기계학습 기반의 가스폭발위험범위 예측모델에 관한 연구

정용재 ( Yong Jae Jung ) , 이창준 ( Chang Jun Lee )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2020] 제58권 제2호, 248~256페이지(총9페이지)

본 연구에서는 폭발위험장소의 방폭설비 설치를 위해 필요한 가스폭발위험범위 예측모델 개발을 수행하였다. 이를 위해 12개의 가연성가스에 대한 1,200개의 폭발위험범위 데이터를 생성하였다. 가스폭발위험범위를 출력변수로 설정하였고 데이터 생성과정에서 필요한 12개의 변수를 입력변수로 설정하였다. 다중 회귀, 주성분 회귀, 인공신경망 기법을 이용해 예측모델을 개발하였다. 각각 모델의 예측 성능을 비교한 결과, 평균절대퍼센트오차(MAPE)는 각각 44.2%, 49.3%, 5.7%이고 평균제곱근오차(RMSE)는 1.389 m, 1.602 m, 0.203 m로 나타났다. 결과를 통해 인공신경망이 가장 우수한 성능을 보여주었고 가스폭발위험범위 예측을 위한 최적 모델이라는 것을 확인하였다.

TAG Extent of hazardous zone of explosive gases, Multiple linear regression, Principal component regression, artificial neural network

Application of Flory-Treszczanowicz-Benson model and Prigogine-Flory-Patterson theory to Excess Molar Volume of Binary Mixtures of Ethanol with Diisopropyl Ether, Cyclohexane and Alkanes (C₆-C₉)

( Pinki Kashyap ) , ( Manju Rani ) , ( Dinesh Pratap Tiwari ) , ( So-jin Park )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2020] 제58권 제2호, 257~265페이지(총9페이지)

본 연구에서는 폭발위험장소의 방폭설비 설치를 위해 필요한 가스폭발위험범위 예측모델 개발을 수행하였다. 이를 위해 12개의 가연성가스에 대한 1,200개의 폭발위험범위 데이터를 생성하였다. 가스폭발위험범위를 출력변수로 설정하였고 데이터 생성과정에서 필요한 12개의 변수를 입력변수로 설정하였다. 다중 회귀, 주성분 회귀, 인공신경망 기법을 이용해 예측모델을 개발하였다. 각각 모델의 예측 성능을 비교한 결과, 평균절대퍼센트오차(MAPE)는 각각 44.2%, 49.3%, 5.7%이고 평균제곱근오차(RMSE)는 1.389 m, 1.602 m, 0.203 m로 나타났다. 결과를 통해 인공신경망이 가장 우수한 성능을 보여주었고 가스폭발위험범위 예측을 위한 최적 모델이라는 것을 확인하였다.

TAG Excess molar volume, Ethanol, DIPE, Alkanes, FTB, PFP

Chitosan으로부터 균일 산 촉매를 이용한 Ethyl Levulinate의 합성

정귀택 ( Gwi-taek Jeong ) , 김성구 ( Sung-koo Kim )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2020] 제58권 제2호, 266~272페이지(총7페이지)

본 연구에서는 갑각류의 껍질로부터 추출한 chitosan으로부터 황산을 촉매로 사용하여 가수분해 및 에스테르화 반응과 반응표면분석 실험계획법을 적용하여 화학 원료 및 연료로 사용 가능한 ethyl levulinate의 생산 가능성을 조사하였다. 반응물 중 수분함량의 영향을 조사한 결과, chitosan의 가수분해와 동시에 탈수반응과 ethyl levulinate로의 에스테르화와 반응은 5% 수분함량에서 가장 높았다. 반응표면분석 실험계획법을 이용하여 반응인자를 최적화한 결과, 200 ℃, 3.19% chitosan, 0.49M 황산 촉매, 5% 수분함량(95% 에탄올 용매), 그리고 58분의 반응조건에서 30.1%의 ethyl levulinate의 생성 수율을 얻었다. 또한, ethyl levulinate의 생성 수율은 반응의 가혹...

TAG Chitosan, Ethyl levulinate, Acid hydrolysis, Esterification

바이오매스로부터 파클리탁셀 회수를 위한 전통적 용매 추출, 마이크로웨이브를 이용한 추출, 초음파를 이용한 추출 방법 비교

김진현 ( Jin-hyun Kim )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2020] 제58권 제2호, 273~279페이지(총7페이지)

본 연구에서는 바이오매스로부터 파클리탁셀 회수를 위한 전통적 용매 추출(conventional solvent extraction, CSE), 마이크로웨이브를 이용한 추출(microwave-assisted extraction, MAE), 초음파를 이용한 추출(ultrasound-assisted extraction, UAE) 방법을 비교하였다. 추출 용매 종류(아세톤, 클로로포름, 에탄올, 메탄올, 메틸렌 클로라이드)에 따른 영향을 조사한 결과, 메탄올이 모든 추출 방법에서 가장 적합하였다. 메탄올을 이용한 MAE와 UAE의 경우, 단 1회의 추출로 대부분의 파클리탁셀 회수(>95%)가 가능하였다. 또한 MAE와 UAE의 경우 추출 온도(25-45 ℃), 마이크로웨이브 파워(...

TAG Paclitaxel, Conventional Solvent extraction, Microwave-assisted extraction, Ultrasound-assisted extraction, Biomass

Constitutive Expression of Lipase on the Cell Surface of Escherichia coli using OmpC Anchoring Motif

( Seung Hwan Lee ) , ( Sang Yup Lee )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2020] 제58권 제2호, 280~285페이지(총6페이지)

본 연구에서는 바이오매스로부터 파클리탁셀 회수를 위한 전통적 용매 추출(conventional solvent extraction, CSE), 마이크로웨이브를 이용한 추출(microwave-assisted extraction, MAE), 초음파를 이용한 추출(ultrasound-assisted extraction, UAE) 방법을 비교하였다. 추출 용매 종류(아세톤, 클로로포름, 에탄올, 메탄올, 메틸렌 클로라이드)에 따른 영향을 조사한 결과, 메탄올이 모든 추출 방법에서 가장 적합하였다. 메탄올을 이용한 MAE와 UAE의 경우, 단 1회의 추출로 대부분의 파클리탁셀 회수(>95%)가 가능하였다. 또한 MAE와 UAE의 경우 추출 온도(25-45 ℃), 마이크로웨이브 파워(...

TAG Cell surface display, Lipase, Constitutive expression, Outer membrane protein, Escherichia coli

회전각도를 이용한 알부민 농도 측정용 3차원 종이 칩

김동호 ( Dong-ho Kim ) , 정성근 ( Seong-geun Jeong ) , 이창수 ( Chang-soo Lee )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2020] 제58권 제2호, 286~292페이지(총7페이지)

본 연구에서는 별도의 이미지 분석 장비를 사용하지 않고 정량적으로 알부민의 농도를 측정할 수 있는 회전각도를 이용한 3차원 종이 칩(3D-PADs)를 제시한다. 변색된 구간의 회전각도를 측정하는 간단한 방법으로 검출을 시연하였다. 3D-PADs는 왁스 프린터를 이용한 인쇄와 라미네이팅 과정을 거쳐 빠르게 제작할 수 있다. 3D-PADs는 샘플의 알부민을 검출하기 위하여 citrate buffer와 tetrabromophenol blue를 흡수시켰다. 3D-PAD의 흡수패드에 샘플 용액을 흡수시키면, 샘플 용액은 형성된 유로를 통하여 수직 및 수평 흐름을 통해 분석 구간으로 흐른다. 변색된 구간의 회전각도는 특정한 알부민의 농도를 나타내며, 알부민 측정의 신뢰할 수 있는 값임을 확인할 수 있었다.

TAG Angular-based measurement, Paper-based analytical devices, Point-of-care diagnosis

Ferric chloride를 이용한 Eucheuma spinosum으로부터 플렛폼 케미컬의 생산

정귀택 ( Gwi-taek Jeong ) , 김성구 ( Sung-koo Kim )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2020] 제58권 제2호, 293~300페이지(총8페이지)

홍조류인 Eucheuma spinosum은 카라기난을 주된 다당으로 함유하고 있으며 Indonesia, Malaysia, Philippines, China, Tanzania 등지에서 상업적으로 생산되고 있다. 본 연구에서는 E. spinosum을 대상으로 FeCl₃-촉매 수열반응을 통하여 당과 화학중간체(5-HMF, levulinic acid, formic acid)로 전환하고자 하였다. 통계적 실험법(3-수준-3-인자의 Box-Behnken design)을 적용하여 반응인자(반응온도, 촉매농도, 반응시간)의 최적화와 영향을 평가하였다. 최적화 결과, 5-HMF의 농도는 160 °C, 0.4 M FeCl₃, 10 min...

TAG Euchema spinosum, Platform chemicals, Ferric chloride, Hydrothermal reaction

Isothermal and Kinetic Studies of the Adsorption Removal of Pb(II), Cu(II), and Ni(II) Ions from Aqueous Solutions using Modified Chara Sp. Algae

( Khairi R. Kalash ) , ( Hayder A. Alalwan ) , ( Mustafa H. Al-furaiji ) , ( Alaa. H. Alminshid ) , ( Basma I. Waisi )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2020] 제58권 제2호, 301~306페이지(총6페이지)

홍조류인 Eucheuma spinosum은 카라기난을 주된 다당으로 함유하고 있으며 Indonesia, Malaysia, Philippines, China, Tanzania 등지에서 상업적으로 생산되고 있다. 본 연구에서는 E. spinosum을 대상으로 FeCl₃-촉매 수열반응을 통하여 당과 화학중간체(5-HMF, levulinic acid, formic acid)로 전환하고자 하였다. 통계적 실험법(3-수준-3-인자의 Box-Behnken design)을 적용하여 반응인자(반응온도, 촉매농도, 반응시간)의 최적화와 영향을 평가하였다. 최적화 결과, 5-HMF의 농도는 160 °C, 0.4 M FeCl₃, 10 min...

TAG Biosorption, Isotherm, Kinetic, Chara Sp. Algae, Metal Ions, Wastewater Treatment

대기압 이하에서 운전하는 유동층 반응기의 유동 특성

박성희 ( Sounghee Park )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2020] 제58권 제2호, 307~312페이지(총6페이지)

최근 대기압이하 진공 압력 상태에서 운전되는 유동층 반응기는 진공건조 공정이나 플라즈마 화학증착과 같이 감압 유동화가 요구되기에 관심이 증대되어 왔다. 그러나 대기압 이하에서 운전되는 유동층의 수력학적 특성 연구는 많이 연구되지 않았다. 본 연구에서는 대기압 이하에서 운전하는 유동층의 압력강하를 층내 압력을 1.33 에서 101.3kPa 까지 변화시키며 측정하였다. 유동층의 운전 압력이 진공인 상태에서는 최소유동화속도가 압력이 감소함에 따라 증가하며, 이는 기체 밀도와 평균 자유경로 변화와 같은 slip 흐름에 의한 변화이다. 또한 기존의 상압 상태에서 운전되는 유동층의 최소유동화속도 상관식과 비교함으로써 압력 감소에 따른 slip 흐름의 영향 뚜렷하게 나타남을 가리키는 임계 Knudsen 수를 결정하였다. 이로부터 slip 흐름이 주도하기 시작하는 임계 압력...

TAG Fluidized Bed, Subatmospheric, Vacuum, Minimum Fluidization Velocity, Slip Flow

수열합성법에 의한 Bi₂WO₆의 합성 및 그들의 광촉매 활성

홍성수 ( Seong-soo Hong )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2020] 제58권 제2호, 313~318페이지(총6페이지)

EGME, GL 및 EG와 물을 용매를 사용하여 Bi₂WO₆ 산화물을 수열합성법으로 성공적으로 합성하였다. 이들 촉매들의 물리적 특성을 XRD, DRS, BET 및 SEM 등으로 분석하였고 제조된 촉매들을 사용하여 가시광선 조사 하에서의 로다민 B의 광분해 반응에서의 활성을 조사하였다. XRD의 분석 결과에 의하면 EGME 및 EG를 용매로 사용한 경우에는 Bi₂WO₆의 결정화가 잘 이루어졌다. 또한, 결정화가 잘 이루어진 Bi₂WO₆는 꽃 모양의 형상을 나타내었다. 180 ℃에서 EGME를 용매로 사용하여 제조된 Bi₂WO₆ 촉매가 가장 높은 광분해 활...

TAG Bi₂WO₆ catalysts, Hydrothermal method, Photocatalytic decomposition of Rhodamin B

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