Greenleaf, 바이오디젤 생산 안전성 및 효율성을 위한 기초 확립

Greenleaf, 바이오디젤 생산 안전성 및 효율성을 위한 기초 확립

Gus Kellogg, Rahul Bobbili, Dianna Overmyer

Greenleaf Biofuels는, 트럭, 철도, 바지선, 심해 선박 등 운송 지점에 대한 접근 용이성 증진을 위해, 미국 코네티컷 주 New Haven Harbor의 연료 저장 탱크팜(tank farm: 저장용 탱크 집합 시설) 내에 바이오디젤 생산 시설을 구축했습니다.
Greenleaf Biofuels 사는 최근 New Haven 시설에서 바이오디젤 연료를 생산하기 시작하였고, 이 시설이 완전하게 가동을 시작한다면 연간 1천만 갤런에 달하는 바이오디젤을 생산할 것이라고 예상하고 있습니다.
바이오디젤은, 식물/조류 기름을 포함하는 다수의 육생/수생 유기 물질은 물론, 폐기된 식물성 기름이나 동물성 지방, 재활용 요리 기름과 같은 상업/산업 폐기물을 가공하여 만들어 낼 수 있습니다.
상당한 시간이 소요된 연구 조사 기간 이후, Greenleaf Biofuels는 New Haven Harbor에 위치한 연료 저장 탱크팜 내에 비용 효과적인 중간 규모의 바이오 연료 생산 시설을 축조하기로 결정하였으며, 이는 트럭, 철도, 바지선, 심해 선박 등의 운송 지점에 대한 접근 용이성을 부여하기 위한 선택이라 할 수 있습니다. Greenleaf는 일차적으로 보스턴에서 뉴욕시까지 산재해 있는 식당 및 식품 제조업체에서 트럭으로 수거한 폐식용유를 사용할 계획에 있지만, New Haven Harbor의 위치적 장점에 힘입어 이외에도 다양한 원료 공급 방법을 모색할 수 있을 것으로 보입니다.
부가적으로, New Haven Harbor 시설은 중요 가정 난방유 물류 허브로서 Greenleaf의 바이오디젤 제품의 전략적 입지 강화에도 일조하여, 이를 통해 지역 업체 및 주민들에게 연간 대략 4억 갤런의 난방용 기름을 공급할 수 있습니다.

 

바이오디젤 생산 공정
현재, 바이오디젤의 생산에 가용한 배치(batch)/연속 주입 기술 대안은 꾸준히 증가하고 있습니다. 그 중에서도, 폐유 및 동물 지방에서 버진 오일까지 광범위한 공급 원료의 처리가 가능한, 산성 에스테르화와 기초 에스테르 교환 반응이 각광받는 중입니다. 다양한 기술 방법 평가를 거쳐, Greenleaf Biofuels는 JatroDiesel 사에서 개발한 완전 연속 주입 바이오디젤 생산 기술을 선택하게 되었습니다.
JatroDiese의 공정은 공급원 건조에서 시작하여, 메탄올과 황산을 사용해 유리지방산을 메틸 에스테르로 변환하는 산성 에스테르화가 진행됩니다. 이 메틸 에스테르는 2단계 에스테르 교환 반응을 통해 고중성지방이 바이오디젤과 글리세린으로 변환됩니다. 그 후, 글리세린과 여분의 메탄올은 바이오디젤에서 제거되고, 정제를 거쳐, 공정에 재사용될 수 있도록 다시 순환됩니다.
바이오디젤은 마그네슘 규산염 기반 화합물을 사용해 글리세린(비누)의 미량까지 완전히 제거한 뒤, 최종 필터를 통과해 완제품 저장소로 투입되는 것으로 공정이 마무리됩니다.

 

규제 준수 이상의 책무 수반
Greenleaf Biofuels는 공정 거점으로 New Haven 항만 지역을 결정함으로써 무수한 유통/운송 선택권을 전략적으로 갖출 수 있었지만, 중대한 책임감 역시 더불어 부가되었습니다. 아래는, Greenleaf에서 지역, 주, 연방 규정을 따라 실시한 내역입니다.
ㆍ 전체 공정 구역 보호를 위해 설계된 고용량 살수 건물 소화 장치 시스템
ㆍ 전체 공정 구역 전반의 신선한 공기 흐름을 위해 설계된 건물 환기 시스템
ㆍ 메탄올 트럭 하역 및 탱크팜 구역을 보호하기 위해 설계된, 발포형 화재 진화 시스템
ㆍ 고정 배선 안전 계측 시스템
ㆍ 위험 지역 사용에 적합한 전자/전기 장치
추가 공정 보호 수단에는, 안전하고 효율적인 바이오디젤 생산을 유지하도록 작업자 지원을 위해 설계된 지속적 작업자 훈련 및 견고한 공정 제어 시스템이 포함됩니다.
Greenleaf 인력에게 적시의 정확한 공정 정보를 이해가 간편하고 사용이 손쉬운 그래픽 화면으로 제시하기 위해, 에머슨 프로세스 매니지먼트 DeltaV 관리자 스테이션은 HCD(인간 중심 설계) 관행 및 DeltaV 디지털 자동화 시스템에 내장된 표준 발전기(dynamo)를 사용해 구현되었습니다. 군사/국제 표준을 기반으로 하는 HCD 그래픽 화면의 예시는, 다음과 같습니다.

JatroDiesel의 공정은 공급 원료 건조로 시작해, 에스테르화를 거칩니다. 위의 화면에서는, 백색의 공급 원료 건조기 및 에스테르화 건조기, 갈색의 바이오디젤 건조기 및 글리세린 건조기, 각 건조기의 재가열기(회색, 녹색)를 볼 수 있습니다.

메틸 에스테르는 2단계 에스테르 교환 반응을 통해 고중성지방이 바이오디젤과 글리세린으로 변환됩니다. 글리세린과 여분의 메탄올은 공정에 재사용될 수 있도록 다시 순환됩니다.
바이오디젤은 마그네슘 규산염 기반 화합물을 사용해 글리세린(비누)의 미량까지 완전히 제거한 후, 최종 필터를 통과해 완제품 저장소로 투입됩니다.

자료제공: 한국 에머슨 프로세스 매니지먼트

'현재, 바이오kD의 생산에  가용한 배치(batch)/연속 주입
기술 대안은 꾸준히 증가하고 있습니다. 그 중에서도, 폐유 및
동물 지방에서 버진 오일까지 광범위한 공급 원료의 처리가
가능한, 산성 에스테르화와 기초 에스테르 교환 반응이
각광받는 중입니다'

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - Greenleaf, 바이오디젤 생산 안전성 및 효율성을 위한 기초 확립