초록
균질계 염기촉매를 이용한 바이오디젤을 생산하기 위한 전이에스테르화 반응의 원료유지 중에 유리지방산이 과다하게 존재하게 되면 유리지방산이 염기촉매와 결합하여 지방산 염 (비누)을 생성하여 상당량의 염기촉매를 소비하게 되어 촉매 투여량의 증가를 가져오게 된다. 또한 생성된 지방산 염 (비누)은 바이오디젤과 글리세롤의 상분리를 어렵게 하여 바이오디젤의 후처리 공정과 생산에 문제점을 야기시킨다. 따라서, 원료유지 내의 유리지방산은 균질계 염기촉매를 이용한 바이오디젤 생산공정에서는 원료중의 유리지방산은 반드시 제거되어야 한다. 본 연구에서는 원료유지에 고농도로 함유된 유리지방산을 제거하기 위하여 촉매로 ferric sulfate를 대상으로 전처리 공정을 수행한 결과 높은 유리지방산 (20%)을 함유하고 있는 모사 유지에서도 다른 이온교환수지에 비하여 우수한 성능을 얻었다. Ferric sulfate의 첨가량이 증가할수록, 메탄올의 첨가량이 증가할수록 유리지방산의 제거율이 증가하였다. 특히, ferric sulfate는 유지에 대해 낮은 용해성을 가지고 있어 반응 후 반응물로부터 쉽게 분리할 수 있고, ashing process를 통하여 재생이 가능하므로 원료유지의 전처리에 유용하게 적용할 수 있으리라 판단된다.
Fatty acid methyl esters, also referred to as biodiesel, have been determined to have a great deal of potential as substitutes for petro-diesel. In order to enhance productivity in the biodiesel production process, feedstocks were previously recommended to be anhydrous, with a free fatty acid content of less than 0.5%. In this study, the effects of several catalysts, methanol molar ratio, catalyst amount, and reaction time on the reduction of free fatty acid level were studied with a simulated feedstock consisting of 20% oleic acid in rapeseed oil. Ferric sulfate was selected as the best catalyst. Increasing the catalyst amount and methanol molar ratio is very effective in decreasing the acid value of the simulated mixture. Our results may provide useful information with regard to the development of more economic and efficient free fatty acid removal system.
