[화학공학실험] 바이오디젤
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- 목차
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차 례
1. 서 론
2. 이론적 배경
2. 1 바이오디젤
2. 1. 1 바이오디젤의 정의
2. 1. 2 바이오디젤의 사용현황
2. 1. 2. 1 해외 연구개발 동향
2. 1. 2. 1 국내 현황
2. 1. 3 바이오디젤의 장단점
2. 1. 3. 1 장점
2. 1. 3. 2 문제점
2. 1. 4 바이오디젤의 특징
2. 1. 5 반응 메커니즘
2. 1. 6 바이오디젤의 생산
2. 1. 7 바이오디젤의 생산공정
2. 2 바이오디젤 공정에 영향을 미치는 인자들
2. 2. 1 염기성촉매
2. 2. 2 산성촉매
2. 2. 2 초임계상태
2. 2. 3 기타인자
2. 3 Gas Chromatography
2. 3. 1 GC의 특성
2. 3. 2 GC의 구성
2. 3. 2. 1 이동상
2. 3. 2. 2 시료 주입부
2. 3. 2. 3 분리관
2. 3. 2. 4 고체지지대
2. 3. 2. 5 액체정지상
2. 3. 2. 6 온도조절
2. 3. 2. 7 검출기
2. 3. 3 시료의 분리 및 분석
2. 3. 4 CG의 종류
2. 3. 5 CG의 용도
2. 3 바이오디젤의 Conversion계산
3. 실험방법
3. 1 실험장치 및 시약
3. 1. 1 반응장치
3. 1. 2 분리장치 - 원심분리기
3. 1. 3 분석장치
3. 1. 4 시약8
3. 1. 4. 1 대두유
3. 1. 4. 2 메탄올
3. 1. 4. 3 KOH
3. 2 실험방법
3. 2. 1 실험에 필요한 기구 및 시약
3. 2. 2 실험 과정
3. 2. 3 측정 항목
References
- 본문내용
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(3) 마이크로에멀션법(Microemulsion)
마이크로에멀션법은 식물유를 바이오디젤로 직접 사용할 경우 식물유의 고점도에 따른 연료분사 문제를 해결하기 위한 방법으로, 식물유와 함께 페트로디젤, 에탄올 및 부탄올로 혼합하여 1~150nm의 콜로이드성 분산연료를 얻는 방법으로 조제된 연료는 세탄가 34.7로 200h EMA(Engine Manufactures Association) 시험에 통과되었지만 근본적인 해결방법은 나오지 않고 있다.
(4) 전이에스테르화법(Trans esterification)
바이오디젤을 상업적 규모로 생산하는 방법으로는 주로 전이에스테르화 공정이 사용되고 있으며, 식물성 유지와 동물성 지방을 알칼리 촉매, 산 촉매 또는 효소 촉매 존재하에서 메탄올로 전이에스테르화하여 지방산 메일테스테르와 글리세린을 얻고, 생성된 글리세린을 원심분리하여 고순도의 지방산 메틸에스테르를 얻는 방법이다 [Figure 2. 7]. 여기에서 사용되는 알칼리 촉매로는 Sodium hydroxide와 Potassium hydroxide가 있으며, 부산물의 분리와 처리가 용이한 Potassium hydroxide가 더 경제적으로 평가된다. 그러나 수분과 유리 지방산의 함량이 높은 유지를 사용할 경우에는 알카리 촉매가 유리 지방산과 금속염을 형성하여 메톡시 이온이 불활성화 되므로 황산과 같은 산 촉매를 사용해야 한다.
Figure 2. 7 바이오디젤의 제조 프로세스
2. 1. 5 바이오디젤의 생산공정
Bio Diesel 제조 공정은 초임계 반응 연속공정 시스템으로 5단계로 구성된다.
(1) 폐식용유 + 메탄올(+촉매)을 혼합하여 반응기로 공급하는 저장/혼합공정
(2) 혼합물질을 온도와 압력 및 초음파에너지를 가하여 에스테르화 반응을 하는 반응공정
(3) 반응물질(바이오디젤+글리세린)을 감압하여 1차 추출기에서 글리세린 회수하는 공정
(4) 글리세린을 추출한 바이오디젤을 중화한 다음 여과 및 알코올을 회수하는 중화/여과/회수 공정
(5) 최종 생산 제품을 저장/출하하는 저장/출하 공정
(6) 초임계 메탄올을 이용한 공정
- 참고문헌
-
References
[1] 대한 석유 협회
(http://www.oil.or.kr/cyberpr/briefing/briefing_result.jsp?code=FRE20051129161359708&id=briefing&keyField=&keyWord=&page=1)
[2] 화학공학 연구 정보센터
www.cheric.org/ippage/d/ipdata/2004/03/file/d200403-5-02.ppt
[3] 에너지와 인간 생활 홈페이지 (http://www.seph.com.ne.kr/biomass.htm)
[4] 고려대학교 화공생명공학과 촉매 및 반응공학 연구실
(http://catalysis.korea.ac.kr/03research/03research_01.html)
[5] 두산 세계 대 백과 사전
(http://www.encyber.com/index.html)
[6] Wikipedia, the free encyclopedia
(http://en.wikipedia.org/wiki/Bio_Diesel)
[7] SK 기술원
(http://www.skrnd.com/kor/public/public_03_01.asp?idx=25&page=1&schopt=&schtxt=)
[8] 가야에너지 홈페이지
(http://www.neoenergy.co.kr/sub2.asp)
[9] 한국 에너지 기술 연구원
(http://www.kier.re.kr/common/renew/renew_19.html)
[10] 조영화, “바이오디젤”, 한국 과학기술 정보 연구원, 2005.12
[11] John E, Smith, BIOTECHNOLOGY, 2004, 4th,
p21, 56-7, 103-5, 111-12, 105-115
[12] Reid, R. C., Prausnitz, J. M. and Sherwood, T. K., The Properties of Gases and Liquids, 3rd ed., McGraw-Hill, New York, NY(1977).
[13] Ban, H. S., Chang, S. H. and Ahn, W. S., "Alkylation of Toluene with Ethanol over a Ti-ZSM-5 Catalyst", Korean J. Chem. Eng., 40(2), 139-145(2002).
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