미강으로부터의 바이오디젤 생산을 위한 전처리공정 및 반응표면법에 기반한 최적화 연구 = Studies on the pretreatment and response surface methodology based optimization for the production of biodiesel from rice bran
Biodiesel is an alternative and renewable energy that has received considerable attention in recent years. Its primary feed stock is vegetable oils, animal fats or waste oils. There is still other low-cost raw materials that contain large amounts of free fatty acid which is converted to biodiesel through transesterification.
In this study, rice bran was selected as a potential candidate for biodiesel production. Rice bran was used as a non-expensive, renewable bioresource for biodiesel production. Rice bran is a by-product of the rice milling process and is produced around 390,000 ton/year in South Korea. First, a pilot-scale oil mill was developed to produce crude oil from raw rice bran. The pretreatment of the oil was then investigated for the production of high-quality biodiesel in the subsequent processes. Especially, the large amounts of free fatty acids were lowered as they would react with an alkali catalyst to produce soaps that inhibit the reaction. Finally, three key operational parameters- temperature, the amount of catalyst and methanol concentration-were selected and their individual and mutual effects on biodiesel production were investigated in a batch system. A Box-Behnken design and response surface methodology (RSM) were employed to determine the optimum conditions for enhanced biodiesel production. The experimental results showed that the RSM with the Box-Behnken design was a useful tool for achieving a high rate of biodiesel production from rice bran oil.
As a result, crude rice bran oil was successfully pretreated to remove phosphorus (Degumming) and free fatty acid (Deacidification) contents below 0.5%. At the optimum conditions of temperature 45℃, oil to methanol molar ratio 1:7.5 and catalyst (KOH) content 1.20%(w/w), a high FAME (Fatty Acid Methyl Ester) conversion of 97.3% would be achieved.
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