Amberlyst-15를 이용한 자트로파 오일의 에스테르화 반응 최적화 및 바이오디젤 생산

최종두; 김덕근; 박지연; 이영우; 이진석

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최종두 (한국에너지기술연구원) 김덕근 (한국에너지기술연구원) 박지연 (한국에너지기술연구원) 이영우 (충남대학교 화학공학과) 이진석 (한국에너지기술연구원)

저널정보: 한국화학공학회 화학공학 화학공학 제46권 제1호

발행연도: 2008.1

수록면: 194 - 199 (6page)

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본 연구에서는 자트로파 오일로부터 바이오디젤을 생산하는데 적합한 유리지방산의 에스테르화 조건을 검토하였다. 자트로파 오일의 초기 산가는 11.5 mg KOH/g으로, 알칼리 촉매를 적용한 직접 전이에스테르화 공정은 바이오디젤 수율이 낮은 문제가 있어 유리지방산을 산촉매를 사용하여 에스테르화 후 전이에스테르화하는 2단계 반응공정의 적용이 필요하였다. 전처리 공정에 적합한 고체 산 촉매를 도출하기 위해 4가지 고체 산 촉매에 대한 성능 비교 연구를 수행하였으며 Amberlyst-15를 최적 촉매로 선정하였다. Amberlyst-15를 사용한 반응표면분석법(response surface method, RSM)에 의해 구한 최적 전처리 반응조건은 메탄올 6.79%, 촉매 17.14%로, 산가가 0.7 mgKOH/g으로 감소하였다. 전처리 후 알칼리 촉매 KOH를 이용한 전이에스테르화 반응을 가압 회분식 반응기에서 수행하여 바이오디젤을 생산하였다. 그 결과 지방산 메틸 에스터(fatty acid methyl ester, FAME) 함량 97.35%를 비롯하여 산화 안정성 8.17 h, 총 글리세롤 함량 0.125%, 저온필터막힘점(cold filter plugging point, CFPP) $0^{\circ}C$ 등으로 나타났으며 주요 바이오디젤 품질규격을 모두 만족하였다.

#Biodiesel #Esterification #Transesterification #Jatropha Oil #Amberlyst-15

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