A 'Green' Process For Biodiesel From Feather Meal
미국 네바다 대학(University of Nevada)의 연구원들은 조류(鳥類) 식품으로부터 만들어진 부가원료의 가공을 통해 바이오디젤을 생산할 수 있는 새로운 생산과정을 발표했다. 이 논문은 농업-식품화학 저널(Journal of Agricultural and Food Chemistry) 2009년 27호에 수록되었다.
최근 바이오디젤 원료생산을 위해 커피경작지의 활용을 제안했던 이 연구팀은 이번 논문에서 조류가공 산업의 부산물로 생긴 음식쓰레기를 친환경적 공법을 통해 바이오디젤로 변환하는 방법을 제안하였다. 이제까지 조류 가공처리과정에서 생긴 산업쓰레기는 높은 단백질과 질소성분으로 인해 가축사료 또는 비료로 활용되었다.
바이오디젤(Biodiesel)은 식물성 기름 또는 동물성 지방에서 파생되는 긴사슬 지방산의 모노알킬 에스테르(monoalkyl esters)로 구성되어 있는 연료이다. 미국에서는 콩, 옥수수, 카놀라(canola) 및 면화씨 기름은 바이오디젤 생산을 위한 주요 자료이다. 사료 혹은 식품으로 변환 가능한 이 원료들의 지속적 사용은 사회와 환경에 잠재적으로 유해하다.
미국 농무부(USDA: U.S. Department of Agriculture)에 따르면, 바이오디젤의 변환을 위해 사용되는 식물성 기름은 40%의 성장률로서 전체 소비수요의 20%를 차지하고 있으나, 점차적으로 증가 추세에 있으며 비식품용으로 사용 또한 매년 10% 증가하고 있다. 이러한 증가세는 사용 용도에 따른 이해집단 간의 갈등을 야기하고 있다.
이제까지 개발된 바이오디젤의 생산비는 공급 원료의 단가에 크게 좌우되기 때문에 싸고 풍부한, 고품질 공급 원료의 가용성이 무엇보다 우선된 과제 중 하나다. 따라서 폐기물 식물성 기름, 비식품 윤활제, 그리고 동물성 지방(쇠기름)의 활용이 주목 받고 있다. 비식품 재료에서 바이오연료를 만들고자 하는 연구의 성과로 깃털이 바이오디젤 생산을 위한 다른 유망한 공급 원료가 될 수 있다는 것을 발견했다.
미국 통계국(U.S. Census Bureau)에 따르면, 깃털(가수분해된 가금류의 깃털)은 “제품으로 정의된 학살된 가금류로부터 나온 청결한, 비압축성인 깃털”로 정의된다. 깃털의 지방 함유량은 2%에서 12%까지 변화된 깃털의 유형에게 달려 있다. 예를 들면, 칠면조와 오리 깃털은 대략 6.7% 지방을 포함하고 닭의 경우 대략 11% 지방을 포함한다.
연구원들은 온수(약 70도)를 이용하여 지방을 분해한 뒤 수산화 칼륨과 메탄올을 이용한 트랜스 에스테르화 과정(trans-esterified process)을 거쳐 바이오디젤을 생산해 냈다. 이 과정을 통해 건조기준 무게에서 약 7~11%의 바이오 디젤이 생산되었다. ASTM의 성분분석을 통해 깃털에서 생산된 바이오디젤의 품질은 다른 일반적 공급 원료에서 만들어진 바이오디젤에 비해 좋은 품질을 가진다고 확인되었다.
조류식품 산업에서 생산되는 깃털의 양으로 추산해 보면 미국에서 약 1500~2000만 갤런의 바이오디젤을 생산할 수 있고 전세계적으로는 약 5930만 갤런이 생산될 수 있을 것으로 추정된다.
그림 1. 깃털을 이용한 생산의 모식도 표 1. 깃털로 생산된 바이오 디젤에 대한 ASTM의 분석결과 
J. Agric. Food Chem., 2009, 57 (14), pp 6163?6166
DOI: 10.1021/jf900140e
Publication Date (Web): June 25, 2009
Journal of Agricultural and Food Chemistry
A 'Green' Process For Biodiesel From Feather Meal
Scientists in Nevada are reporting development of a new and environmentally friendly process for producing biodiesel fuel from "chicken feather meal," made from the 11 billion pounds of poultry industry waste that accumulate annually in the United States alone. Their study is scheduled for the July 22 issue of ACS' Journal of Agricultural and Food Chemistry, a bi-weekly publication.
In the study Mano Misra, Susanta Mohapatra, Narasimharao Kondamudi, and Jason Strull note that chicken feather meal consists of processed chicken feathers, blood, and innards that have been processed at high temperatures with steam
. Currently feather meal is used as animal feed and fertilizer because of its high protein and nitrogen content. With as much as 12 percent fat content, feather meal has potential as an alternative, nonfood feedstock for the production of biofuel, the report says.
The researchers describe a new process for extracting fat from chicken feather meal using boiling water and processing it into biodiesel. Given the amount of feather meal generated by the poultry industry each year, they estimate this process could create 153 million gallons of biodiesel annually in the U.S. and 593 million gallons worldwide. In addition, they note that removal of fat content from feather meal results in both a higher-grade animal feed and a better nitrogen source for fertilizer applications.
Source : KISTI, Journal of Agricultural and Food Chemistry
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