때, 기계적으로 거칠게 가공될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 당해 기술 분야에 공지된 표면을 거칠게 하기 위한 다른 수단은, 선택된 표면들 또는 구성요소들, 예를 들어, 플레이트들, 믹서들 및/또는 스페이서들을 거칠게 만드는데 사용될 수 있다.

대안적으로, 가열 구역은 2개 이상의 가열 영역으로 분할될 수 있으며, 여기서 별도의 영역들은, 예를 들어, 오일 및 증기와 같은 다른 매체를 사용하여 가열될 수 있다. 그러한 분리는 또한, 예를 들어, 동일한 가열 매체를 반응기 시스템의 다른 구역으로 병렬 주입함으로써 열 구배를 최소화하는 역할을 할 수 있다. 유사하게, 반응 영역은 명백히 상이한 반응 조건들을 갖는 다른 구역들을 제공하기 위해 적층될 수 있다. 바이오디젤 생산의 경우, 이들은, 예를 들어, 촉매 작용이 주로 유리 지방산 에스테르화를 위해 맞춤화된 제1 구역과, 촉매 작용이 주로 공급물의 글리세리드 분획의 에스테르교환 반응을 위해 맞춤화된 제2 구역을 구성할 수 있다. 이들은, 예를 들어, 아래에서 상세히 논의되는 바와 같이, 산성 및 염기성의, 각각의 고정화된 고체-상태 촉매들 또는 다른 효소 촉매들일 수 있다. 유리한 경우, 이들 구역은 이온 교환 구역 또는 탈수 구역에 의해 추가적으로 분리될 수 있으며, 여기서 탈수 또는 이온 교환 물질은 각각의 적층 가능한 플레이트들의 표면에 고정되어 있으며, 반응기를 떼어내지 않고, 열, 용매 및/또는 화학적 처리를 통해 재생될 수 있다. 이는, 고정된 고체 상태 촉매의 활성이 상기 고체 상태 촉매의 활성을 유지하기 위한 균질 촉매 또는 매질의 병렬 주입에 의해 부스트되는 경우에, 특히 유리할 수 있다. 이러한 매체가 유리할 수 있는 예는, 황산화 지르코늄 산화물 또는 다른 황산화 금속 산화물의 사용의 경우이다. 여기서 동시주입된 황산은 균질 촉매의 역할과 동시에, 고정된 촉매의 활성을 유지하는 역할을 할 수 있다. 염기성 고체 상태 촉매가 적용되는, 알칼리성 하이드록사이드 또는 다른 염기성 매질의 동시 주입과 관련하여, 유사한 상황이 적용될 수 있다.

대안적으로, 반응기는 유리 지방산의 에스테르화 및 글리세라이드 분획의 에스테르교환을 개별적으로 실행하는 것이 유리한 구역들로 분할될 수 있다. 이러한 구성에서, 하나 또는 두 구역들 모두는, 중간 단계로서, 적합한 정제/컨디셔닝과 함께 균질 촉매들로 수행될 수 있다. 여기에는 플래시 증발, 탈수 또는 이온 교환이 포함될 수 있지만 이에 국한되지 않으며, 아래에 자세히 설명되는 바와 같이, 하나의 컬럼에서 연속 분리, 습식 및 건식 세척 및 정제로 실현될 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 바이오디젤 반응기는 적어도 2개의 직렬 연결된 반응기들 또는 반응기 구역들을 포함한다. 이러한 하나의 구현예에서, 균질 산 촉매를 사용한 에스테르화는 제1 반응기/반응기 구역에서 수행되고, 균질 염기성 촉매를 사용한 에스테르교환반응은 제2 반응기/반응기 구역에서 수행된다.

본 명세서의 위에서 그리고 아래에서 설명되는 구현예들에서, 반응물 공급물(S01)은 바람직하게는 사전 혼합기(1100)로부터 연속 흐름 바이오디젤 반응기(1200)로, 정적 사전 혼합기(1100) 뒤에 위치하는, 바람직하게는 공기 구동식(air driven)인, 고압 액체 펌프(1205a)에 의해, 공급된다. 압력은 반응물 전환 경로(1205b)의 출구 포트에서 배압 조절기를 통해 제어된다. 유사하게, 열 액체는 고압 액체 펌프(1206a)(바람직하게는, 공기 구동식임)로 공급되고, 그 압력은 열 매체 경로(1206b)의 출구 포트에서 배압 조절기를 통해 제어된다. 시동 동안의 열 구역 및 전환 구역에서의 압력 축적, 그것의 유지, 및 작동 중지 시 그것의 감소는, 제어 유닛(1207)에 공급되는(DS01b 및 DS02b) 두 배압 조절기들(1205b 및 1206b)로부터의 판독값과 능동적으로 동조되며, 그에 따라, 제어 유닛(1207)은 열 매체 및 반응물 공급물을 위한 고압 펌프들을 동조시킨다(1205a 및 1206a에 도달하는 DS01a 및 DS02a).

본 명세서에 사용되는 용어 "접촉 플레이트(contact plates)"는, 이 플레이트가, 적어도 한 면에서, 도입된 반응물들과 접촉하게 되는 것을 나타낸다. 접촉 플레이트는, 일부 구현예들에서, 표면적을 증가시키고 흐름 동역학 및 접촉을 향상시키기 위해, 주름진다(corrugated). 바람직하게는, 접촉 플레이트의 일 면 또는 양 면은, 아래에서 더욱 상세하게 논의되는 바와 같은 흐름 구성에 따라, 고정화된 촉매 재료로 코팅된다.

바람직하게는, 복수의 정적 혼합기들이 연속 흐름 바이오디젤 반응기 내의 접촉 플레이트들 사이에 배열되지만, 일부 구현예들에서는, 만약, 접촉 플레이트들의 간격에 의해 충분한 흐름이 제공되고, 각각의 접촉 플레이트들의 표면에서 반응 매질의 충분한 동요(uproar)를 통해 효과적인 혼합이 제공된다면, 반응기는 정적 플레이트 혼합기(static plate mixers) 없이 실현될 수 있다. 접촉 플레이트들 사이에 정적 혼합기들이 있는 반응 셀들 및 없는 반응 셀들의 임의의 조합이, 그 조합이 유리한 경우에, 실현될 수도 있다. 적용되는 경우, 정적 플레이트 혼합기는, V-형상 프로파일, 곡선형 프로파일, 막대, 메쉬 등과 같은, 수직으로 연장하는 프로파일 부재일 수 있지만 이에 제한되지 않는다.

바람직하게는, 특히 과잉의 알코올이 반응 수율을 증가시키기 위해 사용되는 경우에는, 플래시 증발 드럼(2000)이 연속 흐름 바이오디젤 유닛(1000)과 분리 및 습식 및 건식 세척 컬럼(3000) 사이에 배치된다. 그러나, 반응이 화학양론비에 가까운 조건에서 수행되는 경우, 그러한 플래시 증발 드럼은 생략될 수 있으며, 연속 흐름 바이오디젤 반응기로부터의 미정제 생성물은 연속 분리 및 습식 및 건식 세척 및 정제 구역 내로 직접 공급될 수 있다. 플래시 증발 드럼은 당해 기술분야에 공지된 바와 같으며, 통상의 기술자는 적합한 배열을 선택할 수 있다. 본 구현예에서 플래시 증발 드럼은 전형적으로 주위 압력에서 작동되지만, 감압 하에서 작동될 수도 있다. 연속 흐름 바이오디젤 반응기(S02)로부터의 미정제 생성물은 전형적으로, 잉여 알코올, 및 물과 함께, 상당한(significant) 양의 글리세롤 분획, 및 궁극적으로 잔류하는 촉매, 및 기타 소량의(less significant) 불순물을 함유한다. 뜨거운 미정제 생성물이 플래시 증발 드럼에 들어갈 때의 압력 강하는, 미정제 생성물의 온도 및 기타 조건에 따라, 대부분의 메탄올 및 일 부분의 물의 플래시 증발을 일으킨다. 알코올 및 물은 바람직하게는 열교환 응축기에서 응축되어, 잉여 메탄올(S03), 및 공정에서 방출되는 일부 응축열의 회수 및 재사용을 가능하게 한다. 글리세라이드가 전환되어 있는, 바이오디젤 생성물 및 글리세롤을 주로 함유하는 저증기압 분획은 플래시 증발 드럼의 바닥부에 축적되며, 또한, 연속 분리 및 습식 및 건식 세척 및 정제 구역으로 능동적으로 이송된다(3000에 도달하는 S04).

바람직한 구현예에서, 연속 분리 및 습식 및 건식 세척 및 정제 구역(3000)을 도 7에 예시적으로 나타내었다. 컬럼은 다음과 같은 세 가지 주요 기능들로 구성된다: (i) 침강 구역(settlement section)(3100)에서 발생하는 침강에 의한 분리; (ii) 습식 세척 구역(3200)에서 발생하는 물 세척; 및 (iii) 패킹된 상부 구역(3300)에서 발생하는 최종 건식 세척 및 정제. 이 구현예에서, 미세척 바이오디젤은 컬럼의 하부 1/3인 침강 구역(3100)으로 능동적으로 공급된다. 물 및 약간의 기타 극성 성분을 또한 함유하는 글리세롤 상(G-상)은 중력 침강을 통해 바이오디젤로부터 분리되는 반면, 바이오디젤 상은 그것의 낮은 밀도로 인해 컬럼에서 위쪽으로 상승하며, 컬럼 위쪽으로 갈수록 압력 강하가 발생한다. 컬럼의 중간 1/3인 습식 세척 구역(3200)에서, 컬럼의 상승 바이오디젤 구역 내로 들어온(emerged) 물 분사 노즐들(3210)의 적합한 배열을 통해 물 세척이 실현된다. 아래에서 더 자세히 설명되는 예시적인 노즐 배열(3310)은 균일하게 분산된 물 층(even dispersed water stratum)을 제공하고, 이것은 컬럼의 중간 구역 주위에서 연속적으로 형성되어 아래쪽으로 이동한다. 아래쪽으로 이동하는 균일하게 분산된 물은, 그 아래 구역으로부터 상승하는 사전 분리된 바이오디젤과 연속적으로 접촉하여, 바이오디젤의 효과적인 습식 (물) 세척을 제공하며, 그 다음, 세척수 및 세척된 불순물은 컬럼 바닥에 G-상과 함께 침강한다. 남은 메탄올, 용해된 입자, 및 기타 극성 불순물은 습식 세척 구역에서 대부분 제거된다. 바람직한 구현예에서, 물 분산 시스템(3210)은 (침강 구역(3100)에서 층류를 촉진하고 난류(물 주입 시스템에 의해 잠재적으로 유발될 수 있음)를 감소시키기 위해) 격자-메쉬(3201)에 의해 침강 영역 및 공급물 포트로부터 분리된다. 컬럼의 상부 1/3은 건식 세척 또는 정제 구역(3300)이다. 분리되고 사전 습식 세척된 바이오디젤은, 이온 교환 수지 또는 적합한 수지들의 조합(3301)의 층(bed)을 통해, 이 구역에서 위쪽으로 이동한다. 이온 교환 수지는, 바람직하게는 바이오디젤이 추가 정제 없이 모든 표준 요구 사항을 만족시킬 수 있도록, 남아 있는 모든 원치 않는 입자 및 불순물을 추출한다.

아래에 예시로서 설명되는 바람직한 구현예에서, 분리 및 습식 및 건식 세척 컬럼(3000, 도 7)의 직경은 그것의 높이의 3/20이다. 분리 구역(3100)은 설계상 컬럼의 최하부 약 1/3 구역인 것으로 정의(define)되고, 습식 세척 구역(3200)은 설계상 컬럼의 중간 약 1/3 구역인 것으로 정의(define)되며, 정제 구역(3300)은 설계상 컬럼의 상부 약 1/3 구역인 것으로 정의(define)된다. 본 구현예에서, 세척되지 않은 바이오디젤은, 바람직하게는 공기 구동 펌프(3101)로, 플래시 증발 유닛(2000)으로부터 펌핑되고, 공급물 파이프(3102)를 통해 분리 구역(3100)으로 들어간다. 바이오디젤은, 그것의 낮은 밀도, 및 컬럼을 따른 차압으로 인해, 컬럼에서 상승하고, 침강하는 고밀도 글리세롤 상으로부터 분리된다. 공급물 파이프(3102)는 컬럼의 중심을 향해 대각선으로 컬럼 폭의 바람직하게는 1/3 만큼 침투하고, 바닥으로부터 컬럼 높이의 바람직하게는 1/5에 해당하는 높이에 배치된다. 대안적으로, 공급물은, 임의의 적합한 방식으로 배열된 복수의 파이프들을 통해, 또는 컬럼 내경의 약 2/3인 직경을 갖는 원형 파이프 상에 바람직하게 배열된 내부 분배기들(internal dispensers)을 통해, 또는 다른 적합한 수단을 통해, 공급될 수 있다. 침강된 글리세롤 상은, 바람직하게는 공기 구동 펌프에 의해, 또는 임의의 다른 적합한 펌프(3103)에 의해, 컬럼의 바닥으로부터, 또는 컬럼의 바닥 근처로부터, 펌핑된다. 공급물은 바람직하게는 40 ℃ 내지 60 ℃ 범위이고, 온도 제어는 공급물 펌프(미도시) 전후에 배치된 열교환기를 통해 달성된다. 전도도 센서(3104)는 컬럼의 바닥 위에 배치되며, 바람직하게는 바닥으로부터 측정되었을 때 컬럼 높이의 1/10에 해당하는 높이에 배치된다. 전도도 측정기(3104)로부터의 신호(DS04a)는 PID 제어 유닛(3001)에 공급되며, PID 제어 유닛(3001)은, 각각의 데이터 스트림(DS04b, DS05b 및 DS06b)을 통해, 공급물 펌프(3101), 컬럼 바닥부의 배출 펌프(3103), 및 컬럼 상부의 바이오디젤 배출 펌프(3302)를 제어한다. 이는 침강 영역에서의 분리를 최적화하는 역할을 한다. 온도 센서(미도시)는 바람직하게는 공급물 온도를 모니터링하기에 적합한 위치에 배치되고, 온도 판독값은 PID 제어 유닛(3001)에 공급되며, PID 제어 유닛(3001)은 또한 공급물 온도를 능동적으로 제어하여, 침강 영역에서의 분리를 최적화하고 컬럼 내 체류 시간을 최소화하기 위한 추가 파라미터를 제공한다. 2 m 높이의 컬럼에서 250 l/h의 공급물 유량의 경우, 33 분의 체류 시간이 제공된다. 컬럼(3100)의 침강 구역은 바람직하게는 중공(hollow)이지만, 대안적으로 배플을 갖거나, 더 작은 구역들로 분할되거나, 또는, 모든 랜덤 베드 및 구조화된 패킹 재료를 포함하는 패킹 재료를 함유할 수 있으며, 그러한 배열은 분리를 촉진한다. 습식 세척 구역(3200)은 컬럼의 2/3인 것으로 정의(define)된다. 이것은 파이프들의 그리드(3211)로 구성된 분무 아마츄어(3210)를 구비하며, 파이프들의 그리드(3211)는 상기 파이프들 상에 배열된 복수의 물 분무 노즐들(3212)을 구비한다. 그리드는 바람직하게는, 컬럼의 바닥 위로 컬럼 높이의 9/20에 해당하는 높이에서, 상승하는 바이오디젤 내로 들어온다(emerged). 분무 노즐들(3212)은 바람직하게는, 균일한 분포, 및 40° 내지 60° 팬 각도(3213)를 갖는 부채꼴 노즐들(flat fan nozzles)이다. 분무 프로파일(3214)의 사각 지대를 제거하기 위해, 대향 및 이웃하는 노즐들의 간격이 최적화된다. 이 배열에서, 노즐들(3212)은, 한 파이프 상의 다음 이웃들로서 배치된 두 노즐들 사이의 분무 필드가 다음 평행 파이프 상의 대면 노즐들의 분무 필드(3214)에 의해 덮이도록 하는 방식으로, 설계되고 배열된다. 바람직한 구현예에서, 더 큰 액적들로의 물 응집을 방해하고 분무된 물 층의 붕괴를 야기하는 분무 간섭을 방지하기 위해, 그리고 각각의 파이프들 아래의 물 커버리지(water coverage)를 보장하기 위해, 노즐들은 수평으로, 바람직하게는 교번하는 +1° 내지 +3° 및 -1° 내지 -3° 분무 각도(3215)로, 기울여진다. 대안적으로, 대향하는 노즐들은, 분무 거리 및 파이프 직경에 걸친 수평 분산에 의해 주어진 거리만큼, 서로에 대해 엇갈린(offset)다. 이러한 배열들은 수평으로 기울어진 노즐들에 대해 도 8에 개략적으로 도시되어 있지만, 유리한 경우에는, 상기 노즐들의 임의의 다른 배열이 실현될 수 있다. 이 바람직한 구현예에서, 노즐들을 통한 물 흐름은 공급물 스트림 부피의 1/10의 유량으로 고정되고, 주입된 물은 바람직하게는, 50 ℃보다 높지만 100 ℃보다 낮은 온도에서 유지된다. 유리한 경우, 다른 유량 및 온도가 적용될 수 있다. 전도도 센서(3202)는, 컬럼 내의 분무 그리드(3210) 위의, 분무 그리드와 건식 세척 구역 사이의 중간에, 삽입된다. 전도도 센서(3202)는, 공급물 펌프 및 배출 펌프를 동조시키기 위해, 중앙 PID 제어 유닛(3001)에 신호(DS05a)를 제공한다. 습식 세척 구역(3200)은 바람직하게는, 스테인리스 스틸 격자, 또는 다른 재료의 격자(3201)에 의해, 분리 구역으로부터 분리된다. 격자는 난류를 줄이는 역할을 하고, 침강 영역에서 층류를 보장하며, 바람직하게는, 격자의 높이가 채널 폭의 최소 5배가 되도록 구성된다. 채널은 바람직하게는 정사각형이지만, 원형 또는 임의의 적합한 형태일 수 있다. 격자는 바람직하게는, 바닥으로부터 측정되었을 때 컬럼 길이의 1/3에 해당하는 위치에 배치된다. 유리한 경우, 복수의 격자들이 적용될 수 있고, 유리하다면, 분무 노즐들 아래에 배치될 수 있다. 컬럼의 상부 1/3은, 정의(definition)에 따라, 건식 세척 또는 정제 구역(3300)을 구성하고, 여기서, 사전에 물 세척된 바이오디젤은, 적절한 경우, 정제 및/또는 건조 수지 또는 겔로 충전된(packed) 구역(3301)을 통해 상승한다. 충전 재료(packing material)는, 충전 재료를 통한 바이오디젤의 분산을 허용하지만 충전 재료를 상기 실린더로 제한하는 상기 실린더의 상부 및 바닥부에 있는 적합한 메쉬(3304)에 의해 구속되어, 실린더(3303) 내에 한정(confined)된다. 실린더는 컬럼 내부의 윤곽(profiles) 상에 놓이며, 컬럼의 외벽과 내벽 사이의 흐름을 허용하지 않도록 꼭 들어 맞는 직경을 갖는다. 실린더의 기저부(seat)의 위치는 바람직하게는, 바닥으로부터 위로 측정되었을 때 컬럼 전체 높이의 6/9에 해당하는 위치이다. 그리고, 실린더 높이(즉, 컬럼의 충전 구역(packed section))는, 이 구현예에서, 컬럼 높이의 약 1/3이다. 바람직한 경우, 컬럼은, 도 7에 나타난 바와 같이 충전 재료 위에 공극 구역(void section)을 제공하도록, 연장할 수 있거나, 또는, 정제 구역은 컬럼 높이의 1/3 미만일 수 있다. 충전 재료의 교체 또는 재생을 위해, 실린더는 컬럼의 상부 개구부를 통해 간편하게 꺼낼 수 있다. 유리한 경우, 다양한 수지들 및/또는 겔들이, 서로 위에 적층된(stacked) 개별적인 실린더들 내에 충전될 수 있다. 정제 구역에는, 공급물 펌프 및 배출 펌프를 추가적으로 동조시키기 위해, 중앙 PID 제어 유닛(3001)에 신호(DS06a)를 제공하는 전도도 센서(3305)가, 정제 구역의 상단부에 근접한 위치에서, 제공된다. 세척 및 정제된 바이오디젤은, 중앙 PID(3001)를 통해 공급물 펌프(3101), 및 컬럼 바닥부의 배출 펌프(3103)와 동조된 적합한 펌프(3302)를 사용하여, 컬럼 상단부로터 제거된다.

원칙적으로, 본 바이오디젤 제조 시스템은, 균질 또는 이종 촉매와 함께 사용하는데 적합하며, 또는 대안적으로, 촉매 없는 전환에 적합하다. 일부 구현예들에서, 황산과 같은 산 촉매, 또는 소듐 하이드록사이드, 소듐 메톡사이드 또는 포타슘 하이드록사이드 또는 포타슘 메톡사이드를 포함하지만 이에 제한되지 않는 알칼리 촉매일 수 있지만 이에 제한되지 않는 적어도 하나의 균질 촉매가 적용된다. 그러나, 통상적인 균질 알칼리 촉매는 유리 지방산을 상당량 포함하는 원료에는 적용될 수 없다. 따라서, 일부 구현예들에서, 당해 기술분야에 공지된 것과 같은 유기 또는 무기 촉매, 또는 효소 촉매일 수 있는 적어도 하나의 이종 촉매가 적용된다. 위에서 추가적으로 기술된 바와 같은 일부 구현예들에서, 촉매들의 조합이, 별개의 반응기들 또는 별개의 반응기 구역들에서 사용되며, 여기서, 제1 촉매는 유리 지방산의 에스테르화를 촉매화하고, 제2 촉매는 제2 구역에서 글리세라이드의 에스테르교환을 촉매화한다. 촉매들의 조합이 별개의 반응기들에서 사용되는 경우, 플래시 증발 또는 수지를 통한 중간 정제가 반응기들 사이에 도입될 수 있다. 단일 촉매, 또는 촉매들의 조합이 단일 반응기 배열(single reactor arrangement)에서 사용되는 경우, 중간 수지 정제가 도입될 수도 있다.

에스테르화 및 에스테르교환 촉매는 당해 기술분야에 공지된 바와 같으며, 적합한 촉매는 통상의 기술자에 의해 선택될 수 있다. 촉매는, 일부 구현예들에서, 고체 상태 촉매이거나, 또는, 다른 구현예들에서는, 효소 촉매일 수 있으며, 이러한 촉매는 고체 기재 상에 고정화될 수 있거나 또는 고정화되지 않을 수 있다. 고정화 촉매가 사용되는 경우, 접촉 플레이트들, 플레이트 혼합기들, 및 스페이서들은, 각각의 촉매로 코팅될 수 있으며, 바람직하게는, 난류 및 효율적인 혼합을 향상시키기 위해, 흐름 교란 표면(flow perturbing surface)을 가질 수 있다. 그러한 배열들은, 코팅된 접촉 플레이트(1210, 1211), 및 코팅된 정적 혼합기 플레이트(1220, 1221), 및 코팅된 스페이서(1230, 1231)를 통과하는 단면을 보여주는 도 9에 예시되어 있다.

일부 구현예들에서, 반응기 내의 접촉 플레이트들은 일 면 상에 촉매를 가진 채 배열되고, 여기서, 플레이트들은, 코팅된 면들이 서로 대면하도록, 대안적으로는 정적 플레이트 혼합기에 의해 분리되도록, 배열되며, 재료 흐름은 반응기를 통과하도록 안내되되, 반응물 매질이 촉매로 코팅된 면들 사이에서 흐르도록, 그리고, 열 매체가 코팅되지 않은 면들 사이의 채널에서 흐르도록, 안내된다.

고체 상태 촉매가 바람직한 경우 촉매 표면을 생성하기 위해, 연속 흐름 바이오디젤 반응기의 반응 채널을 한정(confining)하는 표면들은 하나 이상의 단계들에서, 예를 들어, 침강 및 하소, 열 분무 코팅, 화학 기상 증착, 반응성 코팅, 원자 층 증착 또는 임의의 다른 코팅 방법 또는 이들의 조합에 의해, 코팅될 수 있으며, 그에 따라, 표면으로부터 돌출하는 거칠고 높은 표면적을 갖는 코팅을 제공할 수 있다.

적용 가능한 경우, 금속 스폰지(예를 들어, 티타늄 또는 지르코늄) 또는 다공성 구조체가 표면 상에서 직접 성장되거나, 또는, 각각의 금속의 분말로부터 표면 상으로 가져와질 수 있다.

유리한 경우, 도핑이, 동일한 단계에서, 또는 예를 들어, 화학 기상 증착을 통해서, 달성될 수 있다. 그 다음, 제어된 산화가, 기체 또는 액체 형태의 적절한 산화 매질, 예를 들어, 공기, 산소, 금속 염 또는 산화물의 산화성 용액에 대한 노출을 통해, 열적으로 보조되거나 보조되지 않은 상태에서, 진행될 수 있다. 산화물을 사용한 직접 코팅은, 자연 표면(native surface) 또는 전처리된 표면에 대한 직접 침강 및 후속 하소를 통해, 달성될 수도 있다.

코팅은, 높은 공유 표면(high share surface)에서 원하는 촉매 활성 및 효율적인 마이크로범위 혼합(microscopic mixing)을 동시에 제공한다.

효소 촉매 작용이 적용되는 경우, 고정화는 바람직하게는, 실리카 또는 알루미늄 옥사이드와 같은 큰 표면적을 갖는 무기 기재에 대한 공유결합을 통해 달성되고, 또한, 물리흡착 또는 캡슐화를 통해 달성될 수도 있으며, 유리한 경우, 기재는, 예를 들어, 전분 또는 콜라겐과 같은 유기 재료일 수 있다.

고정화된 고체 상태 촉매가 사용되는 경우, 접촉 플레이트들(1210)은 통상적으로, 그 일 면이 각각의 촉매(1211)로 코팅되어, 유리 지방산의 촉매 전환 및/또는 글리세라이드의 에스테르교환을 위한 촉매 표면 층, 바람직하게는 효소를 제공한다. 이 구현예에서, 접촉 플레이트들은 바람직하게는, 서로 대면하는 두 개의 코팅된 표면들, 및 서로 대면하는 두 개의 코팅되지 않은 표면들이 교번하도록, 적층되어, 각각, 반응 채널, 및 열 매체를 위한 채널을 제공한다. 유리한 경우, 임의의 다른 시퀀스의 적층 및 코팅은 선택적(optional)이다. 열 매체는 스팀, 오일, 물, 냉매 등일 수 있지만 이에 국한되지 않는다.

일부 구현예들에서, 바이오디젤 반응기 유닛은 적어도 2개의 반응기들을 포함하고, 여기서, 각각의 반응기는 코팅되지 않은 접촉 플레이트들, 스페이서들, 및 정적 혼합기들을 포함하고, 그에 따라, 균질 산 촉매를 사용한 에스테르화는 제1 반응기에서 일어나고, 균질 염기 촉매를 사용한 에스테르교환은 제2 반응기에서 일어난다.

접촉 플레이트들 사이의 간격이 스페이서들(1230)을 통해 조절가능한 경우, 스페이서들은, 반응기 흐름 영역(1231) 직전에서 난류 및 효율적인 혼합을 향상시키기 위해, 흐름 교란 내부 표면들(flow disrupting inner surfaces)로 코팅될 수도 있다. 바람직하게는, 스페이서들의 내부 표면은 또한, 적절한 고체 상태 또는 효소 촉매(1231)로 코팅된다. 정적 플레이트 혼합기들이 설치되고 고정화된 고체 상태 촉매가 사용되는 경우, 정적 플레이트 혼합기들은 바람직하게는 접촉 플레이트들(1221)과 동일한 촉매로 코팅된다. 따라서, 그러한 정적 혼합기들은 촉매 표면의 범위를 증가시키고, 반응기를 통한 거시적 흐름의 더 우수한 제어를 허용하며, 모든 촉매 표면에서 재료의 효과적인 혼합 및 교환을 제공한다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 연속 흐름 바이오디젤 반응기(1200) 내의 2개의 접촉 플레이트들(1210) 사이에서, 정적 혼합기 플레이트들(1220)의 배열은, 혼합기 플레이트의 일 면으로부터 다른 면까지의 순 반응물 흐름(net reactant flow)이 플레이트 혼합기의 각각의 면들 상에서의 차압을 통해 촉진되도록, 구성된다. 접촉 플레이트들 사이의 정적 플레이트 혼합기를 통한 순 흐름은, 이 구현예에서, 각각의 반응기 셀을 통한 순 흐름에 대해 향류(counter current)로 안내된다. 각각의 흐름 라인들(S09)과 함께 예시적인 배열이 도 10a 및 10b에 나타나 있으며, 여기서, 출구쪽 면에서 더 짧은 향류 핀들(shorter counter flow fins)로 끝나는 경사진 향류 슬릿들(angled, counter flow slits)을 통해 정적 혼합기들이 실현된다. 도 10a에서, 경사진 향류 핀들은 (왼쪽으로) 경사진 흐름 안내 슬릿들과 곧바로 이어져 있으며, 향류 핀들(미도시)이 시작되는 곳에서의 적절한 배출(drainage)을 통해, 파울링(fowling)이 방지될 수 있다. 도 10b에서, 향류 핀들은 분리(detached)되어 있고, (왼쪽으로) 경사진 흐름 안내 슬릿들에 대해 어긋나 있다.

이 예에서, 혼합기들의 출구쪽 면에서 더 짧은 향류 핀들(1222a 및 1222b)로 끝나는 경사진 흐름 안내 슬릿들을 통해 정적 혼합기가 실현됨으로써, 부분적인 흐름이 정적 혼합기를 통해 안내되며, 그에 따라, 반응기(S09)를 통한 주요 흐름 방향에 대한 반응물 혼합물의 향류(S10)를 제공한다. 정적 혼합기들을 통한 순 반응물 흐름은, 흐름 제한 요소들(flow restricting elements)(1250)에 의해 제공되는 정적 혼합기들에 걸친 압력 강하에 의해, 및/또는, 지지하는 접촉 플레이트들(bracketing contact plates) 사이의 중심에 대해 정적 혼합기 플레이트들을 어긋나게 하는 것에 의해, 보장된다. 주된 흐름 방향을 따라 두 개의 제한된 흐름 경로들 또는 채널들을 제공하는 이러한 배열(constellation )의 예들이 도 10a 및 10b에 제공된다.

정적 혼합기들, 접촉 플레이트들, 및 스페이서들의 표면에서의 마이크로범위 난류(microscopic turbulence), 및 효과적인 물질 교환은, 상기 표면들의 화학적 또는 기계적 거칠기 가공을 통해, 및/또는 적절한 코팅 기술을 통해(예를 들어 이들이 앞에서 더욱 상세하게 설명된 바와 같이 촉매 활성 재료로 코팅되는 경우), 추가적으로 발생될 수 있다. 특히, 난류 및 재료 교환은, 상기 정적 혼합기들의 가장자리들(fringes)에서 만나는 반응물 스트림들의 향류를 통해, 그리고, 상기 정적 혼합기들의 각각의 가장자리들(edges)의 표면 거칠기 가공을 통해, 상기 정적 혼합기들의 가장자리들(fringes)에서 촉진된다. 흐름의 추가적인 동요(uproar)는, 상기 가장자리들의 튀어나옴(bulging) 및 거칠기 가공(roughening)을 통해 촉진될 수 있다.

가스켓의 횡방향 허용 범위를 초과하는 고압 또는 초고압 적용 분야의 경우, 연속 흐름 바이오디젤 반응기는, 도 2에 나타난 바와 같은 차압 균등화기(differential pressure equalizer)(1260) 내에 봉입(encapsulated)될 수 있다. 차압 균등화기(1260)는 고압 밀봉 케이싱을 둘러싸며(encompass), 주로 반응기 가스켓들에 대한 횡방향 압력 변형을 감소시키는 역할을 한다. 반응기의 (반응물 및 열 유체) 입구 및 출구 포트들은, 고압 (바람직하게는, 튜브형인) 밀봉재(1261)를 통해 케이싱 외부로 연장한다.

차압 균등화기 내에서 작동할 때, 케이싱은, 반응기의 작동 압력과 비슷하거나 약간 낮은 압력으로 유지되어, 낮은 차압을 보장한다. 바람직하게는, 반응물 압력, 열 매체 압력, 및 케이싱 압력의 동조(synchronization)는, 공기 구동식 고압 또는 초고압 액체 펌프(1262), 및 압력 게이지를 갖는 릴리프 메커니즘(relief mechanism)(1263)에 의해, 달성 및 유지된다. 가압 액체는 바람직하게는, 공정에서 생성된, 또는 생성된 바이오디젤의 사슬 길이와 유사한 사슬 길이를 갖는, 지방산 메틸에스테르이지만, 다른 매질, 바람직하게는 불활성이고 압축성이 낮은 다른 매질일 수도 있다.

압력 균등화기들 내의 압력은 열 구역 및 변환 구역의 압력과 같아지도록 능동적으로 조절되는데, 이때, 배압 조절기들(1205b, 1206b), 및 고압 케이싱의 압력 게이지(1263)로부터의 판독값들이 제어 유닛에 공급되고(1207에 도달하는 DS01b 및 DS02b 및 DS03b), 제어 유닛은 고압 균등화기, 열 매체 및 반응물 공급물을 위한 배압 조절기들 및 고압 펌프들을 동조시킨다(1205a, 1206a 및 1262에 도달하는 DS01a, DS02a 및 DS03a).

구현예들

본 발명의 예시적 구현예들이 다음 항목들에서 기재된다.

항목 1. 연속 흐름 바이오디젤 제조 및 정제 시스템으로서, 상기 시스템은, 적어도 하나의 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛, 및 적어도 하나의 연속 흐름 분리 및 정제 유닛을 포함하는 직렬 배열(tandem arrangement)을 포함하고, 바람직하게는 상기 적어도 하나의 연속 흐름 분리 및 정제 유닛은, 하나의 컬럼에 있는 적어도 하나의 연속 흐름 분리, 습식 세척 및 정제 유닛으로서 제공되는, 시스템.

항목 2. 이전 항목에 있어서, 상기 시스템은, 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기, 및 상기 바이오디젤 반응기로부터 바이오디젤 스트림을 수용하고 정제하도록 적합화된 연속 흐름 분리 및 정제 유닛을 포함하는, 시스템.

항목 3. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 바이오디젤 반응기 유닛은 연속 흐름 바이오디젤 반응기를 포함하고, 상기 연속 흐름 바이오디젤 반응기는, 지방 및/또는 오일의 연속 스트림을 수용하고, 이 스트림을 메탄올, 에탄올 또는 프로판올과 같은 적어도 하나의 알코올과 반응시켜, 바이오디젤의 연속 흐름을 생성하도록 적합화된, 시스템.

항목 4. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 바이오디젤 반응기는, 유리 지방산의 에스테르화 및/또는 글리세라이드의 에스테르교환을 촉매화하기 위한 적어도 하나의 에스테르화 및/또는 에스테르교환 촉매로 코팅된 복수의 접촉 플레이트들을 포함하고, 바람직하게는, 교번하는 코팅된 면들이 서로 대면하고 두 개의 코팅되지 않은 면들이 서로 대면하도록 하여, 반응물들이 반응물 채널을 따라 접촉 플레이트들의 코팅된 면들 사이에서 흐르도록 하고, 동시에, 상기 반응물들의 온도 제어를 위한 열 매체가 상기 접촉 플레이트들의 상기 코팅되지 않은 면들 사이의 열 매체 채널을 따라 흐르도록 하는, 시스템.

항목 5. 이전 두 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 시스템은, 각각, 상기 접촉 플레이트들 사이의 간격을 조정하는 것 및 난류 혼합을 향상시키는 것을 위한 하나 이상의 스페이서들 및/또는 정적 혼합기들을 더 포함하고, 바람직하게는, 정적 혼합기는, 제공되는 경우, 서로 대면하여 상기 반응물 채널을 제공하는 2개의 접촉 플레이트들의 상기 코팅된 면들 사이에 배치되는, 시스템.

항목 6. 이전 세 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 반응물 채널은, 적어도 하나의 정적 혼합기가 그들 사이에 제공되는 2개의 인접한 접촉 플레이트들을 통해 반응물들이 흐를 수 있도록 구성되고, 상기 열 매체 채널은, 그 중 하나가 상기 반응물 전환 채널에 경계를 제공하는 두 개의 접촉 플레이트들을 통한 흐름에 의해 제공되어, 열 채널과 그에 인접한 반응물 채널 사이의 열전달을 가능하게 하는, 시스템.

항목 7. 이전 세 항목들 중 어느 하나에 있어서, 인접하게 배열된 접촉 플레이트들 및/또는 정적 혼합기들 사이의 거리는 적어도 하나의 중간 스페이서에 의해 조절되는, 시스템.

항목 8. 이전 5개 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 바이오디젤 반응기는, 상기 반응기 내로의 반응물들의 전달 전 및/또는 동안, 상기 반응물들의 혼합을 허용하기 위한 사전 혼합 입구 시스템을 포함하는, 시스템.

항목 9. 이전 항목에 있어서, 상기 사전 혼합 입구 시스템은, 균질 촉매 및/또는 적어도 하나의 공용매 또는 반응제를 전달하기 위한 수단을 더 포함하는, 시스템.

항목 10. 이전 6개 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 바이오디젤 반응기는, 적어도 한 면이 에스테르화 및/또는 에스테르교환 촉매로 코팅된 복수의 접촉 플레이트들을 포함하고, 인접한 접촉 플레이트들은 바람직하게는 스페이서에 의해 분리되는, 시스템.

항목 11. 이전 항목에 있어서, 상기 연속 흐름 바이오디젤 반응기는 에스테르화 및/또는 에스테르교환 촉매로 한 면이 코팅된 복수의 접촉 플레이트들을 포함하고, 교번하는 코팅된 면들이 서로 대면하고, 두 개의 코팅되지 않은 면들이 서로 대면하여, 반응물들이 상기 접촉 플레이트들의 상기 코팅된 면들 사이에서 흐르도록 하고, 동시에, 상기 반응물들의 온도 제어를 위한 열 매체가 상기 접촉 플레이트들의 상기 코팅되지 않은 면들 사이에서 흐르도록 하는, 시스템.

항목 12. 이전 항목에 있어서, 정적 혼합기가, 서로 대면하면서 상기 반응물 경로를 구성하는 두 접촉 플레이트들의 상기 코팅된 면들 사이에 배치되는, 시스템.

항목 13. 이전 항목 3 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 연속 흐름 바이오디젤 반응기는, 다음의 순서로, 다음과 같은 복수의 구역들을 포함하는, 시스템:

a. 적어도 하나의 촉매로 한 면이 선택적으로(optionally) 코팅된 적어도 2개의 접촉 플레이트들을 포함하는 제1 접촉 플레이트 어셈블리,

b. 적어도 하나의 정적 혼합기, 및

c. 적어도 하나의 촉매로 한 면이 선택적으로(optionally) 코팅된 접촉 플레이트,

여기서, 상기 제1 접촉 플레이트 어셈블리는 열 매체 채널을 제공하고, 상기 열 매체 채널을 통해 열 매체가 흘러서 반응 영역으로의 열전달을 제공하고, 적어도 하나의 정적 혼합기 및 적어도 두 개의 접촉 플레이트들이, 반응 구역을 통해 반응물 전환 채널을 제공하도록 적합화되고, 상기 반응 구역 내에서 반응물들이 반응하여 에스테르화된 생성물을 제공한다.

항목 14. 이전 항목에 있어서, 상기 반응물 전환 채널은, 적어도 하나의 정적 혼합기가 그들 사이에 제공되는 2개의 인접한 접촉 플레이트들을 통해 반응물들이 흐를 수 있도록 구성되고, 상기 열 매체 채널은, 그것들 중 하나가 상기 반응물 전환 채널에 경계를 제공하는 두 개의 접촉 플레이트들을 통한 흐름에 의해 제공되어, 열 채널과 반응물 채널 사이의 열전달을 가능하게 하는, 시스템.

항목 15. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 인접한 접촉 플레이트들 사이의 거리는 중간 스페이서에 의해 조절되는, 시스템.

항목 16. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 인접하게 배열된 접촉 플레이트들 및 정적 혼합기 플레이트들 사이의 거리는 중간 스페이서에 의해 조절되는, 시스템.

항목 17. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 스페이서의 내부 표면은 적합한 촉매로 코팅된, 시스템.

항목 18. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 정적 혼합기 플레이트들의 표면은 적합한 촉매로 코팅된, 시스템.

항목 19. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 접촉 플레이트들의 표면은 적어도 한 면에서 기계적으로 거칠기 가공되거나 또는 다른 수단에 의해 거칠기 가공된, 시스템.

항목 20. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 스페이서의 내부 표면은 기계적으로 거칠기 가공되거나 또는 다른 수단에 의해 거칠기 가공된, 시스템.

항목 21. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 정적 혼합기 플레이트들의 표면은 기계적으로 거칠기 가공되거나 또는 다른 수단에 의해 거칠기 가공된, 시스템.

항목 22. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 바이오디젤 반응기 유닛은 트리글리세라이드 및 유리 지방산 중 하나 또는 둘 다를 투입물로서 수용하고, 상기 유닛은, 글리세라이드의 에스테르교환 반응을 촉매화하는 적어도 하나의 촉매, 및 유리 지방산의 에스테르화를 촉매화하는 적어도 하나의 촉매를 포함하는, 시스템.

항목 23. 이전 항목에 있어서, 상기 유닛에서, 유리 지방산의 에스테르화를 촉매화하는 상기 촉매는 제1 구역에 배열되고, 글리세라이드의 에스테르교환을 촉매화하는 상기 촉매는 제2 구역에 배열된, 시스템.

항목 24. 항목 14 또는 15에 있어서, 상기 연속 흐름 바이오디젤 유닛은 적어도 2개의 반응기들을 포함하고, 여기서, 각각의 반응기는 코팅되지 않은 접촉 플레이트들, 스페이서들 및 정적 혼합기들을 포함하고, 그에 따라, 균질한 산 촉매를 사용한 에스테르화는 제1 반응기에서 일어나고, 균질한 염기 촉매를 사용한 에스테르교환은 제2 반응기에서 일어나는, 시스템.

항목 25. 항목 12 내지 항목 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 접촉 플레이트들은 주름진, 시스템.

항목 26. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 연속 흐름 바이오디젤 반응기 내로 반응물들의 공급물을 제공하기 위한, 적어도 하나의 사전 혼합기를 더 포함하는 시스템.

항목 27. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 연속 흐름 바이오디젤 반응기 유닛은, 상기 반응기의 고압 작동을 가능하도록 하는 차압 균등화 챔버 내에 봉입된(enclosed), 시스템.

항목 28. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 연속 흐름 분리 및 정제 유닛은, 적어도 하나의 분리 구역, 적어도 하나의 습식 세척 구역, 및 적어도 하나의 건식 세척 구역을 포함하는 순차적 어셈블리를 포함하는 적어도 하나의 컬럼을 포함하는, 시스템.

항목 29. 이전 항목에 있어서, 상기 연속 흐름 분리 및 정제 유닛은, 그것을 통해 미처리 바이오디젤이 상기 유닛 내로 전달되는 적어도 하나의 공급물 파이프를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 공급물 파이프는 상기 컬럼을 따른 종축에 대해 대략 90°인 각도로 상기 컬럼 내로 연장하는, 시스템.

항목 30. 이전 항목에 있어서, 상기 적어도 하나의 공급물 파이프는, 상기 컬럼의 직경의 약 1/5 내지 약 2/5 범위의, 바람직하게는 약 1/3인, 거리만큼, 상기 컬럼 내로 연장하는, 시스템.

항목 31. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공급물 파이프는 상기 컬럼의 높이의 약 1/5 높이에 제공되는, 시스템.

항목 32. 이전 항목에 있어서, 상기 적어도 하나의 습식 세척 구역은 상기 컬럼 내의 바이오디젤을 세척하기 위한 수용액을 수용하도록 적합화된 구역을 포함하는, 시스템.

항목 33. 이전 항목에 있어서, 상기 습식 구역은, 분무된 물(a spray of water)을 전달하기 위한 복수의 수직 노즐들, 바람직하게는 부채꼴 노즐들(flat fan nozzles)을 포함하는 파이프들의 그리드를 포함하는, 시스템.

항목 34. 이전 항목에 있어서, 상기 노즐 배열은, 그것의 바닥(바이오디젤 진입 지점)으로부터 측정되었을 때, 바람직하게는 상기 컬럼 높이의 1/3 내지 2/3에서, 상기 분리 구역 위(의 하류)에 제공되고, 그에 따라, 사용하는 동안, 상기 파이프들의 그리드는 상기 분리 구역 위로 상승하는 바이오디젤에 잠기게 되는, 시스템.

항목 35. 이전 항목에 있어서, 상기 파이프들의 그리드는, 상기 컬럼의 종축에 대략 수직인 평면에서 그리드 어셈블리로서 제공되는, 시스템.

항목 36. 이전 항목 2에 있어서, 상기 그리드 어셈블리는, 상기 파이프들을 따라 고정된 간격으로 배열된 복수의 수평 부채꼴 분무 노즐들을 포함하고, 이때, 마주보는 노즐들의 행들(rows of facing noses)은 인접 노즐들 사이의 거리의 절반만큼 서로에 대해 이동되며, 상기 분무 노즐들은 약 40° 내지 약 60°의 각도로 분무된 물을 제공하도록 적합화된, 시스템.

항목 37. 이전 항목에 있어서, 상기 복수의 노즐들은, 분무 간섭을 최소화하기 위해, 노즐들의 마주보는 행들에 대해, 바람직하게는 각각 +1° 내지 +3° 및 -1° 내지 -3°의 교번하는 각도로, 수평으로 기울어진, 시스템.

항목 38. 이전 항목 36에 있어서, 서로 대면하는 노즐들의 행들은, 분무 간섭을 최소화하기 위해, 바람직하게는 상기 노즐들이 제공되는 상기 파이프들의 직경의 절반보다 약간 더 크게, 수직으로 엇갈린(offset), 시스템.

항목 39. 이전 항목 28 내지 38 중 어느 하나에 있어서, 상기 습식 세척 구역 및 상기 분리 구역은, 적어도 하나의 격자에 의해, 바람직하게는 스테인리스 스틸 격자에 의해, 분리된, 시스템.

항목 40. 이전 항목에 있어서, 상기 격자는, 상기 컬럼 내의 흐름 방향에 대해, 상기 컬럼의 길이의 약 1/3인 높이에 제공된, 시스템.

항목 41. 이전 항목 28 내지 40 중 어느 하나에 있어서, 상기 건식 구역은, 상기 바이오디젤로부터 불순물, 잔류 수분 및/또는 작은 입자를 제거하기 위한 적어도 하나의 수지 재료를 포함하는, 시스템.

항목 42. 이전 항목에 있어서, 상기 건식 구역은 적어도 하나의 이온 교환 수지를 포함하는 베드를 포함하는, 시스템.

항목 43. 이전 항목 28 내지 42 중 어느 하나에 있어서, 상기 컬럼은 원통형 형상을 갖고, 상기 컬럼의 직경은 그것의 높이의 2/20 내지 4/20의 범위이고, 바람직하게는 그것의 높이의 약 3/20인, 시스템.

항목 44. 이전 항목 28 내지 43 중 어느 하나에 있어서, 상기 컬럼은 분리 구역, 이어서 습식 세척 구역, 이어서 건식 세척 및 정제 구역의 순차적 배열을 포함하고, 상기 구역들 각각은 상기 컬럼의 높이의 대략 1/3에 걸쳐 연장하는, 시스템.

항목 45. 이전 항목 28 내지 44 중 어느 하나에 있어서, 상기 시스템은 상기 연속 흐름 분리 및 정제 유닛 내로 공급되는 반응물의 온도를 제어하기 위한 적어도 하나의 가열 유닛을 더 포함하는, 시스템.

항목 46. 이전 항목에 있어서, 상기 가열 유닛은 열교환기에 의해 제공되는, 시스템.

항목 47. 이전 항목 28 내지 46 중 어느 하나에 있어서, 상기 시스템은, 상기 컬럼 내로 재료를 공급하기 위한 적어도 하나의 공급 펌프, 상기 컬럼의 상단부로부터 바이오디젤을 추출하기 위한 적어도 하나의 바이오디젤 펌프, 및 선택적으로(optionally), 상기 컬럼의 바닥부로부터 액체를 배출하기 위한 적어도 하나의 배출 펌프를 더 포함하는, 시스템.

항목 48. 이전 항목 28 내지 47 중 어느 하나에 있어서, 상기 시스템은 적어도 하나의 온도 센서 및 적어도 하나의 전도도 측정기, 및 적어도 하나의 제어 유닛을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 온도 센서 및 상기 전도도 측정기로부터 신호를 수신하도록, 그리고, 그렇게 수신된 데이터의 분석에 따라, 상기 유닛 내로 공급되는 공급물 및/또는 상기 유닛 내로 공급되는 분무된 물의 온도를 조절하도록, 및/또는, 상기 유닛에 있는 하나 이상의 펌프를 조절하여 상기 유닛에 있는 공급 및 배출 펌프들을 동조시키도록 적합화된, 시스템.

항목 49. 이전 항목들 어느 하나에 있어서, 상기 시스템은, 상기 연속 흐름 바이오디젤 반응기와 상기 연속 흐름 분리 및 정제 유닛 사이에 배열된 적어도 하나의 증발 유닛을 더 포함하는, 시스템.

항목 50. 이전 항목에 있어서, 상기 증발 유닛은 플래시 증발 유닛을 포함하는, 시스템.

항목 51. 이전 항목들 어느 하나에 있어서, 상기 시스템은, 상기 연속 흐름 바이오디젤 반응기 내로 반응물들의 공급물을 제공하기 위한 적어도 하나의 반응물 고압 펌프, 및 상기 반응 채널 내의 반응물 압력을 제어하기 위한 반응물 배압 조절기를 더 포함하고, 상기 시스템은, 상기 연속 흐름 바이오디젤 반응기의 상기 열 채널 내로 열 매체를 제공하기 위한 적어도 하나의 열 매체 고압 펌프, 및 상기 반응기의 상기 열 채널 내의 압력을 제어하기 위한 열 매체 배압 조절기를 더 포함하는, 시스템.

항목 52. 이전 항목에 있어서, 상기 시스템은 제어 유닛을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 배압 조절기로부터 신호를 수신하도록, 그리고, 그렇게 수신된 데이터의 분석에 따라, 상기 고압 펌프들 각각에 제어 신호를 제공함으로써, 상기 반응기의 상기 반응 채널 및 상기 열 채널 내의 압력을 조절하고 동조시켜, 상기 반응물 채널과 상기 열 매체 채널 사이의 차압을 최소화하도록 적합화된, 시스템.

항목 53. 이전 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 연속 흐름 바이오디젤 반응기 유닛은, 상기 반응기의 고압 작동을 가능하게 하는 차압 균등화 챔버 내에 봉입된, 시스템.

항목 54. 이전 항목 53에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 차압 균등화 챔버에 있는 압력 센서(들)로부터 추가 신호를 수신하도록, 그리고, 그렇게 수신된 데이터의 분석에 따라, 상기 차압 균등화 챔버의 압력을 조절하여, 상기 반응기의 상기 반응 채널 및 상기 열 채널 내의 압력과 동조시켜, 이러한 채널들 간의 차압을 최소화하도록 추가적으로 적합화된, 시스템.

항목 55. 다음 단계들을 포함하는 바이오디젤의 연속 제조 방법:

a. 유리 지방산, 및/또는 지방 및/또는 오일을 포함하는 지방산 글리세라이드를 포함하는 반응물들의 연속 스트림을 바이오디젤 반응기 내로 제공하는 단계로서, 상기 반응물들은 적어도 하나의 알코올과 반응하여, 지방산 에스테르 및/또는 에스테르교환 지방산 글리세라이드로 전환되는, 단계;

b. 증발에 의해 과량의 알코올 및/또는 물을 제거하여, 미정제 바이오디젤을 제공하는 단계; 및

c. 그렇게 생성된 미정제 바이오디젤을, 적어도 하나의 분리 단계 및 적어도 하나의 습식 세척 단계, 및 적어도 하나의 정제 단계를 포함하는 연속 공정에 의해, 정제된 바이오디젤로 전환시키는 단계.

항목 56. 이전 항목에 있어서, 상기 증발은 플래시 증발 드럼에 의해 수행되는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.

항목 57. 이전 두 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 세척 및 정제 단계는, 물에 의한 처리, 및, 후속적으로, 적어도 하나의 크로마토그래피 수지, 바람직하게는 이온 교환 수지에 의한 처리를 포함하는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.

항목 58. 이전 세 항목들 중 어느 하나에 있어서, 단계 c)의 공정은, 적어도 하나의 분리 구역, 적어도 하나의 습식 세척 구역, 및 적어도 하나의 건식 구역을 포함하는 순차 어셈블리를 포함하는 컬럼을 통해 상기 미정제 바이오디젤을 통과시킴으로써, 수행되는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.

항목 59. 이전 네 항목들 중 어느 하나에 있어서, 상기 바이오디젤의 연속 제조 방법은, 항목 1 내지 54 중 어느 하나에 기재된 바와 같은 시스템을 사용하여 수행되는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.

Claims

연속 흐름 바이오디젤 제조 및 정제를 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 적어도 하나의 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛 및 적어도 하나의 연속 흐름 분리 및 정제 유닛을 포함하는 직렬 배열(tandem arrangement)을 포함하고, 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛은 복수의 접촉 플레이트들(contact plates)을 포함하고, 상기 복수의 접촉 플레이트들은 인접한 반응물 채널(reactant channel) 및 열 채널(thermal channel)을 제공하며, 상기 반응물 채널은 반응물 혼합물을 위한 것이고, 상기 열 채널은 온도 제어용 열 매체를 위한 것인, 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 연속 흐름 분리 및 정제 유닛은, 적어도 하나의 분리 구역, 적어도 하나의 습식 세척 구역, 및 적어도 하나의 건식 세척/정제 구역을 포함하는 하나의 컬럼에 배열되는, 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛은 복수의 접촉 플레이트들을 포함하고, 상기 접촉 플레이트들의 표면들은, 상기 반응물 혼합물을 위한 상기 접촉 플레이트들에 의해 제공된 상기 반응물 채널에서, 유리 지방산의 에스테르화 및/또는 에스테르교환, 및/또는 글리세라이드의 에스테르교환을 위한 촉매 활성을 제공하는, 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 바이오디젤 반응기는, 유리 지방산의 에스테르화 및/또는 글리세라이드의 에스테르교환을 촉매화하기 위한 적어도 하나의 에스테르화 및/또는 에스테르교환 촉매로 코팅된 복수의 접촉 플레이트들을 포함하는, 시스템.
제 4 항에 있어서, 교번하는 코팅된 면들(sides)이 서로 대면하여 상기 반응물 채널을 형성하도록 하고, 또한 2개의 코팅되지 않은 면들이 서로 대면하여 상기 열 채널을 형성하도록 하며, 그에 따라, 상기 반응물 채널을 따라 상기 접촉 플레이트들의 상기 코팅된 면들 사이에서 반응물들이 흐르도록 하고, 동시에, 상기 반응물들의 온도 제어를 위한 열 매체가 상기 접촉 플레이트들의 상기 코팅되지 않은 면들 사이의 상기 열 채널을 통해 흐르도록, 상기 접촉 플레이트들이 배열되는, 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 하나 이상의 스페이서들 및/또는 정적 혼합기들(static mixers)을 더 포함하고, 상기 스페이서는 접촉 플레이트들 사이의 간격을 조절하기 위한 것이고, 상기 정적 혼합기는 난류 혼합을 향상시키기 위한 것인, 시스템.
제 6 항에 있어서, 서로 대면하면서 반응물 채널을 제공하는 2개의 접촉 플레이트들의 촉매 면들(catalytic sides) 사이에 정적 혼합기가 배치되는, 시스템.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응물 채널은, 적어도 하나의 정적 혼합기를 그들 사이에 구비하는 2개의 인접한 접촉 플레이트들을 통해 반응물들이 흐를 수 있도록 구성되고, 상기 열 채널은 상기 인접한 반응물 채널에 대한 경계를 제공하는 2개의 접촉 플레이트 사이에 제공되어, 열 채널과 그에 인접한 반응물 채널 사이의 열전달을 가능하게 하는, 시스템.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 인접하게 배열된 접촉 플레이트들과 정적 혼합기들 사이의 거리는 중간 스페이서에 의해 조절되는, 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 스페이서의 내부 표면은, 유리 지방산의 에스테르화 및/또는 에스테르교환, 및/또는 글리세라이드의 에스테르교환을 위한 촉매 표면을 제공하는, 시스템.
제 10 항에 있어서, 상기 정적 혼합기의 표면은, 유리 지방산의 에스테르화 및/또는 에스테르교환, 및/또는 글리세라이드의 에스테르교환을 위한 촉매 표면을 제공하는, 시스템.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 플레이트들의 표면들은, 적어도 한 면에서, 기계적으로 거칠기 가공되거나, 또는 다른 수단에 의해 거칠기 가공된, 시스템.
제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 스페이서의 내부 표면은 기계적으로 거칠기 가공되거나 또는 다른 수단에 의해 거칠기 가공된, 시스템.
제 7 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 정적 혼합기의 표면은 기계적으로 거칠기 가공되거나 또는 다른 수단에 의해 거칠기 가공된, 시스템.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 지방산의 에스테르화를 위한 촉매 표면을 제공하는 상기 접촉 플레이트들은 상기 시스템의 제1 구역을 제공하도록 배열되고, 글리세라이드의 에스테르교환 반응을 위한 촉매 표면을 제공하는 상기 접촉 플레이트들은 상기 시스템의 제2 구역을 제공하도록 배열된, 시스템.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 플레이트들은 주름진(corrugated), 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛은 적어도 2개의 반응기들을 포함하고, 상기 반응기들의 각각은 코팅되지 않은 접촉 플레이트들, 스페이서들 및 정적 혼합기들을 포함하며, 그에 따라, 균질한 산 촉매를 사용한 에스테르화는 상기 제1 반응기에서 일어나고, 균질한 염기 촉매를 사용한 에스테르교환은 상기 제2 반응기에서 일어나는, 시스템.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이오디젤 반응기는, 상기 바이오디젤 반응기 내로의 반응물들의 전달 전 및/또는 동안, 반응물들의 혼합을 가능하게 하기 위한 사전 혼합 입구 시스템을 포함하는, 시스템.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛은 투입물로서 트리글리세라이드 및 유리 지방산 중 어느 하나 또는 둘 다를 수용하고, 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛은 글리세라이드의 에스테르교환을 촉매화하는 적어도 하나의 촉매 및 유리 지방산의 에스테르화를 촉매화하는 적어도 하나의 촉매를 포함하는, 시스템.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은, 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛 내로의 반응물들의 공급물(feed)을 제공하기 위한 반응물 고압 펌프, 및 상기 반응물 채널 내의 반응물 압력을 제어하기 위한 반응물 배압 조절기(reactant backpressure regulator)를 더 포함하고, 또한 상기 시스템은, 열 매체를 상기 열 채널에 제공하기 위한 열 매체 고압 펌프, 및 상기 열 채널 내의 압력을 제어하기 위한 열 매체 배압 조절기를 더 포함하는, 시스템.
제 20 항에 있어서, 상기 시스템은, 상기 배압 조절기들로부터 신호를 수신하고, 그렇게 수신된 데이터의 분석에 따라, 상기 고압 펌프들 각각에 제어 신호를 제공하여, 상기 반응기의 상기 반응물 채널 및 상기 열 채널 내의 압력을 조절(adjust)하고 동조(synchronize)시킴으로써, 상기 반응물 채널과 상기 열 채널 사이의 차압을 최소화하도록 적합화된 제어 유닛을 더 포함하는, 시스템.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛은, 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기의 고압 작동을 가능하도록 하는 차압 균등화 챔버 내에 봉입된(enclosed), 시스템.
제 22 항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 차압 균등화 챔버의 압력 센서(들)로부터 신호를 수신하도록, 그리고, 그렇게 수신된 데이터의 분석에 따라, 상기 차압 균등화 챔버 내의 압력을 조절하여 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기의 상기 반응 채널 및 상기 열 채널 내의 압력과 동조시켜, 상기 반응 채널과 상기 열 채널 사이의 차압을 최소화하도록 추가적으로 적합화된, 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 연속 흐름 분리 및 정제 유닛은 적어도 하나의 공급물 파이프를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 공급물 파이프를 통해 미처리 바이오디젤이 상기 연속 흐름 분리 및 정제 유닛 내로 전달되고, 상기 적어도 하나의 공급물 파이프는, 상기 하나의 컬럼을 따라 종방향 축에 대해 약 90°인 각도로, 상기 하나의 컬럼 내로 연장하고, 상기 적어도 하나의 공급물 파이프는 바람직하게는, 상기 하나의 컬럼의 직경의 약 1/5 내지 약 2/5 범위의, 바람직하게는 약 1/3의, 거리만큼 상기 하나의 컬럼 내로 연장하는, 시스템.
제 24 항에 있어서, 상기 습식 세척 구역은 분무된 물(a spray of water)을 전달하기 위한 복수의 노즐들을 포함하는 파이프들의 그리드를 포함하고, 바람직하게는 상기 파이프들의 그리드가 상기 컬럼의 종방향 축에 실질적으로 수직인 평면에서 그리드 어셈블리로서 제공되는, 시스템.
제 25 항에 있어서, 상기 파이프들의 그리드는 상기 분리 구역의 위 및 하류에 제공되되, 바람직하게는 그것의 바닥(바이오디젤 투입 지점)으로부터 측정되었을 때 상기 컬럼의 높이의 1/3 내지 2/3 범위의 높이에 제공되며, 그에 따라, 사용하는 동안, 상기 파이프들의 그리드가 상기 분리 구역 위로 상승하는 바이오디젤에 잠기도록(immersed) 하는, 시스템.
제 2 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 습식 세척 구역과 상기 분리 구역은 적어도 하나의 격자(grating)에 의해, 바람직하게는 스테인리스 스틸 격자에 의해, 분리되는, 시스템.
제 2 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건식 세척/정제 구역은, 상기 바이오디젤로부터 불순물, 잔류 수분 및/또는 작은 입자를 제거하기 위한 적어도 하나의 수지 재료를 포함하는, 시스템.
제 2 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 흐름 분리 및 정제 유닛 내로 공급되는 반응물 공급물의 온도를 제어하기 위한 적어도 하나의 가열 유닛을 더 포함하는 시스템.
제 2 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 적어도 하나의 온도 센서 및 적어도 하나의 전도도 측정기, 및 적어도 하나의 제어 유닛을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 제어 유닛은, 상기 온도 센서 및 상기 전도도 측정기로부터 신호를 수신하도록, 그리고, 그렇게 수신된 데이터의 분석에 따라, 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛 내로 공급되는 공급물 및/또는 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛 내로 공급되는 분무된 물의 온도를 조절하도록, 및/또는, 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛의 하나 이상의 펌프를 조절하여 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛의 공급 펌프 및 배출 펌프를 동조시키도록, 적합화된, 시스템.
제 1 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 상기 연속 흐름 모듈식 바이오디젤 반응기 유닛과 상기 연속 흐름 분리 및 정제 유닛 사이에 배열된 적어도 하나의 증발 유닛을 더 포함하고, 상기 증발 유닛은 바람직하게는 플래시 증발 유닛(flash evaporation unit)을 포함하는, 시스템.
다음 단계들을 포함하는 바이오디젤의 연속 제조 방법:
a) 유리 지방산, 및/또는 지방 및/또는 오일을 포함하는 지방산 글리세라이드를 포함하는 반응물들의 연속 스트림을 바이오디젤 반응기 내로 제공하는 단계로서, 상기 반응물들은 적어도 하나의 알코올과 반응하여, 지방산 에스테르, 및/또는 에스테르교환된 지방산 글리세라이드로 전환되는, 단계;
b) 증발에 의해 과량의 알코올 및/또는 물을 제거하여, 미정제 바이오디젤을 제공하는 단계; 및
c) 그렇게 생성된 미정제 바이오디젤을, 적어도 하나의 분리 단계, 적어도 하나의 습식 세척 단계, 및 적어도 하나의 정제 단계를 포함하는 연속 공정에 의해, 정제된 바이오디젤로 전환시키는 단계.
제 32 항에 있어서, 단계 a)에서, 트리글리세리드의 에스테르교환이, 상기 반응물 혼합물에 소듐 하이드록사이드, 소듐 메톡사이드 또는 포타슘 하이드록사이드 또는 포타슘 메톡사이드 또는 기타 염기를 도입함으로써 촉매화되는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.
제 32 항에 있어서, 단계 a)에서, 유리 지방산의 에스테르화가, 상기 반응물 혼합물에 황산 또는 다른 산을 도입함으로써 촉매화되는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.
제 32 항에 있어서, 단계 a)에서, 트리글리세라이드의 에스테르교환 및/또는 유리 지방산의 에스테르화가, 상기 반응 채널을 한정하는(confining) 상기 접촉 플레이트들의 표면들의 촉매 활성에 의해 촉진되고, 상기 촉매 활성은, 적합한 고체 상태 촉매에 의한 상기 표면들의 코팅, 및/또는, 적합한 촉매 활성을 달성하기 위한 상기 표면들의 열처리 및 화학적 전환에 의해, 제공되는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.
제 32 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)에서, 유리 지방산의 에스테르화가 제1 단계에서 수행되고, 트리글리세라이드의 에스테르교환이 제2 단계에서 수행되고, 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계는 순차적으로 연속적인 흐름으로 배열되는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.
제 32 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응은, 고압 펌프에 의해 상기 반응 채널 내로 제공되는 상기 반응물 혼합물에 의해 상승된 압력에서 수행되고, 상기 반응물들의 압력은 배압 조절에 의해 제어되는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.
제 37 항에 있어서, 상기 반응은, 고압 펌프에 의해 상기 열 채널 내로 제공되는 열 매체에 의해 상승된 온도에서 수행되고, 상기 열 매체의 압력은, 상기 열 매체의 배압 조절에 의해, 그리고 상기 반응물들의 배압 조절과의 동조에 의해, 상기 반응물들의 압력과 일치하도록 조절되는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 단계 b)의 증발이 플래시 증발 드럼에 의해 수행되는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.
제 32 항에 있어서, 단계 c)에서의 세척 및 정제는, 물에 의한 처리, 및, 후속적으로, 적어도 하나의 크로마토그래피 수지, 바람직하게는 이온 교환 수지에 의한 처리를 포함하는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.
제 32 항에 있어서, 단계 a) 및 단계 b) 후에, 상기 바이오디젤의 연속 제조 방법은: 하나의 분리, 습식 세척 및 정제 컬럼에서 달성되는 적어도 하나의 분리 단계, 적어도 하나의 습식 세척 단계, 및 적어도 하나의 정제 단계를 포함하는 연속 공정에 의해, 상기 그렇게 생성된 미정제 바이오디젤을 정제된 바이오디젤로 전환시키는 단계;를 포함하는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.
제 32 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이오디젤의 연속 제조 방법은, 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 기재된 바와 같은 시스템을 사용하여, 수행되는, 바이오디젤의 연속 제조 방법.