KR20020067836A - 폐식용유 고화제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐식용유 고화제 조성물에 관한 것으로, 탄소수 10 내지 20개의 질소 또는 황 비함유 모노- 또는 폴리히드록시 지방산 또는 지방족 알콜, 지방산 금속염, 왁스 및 임의로 전분을 포함하는 본 발명에 따른 고화제는 식용유의 고화 시간이 1시간 정도로 짧고 고화 과정이 복잡하지 않으며 위험물이나 화공약품으로 구성되지 않아 일반 가정에서 사용하기에도 안전하고 편리할 뿐만 아니라 고화 폐기된 폐식용유를 수거하여 비누를 제조할 수도 있고, 일반쓰레기로 소각 처리할 경우에도 SOx 나 NOx를 포함한 공해물질의 배출이 없으며, 회분의 발생도 거의 없이 완전 소각이 가능하여 보조 연료로 이용될 수 있다.

Description

폐식용유 고화제 조성물{COMPOSITION FOR SOLIDIFYING WASTE COOKING OIL}

본 발명은 음식 조리 후 발생되는 간헐적으로 발생하는 폐식용유의 폐기가 용이하게 하게 하는 폐식용유 고화제 조성물에 관한 것이다. 본 발명이 목적하는 폐식용유 고화제는 실온에서 액체 상태인 식용유를 젤 상태로 고화시킴으로써 폐식용유의 분리 수거 및 보관, 운반이 용이하도록 한다.

산업체에서 대량으로 발생하는 폐유나 대형 식품업체의 튀김용 폐유들은 대체로 회수되어 적절하게 처리되고 있지만 가정이나 소형 음식점 등에서 음식 조리 후 발생되는 폐 식용유에 대한 회수 및 처리 방안은 현재까지 보편적으로 제시된 방안이 없는 실정이다. 하수구를 통해 버려진 폐 식용유는 이를 희석 정화하는데 25000 배 이상의 물이 필요할 정도로 심각한 수질 오염을 야기 시키며 궁극적으로 하수나 상수처리장에서는 높은 비용을 들여 이를 정화시킬 수밖에 없다. 따라서 국가차원에서는 가정이나 소형 음식점 등에서 음식 조리 후 발생되는 폐 식용유에 대한 회수 및 처리 방안으로는 폐식용유를 모아 재활용 비누를 만들거나 신문지나 휴지 등으로 싸서 버리도록 권장하고 있다. 그러나 소량으로 발생하는 폐식용유로비누를 만드는 것은 상당히 거추장스러운 일이며 또 비누를 만들기 위해서 가성소다와 같은 강알칼리 약품을 사용해야 하는데 일반 가정에서 이와 같은 약품을 구입하여 비치하고 사용하기도 용이하지 않다. 또 폐식용유를 휴지나 신문지로 싸서 버릴 경우에는 식용유가 잘 흡수되지 않아 흘러내리며 많은 량의 휴지를 필요로 하고 쓰레기의 부피도 커지는 등 여러 가지 불편한 점이 많은 실정이다.

상기와 같이 종래의 기술이 제공하는 여러 가지 불편으로 대부분의 가정에서 발생하는 많은 량의 폐식용유는 하수구를 통해 버려지고 있다고 볼 수 있으며 이는 심각한 수질 환경 오염을 야기시키는 요인이 된다. 따라서 폐 식용유의 수거 및 회수에 대한 방안으로 가정에서 간편하고, 효과적으로 폐기 수거할 수 있는 저렴한 제품의 개발이 절실하게 요구되어 왔다.

한편, 식용유는 주로 글리세리드(glyceride)라는 성분으로 구성되어 있는데, 식용유를 고화시킬 수 있는 방법으로는 (1) 탄산 나트륨이나 시트르산 나트륨과 같은 강알칼리 염을 첨가하여 비누화 반응이 서서히 진행되면서 고화되도록 하는 법, (2) 왁스(wax)나 검(gum)류와 같이 기름과 잘 섞이면서 상온에서 고체인 물질을 첨가하여 고화하는 법, 또는 (3) 식용유와 물리화학적 결합을 통해 실온에서 고화된 젤을 형성하는 물질을 첨가하는 방법이 있다.

상기 방법들 중 강알칼리 염만을 첨가하여 고화시키는 방법은 종래의 가성소다를 첨가하여 비누화 반응을 시키는 것과 별 차이가 없으며 고화 시간이 길고 강알칼리성 화공 약품을 가정에서 취급해야 하는 단점이 있다. 또한, 왁스나 검류와 같이 기름과 잘 섞이면서 상온에서 고체인 물질을 첨가하여 고화하는 법은 첨가하는 왁스나 검의 융점(melting point) 이상에서 폐식용유와 소량의 왁스/검을 혼합한 후 전체를 실온으로 냉각시켜 고화시키는 방법으로, 이와 같은 왁스나 검류는 주로 천연 식물에서 얻어지는 성분이어 일반 가정에서 함에 있어 안전하고 편리한 장점은 있으나 식용유의 고화에 요구되는 왁스나 검의 량이 많다는 단점이 있다.

또한, 식용유와 물리화학적 결합을 통해 실온에서 고화된 젤을 형성하는 물질을 첨가하는 방법에서는, 벤토나이트, 실리카, 키토산, 알콜이나 카르복시산, 또는 이들의 금속염, 아크릴레이트, 디비닐벤젠 솔비톨 유도체, 셀룰로즈 유도체 등과 같은 물질을 첨가하게 되는데, 이와 같은 물질들은 비교적 고가이거나 분리 수거 후 비누를 만들 경우에 폐식용유의 재활용 처리에 적합하지 않은 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 음식 조리 후 발생되는 간헐적으로 발생하는 폐식용유의 폐기를 용이하게 하게 하는 방법으로서 일반 가정에서 비치하고 사용함에 있어 안전하고 편리하며 또 분리 수거된 후 보조 연료로도 사용될 수 있는 환경 친화적 폐식용유 고화제 조성물을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 태양에서는, 탄소수 10 내지 20개의 질소 또는 황 비함유 모노- 또는 폴리히드록시 지방산 또는 지방족 알콜 75 내지 99 중량%, 지방산 금속염 0.5 내지 12 중량%, 왁스 0.5 내지 8 중량% 및 임의로전분 5 중량% 이하를 포함하는 폐식용유 고화제 조성물이 제공된다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따르면, 저렴하고 안전하며, 고화되어 수거된 폐식용유 고체 젤로부터 비누를 만들 수도 있고 소각을 하더라도 공해 물질의 배출이 없는 식용유 고화제를 설계하기 위해, 질소나 황 원자를 포함하지 않으며 저렴한 천연 물질로서 비누의 원료가 될 수 있는 유기 화합물로 탄소수 10 내지 20의 고급 지방산 유도체를 식용유 고화제 조성물의 주성분으로 포함한다.

상기 지방산의 유도체는 분자들 상호간의 물리화학적 결합력을 증대시키기 위하여 지방산의 주쇄에 -OH (히드록시기)와 같은 극성기가 적어도 1개 이상 결합된 모노 또는 폴리히드록시 지방산, 또는 지방족 알콜인 것이 바람직하며, 그러한 히드록시지방산의 대표적인 예로는 히드록시미리스트산, 히드록시팔미트산, 히드록시스테아르산, 히드록시올레산 등이 있고, 지방족 알콜의 예로는 라우릴 알콜, 미리스틸 알콜, 세틸 알콜, 스테아릴 알콜, 올레일 알콜 등이 있다.

상기 지방산 또는 지방족 알콜은 본 발명 조성물에 75 내지 99 중량%, 바람직하게는 80 내지 95 중량%의 양으로 사용하며, 이 범위를 벗어나면 완전고화가 되지 않거나 고화제 조성물의 사용량이 많아지는 문제점이 있다.

또한, 본 발명에 사용되는 상기 지방산 금속 염은, 식용유의 고화를 촉진시키고 분리 수거된 폐식용유로부터 재활용 비누를 만들 경우에 그 효과를 증대시킬 수 있는 금속의 염에 한정하는 것이 바람직한데, 그러한 금속으로는 Na, K, Ca, Al, Zn, Li 이 있으며, 특히 Al 및 Ca가 바람직하다.

상기 지방산 금속염은 본 발명 조성물에 0.5 내지 12 중량%의 양으로 사용된다.

본 발명의 조성물은 또한, 식용유 고화제의 고화 특성을 향상시키는 방안으로써, 점도 증진제를 적절히 배합하여 사용하는데, 상기 점도 증진제로 바람직한 것은 천연 왁스 성분으로, 구체적인 예로는 밀납 왁스, 파라핀 왁스, 카나바 왁스 등이 있다. 상기 점도증진제 성분은 본 발명 조성물에 0.5 내지 8 중량%의 양으로 사용된다.

본 발명의 조성물은 또한 임의로 이형제 성분으로서 전분을 포함할 수 있으며, 전분은 조성물에 5 중량% 이하의 양으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 폐식용유 고화제는 고화 성능이 탁월하여 처리하고자 하는 폐식용유 중량의 약 2 내지 5 중량%의 양으로 사용하는 것으로도 폐식용유를 1 시간 이내에 고화시킬 수 있다.

본 발명에 따른 폐식용유 고화제는 실온에서 액체 상태의 기름을 젤 상태로 고화시키게 하는 것으로써, 폐식용유의 분리 수거 및 보관, 운반을 용이하게 하며, 천연 물질로 구성되어 있어 고화시간이 짧고 고화 과정이 복잡하지 않으며, 위험물이나 화공약품으로 구성되지 않아 일반 가정에서 사용하기에 편리하고 안전하며 또 일반 수퍼에서도 유통이 가능한 물질로 제조되고, 저렴하며, 생성된 폐식용유 고화물은 분리 수거하여 후속 공정으로 비누를 제조하는데 원료로 사용 할 수도 있고, 소각 처리할 경우에도 SOx 나 NOx를 비롯한 공해물질의 배출이 없을 뿐만 아니라 회분의 발생 없이 완전 소각이 가능하며 발열량도 높아 보조 연료로도 재활용될 수있어 폐기물의 안정적 처리에 기여할 수 있다.

이하 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명하나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.

실시예 1

히드록시스테아르산 3.5 g, 스테아르산 나트륨 0.5 g, 카나바 왁스 0.3 g, 전분 0.2 g 을 잘 혼합하여 고화제를 조제하였다.

옥수수유의 폐유 100 g 을 약 100 ℃로 가열한 다음 조제한 고화제를 첨가하고 교반하여 고화제를 완전히 용해시킨 다음 실온에서 약 1시간 방치 냉각시켜 젤 상태로 고화된 식용유를 얻었다.

이렇게 고화된 폐식용유 덩이는 40 ℃로 재가열 하여도 액상으로 전환되지 않았고 또 액상 기름이 배어 나오는 현상도 관찰되지 않았다.

실시예 2

히드록시올레산 3.0 g, 스테아릴알콜 0.5 g, 스테아르산 알루미늄 0.5 g, 카나바 왁스 0.3 g, 전분 0.2 g 을 잘 혼합하여 고화제를 조제하였다.

옥수수유의 폐유 100 g 을 약 120 ℃로 가열한 다음 조제한 고화제를 첨가하고 저어 주어 고화제를 완전히 용해시킨 다음 실온에서 약 1시간 방치 냉각시켜 젤 상태로 고화된 식용유를 얻었다.

이렇게 고화된 폐식용유 덩이는 40 ℃로 재가열 하여도 액상으로 전환되지않았고 또 액상 기름이 배어 나오는 현상도 관찰되지 않았다.

비교예 1

스테아르산 3.5 g, 스테아르산 나트륨 0.5 g, 카나바 왁스 0.3 g, 전분 0.2 g 을 잘 혼합하여 고화제를 조제하였다.

옥수수유의 폐유 100 g 을 약 120 ℃로 가열한 다음 조제한 고화제를 첨가하고 저어 주어 고화제를 완전히 용해시킨 다음 실온에서 방치하였다.

혼합물은 냉각 후에도 완전히 고화되지 않고 페이스트(paste) 상태로 유동성을 가졌다.

비교예 2

히드록시스테아르산 2.5 g, 카나바왁스 1.3 g, 전분 0.2 g 을 잘 혼합하여 고화제를 조제하였다.

옥수수유의 폐유 100 g 을 약 120 ℃로 가열한 다음 조제한 고화제를 첨가하고 저어 주어 고화제를 완전히 용해시킨 다음 실온에서 방치하였다.

혼합물은 냉각 후에도 완전히 고화되지 않고 유동성을 가진 페이스트(paste) 상태가 되었다.

비교예 3

히드록시스테아르산 3.0 g, 카나바 왁스 0.8 g, 전분 0.2 g 을 잘 혼합하여고화제를 조제하였다.

옥수수유의 폐유 100 g 을 약 120 ℃로 가열한 다음 조제한 고화제를 첨가하고 저어 주어 고화제를 완전히 용해시킨 다음 실온에서 약 1시간 방치 냉각시켜 젤 상태로 고화된 식용유를 얻었다.

이렇게 고화된 폐식용유 덩이는 40 ℃로 재가열 하였을 때 액상으로 완전히 전환되지 않았으나 다소의 액상 기름이 배어 나오는 현상이 관찰되었다.

비교예 4

스테아르산 나트륨 4.0 g, 카나바 왁스 0.8 g, 전분 0.2 g 을 잘 혼합하여 고화제를 조제하였다.

옥수수에서 추출한 폐식용유 100 g 을 약 100 ℃로 가열한 다음 조제한 고화제를 첨가하고 저어 주어 비누화 반응과 유사한 반응을 통해 고화 반응을 유도하였다. 카나바 왁스 성분은 가열시 용해되었으나 스테아르산 나트륨은 잘 용해되지 않았다. 따라서, 고화 반응도 일어나지 않았다.

본 발명에 따라 조제된 폐식용유 고화제는 식용유의 고화 시간이 1시간 정도로 짧고 고화 과정이 복잡하지 않으며 위험물이나 화공약품으로 구성되지 않아 일반 가정에서 사용하기에도 안전하고 편리하다. 또한, 고화 폐기된 폐식용유를 수거하여 비누를 제조할 수도 있고, 일반쓰레기로 소각 처리할 경우에도 SOx 나 NOx를 포함한 공해물질의 배출이 없을 뿐만 아니라 회분의 발생도 거의 없이 완전 소각이 가능하여 고화 폐기된 폐식용유가 보조 연료로서도 이용될 수 있도록 하게 하는 효과가 있어 환경오염을 원천적으로 방지하고 폐기물을 재활용하게 하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 탄소수 10 내지 20개의 질소 또는 황 비함유 모노- 또는 폴리히드록시 지방산 또는 지방족 알콜 75 내지 99 중량%, 지방산 금속염 0.5 내지 12 중량%, 왁스 0.5 내지 8 중량% 및 임의로 전분 5 중량% 이하를 포함하는 폐식용유 고화제 조성물.
2. 제 1 항에 있어서,

   히드록시지방산이 히드록시미리스트산, 히드록시팔미트산, 히드록시스테아르산 및 히드록시올레산으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 조성물.
3. 제 1 항에 있어서,

   지방족 알콜이 라우릴 알콜, 미리스틸 알콜, 세틸 알콜, 스테아일 알콜 및 올레일 알콜로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 조성물.
4. 제 1 항에 있어서,

   지방산 금속염의 금속이 Na, K, Ca, Al, Zn 및 Li으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
5. 제 1 항에 있어서,

   왁스가 밀납 왁스, 파라핀 왁스 또는 카나바 왁스인 것을 특징으로 하는 조성물.