Dependence of Adsorption of Free Fatty Acid from Olive Oil on Amine Loading onto the Surface of Mesoporous Silica

Abstract

The effect of amine loading onto mesoporous silica (MS) was investigated to optimize removal of free fatty acids (FFAs) from edible oil. Mesoporous silica were functionalized using different quantities of (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTMS) with 20, 30, 50, and 60 wt%. Adsorption evaluation was carried out with adsorption kinetics and isotherm where the concentration of FFA in isooctane solution was determined with copper-soap colorimetry. The FFA adsorption capacity was improved with increasing amine loading, and its maximum adsorption capacity was observed in 30 wt% of amine loading (MS/A-30). With further increase in APTMS loading, the decrease in FFA adsorption ability is due to pore filling and blocking by APTMS molecules. To confirm the performance in edible oil, adsorption experiments in olive oil containing FFA were conducted, resulting in 90% of FFA removal with 5 wt% of MS/A-30. The study provides an efficient and economic procedure to remove FFA during oil processing, which is expected to be applied in various fields, such as refining of edible oil.

본 연구에서 식용유지 속에 존재하는 유리지방산 제거의 최적화를 위하여 메조 기공 실리카에 아민 로딩에 따른 영향을 관찰하였다. (3-Aminopropyl)triethoxysilane(APTMS)의 도입양(20, 30, 50, and 60 wt%)을 조절하여 메조 기공 실리카의 기능화를 진행하였다. 아민으로 개질된 메조 기공 실리카에 대한 유리지방산의 흡착 평가는 흡착 kinetics와 isotherm을 활용하여 정량적으로 분석하였다. Isooctane 용액에서 유리지방산의 농도는 copper-soap colorimetry를 통하여 확인하였다. 아민 로딩이 증가함에 따라 유리지방산 흡착 성능은 향상되었으며 30 wt%의 아민 로딩 (MS/A-30)에서 최대치를 달성하였다. 그 이상에서는 아민 분자들이 기공을 막기 때문에 흡착 효율은 감소한 것으로 확인되었다. 식용유지 속의 유리지방산 제거 효율을 확인하기 위하여 유리지방산을 함유한 올리브유에서 흡착 실험을 진행하였다. 5 wt%의 MS/A-30 도입했을 때 90%의 유리지방산이 제거됨을 확인할 수 있었다. 본 연구는 유지 속에 포함된 유리지방산을 제거하기 위하여 소재인 APTMS를 기능화된 메조기공 실리카의 흡착커동을 체계적으로 분석하고, 그 특성치를 제공하였다. 본 연구결과는 산업용 유지 정제 공정에 핵심 자료로 응용될 수 있을 것으로 기대된다.