KR20100118691A - Method for refining waste edible oil - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유리지방산이 다량 함유되어 있는 폐식용유로부터 유리지방산을 제거하는 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세히는 알칼리 탈산법을 사용하여 유리지방산을 중화(염화)시킨 후, 제거하여 공업용으로 재사용이 가능한 공업용 유지를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for removing free fatty acids from waste cooking oil containing a large amount of free fatty acids, and more specifically, it is possible to neutralize (salt) free fatty acids using an alkali deoxidation method and then remove and reuse them for industrial use. A method for producing industrial fats and oils.
주로 치킨점이나 제과점 등과 같은 음식점, 특히 식품가공 공장에서는 튀김 등에 다량의 식용유지(식물성 오일, 동물성 유지 포함)가 사용되고 있으며, 이에 따라 다량의 폐식용유가 발생하고 있다. 식품가공 후 버려지는 폐유지는 어떠한 정제방법을 거치더라도 일단 폐식용유로 분류된 이상 법규상 식용으로는 재사용될 수는 없다.In a restaurant such as a chicken shop or a bakery, especially a food processing factory, a large amount of edible oils (including vegetable oils and animal fats and oils) are used for frying, and thus a large amount of waste cooking oil is generated. Waste oils that are discarded after food processing cannot be reused for food under legal regulations once they are classified as waste oils.
식품가공 후 버려지는 폐식용유에는 다량의 유리지방산이 함유되어 있다. The waste cooking oil discarded after food processing contains a large amount of free fatty acids.
유리지방산(Free fatty acid, FFA)은 지방이 가수 분해 되어 생기는 지방산 으로서, 통상 지방은 지방산 3분자와 글리세롤 1분자가 에스테르 결합된 중성지방의 일종인 트리글리세라이드(Triglyceride)로서, 일반적으로 식용유 성분의 99%이상을 차지하고 있다. 이러한 중성지방이 고온에서 외부공기 접촉, 수분과의 반응 등으로 인하여 산패(酸敗)되거나 가수분해되면 지방산과 글리세롤로 분해되는 데, 이렇게 분해된 지방산을 유리지방산이라 한다.Free fatty acid (FFA) is a fatty acid produced by hydrolysis of fats. Normally, fats are triglycerides, which are triglycerides in which three molecules of fatty acids and one molecule of glycerol are ester-bonded. It occupies more than 99%. When such triglycerides are rancid or hydrolyzed due to external air contact, reaction with moisture at high temperatures, they are decomposed into fatty acids and glycerol. The decomposed fatty acids are called free fatty acids.
이렇게 산업 전반에 걸쳐 대량 발생되는 폐식용유를 재사용하는 방법으로는 크게 공업원료로 사용하기 위하여 공업용 유지로 재생산하는 방법과, 바이오디젤연료 또는 보일러연료 등과 같이 연료용으로 재생산 하는 방법으로 나뉜다.As a method of reusing waste cooking oil generated in large quantities throughout the industry, it is largely divided into a method of reproducing industrial oils for use as industrial raw materials and a method of reproducing fuels such as biodiesel fuel or boiler fuel.
바이오디젤유는 폐식용유를 산 또는 알칼리 촉매 하에서 메탄올과 반응시켜 모노 지방산메틸에스테르를 생성시켜 자동차 연료로 이용하므로 유리지방산 뿐 아니라 중성지방(트리글리세라이드) 모두를 분해시킨 후 알코올과 에스테르화시키므로, 중성지방을 제외한 유리지방산만을 별도로 제거하는 공업용 유지 생산법과는 구별된다.Biodiesel oil is used as a vehicle fuel by reacting waste cooking oil with methanol under an acid or alkali catalyst to produce mono fatty acid methyl ester, thus decomposing not only free fatty acids but also triglycerides (triglycerides) and esterifying them with alcohol. It is distinguished from the industrial fats and oils production method which removes only free fatty acid except fat.
공업용 유지는 유지(통상 트리글리세라이드)특성을 유지하면서, 제품 품질에 악영향을 주는 유리지방산만을 효율적으로 제거하는 공정이 필수적이다. 동식물성 유지 또는 폐식용유에 함유되어 있는 유리지방산은 유지를 이용한 제품 생산에서 산화물생성, 열중합 등 각종 부반응 등을 일으켜 제품의 품질과 수율 등에 막대한 악영향을 주기 때문에 유리지방산을 제거하기 위하여 일찌기 다양한 탈산 방법이 개발되었다.For industrial fats and oils, it is essential to efficiently remove only free fatty acids that adversely affect product quality while maintaining fat (usually triglyceride) properties. Free fatty acids contained in animal or vegetable fats or oils used in waste oil have various adverse reactions such as oxide production and thermal polymerization in the production of oil-based products, which have a huge negative effect on product quality and yield. The method was developed.
대한민국특허공개 제2001-0002402호는 강염기성 또는 약염기성 음이온 교환 수지를 사용하거나 상기 음이온 교환수지와 활성탄을 혼합 사용하여 식용유지를 처리하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 탈산방법은 비교적 소규모 정제에 제한되며, 정제 처리비용이 크다는 단점이 있다.Korean Patent Publication No. 2001-0002402 discloses a method for treating edible oil or fat by using a strong basic or weakly basic anion exchange resin or by using a mixture of the anion exchange resin and activated carbon. However, the deoxidation method is limited to relatively small tablets, and has a disadvantage in that a purification treatment cost is high.
한편, 대한민국특허공개 제1992-002893호는 식용유지 내의 유리지방산만을 섭취, 제거하는 미생물인 슈도모나스 속균(Pseudo monas sp.)을 이용하여 탈산하는 방법을 개시하고 있고, 미국특허 US 5,532,163은 효소에 의한 탈산방법을, 미국특허 US 4,957,758는 후렌치후라이 튀김 중의 휠터장치에 의한 유지의 정제 방법을, 일본공개특허 JP 제2007-145974호는 폐식용유의 정제 기구에 의한 정제 방법을 개시하고 있다.On the other hand, Korean Patent Publication No. 1992-002893 discloses a method of deoxidation using Pseudo monas sp., A microorganism which ingests and removes only free fatty acids in edible oils and fats, and US Patent US 5,532,163 discloses As a deoxidation method, US Pat. No. 4,957,758 discloses a method for refining fats and oils by a filter apparatus in French fries, and Japanese Patent Laid-Open No. 2007-145974 discloses a method for refining waste oil.
식용유지의 정제에서는 유지의 종자로부터 착유한 유지의 탈산방법으로 알칼리 탈산 방법이 가장 널리 이용되고 있다. 종래 알칼리 탈산 방법은 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH) 등과 같은 알칼리로 유리지방산을 중화(R-COO-Na+, R-COO-K+)시킨 후, 원심분리 또는 정치시켜 침전된 비누화염(Foots) 및 기타 불순물과 수분을 1차로 제거한 다음, 남아있는 비누분 등 잔존하는 불순물을 제거하기 위하여 다량의 뜨거운 물(약 80 ~ 90℃)로 수세한 후 건조하여 탈산하는 방법이다.In the purification of edible oils and fats, the alkali deoxidation method is most widely used as a deoxidation method of oils and fats milked from oilseed seeds. Conventional alkali deoxidation method is a soap precipitated by neutralizing free fatty acid (R-COO - Na + , R-COO - K + ) with alkali such as sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), and then centrifuging or standing. It is a method of removing the flames and other impurities and water first, then washing with a large amount of hot water (about 80 ~ 90 ℃) in order to remove the remaining impurities such as the remaining soap, dried and deoxidized.
종래 알칼리 탈산 방법의 공정을 도 1에 나타내었다.The process of the conventional alkali deoxidation method is shown in FIG.
이러한 알칼리 탈산 방법은 유지 내 유리지방산 함량을 가장 효율적으로 낮출 수 있으나 이 방법의 가장 큰 단점으로는 다량의 물을 사용하여 비누분 등 불순물을 제거하는 수세공정에서 많은 양의 폐수가 발생되므로 환경적인 문제를 야기할 수 있으며, 폐수 처리 설비를 설치를 위해 넓은 장소와 폐수 처리의 비용의 증가 등의 문제점이 있다. 한편, 고온의 스팀을 분사하여 유리지방산을 정제하는 방법이 있으나, 열에 대한 안정성이 낮은 액체유에는 변색 등의 단점이 있다.The alkali deoxidation method can lower the free fatty acid content in fats and oils most efficiently, but the biggest disadvantage of this method is that the waste water is generated in the washing process that removes impurities such as soap by using a large amount of water. It may cause a problem, there is a problem such as the increase in the cost of a large place and waste water treatment for the installation of waste water treatment facilities. On the other hand, there is a method of purifying free fatty acids by spraying high temperature steam, but liquid oils with low stability to heat have disadvantages such as discoloration.
한편, 물리적 탈산 방법으로 마그네슘 등 탈산제를 이용하는 방법이 있으나, 알칼리 탈산 방법에 비해 유리지방산 제거 효율이 낮아 제한적인 범위, 예컨데 튀김 중에 유리지방산의 함량을 일정 수준으로 조정, 유지하여 튀김유의 사용 기간을 증가시키거나 장시간 튀김 중에 색깔이 진해지는 것을 방지하는 목적 등으로 제한적이고 소규모로 사용되고 있는 실정이다.On the other hand, there is a method of using a deoxidizing agent such as magnesium as a physical deoxidation method, but compared to the alkali deoxidation method, the removal efficiency of free fatty acids is low, for example, to adjust the amount of free fatty acids in the frying to maintain a certain level of use of frying oil It is used in a limited and small size for the purpose of increasing the color or preventing the color from darkening during deep frying.
본 발명은 종래 알칼리 탈산 방법에서 비누분과 기타 불순물을 제거하기 위하여 다량의 물이 사용되는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 종래 알칼리 탈산 방법에서 수세공정 없이도 효율적으로 유리지방산을 제거함으로써 환경오염 발생이나 대규모 폐수 정화시설이 필요없는 새로운 알칼리 탈산 방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problem that a large amount of water is used to remove soap and other impurities in the conventional alkali deoxidation method, environmental pollution occurs by removing free fatty acids efficiently without the washing step in the conventional alkali deoxidation method The aim is to provide a new alkaline deoxidation method that does not require large-scale wastewater purification.
도 2는 본 발명에 따른 알칼리 탈산 방법의 공정도이다.2 is a process chart of the alkali deoxidation method according to the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐식용유의 유리지방산 제거 방법은,Free fatty acid removal method of the waste cooking oil of the present invention for achieving the above object,
동식물성 폐식용유에 수산화나트륨 용액을 혼합하여 유리지방산을 중화시키는 중화반응 공정; 상기 반응 후 잔류하는 수산화나트륨과, 중화된 지방산염의 풋츠(Foots) 및 기타 불순물을 원심분리 또는 정치시켜 제거하는 1차 불순물제거 공정; 및 상기 1차 불순물을 제거후 흡착제를 첨가, 교반시켜 불순물을 흡착시킨 후 폐흡착제를 제거하는 2차 불순물제거 공정을 포함한다.A neutralization step of neutralizing free fatty acids by mixing sodium hydroxide solution with animal and vegetable waste cooking oil; A primary impurity removal process for removing sodium hydroxide remaining after the reaction, the feet of neutralized fatty acid salts and other impurities by centrifugation or standing; And a secondary impurity removal step of removing the waste adsorbent after adsorbing the impurity by adding and stirring the adsorbent after removing the primary impurity.
또한, 본 발명은 상기 1차 불순물제거 공정 후, 흡착제 투입전 흡착반응 효율을 높이기 위해 남아 있는 수분을 제거하는 건조 공정을 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a drying step of removing the remaining water in order to increase the adsorption reaction efficiency before the adsorbent, after the primary impurity removal process.
본 발명에 있어서 '폐식용유'는 가정이나 베이커리, 치킨점 또는 식품가공 공장 등에서 각종 식품을 튀기고 나서 버리는 식물성 오일, 동물성 유지를 포함하 는 개념이다. 본 발명에 있어서 폐식용유의 유리지방산 함량은 제한되지는 않으나, 유리지방산 함량이 1.5% 이상인 폐식용유에 적용되는 것이 바람직하다.In the present invention, "waste cooking oil" is a concept that includes vegetable oil, animal fats and oils that are thrown away after frying various foods at home, bakery, chicken shop or food processing factory. In the present invention, the free fatty acid content of the waste cooking oil is not limited, but is preferably applied to the waste cooking oil having a free fatty acid content of 1.5% or more.
유리지방산의 중화 반응에 사용되는 수산화나트륨 용액 농도는 제한이 없으나, 바람직하게는 높은 농도의 용액 즉 보우메(Be) 10 ~ 30°, 더욱 바람직하게는 16°이상을 사용하는 것이 바람직하다.The sodium hydroxide solution concentration used for the neutralization reaction of the free fatty acid is not limited, but it is preferable to use a high concentration solution, namely, Beome (Be) 10-30 °, more preferably 16 ° or more.
본 발명에 있어서 상기 흡착제로는 바람직하게는 규산마그네슘, 활성백토, 규산알루미늄실리케이트, 활성탄, 규조토로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 이의 혼합물이 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 규산마그네슘 단독 또는 규산마그네슘과 활성백토의 혼합물이 사용될 수 있다.In the present invention, as the adsorbent, preferably, one or a mixture thereof selected from the group consisting of magnesium silicate, activated clay, aluminum silicate silicate, activated carbon, and diatomaceous earth may be used, more preferably magnesium silicate alone or magnesium silicate and Mixtures of activated clay may be used.
상기 규산마그네슘의 함량은 단독으로 사용될 때에는 폐식용유 중량에 대해 0.2중량% 내지 3.0중량% 사용되는 것이 바람직하고, 0.3중량% 내지 2.0중량% 사용되는 것이 더욱 바람직하다. 규산마그네슘이 0.3중량% 이하이면 흡착반응 효율이 떨어져 유리지방산과 비누분 및 수분 등의 제거가 낮고, 3.0중량% 이상 첨가하면 유리지방산, 비누분 및 수분 등의 제거는 좋으나 제조 가격이 상승하여 경제성이 떨어진다.When used alone, the content of magnesium silicate is preferably used in an amount of 0.2 wt% to 3.0 wt%, more preferably 0.3 wt% to 2.0 wt%, based on the weight of the waste cooking oil. If the magnesium silicate is less than 0.3% by weight, the adsorption reaction efficiency is low and the removal of free fatty acid, soap powder and water is low. If it is added more than 3.0% by weight, the removal of free fatty acid, soap powder and water is good, but the manufacturing price is increased and economical Falls.
상기 활성백토의 함량은 단독으로 사용될 경우에는 상압 보다는 감압 하에서 사용하는 것이 색상 개선 등 품질적인 면에서 효과적이다. 다만, 감압을 유지하기 위해 많은 에너지의 소비되는 단점이 있다. 감압 하에서 활성백토는 단독으로 사용 할 때는 0.3중량% 내지 2.0중량%이 사용되는 것이 바람직하다. 활성백토가 0.3중량% 이하이면 제거효과가 거의 없으며, 2.0중량% 이상이면 제거효율은 좋으나 폐흡 착제의 양이 증가하고, 여과할 때 여과 속도가 떨어지는 문제가 있다.When the content of the activated clay is used alone, it is effective in terms of quality, such as color improvement, to use under reduced pressure rather than atmospheric pressure. However, there is a disadvantage in that a lot of energy is consumed to maintain the decompression. Activated clay under reduced pressure is preferably used 0.3 to 2.0% by weight when used alone. If the activated clay is less than 0.3% by weight, there is almost no removal effect. If the amount of activated clay is more than 2.0% by weight, the removal efficiency is good, but the amount of the waste adsorbent increases, and there is a problem that the filtration rate decreases when the filter is filtered.
상기 문제를 개선하기 위하여 활성백토와 규산마그네슘을 혼합하여 흡착제로 사용하는 경우 상압 반응이 가능하여 별도의 에너지 소비없이, 색상 개선의 효과가 있다. 혼합 비율은 규산마그네슘 0.3중량% 내지 3.0중량% 과 활성백토 0.3중량% 내지 2.0중량% 범위 내에서 혼합사용이 가능하나, 흡착제 비용면에서나 여과 속도 등을 고려할 때, 규산마그네슘 0.5중량% 내지 2.0중량%와 활성백토 0.3중량% 내지 0.7중량%의 범위 내에서 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 규산마그네슘과 혼합시 활성백토의 함량이 0.3중량% 보다 낮으면 효율이 떨어지고 1.0중량% 이상이 되면 유리지방산 함량이 증가한다. In order to improve the problem, when mixed with activated clay and magnesium silicate and used as an adsorbent, atmospheric pressure reaction is possible, and there is an effect of color improvement without additional energy consumption. The mixing ratio may be mixed and used within the range of 0.3% to 3.0% by weight of magnesium silicate and 0.3% to 2.0% by weight of activated clay, but 0.5% to 2.0% of magnesium silicate in view of adsorbent cost or filtration rate, etc. It is preferable to use the mixture within the range of 0.3% to 0.7% by weight of activated clay. When mixed with magnesium silicate, when the content of activated clay is lower than 0.3% by weight, the efficiency decreases, and when it is 1.0% by weight or more, the free fatty acid content increases.
또한, 흡착 반응에서의 상압에서는 반응 온도가 60℃ ~ 90℃의 범위에서 반응 시키는 것이 바람직하다. 반응 온도가 100℃ 이상에서는 산패에 의한 유리지방산 함량의 증가하여 품질이 저하될 우려가 있다. 그리고, 감압 하에서는 반응 온도가 100℃ ~ 120℃의 범위에서 반응 시키는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to make reaction temperature in the range of 60 degreeC-90 degreeC at normal pressure in an adsorption reaction. If the reaction temperature is 100 ° C. or more, the free fatty acid content may increase due to rancidity, thereby degrading the quality. And under reduced pressure, it is preferable to make reaction temperature react in the range of 100 degreeC-120 degreeC.
폐흡착제의 제거는 휠터 프레스 등의 공지의 여과 방법을 사용할 수 있다.Removal of the waste adsorbent can use well-known filtration methods, such as a filter press.
이상과 같은 본 발명의 유리지방산 제거 방법은 종래 알칼리 탈산 방법에서 알칼리 중화 후 반드시 거쳐야 하는 수세공정을 사용하는 대신, 규산마그네슘, 활성백토 또는 이의 혼합물 등을 흡착제로 사용하여 불순물을 제거함으로써 종래 수세공정에 따른 다량의 폐수 배출이 없어 환경 친화적이며, 이에 따른 폐수 처리 설 비에 대한 부담이 없어 경제면에서 우수한 공업용 유지 생산방법을 제공한다.The free fatty acid removal method of the present invention is a conventional washing process by removing impurities using magnesium silicate, activated clay or mixtures thereof as an adsorbent, instead of using a washing step that must be passed after alkali neutralization in the conventional alkali deoxidation method. It is environmentally friendly because there is no large amount of wastewater discharged, and there is no burden on wastewater treatment facilities.
이하 실시예를 통하여 본 발명의 폐식용유 유리지방산 제거 방법을 더욱 상세히 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명할 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.Through the following examples will be described in more detail the waste cooking oil free fatty acid removal method of the present invention. This embodiment only describes a preferred embodiment of the present invention, the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
실시예 1 : ① 수산화나트륨 중화, ② 건조, ③ 규산마그네슘 흡착Example 1 ① neutralization of sodium hydroxide, ② drying, ③ magnesium silicate adsorption
(1) 고함량 유리지방산이 함유된 폐식용유 2,000g에 수산화나트륨 용액 80g을 첨가하여 믹서기로 혼합하여 반응시켜 유리지방산을 중화시켰다.(1) 80 g of sodium hydroxide solution was added to 2,000 g of waste cooking oil containing high content of free fatty acid, mixed with a blender, and neutralized.
(2) 원심분리를 실시하여 하층의 중화된 염, 비누분 등의 풋츠(Foots), 기타 불순물 및 수분층과 상층의 중성유를 층간분리하였다.(2) Centrifugation was performed to separate layers of neutralized salts, foots such as soap powder, other impurities, and the water layer from the neutral layer of the upper layer.
(3) 분리된 중성유를 감압하에서 가열하여 잔량의 수분을 제거하였다.(3) The separated neutral oil was heated under reduced pressure to remove residual water.
(4) 규산마그네슘 분말을 각각 0.5중량%(10g), 1.0중량%(20g) 및 2.0중량%(40g)를 첨가하여 교반기로 혼합하여 85℃로 반응시킨 후 불순물이 흡착된 규산마그네슘 제거하여 유리지방산이 제거된 공업용 유지를 생산하였다.(4) 0.5% by weight (10g), 1.0% by weight (20g) and 2.0% by weight (40g) of magnesium silicate powder were added and mixed with a stirrer and reacted at 85 ° C. Industrial fats and fats were removed.
실시예 2 : ① 수산화나트륨 중화, ② 규산마그네슘 흡착Example 2: ① sodium hydroxide neutralization, ② magnesium silicate adsorption
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 1차 불순물 제거공정 후 건조공정을 생략한 채 실시하여 공업용 유지를 생산하였다. It was carried out in the same manner as in Example 1 except that the drying step after the primary impurity removal step was carried out to produce industrial fats and oils.
실시예 3 : ① 수산화나트륨 중화, ② 활성백토 흡착Example 3: ① sodium hydroxide neutralization, ② activated clay adsorption
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 1차 불순물 제거공정 후 건조공정을 생략하고, 흡착제로 활성백토를 각각 0.5중량%(10g), 1.0중량%(20g) 및 2.0중량%(40g)를 첨가, 흡착시켜 공업용 유지를 생산하였다. The same method as in Example 1, except that the drying step after the first impurity removal step, 0.5 wt% (10g), 1.0% by weight (20g) and 2.0% by weight (40g) of activated clay, respectively, as an adsorbent Addition and adsorption produced industrial fats and oils.
실시예 4 : ① 수산화나트륨 중화, ② 마그네슘알루미늄실리케이트 흡착Example 4: ① sodium hydroxide neutralization, ② magnesium aluminum silicate adsorption
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 1차 불순물 제거공정 후 건조공정을 생략하고, 흡착제로 마그네슘알루미늄실리케이트를 각각 0.5중량%(10g), 1.0중량%(20g) 및 2.0중량%(40g)를 첨가, 흡착시켜 공업용 유지를 생산하였다. The same method as in Example 1, except that the drying step after the primary impurity removal step, and 0.5 wt% (10g), 1.0 wt% (20g) and 2.0 wt% (40g) of magnesium aluminum silicate as an adsorbent, respectively Was added and adsorbed to produce an industrial fat or oil.
실시예 5 : ① 수산화나트륨 중화, ② 규산마그네슘/활성백토 혼합물 흡착Example 5 ① neutralization of sodium hydroxide, ② adsorption of magnesium silicate / active clay mixture
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 1차 불순물 제거공정 후 건조공정을 생략하고, 흡착제로 규산마그네슘 분말과 활성백토의 동일 비율 혼합물을 각각 0.5중량%(10g), 1.0중량%(20g) 및 2.0중량%(40g)를 첨가, 흡착시켜 공업용 유지를 생산하였다.In the same manner as in Example 1, except that the drying step after the first impurity removal step, 0.5% by weight (10g), 1.0% by weight (20g) of the same ratio mixture of magnesium silicate powder and activated clay as an adsorbent, respectively And 2.0 wt% (40 g) were added and adsorbed to produce an industrial fat or oil.
비교예 1 : 종래기술( ① 수산화나트륨 중화, ② 수세 )Comparative Example 1: prior art (① neutralization of sodium hydroxide, ② water washing)
(1) 고함량 유리지방산이 함유된 폐식용유 2,000g에 수산화나트륨 용액 80g을 첨가하여 믹서기로 혼합하여 반응시켜 유리지방산을 중화시켰다.(1) 80 g of sodium hydroxide solution was added to 2,000 g of waste cooking oil containing high content of free fatty acid, mixed with a blender, and neutralized.
(2) 원심분리를 실시하여 하층의 중화된 염, 비누분 등의 풋츠(Foots), 기타 불순물 및 수분층과 상층의 중성유를 층간분리하였다.(2) Centrifugation was performed to separate layers of neutralized salts, foots such as soap powder, other impurities, and the water layer from the neutral layer of the upper layer.
(3) 분리된 중성유에 85℃의 뜨거운 물 20중량%(약 400ml)로 세척하고 수분을 제거하여 유리지방산이 제거된 공업용 유지를 생산하였다.(3) The separated neutral oil was washed with 20 wt% (about 400 ml) of hot water at 85 ° C., and water was removed to produce an industrial fat or oil having free fatty acids removed.
비교예 2 : 종래기술( ① 규산마그네슘 흡착 )Comparative Example 2: Prior Art (① Magnesium Silicate Adsorption)
고함량 유리지방산이 함유된 폐식용유 2,000g에 규산마그네슘 분말 1.0중량%(20g)를 흡착제로 첨가한 후, 교반기로 혼합하여 85℃로 반응시켜 유리지방산이 제거된 공업용 유지를 생산하였다.After adding 1.0 wt% (20 g) of magnesium silicate powder as an adsorbent to 2,000 g of waste cooking oil containing high content free fatty acid as an adsorbent, it was mixed with a stirrer and reacted at 85 ° C. to produce industrial fats and oils free of fatty acids.
실험예 1 : 유리지방산 및 수분 제거율 확인Experimental Example 1: Confirmation of free fatty acid and water removal rate
상기 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 2에 따른 유리지방산 및 수분 제거율을 하기 표 1에 표시하였다.Free fatty acids and water removal rates according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 2 are shown in Table 1 below.
(%)(%)
첨가adding
첨가adding
첨가adding
첨가adding
첨가adding
첨가adding
(건조○, 규산마그네슘) Example 1
(Dry ○, magnesium silicate)
(건조×, 규산마그네슘) Example 2
(Drying X, magnesium silicate)
(건조×, 활성백토) Example 3
(Dry X, activated clay)
(건조×, 마그네슘알루미늄실리케이트) Example 4
(Dry X, magnesium aluminum silicate)
(건조×, 규산마그네슘/활성백토) Example 5
(Dry X, magnesium silicate / activated clay)
(수세) Comparative Example 1
(Flushing)
(수산화나트륨×, 규산마그네슘) Comparative Example 2
(Sodium hydroxide X, magnesium silicate)
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 알칼리 탈산 후 건조공정과 규산마그네슘을 이용한 본 발명의 방법(실시예 1), 건조공정을 생략한 실시(실시예 2), 규산마그네슘/활성백토 혼합물의 경우 종래 수세공정의 알칼리 탈산 방법(비교예 1)과 비교하여 유리지방산 제거율이 높거나 대등한 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 1, the method of the present invention (Example 1) using the drying step and the magnesium silicate after alkali deoxidation, the embodiment without the drying step (Example 2), conventional washing with magnesium silicate / activated clay mixture It was confirmed that the free fatty acid removal rate was high or comparable to that of the alkali deoxidation method (Comparative Example 1).
실험예 2 : 건조공정에 따른 유리지방산 제거 효과 확인Experimental Example 2 Checking the Effect of Free Fatty Acid Removal by Drying Process
본 발명에서 흡착공정 전 건조가 유리지방산의 제거 효율에 미치는 영향을 확인하기 위하여 유리지방산 함량이 높은 폐식용유를 수산화나트륨과 중화시키고, 불순물을 제거한 다음, 하나는 건조공정없이 규산마그네슘 분말로 흡착시키고, 다른 하나는 수분을 거의 제거한 다음 흡착시켜 흡착 효율을 실험하였다.In order to confirm the effect of drying prior to the adsorption process on the removal efficiency of free fatty acids in the present invention, neutralizing the waste cooking oil having a high free fatty acid content with sodium hydroxide, removing impurities, and then adsorbing with magnesium silicate powder without one drying step. The adsorption efficiency was tested by removing water after removing almost all of the moisture.
상기 표 2에 보이는 바와 같이, 흡착 공정 전 건조를 실시한 경우가 건조를 실시하지 않은 경우에 비해 효과적으로 유리지방산이 제거된 것을 확인할 수 있었다. 이는 흡착제로 사용되는 규산마그네슘이 유리지방산 보다는 수분에 더 민감하게 흡착하기 때문으로 이해된다.As shown in Table 2, it was confirmed that free fatty acid was effectively removed in the case of drying before the adsorption step compared with the case of not drying. This is understood because magnesium silicate used as the adsorbent is more sensitive to moisture than free fatty acids.
실험예 3 : 활성백토 첨가에 따른 유리지방산 제거 및 색생 변화 확인 Experimental Example 3 Removal of Free Fatty Acid and Confirmation of Pigmentation by Addition of Activated Clay
활성백토를 첨가한 다음, 상압 및 감압 하에서 흡착공정을 실시한 결과를 하기 표 3에 도시하였다.After adding activated clay, the adsorption process under normal pressure and reduced pressure is shown in Table 3 below.
상기 표 3에 보이는 바와 같이, 상압 하에서는 오히려 유리지방산이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 감압 하에서는 유리지방산이 유의적으로 제거되는 것을 확인할 수 있었고, 색상 역시 상압에 비해 유의적으로 개선된 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 3, it was confirmed that the free fatty acid was increased under normal pressure, and the free fatty acid was significantly removed under reduced pressure, and the color was also significantly improved compared to the normal pressure. .
실험예 4 : 흡착제의 종류에 따른 비누분 제거 효과 확인Experimental Example 4: Confirming the effect of removing soap powder according to the type of adsorbent
흡착제의 종류에 따른 비누분 제거 효과를 실험하여 하기 표 4에 나타내었다.Soap powder removal effect according to the type of adsorbent is shown in Table 4 below.
(Red)color
(Red)
(ppm)Soap
(ppm)
(Red)color
(Red)
(ppm)Soap
(ppm)
(Red)color
(Red)
(ppm)Soap
(ppm)
실시예 1과 같이 건조공정을 거치고 규산마그네슘으로 흡착한 결과가 가장 우수한 비누분 제거 효과를 보였으며, 규산마그네슘과 활성백토의 혼합물로 흡착한 결과 역시 우수한 비누분 제거 효과를 보임을 확인할 수 있었다. As shown in Example 1, the result of adsorption with magnesium silicate was the best soap removal effect, and the result of adsorption with a mixture of magnesium silicate and activated clay showed excellent soap removal effect.
실험예 5 : 흡착공정에 따른 비누분 제거효과 확인Experimental Example 5 Confirmation of Soap Removal Effect by Adsorption Process
수산화나트륨 중화반응 후 1차 불순물을 제거한 다음, 종래 수세공정없이 규산마그네슘으로 흡착시킨 결과(실시예 1, 2 및 5) 및 종래 수세공정 결과(비교예 1)를 하기 표 5에 나타내었다.The primary impurities were removed after the sodium hydroxide neutralization reaction, and then the results of adsorption with magnesium silicate without the conventional washing process (Examples 1, 2 and 5) and the results of the conventional washing process (Comparative Example 1) are shown in Table 5 below.
20% 첨가Washing
20% added
(%)moisture
(%)
(ppm)Soap
(ppm)
(%)moisture
(%)
(ppm)Soap
(ppm)
(%)moisture
(%)
(ppm)Soap
(ppm)
(%)moisture
(%)
(ppm)Soap
(ppm)
(%)moisture
(%)
(ppm)Soap
(ppm)
상기 표 5에 보이는 바와 같이, 1차 불순물을 제거후 잔존하는 비누분(3,130 ppm)은 종래 수세공정 시 360 ppm 으로 감소한 반면, 본 실시예에서는 0.5% 첨가시 12 ~ 25 ppm 으로 거의 제거되었으며, 2.0% 첨가시 완전히 제거된 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 5, the residual soap content (3,130 ppm) after removing the first impurity was reduced to 360 ppm in the conventional washing process, while in the present embodiment was almost removed to 12 to 25 ppm when added 0.5%, When added 2.0% it was confirmed that the complete removal.
상기 실험들을 통하여 본 발명의 탈산 방법은 종래 필수적 공정이었던 수세공정없이도 우수한 유리지방산 제거효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.Through the above experiments, it was confirmed that the deoxidation method of the present invention exhibited an excellent free fatty acid removal effect without a washing step which was an essential step in the prior art.
도 1은 폐식용유의 유리지방산을 제거하기 위한 종래 알칼리 탈산 방법의 공정도이다.1 is a process chart of a conventional alkali deoxidation method for removing free fatty acids from waste cooking oil.
도 2는 본 발명에 따른 알칼리 탈산 방법의 공정도이다.2 is a process chart of the alkali deoxidation method according to the present invention.
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2009
- 2009-04-29 KR KR20090037507A patent/KR20100118691A/en not_active Application Discontinuation
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