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논문 상세정보

초임계유체 추출에 의한 폐식용유의 재활용에 대한 기초연구

Studies on the Recovery of Triglyceride from Used Shortening by Supercritical Fluid Extraction

초록

최근 식생활 패턴이 서구화되면서 유지의 소비량이 증가하고 있다. 이에 따라 폐기되는 식용유지 또한 증가하고 있으며 환경오염 방지를 피해 비누 등을 만들어 재활용하려는 노력 등이 시도되고 있다. 본 연구에서는 폐식용유의 재활용을 위하여 초임계 이산화탄소 추출법을 이용하여 그 가능성을 확인하고 추출조건을 확립하기 위한 기초 실험을 수행하였다. 온도 $40{\sim}60^{\circ}C$, 압력 $15{\sim}30\;MPa$의 범위에서 초임계 이산화탄소로 폐식용유를 추출하였을 때 추출초기의 농도는 $0.3X10^{-3}{\sim}7.4X10^{-3}(g\;fat/g\;CO_2)$이었다. 초임계 추출물에서의 식용유의 농도는 이산화한소의 밀도에 대하여 지수함수적인 관계를 보였다. 초임계 추출물의 색상은 엷은 노란색으로써 신선한 식용유와 거의 유사하였다. 15 MPa, $60^{\circ}C$를 제외하고는 모든 조건의 추출물에서 중합체, triglyceride, 저분자량 물질이 혼재되어 있었다. 이산화탄소의 밀도가 비교적 높아서 용해력이 큰 30 MPa와 22.5 MPa의 경우 분획물에서의 CD 값의 증가에는 산화생성물의 polymer가 크게 기여함에 반하여 밀도가 낮은 15 MPa의 경우 용해력이 낮은 까닭에 용해도가 큰 저분자량 물질들이 주로 추출되어 이것이 CD 값의 증가에 기여함을 알 수 있었다. 본 연구에서 나타난 결과에서는, 비록 triglyceride만 존재하는 fraction은 나타나지 않았으나 분획을 더 많이 할 경우 이의 존재가능성도 예상되었다. 상대분리효율의 개념을 이용하여 TG와 저분자량 물질간의 분리효율이 좋은 실험 조건 $(22.5 MPa,\;60^{\circ}C$)을 선택하여 흡착 컬럼을 사용하여 저분자량 물질의 제거를 시도하였으나, 선택성이 떨어져 흡착제의 사용은 그다지 실효가 없는 것으로 판명되었다.

Abstract

Supercritical fluid extraction was applied to recycling triglyceride from used shortening. Used shortening and its fractions were analyzed with high performance size exclusion chromatography for their composition in triglycerides, polymer and low molecular weight compounds. Conjugated diene value and color of the fractions were also measured with a UV spectrophotometer and a colorimeter, respectively. Pressure and temperature ranges employed were $15{\sim}30$ MPa and $40{\sim}60^{\circ}C$, respectively. Concentration of fat in supercritical (SC) $CO_2$ ranged from $0.3\;X\;10^{-3}{\sim}7.4\;X10^{-3}(g\;fat/g\;CO_2)$. An exponential relation between concentration of fat in SC $CO_2$ and density was observed. Color of the extracts was light yellow which was very close to that of the fresh shortening. Low molecular weight compounds were preferentially concentrated in the initial fraction, while polymer was extracted in the final fraction. Conjugated diene value of the initial fractions was clearly lower than that of feed. It increased sharply as the polymer content in the fraction became significantly large.

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