The objective of this paper was to evaluate economic feasibility of biodiesel production. Biodiesel is a diesel-fuel replacement produced from domestic renewable resources such as vegetable oils. This paper deals mainly with the income and cost data to analyze economic feasibility of biodiesel. The income of a rape farmer for biodiesel was 206,894won/10a, and it's similar to barley income. In addition a rape production for biodiesel have ancillary effect. Therefore we have to use direct payment for encouraging the production and use of biodiesel.
Biodiesel (fatty acid alkyl esters), which is produced from sustainable resources such as vegetable oil, animal fat and waste oils, have used to as substitutes for petro-diesel. In this study, we investigate the performance of 30 L and 300 L pilot-scale biodiesel production system using alkali-catalyst transesterification from soybean oil and rapeseed oil produced at Jeju island in Korea. The 30 L-scale biodiesel production was performed to in the condition of reaction temperature $65^{\circ}C$, catalyst amount 1% (w/w) and oil to methanol molar ratio 1 : 8. At that reaction condition, the fatty acid methyl ester contents of product are above 98% within reaction time 30 min. Also, the conversion yield of over 98% was obtained in 300 L-scale biodiesel production system using rapeseed oil and soybean oil. The quality of biodiesel produced from reaction system was satisfied to recommended quality standard of Korea. Our results may provide useful information with regard to the scale-up of more economic and efficient biodiesel production process.
Biodiesel is renewable, eco-friendly, clean burning diesel replacement that is consisted of short chain alkyl ester. Biodiesel is derived from the transesterification of vegetables oils or animal fats with alcohol. The process has some technical problems that must be resolved to reduce the high operation cost. Eco-friendly physical technologies by using microwave have successfully improved the transesterification for biodiesel production. This paper attempts to extensively review microwave-assisted technology for biodiesel production. Additionally, different types of catalyst for biodiesel production have been summarized. It is concluded that the microwave-assisted technique improves the reaction rate significantly in comparison with conventional methods. Therefore it can be a suitable method of reducing the reaction time and can also decreases the cost of biodiesel production.
Biodiesel is a non-polluting and non-toxic energy source that can replace conventional diesel. However, the higher production cost and raw material scarcity became challenges that obstruct the commercialization of biodiesel production. In the current investigation, fried cooking oil is used for biodiesel production in a hydrodynamic cavitation reactor, thus enhancing raw material availability and helping better waste oil disposal. However, due to the cavitation effect inside the reactor, the hydrodynamic cavitation reactor can give biodiesel yield above 98%. Thus, the use of orifice plates (having a different number of holes for cavitation) in the reactor shows more than 90% biodiesel yield within 10 mins of a time interval. The effects of rising temperature at different molar ratios are also investigated. The five-hole plate achieves the highest yield for a 4.5:1 molar ratio at 65℃. And the similar result is predicted by the response surface methodology model; however, the optimized yield is obtained at 60℃. The investigation will help understand the effect of hydrodynamic cavitation on biodiesel yield at different molar ratios and elevated temperatures.
기존 화석연료를 대체할 수 있는 수송연료로서 바이오 디젤은 유해물질 배출을 줄일 수 있어 친환경 에너지로 기대를 모으고 있다. 바이오디젤 관련 기술 개발 방향을 설정하고 제도적 지원을 위해서는 바이오 디젤의 친환경 특성 및 경제성 등에 대한 보다 정량적이고 정성적인 평가가 필요하며, 바이오디젤 생산과정에서 지구 온난화 지수, 에너지소비, 생산비용, 생산기술 및 feedstock에 대한 LCA 분석 연구를 통해 보다 체계적인 환경 및 경제성 평가가 가능하였다. Feedstock에서부터 연료사용에 이르기까지의 바이오 디젤 LCA 평가와 관련한 많은 연구에서 feedstock 생산과정의 온실가스 배출량과 에너지 소비가 전체 환경 및 경제성 평가 수치의 50-80% 범위를 차지하여, 가장 큰 주요 기여 인자가 되었다. 경제성 측면에서는 초임계 메탄올 공정을 이용하여 폐식용유로부터 바이오디젤을 생산하는 과정이 현실적으로, 기술적으로 가장 유리하였다. 향후, 바이오 연료 시장을 보다 확장하고 보다 광범위하게 사용하기 위해서는 바이오디젤의 물성개선을 비롯하여 원료에 대한 식량과의 논쟁을 피하기 위한 지속가능한 원료확보 관련 연구도 수행되어야만 할 것이다.
In this paper, we analysed fatty acid methyl ester contents in the biodiesel which is produced from the newly developed biodiesel production equipment. The lard oil was used as the raw material through various experimental conditions. Thirty one experiments were conducted, which were based on the experimental conditions that designed by central composite design method. The effects of four independent variables, including reaction temperature, reaction time, oil to methanol molar ratio, and catalytic amount, were investigated at five levels using central composite design (CCD). Fatty acid methyl ester content was chosen dependent variable. Although the results of analysis of the surface with an irregular surface geometry showed that the biodiesel was partially impure after the reaction due to the natural characteristics of the lard oil as the raw material, we could confirm the relationship between them from the facts that the production amount of fatty acid methyl ester changes according to reaction temperature, reaction time, oil to methanol molar ratio, and catalytic amount.
In this study, the enzymatic process for biodiesel production was optimized using a mixture of immobilized Rhizopus oryzae and Candida rugosa lipases. The optimal temperature and agitation speed for biodiesel production were $45^{\circ}C$ and 300 rpm, respectively. The optimal ratio of R. oryzae and C. rugosa lipases in the mixture was 3:1 (w:w). When 3 mmol of methanol was the initial reaction medium and 3 mmol of methanol was added every 1.5 h during biodiesel production, biodiesel conversion was over 98% at 4 h. In addition, when the immobilized lipase mixture was reused, biodiesel conversion exceeded 80% after 5 reuses.
Biodiesel is methyl and ethyl esters of long-chain fatty acids produced from vegetable oils or animal fats. Lipase enzymes have occasionally been used for the production of this biofuel. Recently, biodiesel production using immobilized lipase has received increased attention. Through enhanced stability and reusability, immobilized lipase can contribute to the reduction of the costs inherent to biodiesel production. In this study, methanol-tolerant lipase M37 from Photobacterium lipolyticum was immobilized using the cross-linked enzyme aggregate (CLEA) method. Lipase M37 has a high lysine content (9.7%) in its protein sequence. Most lysine residues are located evenly over the surface of the protein, except for the lid structure region, which makes the CLEA preparation yield quite high (~93%). CLEA M37 evidences an optimal temperature of $30^{\circ}C$, and an optimal pH of 9-10. It was stable up to $50^{\circ}C$ and in a pH range of 4.0-11.0. Both soluble M37 and CLEA M37 were stable in the presence of high concentrations of methanol, ethanol, 1-propanol, and n-butanol. That is, their activities were maintained at solvent concentrations above 10% (v/v). CLEA M37 could produce biodiesel from olive oil and alcohols such as methanol and ethanol. Additionally, CLEA M37 generated biodiesel via both 2-step methanol feeding procedures. Considering its physical stability and reusability, CLEA M37 may potentially be used as a catalyst in organic synthesis, including the biodiesel production reaction.
Singh, Deepak;Kumar, Veerendra;Sandhu, S.S.;Sarma, A.K.
Advances in Energy Research
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제4권3호
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pp.189-202
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2016
This work emphasized optimum production of biodiesel using non-edible Prunus armeniaca (Bitter Apricot) oil via transesterification collected from the high altitude areas of Himachal Pradesh, India. In this study the author produced biodiesel through the process of transesterification by using an alkali catalyst with alcohol (methanol and ethanol), under the varying molar ratio (1:6, 1:9, 1:12), variable catalyst percentage (1% and 2%) and temperature ($70^{\circ}C$, $75^{\circ}C$, $80^{\circ}C$, $85^{\circ}C$). Furthermore, a few strong base catalysts were used that includes sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium metal and freshly prepared sodium methoxide. After screening the catalyst, response surface methodology (RSM) in connection with the central composite design (CCD) was used to statistically evaluate and optimize the biodiesel production operation using NaOH as catalyst. It was found that the production of biodiesel achieved an optimum level biodiesel yield with 97.30% FAME conversion under the following reaction conditions: 1) Methanol/oil molar ratio: 1:6, 2) Reaction time: 3h, 3) Catalyst amount: NaOH 2 wt. %, and 4) Reaction temperature: $85^{\circ}C$. The experimental results showed that the optimum production and conversion of biodiesel through the process of transesterification could be achieved under an optimal set of reaction conditions. The biodiesel obtained showed appropriate fuel properties as specified in ASTM, BIS and En- standards.
바이오디젤은 신재생연료이면서 환경 친화적인 수송용 액상 바이오연료이다. 곤충은 새로운 바이오디젤 원료로 여겨지고 있다. 특히, 동애등에는 높은 지질을 함유하고 있어 재생가능한 바이오디젤 원료이다. 동애등에 유래 바이오디젤은 포화지방산 함량이 높고 다불포화지방산 함량이 낮아 품질이 좋은 바이오디젤을 만들 수 있다. 동애등에 유래 바이오디젤은 EN 14214의 대부분 품질기준을 만족한다. 동애등에는 기존의 식물성 원료, 미세조류에 비해 지질 수율이 높아 바이오디젤 생산성이 높다. 본 논문에서는 곤충 유래 바이오디젤의 전반적인 생산 방법과 품질 특성에 대해 서술하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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