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WO2009093844A2 - 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법 - Google Patents

바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법 Download PDF

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WO2009093844A2
WO2009093844A2 PCT/KR2009/000315 KR2009000315W WO2009093844A2 WO 2009093844 A2 WO2009093844 A2 WO 2009093844A2 KR 2009000315 W KR2009000315 W KR 2009000315W WO 2009093844 A2 WO2009093844 A2 WO 2009093844A2
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WO
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unit
raw material
catalyst
reaction tank
valve
Prior art date
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Shin Ho Bae
Hyung Wook Park
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Individual
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    • C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C10L1/026—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for compression ignition
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Definitions

  • the present invention relates to a biodiesel manufacturing system and a control method thereof. More particularly, the present invention relates to a bio-diesel manufacturing system and a control method thereof. A diesel production system and a control method thereof.
  • biofuel a sustainable raw material produced from biomass, an organic material produced by living organisms. something to do.
  • bio raw materials include bioethanol, methanol, biodiesel, and methane gas.
  • biodiesel produced from fat or regeneration of animal or plant is used as a raw material for transportation, That is, it is most widely used as a raw material for diesel engines.
  • Such biodiesel is currently manufactured in large-scale plants in Korea and supplied to refiners.
  • the biodiesel manufacturing apparatus according to the prior art as described above is very difficult to use for personal use in a home or a restaurant, because the composition of the raw material is very complicated from the supply of the raw material to the bulky device, and its operation is also difficult. There was this.
  • the object of the present invention for solving the problems as described above is to simplify the configuration of the device to reduce the volume as well as to make the operation very easy to perform all processes from batching of raw materials to continuous and automatic batch type.
  • the present invention provides a biodiesel manufacturing system and a method of controlling the same, which reduce the working time and work process required to manufacture the biodiesel.
  • the pre-treatment unit for removing foreign matter and water contained in the supplied raw material;
  • a production unit for processing the raw material supplied after the treatment by the pretreatment unit using a catalyst;
  • a collecting unit for collecting the processed product through the manufacturing unit;
  • a control unit for controlling operations of the pretreatment unit, the production unit, and the collection unit, wherein the pretreatment unit, the production unit, and the collection unit are collected from the collection unit and the amount of raw material supplied to the pretreatment unit.
  • the amount of the product to be characterized in that it is automatically operated in a batch configuration by the control unit.
  • a control method of a biodiesel manufacturing system includes a pretreatment step of removing foreign substances such as debris and water and fatty oils contained in a raw material; By operating the second catalyst supply unit, the stirrer, the pump unit and the heating unit for a predetermined time to prepare the initial product by stirring, circulating, heating and separating the raw material containing the catalyst, and then the pump unit and heating unit for a predetermined time After the reactivation, the washing water was supplied through the third pipe to circulate, heat and separate the mixture of the initial product and the catalyst, and at the same time, the anti-saponification agent was supplied through the anti-saponification supply unit to wash the initial product. Supplying an antioxidant through a supply unit and operating a blower unit together with the pump unit and the heating unit for a predetermined time to dry the final product; And a collection step of collecting the final product into a container.
  • the configuration of the device is simple, small in volume, and all processes are performed automatically from the administration of raw materials, making it easy to use for personal use at home or in a restaurant.
  • Safety is excellent because the power is automatically cut off in case of wiring defect or other abnormality between device components.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a biodiesel manufacturing system according to the present invention.
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing apparatus of a biodiesel manufacturing system according to the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing the electrical connection between the configuration of the biodiesel manufacturing system according to the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a biodiesel manufacturing system according to the present invention.
  • 5 to 8 is a flow chart showing a control method of the biodiesel manufacturing system according to the present invention.
  • pretreatment unit 110 pretreatment unit
  • heater 114 oil and water separation wall
  • first outlet 116 first level sensor
  • first pipe 118 first opening and closing valve
  • heating unit 207 blower unit
  • lid 213 by-product reservoir
  • collector 310 container
  • Biodiesel manufacturing system comprises a pre-treatment unit for removing foreign substances and water contained in the supplied raw material; A production unit for processing the raw material supplied after the treatment by the pretreatment unit using a catalyst; A collecting unit for collecting the processed product through the manufacturing unit; And a control unit for controlling operations of the pretreatment unit, the production unit, and the collection unit, wherein the pretreatment unit, the production unit, and the collection unit are collected from the collection unit and the amount of raw material supplied to the pretreatment unit.
  • the control unit for controlling operations of the pretreatment unit, the production unit, and the collection unit, wherein the pretreatment unit, the production unit, and the collection unit are collected from the collection unit and the amount of raw material supplied to the pretreatment unit.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a biodiesel manufacturing system according to the present invention
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing apparatus of a biodiesel manufacturing system according to the present invention
  • Figure 3 is a configuration of a biodiesel manufacturing system according to the present invention
  • 4 is a block diagram illustrating a biodiesel manufacturing system according to the present invention
  • FIGS. 5 to 8 are flowcharts illustrating a control method of the biodiesel manufacturing system according to the present invention.
  • the biodiesel manufacturing system according to the present invention is largely composed of the pre-processing unit 100, the manufacturing unit 200 and the collecting unit 300.
  • the pretreatment unit 100, the manufacturing unit 200, and the collection unit 300 may control the control unit 400 according to the amount of raw material supplied to the pretreatment unit 100 and the amount of the final product collected by the collection unit 300. By the batch operation automatically.
  • the principle of the raw material pretreatment technique performed by the pretreatment unit 100 is a combination of natural sedimentation method and oil and water separation method, using animal and vegetable fats and oils such as jatropha, rapeseed, rice bran or waste oil, which are commonly available in the environment. There are advantages to it. That is, consumers such as schools, restaurants and chicken houses can be directly purchased and manufactured and used as biodiesel raw materials.
  • a raw material consisting of purified animal and vegetable fats and raw materials of methanol is supplied into the pretreatment unit 100 to remove foreign substances and water contained in the raw material.
  • the pretreatment unit 100 includes a pretreatment unit 110 that receives raw materials, processes and stores the raw materials, and sends them to the manufacturing unit 100 to be described later, and the pretreatment unit 110 includes a filter ( 111, an alarm sensor 112, a heater 113, an oil / water separation wall 114, a first outlet 115, and a first water level sensor 116.
  • a filter 111, an alarm sensor 112, a heater 113, an oil / water separation wall 114, a first outlet 115, and a first water level sensor 116.
  • the filter 111 is installed at an inlet to allow the raw material for pretreatment to be supplied into the pretreatment unit 110 to filter foreign matters such as garbage contained in the raw material.
  • the alarm sensor 112 detects the raw material supplied through the filter 111 and sends a signal to the control unit 400 through a wired or wireless signal and informs the user of the raw material being supplied.
  • the alarm sensor 112 is preferably disposed at an appropriate position under the filter 111 that can be directly contacted at the same time the raw material is supplied, that is, the raw material is supplied.
  • the alarm sensor 112 also serves to smoothly replenish the raw material when there is no raw material for processing in the pre-treatment unit 110.
  • the heater 113 serves to heat the inside of the raw material and the pretreatment unit 110 by the control of the controller 400 receiving the raw material supply signal from the alarm sensor 112.
  • the heater 113 is installed at an appropriate position inside the pretreatment unit 110 to prevent the phenomenon that the raw material is cooled in winter by heating the supplied raw material, and the operation corresponds to the temperature inside the pretreatment unit 110. It is desirable to make it so that it can be adjusted automatically.
  • the heater 113 may be installed directly under the filter 111 to which the raw material is supplied, so that the supplied raw material may be heated to a predetermined temperature.
  • a separate temperature sensor (not shown) is provided in the pretreatment unit 110 so that the heater 113 is operated by the controller 400 by measuring the temperature therein.
  • the oil / water separation wall 114 is installed at a predetermined height inside the pretreatment unit 110 to separate sediment and water from raw materials through a natural precipitation method by specific gravity.
  • the precipitate and the water separated by the oil / water separation wall 114 as described above are discharged to the outside of the pretreatment unit 110 through the first outlet 115.
  • the raw material from which the sediment and the water are separated is moved to the manufacturing unit 200 through the first pipe 117 according to the operation of the raw material transfer pump (not shown).
  • the first water level sensor 116 is supplied into the pretreatment unit 110 to sense the pre-processed raw material, and sends a signal according to whether the raw material is detected by the control unit 400 in real time to be described next 1 allows the operation of the shut-off valve 118 to be controlled.
  • the first opening / closing valve 118 when the raw material pretreated at the highest point of the first water level sensor 116 (which can be set to an appropriate position under the intention of the user) is not detected, the first opening / closing valve 118 does not operate so that the raw material does not move. On the contrary, when sensing the pretreated raw material at the position of the highest point, the first opening / closing valve 118 is opened to allow the raw material to move to the manufacturing unit 200.
  • the first water level sensor 116 detects a raw material supply in the pretreatment unit 110 at its highest point
  • the first pipe 117 is opened by the first opening / closing valve 118 controlled by the controller 400.
  • the raw material is supplied to the manufacturing unit 200 through.
  • the check valve 117-1 for preventing the backflow of the raw material is provided on the first pipe 117.
  • the pretreatment unit 110 is provided with a first catalyst supply unit 120 for storing the catalyst and supplying the catalyst to the manufacturing unit 200 outside the pretreatment unit 110, and at the same time the pretreated raw material is supplied to the manufacturing unit 200 and the catalyst is supplied. It could be.
  • the catalyst is preferably potassium hydroxide or sodium hydroxide.
  • the catalyst since the raw material may be cooking oil that has undergone a certain refining process before being supplied into the reaction tank 201, the catalyst may be a mixed liquid of 20 L of 16.5% methanol and 140 g of 1.2% potassium hydroxide when the raw material is 120 L. Can be. However, the mixing ratio of the raw material and the catalyst may be changed depending on the intention of the user as needed.
  • the controller 400 When the first water level sensor 116 of the pretreatment unit 110 detects the raw material, the controller 400 receiving the signal operates the raw material transfer pump (not shown) and opens the first open / close valve 118 to supply the raw material.
  • the catalyst may be supplied to the manufacturing unit 200 through the second pipe 123 according to the opening of the second open / close valve 122 while being supplied to the manufacturing unit 200.
  • the check valve 121 for preventing the backflow of the catalyst is provided on the second pipe 123.
  • the second catalyst level sensor 124 is provided inside the first catalyst supply unit 120, so that the catalyst is automatically replenished through the controller 400 when there is no catalyst therein.
  • the lower portion of the first catalyst supply unit 120 is provided with a second outlet (125), so that the water or debris therein can be discharged to the outside through an appropriate classification method.
  • the catalyst through the first catalyst supply unit 120 provided in the separate pretreatment unit 100 as described above. was supplied at once in a batch.
  • the catalyst supplied through the first catalyst supply unit 120 is insufficient, and when the ratio of the raw material and the catalyst in the reaction tank 201 needs to be precisely controlled, the catalyst is supplied through the second catalyst supply unit 201. It is also possible to supply control.
  • the first catalyst supply unit 120 is to be operated by the control of the controller 400 in accordance with the ratio of the catalyst supplied from the second catalyst supply unit 202 to the raw material supplied into the reaction tank 201 It is also possible.
  • the manufacturing unit 200 is a part for processing the biodiesel that is the final product by receiving the raw materials and catalysts supplied after being processed by the pretreatment unit 100 as described above.
  • Production unit 200 for obtaining the biodiesel as shown in Figure 1 and 2, the reaction tank 201, the second catalyst supply unit 202, the saponification agent supply unit 203, the stirrer 204 ), Pump unit 205, heating unit 206, blower unit 207, third level sensor 208, specific gravity sensor 209, moisture sensor 210, drying unit 211 and antioxidant It consists of a supply unit 217.
  • the reactor 201 allows the pretreated raw material and catalyst to be administered through the inlet 215 provided thereon, and the inside of the inlet 215 is hollow.
  • the inlet 215 of the reaction tank 201 is provided with a lid 212 for opening and closing, and the lid 212 has at least one through-hole 212-1 through which steam is discharged.
  • the reactor 201 is provided with a display window 214 of the LCD (LCD) window electrically connected to the control unit 400 on the outer peripheral surface so that the operation state of the device can be expressed in letters or patterns.
  • LCD LCD
  • the second catalyst supply unit 202 serves to provide an emulsion preventing catalyst including washing water in the reaction tank 201, where the catalyst for preventing emulsion is preferably an organic acid.
  • the emulsion preventing catalyst may be 120 L of 99.5% of the organic acid.
  • the emulsion preventing catalyst may be a mixed solution of 99.5% organic acid + sulfuric acid (H 2 SO 4 ) + acetic acid.
  • the organic acid may be appropriately changed as necessary.
  • the second catalyst supply unit 202 is formed in a form in which the catalyst for preventing the emulsion is stored therein, and the reaction tank 201 through the third pipe 202-1 according to the opening of the third open / close valve 202-2. ).
  • the third check valve 202-4 for preventing the backflow of the catalyst or the washing water is preferably provided on the third pipe 202-1.
  • the third pipe 202-1 connects the reaction tank 201 and the second catalyst supply unit 202 so that the emulsion preventing catalyst including the washing water is reacted with the operation of the third open / close valve 202-2. 201).
  • the second catalyst supply unit 202 controls the control of the controller 400 according to the ratio of the catalyst supplied from the first catalyst supply unit 210 to the raw material supplied into the reaction tank 201. It is also possible to make it work.
  • the saponification preventing agent supply unit 203 is installed on one side of the upper portion of the reaction tank 201, the reaction tank (4) through the fourth pipe (203-1) by opening the fourth opening and closing valve (203-2) when the initial product is washed ( 201) It supplies saponification agent inside to prevent saponification of raw materials.
  • the anti-saponification supply unit 203 is provided with a separate fourth level sensor (203-3) so that it can be replenished when there is no anti-saponification agent inside.
  • the production unit 200 by the operation of the single anti-saponification agent in the operation to cause the operation for several times the reaction automation Made it possible.
  • the fourth check valve (203-4) for preventing the backflow of the saponification agent is preferably provided on the fourth pipe (203-1).
  • the fourth pipe 203-1 connects the saponification agent supply unit 203 and the reaction tank 201 so that the saponification agent is supplied into the reaction tank 201 according to the operation of the fourth open / close valve 203-2. .
  • the said saponification inhibitor is various acids, such as natural organic acid, acetic acid, sulfuric acid, or phosphoric acid.
  • the antioxidant supply unit 217 is installed on the other side of the reaction tank 201, the eighth pipe (217-1) by the opening of the eighth valve 217-2 after washing the initial product and before the drying is finished It serves to prevent the oxidation or freezing of the raw material by supplying an antioxidant into the reaction tank 201 through the).
  • the antioxidant supply unit 217 stores the antioxidant and the pour point strengthening agent in a non-mixed state.
  • the antioxidant when the raw material is to be stored for a long time, the antioxidant is supplied to suppress the oxidation of the biodiesel, and in the winter, the fluid point strengthening agent is supplied to strengthen the pour point to prevent the biodiesel from freezing.
  • any one of edible MTBQ (2.5-Di-tert-buthlhydroquinone) and industrial BBTQ (btbhQ) is used as the antioxidant.
  • any one of the condensation products of chlorinated paraffin and naphthalene or phenol, polyalkyl acrylate, polyalkyl methacrylate, copolymer of ethylene and vinyl acetate, and alkenyl succinate derivative may be used as the pour point strengthening agent.
  • the antioxidant supply unit 217 is provided with a separate fifth water level sensor 217-3 so that it can be replenished when there is no antioxidant therein.
  • the production unit 200 can be automated by the operation of several times by the operation of the antioxidant input in one operation can be automated It was made.
  • the eighth check valve (217-4) for preventing the backflow of the antioxidant is preferably provided on the eighth pipe (217-1).
  • the stirrer 204 is detachably installed at the lower portion of the lid 212 and serves to uniformly mix the raw material, the catalyst, the saponification agent, and the antioxidant through agitation.
  • the stirrer 204 is a biaxial motor 204-1 fixedly mounted to the lower portion of the lid 212, and a rotating shaft 204-2 which is rotated and detachably mounted according to the rotation of the motor 204-1. ) And wings 204-3 which are attached to the rotating shaft 204-2 and stir the mixture.
  • the stirrer 204 is operated under the control of the controller 400 according to the filling state of the raw material mixture in the reaction tank 201 sensed by the water level sensor 208.
  • the pump unit 205 has a circulation pipe 205-1 for connecting the discharge portion and the upper portion of the lower portion of the reaction tank 201 and the first pump 205-2 installed on the circulation pipe 205-1. Equipped.
  • the pump unit 205 serves to continuously circulate a mixture of a raw material, a catalyst, a saponification agent, and an antioxidant in the reaction tank 201 as necessary.
  • the upper end of the circulation pipe 205-1 is preferably provided with a spray nozzle 205-3 so that any one of the initial product, the mixture, and the final product is sprayed at a predetermined angle toward the inside of the reaction tank 201. Do.
  • the heating unit 206 is provided inside the reactor 201 to serve to heat any one of the raw material mixture, the initial product and the final product to a constant temperature.
  • the heating unit 206 of the method of directly heating any one of the initial product, the mixture, and the final product may be made in various shapes to obtain the best heating effect.
  • the blower unit 207 is composed of a motor 207-1 mounted on an upper portion of the reaction tank 201 and a fan 207-2 rotated by the motor 207-1, and inside the reaction tank 201.
  • the steam generated in accordance with the processing of the raw material serves to discharge to the outside through the through hole (212-1) of the lid (212).
  • the third water level sensor 208 is composed of a plurality of contacts 1 to 4 so that raw material input amount, catalyst input amount, by-product or final product biodiesel production amount, and wash water inflow amount may appear. To make it possible.
  • the third water level sensor 208 recognizes the raw material introduced into the reaction tank 201 through the first pipe 117 by the first opening / closing valve 118
  • the first opening / closing valve 118 may be closed.
  • the contact 1 and the catalyst which is introduced into the reaction tank 201 through the second pipe 123 by the second on-off valve 122 are recognized so that the second on-off valve 122 can be closed.
  • Recognition of the wash water introduced into the reaction tank 201 through the pipe 202-1 is provided with a contact 4 to close the third on-off valve 202-2.
  • the specific gravity sensor 209 serves to provide the specific gravity information of the mixture and the specific gravity information of the discharged water after washing to the control unit 400, and the control unit 60 is a by-product detected by the specific gravity detection sensor 209 (eg For example, when the specific gravity information of glycerin is in the range of 0.5 g / cm 3 to 1.0 g / cm 3, which is a predetermined by-product specific gravity value, the sixth opening / closing valve 213-2 is turned on and the specific gravity information of the by-product is preset by weight. When the value is out of the control, the sixth on / off valve 213-2 is turned off.
  • the sixth on / off valve 213-2 is turned on and the by-product storage unit 6 through the sixth pipe 213-1 ( 213).
  • the sixth pipe 213-1 connects the reaction tank 201 and the by-product storage 213 so that the by-product separated from the raw material containing the catalyst is operated by the sixth opening / closing valve 213-2. To be supplied).
  • an additional alarm sensor 213-3 is provided inside the by-product storage 213 so that the by-product can be reprocessed by generating an alarm when the by-product reaches a level higher than an appropriate level.
  • the sixth check valve 213-4 for preventing backflow of by-products is provided on the sixth pipe 213-1.
  • the moisture sensor 210 serves to provide the moisture information of the final product to the controller 400, the controller 400 is dried when the moisture information detected by the moisture sensor 210 is greater than the predetermined moisture value.
  • the fifth on-off valve 211-2 is turned on to maintain the state of execution, and when the moisture information is equal to or less than the predetermined moisture value, the execution of the dry state is terminated and the fifth on-off valve 211-2 is turned off. To control.
  • the discharge water is discharged through the fifth pipe 211-1 by turning on the fifth on / off valve 211-2. 211).
  • the fifth pipe 211-1 is connected to the lower portion of the reaction tank 201 to allow the discharged water separated from the mixture to be moved to the drying unit 211 according to the operation of the fifth open / close valve 211-2.
  • the drying unit 211 has a heater 211-3 therein to serve to discharge the discharged water discharged from the reaction tank 201 to the outside.
  • the fifth check valve (211-4) for preventing the backflow of the discharged water is preferably provided on the fifth pipe (211-1).
  • the waste water or the wash water discharged through the reaction tank 201 of the manufacturing unit 200 is gasified through the drying unit 211 so that the waste water is not discharged to the outside as it is.
  • the heating unit 211-3 of the drying unit 211 may be operated at the same time according to the opening of the fifth on-off valve 211-2 by the control unit 400.
  • the final product manufactured by the reaction tank 201 of the manufacturing unit 200 is connected to the reaction tank 201 and the product collection unit 300, but the seventh pipe (300-1) having a seventh opening and closing valve (300-2) It is discharged to the collecting unit 300 through).
  • the on or off of the third to seventh on / off valves 300-2 may be automatically controlled by the controller 400 according to a preset mode.
  • the seventh check valve (300-4) for preventing the back flow of the final product is preferably provided on the seventh pipe (300-1).
  • the collection unit 300 serves to collect the final product processed through the manufacturing unit 200.
  • the collection unit 300, the pre-treatment unit 100 and the production unit by sensing the amount of the product stored in the container 310 and the product stored in the container 310, the reaction tank 201
  • the final product collected in the container 310 is moved according to the operation of the second pump 332, but is moved along the ninth pipe 331 by opening the ninth open / close valve 335.
  • the discharge unit 330 is a flow rate meter 334 for measuring and displaying the flow rate of the final product to move along the micro filter 333 and the ninth pipe 331 to remove the foreign matter contained in the discharged final product ) Is provided.
  • control unit 400 serves to automatically control the operations of the preprocessing unit 100, the manufacturing unit 200, and the collecting unit 300.
  • control unit 400 is preset so that the pretreatment unit 100, the manufacturing unit 200, and the collection unit 300 proceed sequentially, and thus, the pretreatment unit 110 and the first catalyst supply according to the preset method.
  • each device is provided with a safety device.
  • the amounts in each of the control unit ( 400, the reaction tank 201 of the manufacturing unit 200 is not operated.
  • the heater 113 inside the raw material container of the pretreatment unit 110 is turned off, and on the contrary, when the operation of the reaction tank 201 is completed, the heater 113 is heated again to heat the inside of the raw material container. Is maintained at a predetermined temperature. That is, the power for maintaining the temperature of the raw material container can be automatically controlled through the control unit 400 according to the operation of the reaction tank 201.
  • the drying process in the manufacturing step may be automatically turned off when the internal moisture is less than the reference set value according to the operation of the moisture sensor 210 in the reaction tank 201 and automatically turned on when more than that. So that the control is performed by the control unit 400.
  • the heater 113 in the pretreatment unit 110 and the heater unit 206 in the reactor 201 are controlled by the controller 400 to be automatically turned on or off according to the temperature of each inside.
  • the washing process in the reactor 201 is controlled by the control unit 400 so that it can be automatically repeated when it is determined that foreign matter remains above the reference value.
  • the control method of the biodiesel manufacturing system includes: a) a pretreatment step (S10) of removing foreign substances such as debris and water and fatty oils contained in a raw material; b) a step (S20) for introducing the pretreated raw material and catalyst into the reaction tank 201; c) Operating the second catalyst supply unit 202, the stirrer 204, the pump unit 205 and the heating unit 206 for a predetermined time to stir, circulate, heat and separate the raw material containing the catalyst to remove the initial product And then supplying the washing water through the third pipe 202-1 while restarting the pump unit 205 and the heating unit 206 for a predetermined time to circulate and heat the mixture of the initial product and the catalyst.
  • S10 a pretreatment step
  • S20 for introducing the pretreated raw material and catalyst into the reaction tank 201
  • the raw material such as waste cooking oil is supplied into the pretreatment unit 110 (S12).
  • the filter 111 As the raw material from which foreign substances have been removed by the filter 111 descends and comes into contact with the alarm sensor 112, it detects that the raw material is being supplied to the pretreatment unit 110 and sends a signal to the control unit 400 (S14). ).
  • the control unit 400 receiving the signal for detecting the raw material supplied from the alarm sensor 112 automatically causes the heater 113 to be turned on to heat the raw material to a predetermined temperature (S15).
  • the sediment and water are separated or discharged by using a natural precipitation method from the supplied raw material, and the raw material is moved to the discharge site (S16).
  • the first water level sensor 116 installed at the discharge portion of the pretreatment unit 110 detects the pretreated raw material (S21).
  • the first opening / closing valve 118 is turned on by the controller 400 and is opened (S22).
  • the second on-off valve 122 is turned on by the controller 400 and is opened (S24).
  • the catalyst stored in the first catalyst supply unit 120 is introduced into the reaction tank 201 (S25).
  • the second catalyst supply unit 202 is in communication with The catalyst is further supplied through the third pipe 202-1 by the opening of the third open / close valve 202-2 (S31).
  • the pump unit 205 is turned on to circulate the mixed raw material for a predetermined time and At the same time, the heating unit 206 is turned on to heat the mixed raw material to be maintained at a predetermined temperature for a predetermined time (S33).
  • the mixed raw material is left to stand for a predetermined time, and then the initial product and the by-product are separated from the mixed raw material by natural precipitation. By-products are discharged to the by-product storage 213 through the opening of (S34).
  • the saponification inhibitor is supplied through the fourth pipe 203-1 by opening the fourth on / off valve 203-2 (S35).
  • the initial product and the washing water are mixed through the stirrer 204 to circulate through the pump unit 205 and heated to a predetermined temperature through the heating unit 206 (S36).
  • the mixture of the initial product, the washing water and the anti-saponification agent is allowed to stand for a predetermined time, and then separated into the final product and the discharge water, and then discharged to the drying unit 211 through the opening of the fifth open / close valve 211-2. (S37).
  • the discharged water discharged from the drying unit 211 is heated to evaporate with water vapor (S38).
  • the final product is circulated through the pump unit 205, the steam in the reactor 201 is discharged to the outside using the blower unit 207, and heated and dried by the heating unit 206.
  • an antioxidant for preventing oxidation of the raw material and increasing the flow point is supplied through the eighth pipe 217-1 by the eighth open / close valve 217-2 (S39).
  • a sensor (not shown) disposed in the reaction tank 201 operates to inform that the biodiesel production is completed.
  • the controller 400 receiving the manufacturing completion signal through the sensor opens the seventh open / close valve 300-2 so that the final product is collected into the container 310 (S41).
  • the second level sensor 320 detects the final product collected by the container 310 (S42).
  • the control unit 400 receiving the signal may move the container 310 by turning off the raw material pretreatment device and the production device (S43).
  • the final product in the container 310 is discharged to the outside according to the operation of the second pump 332 and through the ninth pipe 331 by the opening of the ninth open / close valve 335 (S44).
  • pre-treatment step (S10), the input step (S20), the manufacturing step (S30) and the collection step (S40) have been briefly described by dividing each step, but an example in which they are executed in connection with each other is as follows. .
  • the user who wants to manufacture the raw material by operating the biodiesel manufacturing system presses the start button of the controller 400.
  • the start button When the start button is pressed, the raw material is supplied into the pretreatment unit 110, and the alarm sensor 112 detects the same and at the same time, the first water level sensor 116 has a plurality of 1, 2, 3 and low. It is recognized as a step sends information of the pretreatment state and amount of the raw material to the control unit 400. At this time, when the raw material reaches the highest point of the first level sensor 116, the alarm of the alarm sensor 112 is not activated.
  • the first opening / closing valve 118 When the pretreated raw material is detected by the first water level sensor 116, the first opening / closing valve 118 is opened and after a few seconds, a raw material supply pump (not shown) is operated to supply the pretreated raw material into the reactor 201. When the supplied raw material reaches the contact point 1 of the third level sensor 208, the raw material supply pump is stopped and after a few seconds, the first opening / closing valve 118 is closed.
  • the second on-off valve 122 When the heating unit 206 inside the reaction tank 201 reaches a predetermined temperature, the second on-off valve 122 is opened and after a few seconds, a catalyst supply pump (not shown) operates to activate the catalyst into the reaction tank 201. Is supplied.
  • the catalyst supply pump is stopped and after a few seconds, the second opening / closing valve 122 is closed.
  • the third open / close valve 202-2 may be opened to further supply the catalyst.
  • the heating unit 206 While maintaining the reaction tank 201 for a predetermined time to maintain a predetermined temperature through the heating unit 206. That is, when the temperature is set to 65 ° C. and the temperature is reached, the power is automatically turned off. When the temperature is 60 ° C. or lower, the power is automatically turned on and the heating unit 206 is operated.
  • the first pump 205-2 operates for a predetermined operating time and is automatically left after that time.
  • the operation time is usually set to 30 minutes.
  • the by-product is separated from the initial product, moves to the by-product storage 213 according to the opening of the sixth open / close valve 213-2, and reaches the contact point 3 of the third water level sensor 208 After that, the sixth open / close valve 213-2 is automatically closed.
  • the fourth open / close valve 203-2 is opened to supply the anti-saponification agent.
  • the mixture of the initial product and the washing water and the anti-saponification agent is circulated through the pump unit 205 for a predetermined time or a number of times and then left to stand for a predetermined time.
  • the fifth on-off valve 211-2 is opened to discharge the discharged water, and when the discharge water reaches the contact point 3 of the third level sensor 208, the fifth on-off valve 211-2 is closed. Let it close
  • water washing through the supply of the washing water as described above may be repeated several times or more depending on the user's intention.
  • the heating unit 206 is operated, and the pump unit 205 is selectively operated.
  • the blower unit 207 is operated while maintaining the temperature made by the heating of the heating unit 206 to discharge steam to the through hole 212-1.
  • the eighth open / close valve 217-2 is opened while the pump unit 205 is operated so that the antioxidant is supplied for several seconds, and then the valve is closed.
  • the blower unit 207 is operated for several seconds to discharge steam to produce a final product.
  • the final product supply pump (not shown) is operated and the seventh open / close valve 300-2 is opened to send the final product to the container 310.
  • the seventh open / close valve 300-2 is closed and the discharge unit 330 is operated. Let's do it.
  • the second product 332 of the discharge unit 330 is operated and the ninth open / close valve 335 is opened to discharge the final product to the outside.
  • the treatment process as described above is initially set up as an automated program and can be repeated from one to several times, which is continuous if raw materials, catalysts, anti-saponification agents, antioxidants, pour point enhancers, containers, and level sensors are not troublesome. Reacts as it works.
  • biodiesel manufacturing system and its manufacturing method according to the present invention as described above can produce an environmentally friendly fuel that is an alternative fuel of diesel fuel can be very useful in the art.

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Abstract

본 발명은 시스템의 구성을 단순화시켜 장치의 부피를 작게 할 뿐만 아니라 원료를 투입하는 것부터 모든 공정이 자동으로 수행되도록 하여 작동이 매우 쉽게 실행되게 하고 바이오 디젤을 제조하는데 걸리는 작업시간 및 작업공정을 단축시킬 수 있게 하는 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 공급된 원료에 포함되어 있는 이물질 및 수분 등을 제거하는 전처리부; 상기 전처리부에 의해 처리된 후 공급된 원료를 촉매제를 이용하여 가공하는 제조부; 상기 제조부를 통해 가공된 생성물을 포집하는 수거부; 및 상기 전처리부, 상기 제조부 및 상기 수거부의 작동을 제어하는 제어부;로 이루어지며, 여기서, 상기 전처리부, 상기 제조부 및 상기 수거부는 상기 전처리부로 공급되는 원료의 양과 상기 수거부에서 수거되는 생성물의 양에 따라 상기 제어부에 의해 일괄 배치식으로 자동으로 작동되게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법
본 발명은 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장치의 구성이 간편하고 일괄 배치의 연속식 및 자동식 작동으로 작업하기 쉬울 뿐만 아니라 작업시간 및 인력 투입을 감소시킬 수 있는 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 우리가 사용하고 있는 에너지원은 대부분이 석유 및 석탄 등과 같은 화석원료로 이루어져 있어서 에너지 수급 및 환경오염 등의 많은 문제점을 노출하고 있다.
근래 들어서는 이를 해결하기 위한 다양한 형태의 대체 에너지원 개발 노력이 활발하게 이루어지고 있으며, 그 중에 하나가 생물체가 만들어내는 유기물인 바이오매스(Biomass)로부터 생산되는 지속 가능한 원료인 바이오원료(Biofuel)가 있다 할 것이다.
바이오 원료의 종류로는 바이오 에탄올(Bioethanol), 메탄올(Methanol), 바이오 디젤(Biodiesel), 메탄가스 등이 있으며, 이들 중 동물 또는 식물의 지방 또는 재생유지로부터 만들어지는 바이오디젤이 운송수단의 원료, 즉 디젤 엔진의 원료로 가장 널리 사용되고 있다.
이러한 바이오디젤은 현재 우리나라의 경우 대부분 대규모 플랜트에서 제조되어 정유사에 납품되고 있는 실정이다.
상기 바이오디젤의 원료유를 공급 및 제조하는 장치에 대한 선행기술로서는 한국 등록특허공보 제10-0746219호 및 등록실용신안공보 제20-0360982호 등이 있다.
그러나, 상기와 같은 종래기술에 따른 바이오디젤 제조장치는 원료의 공급에서 제조까지의 구성이 매우 복잡하여 장치의 부피가 클 뿐만 아니라, 그의 작동 또한 어려워서 가정이나 식당 등에서 개인용으로 사용하기가 거의 불가능한 문제점이 있었다.
최근 들어서는 해외에서 개인용 바이오디젤 제조장치가 생산 및 판매되고 있으나 대부분이 원료 주입단계에서부터 제조 및 수거에 대한 전체 공정이 수동식으로 이루어져서 작동이 매우 번거롭고 불편한 문제점이 있었다.
아울러, 상기한 종래기술은 바이오디젤을 제조하는데 걸리는 작업시간 및 인력이 많이 소요될 뿐만 아니라, 그에 따른 작업공정도 아주 복잡한 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 장치의 구성을 단순화시켜 부피를 작게 할 뿐만 아니라 원료의 투여에서부터 모든 공정이 일괄 배치식의 연속 및 자동으로 수행되도록 하여 작동이 매우 쉽게 이루어지도록 하고, 바이오디젤을 제조하는데 걸리는 작업시간 및 작업공정을 감소시키도록 한 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 데에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 바이오디젤 제조시스템은, 공급된 원료에 포함되어 있는 이물질 및 수분 등을 제거하는 전처리부; 상기 전처리부에 의해 처리된 후 공급된 원료를 촉매제를 이용하여 가공하는 제조부; 상기 제조부를 통해 가공된 생성물을 포집하는 수거부; 및 상기 전처리부, 상기 제조부 및 상기 수거부의 작동을 제어하는 제어부;로 이루어지며, 여기서, 상기 전처리부, 상기 제조부 및 상기 수거부는 상기 전처리부로 공급되는 원료의 양과 상기 수거부에서 수거되는 생성물의 양에 따라 상기 제어부에 의해 일괄 배치식으로 자동으로 작동되게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제어방법은, 원료에 함유된 찌꺼기 등의 이물질과 수분 및 지방유 등을 제거하는 전처리 단계; 제2 촉매공급유닛, 교반기, 펌프유닛 및 히팅유닛을 일정시간 동안 가동시켜서 촉매가 포함된 원료를 교반, 순환, 가열 및 분리하여 초기생성물을 제조하고, 그 다음 상기 펌프유닛 및 히팅유닛을 일정시간 동안 재가동시키면서 제3 배관을 통해 세척수를 공급하여 상기 초기생성물과 촉매제가 혼합된 혼합물을 순환, 가열 및 분리함과 동시에 비누화방지제공급유닛을 통해 비누화방지제를 공급하여 초기생성물을 세척한 후, 산화방지제공급유닛을 통해 산화방지제를 공급하고 상기 펌프유닛 및 히팅유닛과 더불어 블로워유닛을 일정시간 동안 가동시켜 상기 최종생성물을 건조시키는 제조단계; 및 상기 최종생성물을 수거통으로 수거하는 수거단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법을 이용하게 되면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째. 장치의 구성이 단순하고 부피가 작으며 원료를 투여하는 것부터 모든 공정이 자동으로 수행되기 때문에 가정이나 식당에서도 개인용으로 용이하게 이용될 수 있게 한다.
둘째. 바이오디젤을 제조하는데 걸리는 작업시간 및 작업공정을 현저히 감소시킬 수 있게 한다.
셋째. 같은 시간에 배치식보다 연속 배치식으로 하여 전력소비량이 감소하고 보다 많은 양의 바이오디젤을 생산할 수 있게 한다.
넷째. 장치 구성요소 간의 배선결함이나 기타 이상이 발생하였을 경우에도 전원을 자동 차단하므로 안전성이 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템을 보인 개략단면도.
도 2는 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제조장치를 보인 개략단면도.
도 3은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 구성 간의 전기적 연결관계를 보인 회로도.
도 4는 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템에 대한 블록도.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제어방법을 보인 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명*
100: 전처리부 110: 전처리유닛
111: 필터 112: 알람센서
113: 히터 114: 유수분리벽
115: 제1 배출구 116: 제1 수위센서
117: 제1 배관 118: 제1 개폐밸브
119: 분할벽 120: 제1 촉매제공급유닛
122: 제2 개폐밸브 123: 제2 배관
125: 제2 배출구
200: 제조부 201: 반응조
202: 제2 촉매제공급유닛 203: 비누화방지제공급유닛
204: 교반기 205: 펌프유닛
206: 히팅유닛 207: 블로워유닛
208: 수위센서 209: 비중감지센서
210; 수분감지센서 211: 건조유닛
212: 뚜껑 213: 부산물저장소
214: 표시창 215: 유입구
216: 온도센서 217: 산화방지제공급유닛
300: 수거부 310: 수거통
320: 제2 수위센서 330: 배출유닛
본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템은 공급된 원료에 포함되어 있는 이물질 및 수분 등을 제거하는 전처리부; 상기 전처리부에 의해 처리된 후 공급된 원료를 촉매제를 이용하여 가공하는 제조부; 상기 제조부를 통해 가공된 생성물을 포집하는 수거부; 및 상기 전처리부, 상기 제조부 및 상기 수거부의 작동을 제어하는 제어부;로 이루어지며, 여기서, 상기 전처리부, 상기 제조부 및 상기 수거부는 상기 전처리부로 공급되는 원료의 양과 상기 수거부에서 수거되는 생성물의 양에 따라 상기 제어부에 의해 일괄 배치식으로 자동으로 작동되게 하는 것을 특징으로 하며, 상기와 같은 시스템을 이용한 바이오디젤의 제조방법을 이용한다.
이하, 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제어방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템을 보인 개략단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제조장치를 보인 개략단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 구성 간의 연결관계를 보인 회로도이고, 도 4는 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템에 대한 블록도이며, 도 5 내지도 8은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제어방법을 보인 흐름도이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템은 크게 전처리부(100), 제조부(200) 및 수거부(300)로 구성된다.
여기서, 상기 전처리부(100), 제조부(200) 및 수거부(300)는 전처리부(100)로 공급되는 원료의 양과 수거부(300)에서 수거되는 최종생성물의 양에 따라 제어부(400)에 의해 일괄 배치식으로 자동으로 작동되게 한다.
상기 전처리부(100)에 의해 행해진 원료의 전처리 기술의 원리는 자연침전법과 유수분리법을 복합화한 기술로서, 주위에서 흔히 구할 수 있는 자트로파, 유채, 쌀겨 또는 폐식용유 등의 동식물성 유지를 원료로 사용할 수 있는 장점이 있다. 즉, 학교, 식당 및 치킨집 등의 소비자가 직접 구입하여 바이오디젤 원료로 제조하여 사용할 수 있게 한다.
상기 전처리부(100)에서는 정제된 동식물성 유지의 주원료와 메탄올의 부원료로 이루어진 원료가 전처리유닛(100)의 내부로 공급되게 하여 상기 원료에 포함되어있는 이물질 및 수분 등이 제거되게 한다.
상기 전처리부(100)는 상술된 바와 같이, 원료를 공급받아 처리 및 저장하여 다음에 설명될 상기 제조부(100)로 보내는 전처리유닛(110)으로 이루어지고, 상기 전처리유닛(110)은 필터(111), 알람센서(112), 히터(113), 유수분리벽(114), 제1 배출구(115) 및 제1 수위센서(116)로 구성된다.
상기 필터(111)는 전처리를 위한 원료가 전처리유닛(110) 내부로 공급될 수 있도록 하는 유입구에 설치되어서 원료에 포함된 찌꺼기 등의 이물질을 걸러내는 역할을 한다.
상기 알람센서(112)는 필터(111)를 통해 공급되는 원료를 감지하여 원료가 공급되고 있음을 유선 또는 무선 신호를 통해서 제어부(400)로 보내줌과 동시에 이를 사용자에게 알려주는 역할을 한다.
따라서, 상기 알람센서(112)는 원료가 공급되는 부위, 즉 원료가 공급됨과 동시에 바로 접촉될 수 있는 필터(111) 하부의 적절한 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 알람센서(112)는 전처리유닛(110) 내부에 처리를 위한 원료가 없을 경우 울려서 원료보충이 원활하게 이루어질 수 있게 하는 역할도 한다.
상기 히터(113)는 알람 센서(112)로부터 원료 공급 신호를 받은 제어부(400)의 제어에 의해 원료 및 전처리유닛(110) 내부를 가열해주는 역할을 한다.
따라서, 상기 히터(113)는 전처리유닛(110) 내부의 적절한 위치에 설치되어서 공급된 원료를 가열하여 동절기에 원료가 냉각되는 현상을 방지해주며, 작동은 전처리유닛(110) 내부의 온도에 대응하여 자동으로 조절될 수 있도록 이루어지게 하는 것이 바람직하다.
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 히터(113)는 원료가 공급되는 필터(111)의 바로 하부에 설치되어서 공급되는 원료가 소정의 온도로 가열될 수 있게 하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 전처리유닛(110) 내부에는 별도의 온도센서(미도시)가 구비되게 하여 내부의 온도를 측정함으로써 히터(113)가 제어부(400)에 의해 작동되게 하는 것이 바람직하다.
즉, 동절기에는 원료가 약 15℃ 이상으로 유지되게 하고 하절기에는 약 30℃이하로 유지될 수 있도록 하기 위하여 온도센서를 통한 자동온도조절 시스템을 가능하게 한다.
상기 유수분리벽(114)은 전처리유닛(110) 내부에서 소정 높이로 설치되어 비중차에 의한 자연침전법을 통해서 원료로부터 침전물 및 물을 분리시켜주는 역할을 한다.
따라서, 상기와 같이 유수분리벽(114)에 의해 분리된 침전물과 물은 제1 배출구(115)를 통해 전처리유닛(110)의 외부로 배출된다.
상기와 같이 침전물 및 물이 분리된 원료는 원료 이송 펌프(미도시)의 작동에 따라 제1 배관(117)을 통해 제조부(200)로 이동하게 된다.
이때, 제1 수위센서(116)는 전처리유닛(110) 내부로 공급되어서 전처리된 원료를 감지하고, 그에 의한 원료의 감지 여부에 따른 신호를 실시간으로 제어부(400)로 보내줘서 다음에 기술될 제1 개폐밸브(118)의 작동이 제어될 수 있게 해준다.
즉, 상기 제1 수위센서(116)의 최고점(사용자의 의도 하에 적절한 위치로 설정될 수 있음)에서 전처리된 원료를 감지하지 못할 경우에는 제1 개폐밸브(118)가 작동되지 않아 원료가 이동되지 못하게 하고, 반대로 최고점의 위치에서 전처리된 원료를 감지할 경우에는 제1 개폐밸브(118)가 개방되게 하여 원료가 제조부(200)로 이동할 수 있게 한다.
따라서, 상기 제1 수위센서(116)가 그의 최고점에서 전처리유닛(110) 내부의 원료 공급을 감지하면 제어부(400)에 의해 제어되는 제1 개폐밸브(118)에 의한 제1 배관(117)을 통해서 제조부(200)로 원료가 공급되는 것이다.
여기서, 상기 제1 배관(117) 상에는 원료의 역류방지용 체크밸브(117-1)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 전처리유닛(110) 외부에는 촉매제를 저장하여 제조부(200)로 촉매제를 공급해주는 제1 촉매제공급유닛(120)을 구비하여서, 전처리된 원료가 제조부(200)로 공급됨과 동시에 촉매제가 공급될 수 있도록 하였다.
상기 촉매제는 수산화칼륨 또는 수산화나트륨인 것이 바람직하다.
따라서, 원료가 반응조(201) 내부로 공급되기 전에 일정한 정제 과정을 거친 식용유일 수 있음에 따라서, 촉매제는 원료가 120ℓ일 경우에 16.5%의 메탄올 20ℓ와 1.2%의 수산화칼륨 140g을 혼합한 혼합액일 수 있다. 하지만, 상기한 원료와 촉매제의 혼합비는 필요에 의한 사용자의 의도에 따라 변경되어도 무방하다.
상기 전처리유닛(110)의 제1 수위센서(116)가 원료를 감지하면 이 신호를 받은 제어부(400)가 원료이송펌프(미도시)를 작동시키고 제1 개폐밸브(118)를 개방하여 원료를 제조부(200)로 공급함과 동시에 제2 개폐밸브(122)의 개방에 따른 제2 배관(123)을 통해서 촉매제가 제조부(200)로 공급될 수 있게 해준다.
여기서, 상기 제2 배관(123) 상에는 촉매제의 역류방지용 체크밸브(121)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제1 촉매제공급유닛(120) 내부에는 별도의 제2 수위센서(124)가 구비되게 하여, 그의 내부에 촉매제가 없을 경우 제어부(400)를 통해서 촉매제가 자동으로 보충될 수 있게 해준다.
상기 제1 촉매제공급유닛(120)의 하부에는 제2 배출구(125)가 구비되게 하여, 그의 내부에 있는 물 또는 찌꺼기가 적절한 분류방식을 통해서 외부로 배출될 수 있게 해준다.
따라서, 본 발명에서는 다음에 기술될 제조부(200)에 구비된 제2 촉매제공급유닛(202) 이외에 상기와 같이 별도의 전처리부(100)에 구비된 제1 촉매제공급유닛(120)을 통해서 촉매제가 일시에 일괄적으로 공급되게 하였다.
단, 상기 제1 촉매제공급유닛(120)을 통해 공급된 촉매제가 부족할 경우, 그리고 반응조(201) 내의 원료와 촉매제 비율이 정확하게 제어될 필요가 있을 경우에는 제2 촉매제공급유닛(201)을 통해 촉매제가 공급제어되는 것도 가능하다.
이에, 매 반응시마다 사람에 의해 촉매제가 투입되어야 하는 종래의 투입방식의 문제점을 해결하여, 제조부(200)에서 한 번의 촉매제 투입으로 수회 반응을 일으킬 수 있게 하여서 고순도의 바이오디젤을 생산할 수 있게 하였다.
한편, 상기 제1 촉매제공급유닛(120)은 반응조(201) 내부로 공급된 원료에 대하여 제2 촉매제공급유닛(202)으로부터 공급된 촉매제의 비율에 따라 제어부(400)의 제어에 의해 작동되게 하는 것도 가능하다.
상기 제조부(200)는 상술된 바와 같이 전처리부(100)에 의해 처리된 후 공급된 원료 및 촉매제를 제공받아 최종생성물인 바이오디젤을 가공하는 부분이다.
상기의 바이오디젤을 얻기 위한 제조부(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 반응조(201), 제2 촉매제공급유닛(202), 비누화방지제공급유닛(203), 교반기(204), 펌프유닛(205), 히팅유닛(206), 블로워유닛(207), 제3 수위센서(208), 비중감지센서(209), 수분감지센서(210), 건조유닛(211) 및 산화방지제공급유닛(217) 으로 구성된다.
상기 반응조(201)는 상부에 구비된 유입구(215)를 통해 그의 내부로 전처리된 원료 및 촉매제가 투여되게 하며, 상기 유입구(215)에는 내부가 중공으로 이루어지게 한다.
*또한, 상기 반응조(201)의 유입구(215)에는 개폐용 뚜껑(212)이 구비되게 하며, 뚜껑(212)에는 증기가 배출되는 적어도 하나 이상의 통공(212-1)을 가지는 것이 바람직하다.
상기 반응조(201)는 외주면에 제어부(400)와 전기적으로 연결된 엘씨디(LCD)창의 표시창(214)을 구비하여서 장치의 동작상태를 문자나 문양으로 표출될 수 있도록 해준다.
상기 제2 촉매공급유닛(202)은 반응조(201)에 세척수가 포함된 에멀젼 방지용 촉매를 제공하는 역할을 하며, 여기서, 에멀젼 방지용 촉매는 유기산인 것이 바람직하다.
예를 들어, 에멀젼 방지용 촉매는 99.5%의 유기산 120ℓ일 수 있다. 하지만 필요에 따라서 에멀젼 방지용 촉매는 99.5%의 유기산 + 황산(H2SO4) + 아세트산을 혼합한 혼합액일 수 있다. 하지만, 상기 유기산은 필요에 따라 적절하게 변경되어도 무방하다.
따라서, 상기 제2 촉매공급유닛(202)은 내부에 에멀젼 방지용 촉매가 저장된 형태로 이루어지며, 제3 개폐밸브(202-2)의 개방에 따라 제3 배관(202-1)을 통해 반응조(201)와 연결된다.
그리고, 상기 제3 배관(202-1) 상에는 촉매제 또는 세척수의 역류방지용 제3 체크밸브(202-4))가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제3 배관(202-1)은 반응조(201)와 제2 촉매공급유닛(202)을 연결하여서, 제3 개폐밸브(202-2)의 작동에 따라 세척수가 포함된 에멀젼 방지용 촉매가 반응조(201)로 공급되도록 한다.
한편, 상기 제2 촉매제공급유닛(202)은 상술된 바와 같이 반응조(201) 내부로 공급된 원료에 대하여 제1 촉매제공급유닛(210)으로부터 공급된 촉매제의 비율에 따라 제어부(400)의 제어에 의해 작동되게 하는 것도 가능하다.
상기 비누화방지제공급유닛(203)은 반응조(201)의 상부 일측에 설치되며, 초기생성물의 세척시 제4 개폐밸브(203-2)의 개방에 의한 제4 배관(203-1)을 통해서 반응조(201) 내부로 비누화 방지제를 공급하여 원료의 비누화를 방지해 주는 역할을 한다.
또한, 상기 비누화방지제공급유닛(203)에는 별도의 제4 수위센서(203-3)가 구비되게 하여서 그의 내부에 비누화방지제가 없을 경우 보충할 수 있게 해준다.
이에, 매 반응시마다 사람을 통해 비누화 방지제가 투입되어야 하는 종래 투입방식의 문제점을 해결하여, 제조부(200)에서 한 번의 비누화방지제 투입 작동으로 수회 반응을 위한 작동을 일으킬 수 있게 하여서 시스템의 자동화를 가능하게 하였다.
여기서, 상기 제4 배관(203-1) 상에는 비누화방지제의 역류방지용 제4 체크밸브(203-4))가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제4 배관(203-1)은 비누화방지제공급유닛(203)과 반응조(201)를 연결하여서 제4 개폐밸브(203-2)의 작동에 따라 반응조(201) 내부로 비누화방지제가 공급되게 한다.
상기 비누화방지제는 천연유기산, 아세트산, 황산 또는 인산 등의 각종 산으로 하는 게 바람직하다.
상기 산화방지제공급유닛(217)은 반응조(201)의 상부 타측에 설치되며, 초기생성물의 세척 후 그리고 건조가 끝나기 전에 제8 개폐밸브(217-2)의 개방에 의한 제8 배관(217-1)을 통해서 반응조(201) 내부로 산화방지제를 공급하여 원료의 산화 또는 어는 현상을 방지해 주는 역할을 한다.
상기 산화방지제공급유닛(217)에는 산화방지제와 유동점강화제가 비혼합상태로 저장된다.
즉, 원료를 장시간 보관하고자 할 때에 상기의 산화방지제를 공급하여 바이오디젤의 산화를 억제하고, 겨울철에는 유동점강화제를 공급하여 유동점을 강화시켜서 바이오디젤이 어는 것을 방지하기 위한 것이다.
여기서, 상기 산화방지제로는 식용용의 엠티비에이치큐(mtbhQ, 2.5-Di-tert-buthlhydroquinone) 및 공업용의 비티비에이치큐(btbhQ) 중 어느 하나가 이용된다.
그리고, 상기 유동점강화제로는 염소화파라핀과 나프탈렌 또는 페놀의 축합물, 폴리 알킬 아크릴레이트, 폴리 알킬 메타크릴레이트, 에틸렌과 초산비닐의 공중합체, 및 알케닐 호박산유도체 중 어느 하나가 이용된다.
상기 산화방지제공급유닛(217)에는 별도의 제5 수위센서(217-3)가 구비되게 하여서 그의 내부에 산화방지제가 없을 경우 보충할 수 있게 해준다.
이에, 매 반응시마다 사람을 통해 산화방지제가 투입되어야 하는 투입방식의 문제점을 해결하여, 제조부(200)에서 한 번의 산화방지제 투입 작동으로 수회 반응을 위한 작동을 일으킬 수 있게 하여서 시스템의 자동화를 가능하게 하였다.
여기서, 상기 제8 배관(217-1) 상에는 산화방지제의 역류방지용 제8 체크밸브(217-4))가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 교반기(204)는 뚜껑(212)의 하부에 탈착가능하게 설치되며, 교반을 통해서 원료, 촉매제, 비누화방지제 및 산화방지제를 균일하게 혼합시키는 역할을 한다.
상기 교반기(204)는 뚜껑(212)의 하부에 고정되게 장착된 양방향 모터(204-1)와, 상기 모터(204-1)의 회동에 따라 회전하되 탈착가능하게 장착되는 회동축(204-2)과, 상기 회동축(204-2)에 다수 개 장착되어 혼합물을 교반하는 날개(204-3)로 이루어진다.
상기 교반기(204)는 수위센서(208)에 의해 감지된 반응조(201) 내부의 원료 혼합물 충만 상태에 따라서 제어부(400)의 제어에 따라 작동된다.
상기 펌프유닛(205)은 반응조(201) 하부의 배출부와 상부를 연통되게 연결하는 순환배관(205-1)과 상기 순환배관(205-1) 상에 설치된 제1 펌프(205-2)를 구비한다.
상기 펌프유닛(205)은 원료, 촉매제, 비누화방지제 및 산화방지제의 혼합물을 반응조(201) 내부에서 필요시 연속 순환시켜주는 역할을 한다.
그리고, 상기 순환배관(205-1)의 상부 끝단에는 반응조(201) 내부를 향해 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나가 일정한 각도로 분사되도록 분사노즐(205-3)이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 히팅유닛(206)은 반응조(201)의 내부에 구비되어서 원료 혼합물, 초기 생성물 및 최종 생성물 중 어느 하나를 일정한 온도로 가열시켜주는 역할을 한다.
여기서는, 상기의 초기생성물, 혼합물, 및 최종생성물 중 어느 하나를 직접 가열하는 방식의 히팅유닛(206)은 최고의 히팅 효과를 얻기 위해서 다양한 형상으로 이루어지게 하는 것도 가능하다.
상기 블로워유닛(207)은 반응조(201)의 상부에 장착된 모터(207-1)와 상기 모터(207-1)에 의해 회동하는 팬(207-2)으로 이루어지며, 상기 반응조(201) 내부에서 원료의 처리에 따라 발생된 증기를 뚜껑(212)의 통공(212-1)을 통해서 외부로 배출되게 하는 역할을 한다.
상기 제3 수위센서(208)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 접점 1 내지 4로 이루어지게 하여 원료 투입량, 촉매제 투입량, 부산물 또는 최종생성물인 바이오디젤 생성량, 및 세척수 유입량이 각각 나타날 수 있게 해준다.
즉, 상기 제3 수위센서(208)에는, 제1 개폐밸브(118)에 의한 제1 배관(117)을 통해 반응조(201) 내부로 투입되는 원료를 인식하면 제1 개폐밸브(118)를 닫을 수 있게 접점 1과, 제2 개폐밸브(122)에 의한 제2 배관(123)을 통해 반응조(201) 내부로 투입되는 촉매제를 인식하면 제2 개폐밸브(122)를 닫을 수 있게 접점 2와, 부산물 또는 최종생성물인 바이오디젤을 인식하지 못하면 제6 개폐밸브(213-2) 또는 제7 개폐밸브(3001)를 닫을 수 있게 하는 접점 3과, 제3 개폐밸브(202-2)에 의한 제3 배관(202-1)을 통해 반응조(201) 내부로 투입되는 세척수를 인식하면 제3 개폐밸브(202-2)를 닫을 수 있게 접점 4를 구비한다.
상기 비중감지센서(209)는 혼합물의 비중정보와 세척 후 배출수의 비중정보를 상기 제어부(400)로 제공하는 역할을 하며, 상기 제어부(60)는 비중감지센서(209)에서 감지한 부산물(예를 들면, 글린세린)의 비중정보가 기설정된 부산물 비중 값인 0.5g/㎤ 내지 1.0g/㎤의 범위 내에 있을 경우 제6 개폐밸브(213-2)를 온시키고 부산물의 비중정보가 기설정된 부산물 비중 값을 벗어날 경우 제6 개폐밸브(213-2)를 오프시키도록 제어한다.
따라서, 상기 비중감지센서(209)에 의해 감지된 부산물의 비중정보가 기설정된 범위를 초과할 경우 제6 개폐밸브(213-2)를 온시켜서 제6 배관(213-1)을 통해 부산물저장소(213)로 이동되게 한다.
상기 제6 배관(213-1)은 반응조(201)와 부산물저장소(213)를 연결하여서 촉매가 포함된 원료로부터 분리된 부산물이 제6 개폐밸브(213-2)의 작동에 따라 부산물저장소(213)로 공급되게 한다.
그리고, 상기 부산물저장소(213) 내부에도 별도의 알람센서(213-3)가 구비되게 하여 부산물이 적정치 이상의 수위에 도달하면 경보를 울려 부산물이 재처리될 수 있게 한다.
여기서, 상기 제6 배관(213-1) 상에는 부산물의 역류방지용 제6 체크밸브(213-4))가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 수분감지센서(210)는 최종생성물의 수분정보를 제어부(400)로 제공하는 역할을 하며, 제어부(400)는 수분감지센서(210)에 감지된 수분정보가 기설정된 수분값 이상일 경우에 건조상태의 실시를 유지할 수 있도록 제5 개폐밸브(211-2)를 온시키고 수분정보가 기설정된 수분값 이하일 경우 건조상태의 실시를 종료함과 동시에 제5 개폐밸브(211-2)를 오프시키도록 제어한다.
따라서, 상기 수분감지센서(210)에 의해 감지된 수분정보가 기설정된 범위를 초과할 경우 제5 개폐밸브(211-2)를 온시켜서 제5 배관(211-1)을 통해 배출수가 건조유닛(211)으로 이동되게 한다.
즉, 상기 제5 배관(211-1)은 반응조(201)의 하부에 연결되어서 혼합물로부터 분리된 배출수가 제5 개폐밸브(211-2)의 작동에 따라 건조유닛(211)으로 이동되게 한다.
상기 건조유닛(211)은 내부에 히팅기(211-3)를 구비하여 반응조(201)로부터 배출되는 배출수가 외부로 증발되게 하는 역할을 한다.
여기서, 상기 제5 배관(211-1) 상에는 배출수의 역류방지용 제5 체크밸브(211-4))가 구비되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 제조부(200)의 반응조(201)를 통해 필수적으로 배출되는 배출수 또는 세척수를 건조유닛(211)을 통해 기체화함으로써 오폐수가 그대로 외부로 배출되지 않게 하였다.
여기서, 상기 건조유닛(211)의 히팅기(211-3)는 제어부(400)에 의한 제5 개폐밸브(211-2)의 개방에 따라 동시에 작동되게 하는 것이 바람직하다.
상기 제조부(200)의 반응조(201)에 의해 제조된 최종생성물은 반응조(201)와 생성물 수거부(300)를 연결하되 제7 개폐밸브(300-2)를 가지는 제7 배관(300-1)을 통해서 수거부(300)로 배출된다.
상술된 바와 같은 상기 제3 내지 제7 개폐밸브(300-2)의 온 또는 오프는 기설정된 모드에 따라 제어부(400)에 의해 자동으로 제어되게 하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제7 배관(300-1) 상에는 최종생성물의 역류방지용 제7 체크밸브(300-4))가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 수거부(300)는 제조부(200)를 통해 가공된 최종생성물을 포집하는 역할을 한다.
따라서, 상기 수거부(300)는, 반응조(201)에 의해 제조된 생성물을 저장하는 수거통(310)과, 상기 수거통(310)에 저장되는 생성물의 양을 감지함으로써 전처리부(100) 및 제조부(200)가 제어부(400)에 의해 가동되게 하는 제6 수위센서(320)와, 상기 수거통(310)에 포집된 최종생성물을 외부의 다른 장소로 이동시키는 배출유닛(330)을 포함한다.
여기서, 상기 수거통(310)에 포집된 최종생성물은 제2 펌프(332)의 작동에 따라 이동하되 제9 개폐밸브(335)의 개방에 의해 제9 배관(331)을 따라 이동한다.
또한, 상기 배출유닛(330)에는 배출되는 최종생성물에 함유된 이물질을 제거하기 위한 마이크로필터(333)와, 제9 배관(331)을 따라 이동하는 최종생성물의 유량을 측정하여 표시해주는 유량계(334)가 구비된다.
상기 제어부(400)는 상술된 바와 같이, 전처리부(100), 제조부(200) 및 수거부(300)의 작동이 자동으로 제어될 수 있게 하는 역할을 한다.
즉, 상기 제어부(400)는 전처리부(100), 제조부(200) 및 수거부(300)가 순차적으로 진행되도록 기설정되어서, 상기 기설정된 방식에 따라 전처리유닛(110), 제1 촉매공급유닛(120), 제2 촉매공급유닛(202), 비누화방지유닛(203), 교반기(204), 펌프유닛(205), 히팅유닛(206), 블로워유닛(207), 건조유닛(211) 및 배출유닛(330)의 온 또는 오프를 제어하는 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템에 있어서, 각 장치에는 안전장치가 구비된다.
상기 전처리유닛(110)의 원료통, 제1 촉매제공급유닛(120)의 촉매통, 비누화방지제공급유닛(203)의 바누화방지제통 등에는 각각에서의 양들이 지정된 양만큼 저장되어 있지 않으면 제어부(400)에 의해 제조부(200)의 반응조(201)가 작동되지 않게 한다.
그리고, 상기 반응조(201)의 작동시에는 전처리유닛(110)의 원료통 내부의 히터(113)를 오프시키고, 반대로 반응조(201)의 작동이 완료되면 다시 히터(113)를 가열하여 원료통 내부가 소정의 온도로 유지되게 한다. 즉, 상기 원료통의 온도 유지를 위한 전원이 반응조(201)의 작동에 따른 제어부(400)를 통해서 자동으로 제어될 수 있게 하였다.
또한, 제조단계에서의 건조공정은 반응조(201) 내부에 있는 수분감지센서(210)의 작동에 따라 내부의 수분이 기준 설정치 이하로 되면 자동으로 오프되고 그 이상이 되면 자동으로 온상태가 될 수 있도록 제어부(400)의 제어에 의해 이루어진다.
상기 전처리유닛(110)에 있는 히터(113)와 반응조(201) 내부에 있는 히터유닛(206)은 각 내부의 온도에 따라 자동으로 온 또는 오프될 수 있도록 제어부(400)에 의해 제어된다.
상기 반응조(201) 내부의 수세공정은 이물질이 기준치 이상으로 잔재해 있다고 판단될 경우 자동으로 반복될 수 있도록 제어부(400)에 의해 제어된다.
다음에는 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 바이오디젤 제조시스템의 제어방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 바이오디젤 제조시스템의 제어방법은, a) 원료에 함유된 찌꺼기 등의 이물질과 수분 및 지방유 등을 제거하는 전처리 단계(S10); b) 전처리된 원료 및 촉매제를 반응조(201) 내부로 유입시키는 투입단계(S20); c) 제2 촉매공급유닛(202), 교반기(204), 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)을 일정시간 동안 가동시켜서 촉매가 포함된 원료를 교반, 순환, 가열 및 분리하여 초기생성물을 제조하고, 그 다음 상기 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)을 일정시간 동안 재가동시키면서 제3 배관(202-1)을 통해 세척수를 공급하여 상기 초기생성물과 촉매제가 혼합된 혼합물을 순환, 가열 및 분리함과 동시에 비누화방지제공급유닛(203)을 통해 비누화방지제를 공급하여 초기생성물을 세척한 후, 산화방지제공급유닛(217)을 통해 산화방지제를 공급하고 상기 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)과 더불어 블로워유닛(207)을 일정시간 동안 가동시켜 상기 최종생성물을 건조시키는 제조단계(S30); 및 d) 상기 최종생성물을 수거통(310)으로 수거하는 수거단계(S40);로 이루어지며, 상기 전처리단계(S10), 투입단계(S20), 제조단계(S30) 및 수거단계(S40)는 제어부(400)에 의해 서로 연계되어 자동으로 이루어진다.
a) 전처리단계
도 5에 도시된 바와 같은 상기 전처리단계(S10)를 간략하게 살펴보면 다음과 같은 방식으로 이루어진다.
먼저, 사용자가 폐식용유 등을 이용하여 바이오디젤을 제조하기 위해서, 제조부(200)의 반응조(201) 외부에 장착되거나 별도로 설치된 제어부(400)의 전원을 온(on) 상태로 하고 시작 버튼을 누른다(S11).
그 다음, 상기 전처리유닛(110) 내부로 폐식용유와 같은 원료를 공급한다(S12).
이때, 상기 전처리유닛(110)의 원료 유입구에 설치된 필터(111)를 통해서 상기 원료에 포함된 찌꺼기 등의 이물질을 제거한다(S13).
상기 필터(111)에 의해 이물질이 제거된 원료가 하강하여 알람센서(112)와 접촉함에 따라서 전처리유닛(110)으로 원료가 공급되고 있음을 감지한 후 그 신호를 제어부(400)로 보낸다(S14).
상기 알람센서(112)로부터 공급되는 원료를 감지하는 신호를 받은 제어부(400)는 자동으로 히터(113)가 온으로 작동되게 하여 원료를 소정의 온도로 가열되게 한다(S15).
상기의 공급된 원료로부터 자연침전방식을 이용하여 침전물 및 물을 분리 또는 배출하여 제거하고, 원료를 배출부위로 이동시킨다(S16).
b) 투입단계
상기와 같이 전처리된 원료가 도 6에 도시된 바와 같은 방식을 통해 반응조(201)로 투입되는 투입단계(S20)를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 전처리유닛(110)의 배출부위에 설치된 제1 수위센서(116)가 전처리된 원료를 감지한다((S21).
상기 제1 수위센서(116)가 원료를 감지하면 제어부(400)에 의해 제1 개폐밸브(118)가 온 상태로 되어 개방된다(S22).
상기 제1 개폐밸브(118)가 개방됨에 따라 원료가 제1 배관(117)을 통해서 반응조(201) 내부로 투입된다(S23).
이와 동시에, 제2 개폐밸브(122)가 제어부(400)에 의해 온 상태로 되어 개방된다(S24).
상기 제2 개폐밸브(122)가 개방됨에 따라 제1 촉매제공급유닛(120)에 저장된 촉매제가 반응조(201) 내부로 투입된다(S25).
c) 제조단계
도 7을 통해서 반응조(201)에 투입된 원료 및 촉매제의 반응을 통해서 바이오디젤이 제조되는 제조단계(S30)를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
상기 반응조(201) 내부로 제1 촉매제공급유닛(120)을 통해서 공급되는 촉매제의 양에 따라 촉매제 공급 여부를 결정하여 공급이 추가로 필요하다고 판단될 경우 제2 촉매제공급유닛(202)과 연통된 제3 개폐밸브(202-2)의 개방에 의한 제3 배관(202-1)을 통해서 촉매제를 추가로 공급한다(S31).
상기 반응조(201) 내의 원료 및 촉매제의 혼합 원료가 처리를 위한 적절한 양으로 충만되었는가 확인한다(S32).
상기 반응조(201) 내의 원료가 적절한 양으로 충만되었다고 판단되면, 원료 및 촉매제를 교반기(204)를 이용하여 고르게 혼합하고, 상기 펌프유닛(205)을 온시켜 소정의 시간 동안 혼합 원료를 순환시킴과 동시에 상기 히팅유닛(206)을 온시켜 혼합 원료를 소정의 시간 동안 소정의 온도로 유지되게 가열한다(S33).
상기 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)을 오프시키고 혼합 원료를 소정의 시간동안 정치시킨 다음에 자연침전법을 통해서 혼합 원료로부터 초기생성물과 부산물을 분리한 후 제6 개폐밸브(213-2)의 개방을 통해서 분리된 부산물을 부산물저장소(213)로 배출시킨다(S34).
상기 제6 개폐밸브(213-2)를 닫고 상기 제3 개폐밸브(202-2)를 개방하여 반응조(201) 내부로 초기생성물을 세척하기 위한 세척수를 공급하고, 동시에 원료의 비누화를 방지하기 위한 비누화방지제가 제4 개폐밸브(203-2)의 개방에 의한 제4 배관(203-1)을 통해서 공급된다(S35).
상기 교반기(204)를 통해 초기생성물과 세척수를 혼합하여서 상기 펌프유닛(205)을 통해 순환시키고 상기 히팅유닛(206)을 통해 소정의 온도로 가열시킨다(S36).
상기 초기생성물과 세척수 및 비누화방지제의 혼합물을 소정의 시간 동안 정치시킨 후 최종생성물과 배출수로 분리되게 한 다음 제5 개폐밸브(211-2)의 개방을 통해서 건조유닛(211)으로 배출수를 배출한다(S37).
상기 건조유닛(211)에서 배출되는 배출수를 가열하여 수증기로 증발시킨다(S38).
상기 최종생성물을 펌프유닛(205)을 통해 순환시키고 블로워유닛(207)을 이용하여 반응조(201) 내부에 있는 증기를 외부로 배출시키며 상기 히팅유닛(206)으로 가열하여 건조시킨다. 이때, 원료의 산화 방지 및 유동점을 증가시키기 위한 산화방지제가 제8 개폐밸브(217-2)에 의한 제8 배관(217-1)을 통해서 공급된다(S39).
d) 수거단계(S40)
도 8을 통해서 반응조(201)에서 제조된 최종생성물을 수거하는 수거단계(S40)를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
상기의 제조단계(S30)에서 건조가 완료되고 최종생성물이 제조되면 반응조(201) 내부에 배치된 센서(미도시)가 작동하여 바이오디젤 제조가 완료되었음을 알려준다.
상기 센서를 통해 제조완료 신호를 받은 제어부(400)는 상기 제7 개폐밸브(300-2)를 개방하여 최종생성물이 수거통(310)으로 포집되게 한다(S41).
상기 수거통(310)으로 포집되는 최종생성물을 제2 수위센서(320)가 감지한다(S42).
상기 제2 수위센서(320)가 최종생성물을 감지하면 그 신호를 받은 제어부(400)는 원료 전처리장치 및 제조장치를 오프시켜서 수거통(310)을 이동시킬 수 있게 한다(S43).
그 다음, 상기 수거통(310) 내의 최종생성물이 제2 펌프(332)의 작동에 따라서 그리고 제9 개폐밸브(335)의 개방에 의한 제9 배관(331)을 통해서 외부로 배출된다(S44).
이때, 상기와 같이 배출유닛(330)을 통해서 외부로 배출되는 최종생성물은 제9 배관(331)에 설치된 마이크로필터(333)를 통해서 이물질이 제거된다.
이상에서는 상기 전처리단계(S10), 투입단계(S20), 제조단계(S30) 및 수거단계(S40)를 각 단계별로 구분하여 간략하게 설명하였으나, 이들이 서로 연계하여 실행되는 일례를 상세히 살펴보면 다음과 같다.
바이오디젤 제조시스템을 작동시켜 원료를 제조하고자 하는 사용자는 제어부(400)의 시작 버튼을 누른다.
상기 시작 버튼이 눌러지면 전처리유닛(110) 내부로 원료가 공급되고, 알람센서(112)가 이를 감지함과 동시에 제1 수위센서(116)가 1, 2, 3 및 로우(Low)의 다수의 단계로 인식되어서 원료의 전처리 상태 및 양의 정보를 제어부(400)로 보내준다. 이때, 상기 원료가 제1 수위센서(116)의 최고점에 도달하면 알람센서(112)의 알람은 작동되지 않는다.
상기 제1 수위센서(116)에 의한 전처리된 원료가 감지되면, 제1 개폐밸브(118)가 개방되고 수초 후 원료공급펌프(미도시)가 작동되어 반응조(201) 내부로 전처리된 원료가 공급되고, 공급된 원료가 제3 수위센서(208)의 접점 1에 도달하면 원료공급펌프가 정지되고 수초 후 제1 개폐밸브(118)가 닫히게 된다.
상기 반응조(201) 내부의 히팅유닛(206)이 작동되어 기설정된 온도에 도달하면 제2 개폐밸브(122)가 개방되고 수초 후에 촉매제공급펌프(미도시)가 작동하여 반응조(201) 내부로 촉매제가 공급된다.
상기 촉매제가 공급되면서 제3 수위센서(208)의 접점 2에 도달되면 촉매제공급펌프가 정지되고 수초 후 제2 개폐밸(122)브가 닫힌다.
이때, 제3 개폐밸브(202-2)를 개방하여 촉매제를 추가로 공급하는 것도 가능하다.
그 다음, 상기 반응조(201)를 소정의 시간동안 운전하면서 히팅유닛(206)을 통해서 계속 소정의 온도로 유지되게 한다. 즉, 65℃로 설정되어서 그 온도에 도달하면 전원이 자동으로 오프되고 60℃ 이하가 되면 자동으로 온 상태로 되어 히팅유닛(206)을 작동시키는데, 이때의 시간은 약 30분이 소요된다.
여기서, 상기 제1 펌프(205-2)는 기설정된 운전시간만큼 작동하고 그 시간이 지나면 자동으로 정치된다. 여기서, 상기 운전시간은 보통 30분으로 설정된다.
상기의 정치시간이 지나면 초기생성물로부터 부산물이 분리되어 제6 개폐밸브(213-2)의 개방에 따라 부산물저장소(213)로 이동하고, 제3 수위센서(208)의 접점 3에 도달한 다음 수초 후에는 제6 개폐밸브(213-2)가 자동으로 닫힌다.
상기와 같이 부산물이 배출된 후 제6 개폐밸브(213-2)를 닫으면 제3 개폐밸브(202-2)가 개방되어 세척수가 공급되고, 제3 수위센서(208)의 접점 4에 도달하면 제6 개폐밸브(213-2)는 닫힌다.
그리고, 기설정된 수세온도를 유지하기 위해 히팅유닛(206)을 작동시킨 후, 제4 개폐밸브(203-2)를 개방하여 비누화방지제를 공급한다.
이때, 상기의 초기생성물 및 세척수 및 비누화방지제의 혼합물은 펌프유닛(205)을 통해서 기설정된 시간 또는 횟수만큼 계속 순환된 후 소정의 시간동안 정치된다.
상기의 정치시간이 완료되면 제5 개폐밸브(211-2)를 개방하여 배출수를 배출하고, 상기 배출수가 제3 수위센서(208)의 접점 3에 도달하면 제5 개폐밸브(211-2)가 닫히게 한다.
여기서, 상기와 같은 세척수의 공급을 통한 수세는 사용자의 의도에 따라 수회 이상 반복실시되는 것도 가능하다.
상기와 같이 배출수가 배출된 후에는 기기설정된 온도 및 시간에 따라 건조공정이 이루어진다.
상기 건조공정에서 온도가 기설정된 온도치보다 낮으면 히팅유닛(206)이 작동하며, 이때 펌프유닛(205)은 선택적으로 작동되게 한다.
상기 히팅유닛(206)의 가열에 의하여 이루어진 온도를 유지하면서 블로워유닛(207)이 작동하여 통공(212-1)으로 증기를 배출한다.
그리고, 상기 펌프유닛(205)이 작동하는 동안 제8 개폐밸브(217-2)를 개방하여 산화방지제가 수초동안 공급되게 한 후 밸브를 닫는다.
여기서, 상기 펌프유닛(205)의 작동이 완료되어도 수초동안 블로워유닛(207)을 작동시켜 증기를 배출시켜 최종생성물을 제조한다.
그 다음, 최종생성물 공급펌프(미도시)를 작동시키고 제7 개폐밸브(300-2)를 개방하여 최종생성물을 수거통(310)으로 보낸다.
상기 최종생성물이 제3 수위센서(208)의 접점 3에 도달하면 최종생성물 공급펌프가 정지하고 제7 개폐밸브(300-2)가 닫히게 한다.
그리고, 상기 수거통(310) 내부로 최종생성물의 공급이 완료됨을 알리는 제6 수위센서(320)의 최고점에 도달하면 제7 개폐밸브(300-2)를 닫히게 함과 동시에 배출유닛(330)을 작동시킨다.
즉, 상기 배출유닛(330)의 제2 펌프(332)를 작동시키고 제9 개폐밸브(335)를 개방시켜서 최종생성물이 외부로 배출되게 한다.
상기와 같은 전처리부에서부터 수거부까지의 처리공정은 최종생성물의 이동이 수거통(310)으로 전부 이동되었다고 판단되면 다시 반응공정으로 되돌아가 반응부터 공정이 다시 시작된다.
상기와 같은 처리공정은 처음에 자동화프로그램으로 설정되어 1회부터 수회까지 반복하여 이루어질 수 있으며, 이는 원료, 촉매제, 비누화방지제, 산화방지제, 유동점강화제, 수거통 및 수위감지센서 등이 트러블 조건이 아니면 연속적으로 작동 반응한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 바이오디젤 제조시스템 및 그의 제조방법은 디이젤 연료의 대체 연료인 환경친화적인 연료를 생산할 수 있어 당업계에서 아주 유용하게 이용될 수 있다.

Claims (21)

  1. 공급된 원료에 포함되어 있는 이물질 및 수분 등을 제거하는 전처리부(100);
    상기 전처리부(100)에 의해 처리된 후 공급된 원료를 촉매제를 이용하여 가공하는 제조부(200);
    상기 제조부(200)를 통해 가공된 생성물을 포집하는 수거부(300); 및
    상기 전처리부(100), 상기 제조부(200) 및 상기 수거부(300)의 작동을 제어하는 제어부(400);로 이루어지고,
    여기서, 상기 전처리부(100), 상기 제조부(200) 및 상기 수거부(300)는 상기 전처리부(100)로 공급되는 원료의 양과 상기 수거부(300)에서 수거되는 생성물의 양에 따라 상기 제어부(400)에 의해 일괄 배치식으로 자동으로 작동되게 하는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전처리부(100)는 원료를 처리 및 저장하여 상기 제조부(100)로 보내는 전처리유닛(110)으로 이루어지고, 상기 전처리유닛(110)은,
    유입구에 설치되어서 원료에 포함된 찌꺼기 등의 이물질을 걸러내는 필터(111)와,
    상기 필터(111)를 통해 원료가 공급되고 있음을 감지하여 알리는 알람 센서(112)와,
    상기 알람 센서(112)로부터 원료 공급 신호를 받아 원료 및 전처리유닛(110) 내부를 가열하는 히터(113)와,
    상기 전처리유닛(110) 내부에서 원료로부터 침전물 및 물을 분리하기 위한 유수분리벽(114)과,
    상기 유수분리벽(114)에 의해 분리된 침전물과 물을 배출하는 배출구(115)와,
    내부로 공급된 전처리될 원료의 양을 감지하여 상기 제어부(400)로 보내 상기 전처리유닛(110)이 작동되게 하는 제1 수위센서(116)를 포함하며,
    상기 전처리유닛(110) 내부에서 전처리된 원료가 상기 제1 수위센서(116)에 의해 소정의 수위로 이루어졌음을 감지되면 상기 제어부(400)에 의해 제어되는 제1 개폐밸브(118)에 의한 제1 배관(117)을 통해서 상기 제조부(200)로 전처리된 원료가 공급되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  3. 제1항에 있어서, 촉매제를 저장하여 상기 제어부(400)의 제어에 따른 제2 개폐밸브(122)를 통해서 상기 제조부(200)로 촉매제를 공급하는 제1 촉매제공급유닛(120)이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 촉매제공급유닛(120)에는, 내부에 촉매제가 없을 경우 제어부(400)를 통해서 촉매제가 자동으로 보충될 수 있게 하는 제2 수위센서(124)와, 촉매제에 함유된 물 또는 찌꺼기가 외부로 배출되게 하는 제2 배출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제조부(200)는,
    증기가 배출되는 통공(212-1)이 구비된 뚜껑(212)에 의해 덮어 씌워진 유입구를 통해서 전처리된 원료가 공급되는 반응조(201)와,
    상기 원료를 추가로 반응시키기 위해서 상기 반응조(201)에 세척수, 에멀젼 방지용 촉매제 또는 세척수가 포함된 에멀젼 방지용 촉매제를 제공하는 제2 촉매제공급유닛(202)과,
    내부에 제4 수위센서(203-3)가 구비되며, 상기 반응조(201)의 상부에 설치되어서 초기생성물의 세척시 반응조(201) 내부로 천연유기산, 아세트산, 황산 또는 인산 중 어느 하나로 이루어진 비누화방지제를 공급하는 비누화방지제공급유닛(203)과,
    상기 뚜껑(212)의 하부에 탈착가능하게 설치되며, 교반을 통해서 상기 원료, 촉매제, 비누화방지제 및 산화방지제 또는 유동점강화제를 균일하게 혼합시키기 위한 교반기(204)와,
    상기 반응조(201)의 상부와 하부를 연통되게 연결하는 순환배관(205-1)과 사기 순환배관(205-1) 상에 설치된 제1 펌프(205-2)를 구비하며, 상기 원료, 촉매제, 비누화방지제 또는 산화방지제 또는 유동점강화제의 혼합물을 상기 반응조(201) 내부에서 순환시키는 펌프유닛(205)과,
    상기 반응조(201)의 내부에 구비되어서 상기 혼합물을 일정한 온도로 가열하는 히팅유닛(206)과,
    상기 반응조(201)의 상부에 장착된 모터(207-1)와 상기 모터(207-1)에 의해 회동하는 팬(207-2)을 구비하며, 상기 반응조(201) 내에서 발생한 증기를 외부로 배출하는 블로워유닛(207)과,
    상기 반응조(201)로 공급되는 원료 투입량, 촉매제 투입량, 부산물 또는 최종생성물인 바이오디젤 생성량, 및 세척수 유입량을 각각 상기 제어부(400)로 제공하여 제어될 수 있게 하는 제3 수위센서(208)와,
    상기 혼합물의 비중정보와 세척 후 배출수의 비중정보를 상기 제어부(400)로 제공하는 비중감지센서(209)와,
    상기 최종생성물의 수분정보를 상기 제어부(400)로 제공하는 수분감지센서(210)와,
    내부에 히팅기(211-3)를 구비하여 상기 반응조(201)로부터 배출되는 수분을 증발시키기 위한 건조유닛(211)과,
    내부에 제5 수위센서(217-3)가 구비되며, 상기 반응조(201)의 상부에 설치되어서 최종생성물의 건조시 반응조(201) 내부로 산화방지제 또는 유동강화제를 공급하는 산화방지제공급유닛(217)을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 세척수가 포함된 에멀젼 방지용 촉매가 상기 반응조(201)로 공급되도록 상기 반응조(201)와 상기 제2 촉매공급유닛(202)을 연결하되 제3 개폐밸브(202-2)를 가지는 제3 배관(202-1)과,
    상기 반응조(201) 내부로 비누화방지제가 공급되도록 상기 비누화방지제공급유닛(203)과 상기 반응조(201)를 연결하되 제4 개폐밸브(203-2)를 가지는 제4 배관(203-1)과,
    상기 혼합물로부터 분리된 배출수가 상기 건조유닛(211)으로 배출되도록 상기 반응조(201)와 연결되되 제5 개폐밸브(211-2)를 가지는 제5 배관(211-1)과,
    상기 촉매가 포함된 원료로부터 분리된 부산물이 부산물저장소(213)로 공급되도록 상기 반응조(201)와 상기 부산물저장소(213)를 연결하되 제6 개폐밸브(213-2)를 가지는 제6 배관(213-1)과,
    상기 최종생성물이 수거부(300)로 배출되도록 상기 반응조(201)와 상기 수거부(300)를 연결하되 제7 개폐밸브(300-2)를 가지는 제7 배관(300-1)과,
    상기 반응조(201) 내부로 산화방지제 또는 유동점강화제가 공급되도록 상기 산화방지제공급유닛(217)과 상기 반응조(201)를 연결하되 제8 개폐밸브(217-2)를 가지는 제8 배관(217-1)을 더 포함하며,
    여기서, 상기 제3 내지 제8 개폐밸브의 온 또는 오프는 기설정된 모드에 따라 상기 제어부(400)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 교반기(204)는,
    상기 뚜껑(212)의 하부에 고정되게 장착된 양방향 모터(204-1)와,
    상기 모터(204-1)의 회동에 따라 회전하되 탈착가능하게 장착되는 회동축(204-2)과,
    상기 회동축(204)에 다수 개 장착되어 혼합물을 교반하는 날개(204-3)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  8. 제5항에 있어서, 상기 교반기(204)는 상기 제3 수위센서(208)에 의해 감지된 상기 반응조(201) 내부의 혼합물 충만 상태에 따라서 상기 제어부(400)에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제3 수위센서(208)는, 제1 개폐밸브(118)에 의한 제1 배관(117)을 통해 반응조(201) 내부로 투입되는 원료를 인식하면 제1 개폐밸브(118)를 닫을 수 있게 접점 1과, 제2 개폐밸브(122)에 의한 제2 배관(123)을 통해 반응조(201) 내부로 투입되는 촉매제를 인식하면 제2 개폐밸브(122)를 닫을 수 있게 접점 2와, 부산물 또는 최종생성물인 바이오디젤을 인식하지 못하면 제6 개폐밸브(213-2) 또는 제7 개폐밸브(3001)를 닫을 수 있게 하는 접점 3과, 제3 개폐밸브(202-2)에 의한 제3 배관(202-1)을 통해 반응조(201) 내부로 투입되는 세척수를 인식하면 제3 개폐밸브(202-2)를 닫을 수 있게 접점 4로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  10. 제5항에 있어서, 상기 건조유닛(211)의 히팅기(211-3)는, 상기 제어부(400)에 의한 제5 개폐밸브(211-2)의 개방에 따라 동시에 작동되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  11. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 촉매제공급유닛(120)은 상기 반응조(201) 내부로 공급된 원료에 대하여 상기 제2 촉매제공급유닛(202)으로부터 공급된 촉매제의 비율에 따라 작동되도록 상기 제어부(400)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  12. 제5항에 있어서, 상기 비중감지센서(209)에서 감지한 부산물의 비중 값이 0.5g/㎤ 내지 1.0g/㎤의 범위 내에 있을 경우 상기 제어부(400)에 의해 제6 개폐밸브(213-2)가 온상태로 되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  13. 제5항에 있어서, 상기 산화방지제는 식용용의 엠티비에이치큐(mtbhQ, 2.5-Di-tert-buthlhydroquinone) 및 공업용의 비티비에이치큐(btbhQ) 중 어느 하나가 함유되고, 상기 유동점강화제는 염소화파라핀과 나프타렌 또는 페놀의 축합물, 폴리 알킬 아크릴레이트, 폴리 알킬 메타크릴레이트, 에틸렌과 초산비닐의 공중합체, 및 알케닐 호박산유도체 중 어느 하나가 함유되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  14. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부(400)는 전처리부(100), 제조부(200) 및 수거부(300)가 순차적으로 진행되도록 기설정되어서, 상기 기설정된 방식에 따라 상기 전처리유닛(110), 제1 촉매공급유닛(120), 제2 촉매공급유닛(202), 비누화방지제공급유닛(203), 교반기(204), 펌프유닛(205), 히팅유닛(206), 블로워유닛(207), 건조유닛(211) 및 산화방지제공급유닛(217)의 온 또는 오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  15. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 수거부(300)는,
    상기 반응조(201)에 의해 제조된 생성물을 저장하는 수거통(310)과,
    상기 수거통(310)에 저장되는 생성물의 양을 감지함으로써 상기 전처리부(100) 및 제조부(200)가 상기 제어부(400)에 의해 가동되게 하는 제2 수위센서(320)와,
    상기 수거통(310)에 포집된 최종생성물을 외부의 다른 장소로 이동시키며, 기설정된 모드에 따라 제어부(400)에 의해 온 또는 오프가 제어되는 배출유닛(330)을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 배출유닛(330)에는, 제9 개폐밸브(335)에 의한 제9 배관(331)을 통해 배출되는 최종생성물에 함유된 이물질을 제거하기 위한 마이크로필터(333)와, 상기 제9 배관(331)을 따라 이동하는 최종생성물의 유량을 측정하여 표시해주는 유량계(334)가 구비되며,
    상기 제9 개폐밸브(335)의 온 또는 오프는 기설정된 모드에 따라 상기 제어부(400)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템.
  17. 원료에 함유된 찌꺼기 등의 이물질과 수분 및 지방유 등을 제거하는 전처리 단계(S10);
    전처리된 원료 및 촉매제를 반응조(201) 내부로 유입시키는 투입단계(S20);
    제2 촉매공급유닛(202), 교반기(204), 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)을 일정시간 동안 가동시켜서 촉매가 포함된 원료를 교반, 순환, 가열 및 분리하여 초기생성물을 제조하고, 그 다음 상기 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)을 일정시간 동안 재가동시키면서 제3 배관(202-1)을 통해 세척수를 공급하여 상기 초기생성물과 촉매제가 혼합된 혼합물을 순환, 가열 및 분리함과 동시에 비누화방지제공급유닛(203)을 통해 비누화방지제를 공급하여 초기생성물을 세척한 후, 산화방지제공급유닛(217)을 통해 산화방지제 또는 유동점강화제를 공급하고 상기 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)과 더불어 블로워유닛(207)을 일정시간 동안 가동시켜 상기 최종생성물을 건조시키는 제조단계(S30); 및
    상기 최종생성물을 수거통(310)으로 수거하는 수거단계(S40);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템의 제어방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전처리단계(S10)는,
    전원을 온(on) 상태로 하고 시작 버튼을 누르는 단계(S11)와,
    전처리유닛(110)으로 원료를 공급하는 단계(S12)와,
    필터(111)를 통해서 상기 원료에 포함된 이물질을 제거하는 단계(S13)와,
    상기 전처리유닛(110)으로 원료가 공급되고 있음을 알람센서(112)가 감지하는 단계(S14)와,
    상기 알람센서(112)가 공급되는 원료를 감지하면 히터(113)가 온으로 작동하는 단계(S15)와,
    상기 공급된 원료로부터 침전물 및 물을 분리 또는 배출하여 제거하는 단계(S16)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템의 제어방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 투입단계(S20)는,
    제1 수위센서(116)의 소정 부위에서 전처리된 원료를 감지하는 단계((S21)와,
    상기 제1 수위센서(116)가 원료를 감지하면 제어부(400)에 의해 원료공급펌프가 작동되고 제1 개폐밸브(118)가 온 상태로 되어 개방되는 단계(S22)와,
    상기 제1 개폐밸브(118)가 개방됨에 따라 원료가 반응조(201) 내부로 투입되는 단계(S23)와,
    촉매제공급펌프가 작동되고 제2 개폐밸브(122)가 제어부(400)에 의해 온 상태로 되어 개방되는 단계(S24)와,
    상기 제2 개폐밸브(122)가 개방됨에 따라 촉매제가 반응조(201) 내부로 투입되는 단계(S25)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템의 제어방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 제조단계(S30)는,
    상기 반응조(201) 내부로 추가 촉매제를 공급하는 단계(S31)와,
    상기 반응조(201) 내에서 원료 및 촉매제의 혼합 원료가 충만되었는가를 제3 수위센서(208)를 통해 확인하는 단계(S32)와,
    원료 및 촉매제를 교반기(204)를 이용하여 고르게 혼합하고, 상기 펌프유닛(205)을 온시켜 소정의 시간동안 혼합 원료를 순환시킴과 동시에 상기 히팅유닛(206)을 온시켜 혼합 원료를 소정의 시간 동안 소정의 온도로 유지시키는 단계(S33)와,
    상기 펌프유닛(205) 및 히팅유닛(206)을 오프시키고 혼합 원료를 소정의 시간동안 정치시킨 다음에 혼합 원료로부터 초기생성물과 부산물을 분리하여 제6 개폐밸브(213-2)의 개방을 통해서 분리된 부산물을 배출시키는 단계(S34)와,
    상기 제6 개폐밸브(213-2)를 닫고 제3 개폐밸브(202-2) 및 제4 개폐밸브(203-2)를 개방하여 반응조(201) 내부로 세척수 및 비누화방지제를 공급하는 단계(S35)와,
    상기 교반기(204)를 통해 초기생성물과 세척수 및 비누화방지제를 재차 혼합하여서 상기 펌프유닛(205)을 통해 순환시키고 상기 히팅유닛(206)을 통해 가열하면서 초기생성물을 세척하는 단계(S36)와,
    상기 초기생성물과 세척수 및 비누화방지제의 혼합물을 소정의 시간 동안 정치시킨 후 최종생성물과 배출수로 분리되게 한 다음 제5 개폐밸브(211-2)의 개방을 통해서 배출수를 배출하는 단계(S37)와,
    배출되는 배출수를 가열하여 수증기로 증발시키는 단계(S38)와,
    상기 제8 개폐밸브(217-2)를 개방하여 산화방지제 또는 유동점강화제를 공급하면서 최종생성물을 펌프유닛(205)을 통해 순환시키고, 블로워유닛(207)을 통해 증기를 외부로 배출시키며 상기 히팅유닛(206)으로 가열하여 건조시키는 단계(S39)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템의 제어방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 수거단계(S40)는,
    제7 개폐밸브(300-2)를 개방하여 최종생성물이 수거통(310)으로 포집되게 하는 단계(S41)와,
    상기 수거통(310)으로 포집되는 최종생성물을 제2 수위센서(320)가 감지하는 단계(S42)와,
    상기 제2 수위센서(320)가 최종생성물을 감지하면 그 신호를 받은 제어부(400)는 원료 전처리장치 및 제조장치를 오프시키는 단계(S43)와,
    상기 수거통(310) 내의 최종생성물을 배출유닛(330)을 통해 외부로 배출시키는 단계(S44)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오디젤 제조시스템의 제어방법.
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