등온 냉각액을 활용한 plug flow reactor 내의 과열점 제어를 위한 제어모델 개발

유진욱 ( Jinwook Rhyu ) , 김연수 ( Yeonsoo Kim ) , 이종민 ( Jong Min Lee )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2021] 제59권 제1호, 77~84페이지(총8페이지)

Plug flow reactor (PFR) 내의 과열점(hot spot) 온도를 조절하는 것은 생성물의 수득률 및 순도, 안전성 측면에서 중요하다. 본 연구에서는 더 현실에 가깝게 모델링 하기 위하여 PFR 내부의 냉각액 온도를 상태변수로 설정하고 방사방향의 열 및 물질전달을 고려하였다. 모델은 반응물의 농도 및 온도와 냉각액의 온도 총 3개의 상태변수로 이루어져 있으며, 등온 냉각액의 유량을 조작변수로 가진다. 본 연구에서는 방사 방향의 열 및 물질전달을 고려한 제어식이 그렇지 않은 제어식보다 과열점의 온도를 set point 부근으로 더 효과적으로 유지한다는 것을 보였다. 본 연구에서 제안한 제어식은 냉각액의 온도가 반응물 온도의 약 0.7배 부근일 때 St가 1.3 이상이고 A_c/A가 2.0 이하인 조...

TAG Hot spots, Plug flow reactors, Nonlinear control, Radial distribution

Influencing Parameters on Supercritical Water Reactor Design for Phenol Oxidation

( Maryam Akbari ) , ( Morteza Nazaripour ) , ( Alireza Bazargan ) , ( Majid Bazargan )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2021] 제59권 제1호, 85~93페이지(총9페이지)

Plug flow reactor (PFR) 내의 과열점(hot spot) 온도를 조절하는 것은 생성물의 수득률 및 순도, 안전성 측면에서 중요하다. 본 연구에서는 더 현실에 가깝게 모델링 하기 위하여 PFR 내부의 냉각액 온도를 상태변수로 설정하고 방사방향의 열 및 물질전달을 고려하였다. 모델은 반응물의 농도 및 온도와 냉각액의 온도 총 3개의 상태변수로 이루어져 있으며, 등온 냉각액의 유량을 조작변수로 가진다. 본 연구에서는 방사 방향의 열 및 물질전달을 고려한 제어식이 그렇지 않은 제어식보다 과열점의 온도를 set point 부근으로 더 효과적으로 유지한다는 것을 보였다. 본 연구에서 제안한 제어식은 냉각액의 온도가 반응물 온도의 약 0.7배 부근일 때 St가 1.3 이상이고 A_c/A가 2.0 이하인 조...

TAG Supercritical water oxidation, Numerical modeling, Plug flow reactor, Advanced oxidation, Reaction engineering

전이영역에서의 2단 날개가 있는 접시형 바 닥 교반조의 유동 상태 변화

고승태 ( Seung-tae Koh )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2021] 제59권 제1호, 94~99페이지(총6페이지)

2단 Rushton turbine 날개를 장착한 접시바닥형 교반조 내의 유동 상태가 어떤 회전수에서 변화하는 현상을 찾아냈다. 층류 영역에서는 회전수를 변화시켜도 안정적인 도넛 링이 형성되어 혼합 패턴에 특이한 변동은 관찰되지 않았다. 전이영역에서의 평바닥형 교반조에서는 회전수에 변화를 주어도 두꺼운 2개의 미혼합 도넛 링에 변화가 없는 반면, 접시바닥형 교반조에서는 회전수가 450 rpm이 되면 두꺼운 2개의 미혼합 도넛 링이 아주 얇은 3개의 도넛 링으로 바뀌어 혼합이 개선되었다. 접시바닷형 교반조에서는 Re=138~178의 영역에서 링 모양의 미혼합 영역이 3곳에서 나타났고 그 크기도 컸지만, 평바닥형 교반조에서는 Re=116~176에서 링모양의 미혼합 영역은 2곳에서 나타났으며 그 크기도 작았다. 이러한 현상이 관찰되는 조건은 전이영역으로...

TAG Mixing, Agitation, Dual impeller, Flow pattern, Dished bottom

PDMS 블레이드 코팅법을 이용한 종이-기반 바이오센서칩 제작

정헌호 ( Heon-ho Jeong ) , 박차미 ( Chami Park )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2021] 제59권 제1호, 100~105페이지(총6페이지)

본 연구는 적은 비용으로 분석 장치 없이 질병 진단 및 경과를 모니터링할 수 있는 종이-기반 분석 장치(paper-based analytical device, PAD)를 제작하기 위해 polydimethylsiloxane (PDMS) 블레이드 코팅 방법을 제안하였다. PAD 디자인은 레이저 커팅 기술로 쉽게 몰드에 적용할 수 있으며, 제작된 몰드로 블레이드 코팅을 수행하여 완전한 소수성 장벽 형성에 필요한 조건을 확립하였다. 코팅 조건인 잉크의 두께와 종이와의 접촉시간에 따라 PDMS 소수성 장벽의 구조와 친수성 채널의 크기 변화를 분석하여 안정적으로 소수성 장벽을 형성할 수 있는 조건을 최적화하였다. 최적화된 방법을 바탕으로 PAD를 제작하여 특별한 분석기기 없이 단백질, 당, 메탈이온을 검출하여 바...

TAG Paper chip, Blade coating, Polydimethylsiloxane, Glucose detection

Taxus chinensis 유래 파클리탁셀 정제를 위한 초음파를 이용한 마이셀 추출

박지민 ( Ji-min Park ) , 김진현 ( Jin-hyun Kim )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2021] 제59권 제1호, 106~111페이지(총6페이지)

본 연구에서는 식물세포 Taxus chinensis로부터 항암물질 파클리탁셀을 효율적으로 정제하기 위하여, 초음파 기반 마이셀 추출 공정을 개발하였다. 전통적 마이셀 공정(대조군)에서의 많은 추출 단계 및 긴 상 분리 시간 문제를 획기적으로 개선하였다. 초음파 파워 180 W, 초음파 조사 1.5 시간에서 가장 높은 파클리탁셀 수율(~96%, 2회 추출)을 얻었으며, 이는 대조군의 수율에 비해 24.7% 증가하였다. 또한 분배 계수(K)는 초음파 파워 180 W, 초음파 조사 1.5 시간에서 최대치(24.0)를 보였다. 파클리탁셀 순도에는 큰 차이가 없었으며, 초기 파클리탁셀의 순도(6.81%)가 정제 후22%까지 증가하였다. 역 추출(back extraction)의 상 분리 시간은 대조군 대비 각각 40.7-56.2%(초음파 파워 8...

TAG Paclitaxel, Ultrasound-assisted micellar extraction, Purification

다이타이로신 공유결합으로 자기조립된 펩타이드 나노입자의 합성

허윤미 ( Yun-mi Hur ) , 민경익 ( Kyoung-ik Min )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2021] 제59권 제1호, 112~117페이지(총6페이지)

본 연구에서는 생물학적 공유결합인 다이타이로신 결합을 모방하여 비가역적 공유결합을 기반으로 한 펩타이드의 자기조립 방법을 연구하였다. 고밀도의 다이타이로신 결합을 달성하기 위해 Tyr-Tyr-Leu-Tyr-Tyr (YYLYY) 의 서열을 갖는 펩타이드 단량체를 선택하였다. 다이타이로신 결합으로 자기조립 된 펩타이드 나노입자는 가시광선 하에서 Ru(BPY)₃Cl₂ 촉매를 사용하여 단일공정 광가교를 통해 합성되었다. 펩타이드 나노 입자의 크기에 대한 각 성분의 농도 효과는 동적 광산란, UV-Vis 분광법 및 투과 전자 현미경을 사용하여 확인하였다. 이를 통해 130 nm~350 nm범위의 펩타이드 나노입자의 크기별 최적의 합성 조건을 제시하였다.

TAG Peptide, Assembly, Tyrosine, Dityrosine, Photo crosslink

라이신 첨가에 의한 폐 굴껍질 이용 vaterite형 탄산칼슘 제조

박영철 ( Young-cheol Bak )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2021] 제59권 제1호, 118~126페이지(총9페이지)

폐기물로 대량 발생되는 굴껍질을 활용한 vaterite 형 탄산칼슘 제조 실험을 하였다. 굴껍질을 800 oC의 온도에서 항량이 되도록 가열하여 산화칼슘이 주성분인 소성 굴껍질을 제조하였다. 이 굴껍질을 질산 용액에 녹여 0.1M 질산칼슘 수용액을 만들고, 0.1 몰 라이신/1 몰 생석회가 첨가된 0.1 M 탄산나트륨 수용액과 20 oC, 600 rpm 교반 조건에서 1시간동안 반응시켜 탄산칼슘을 제조하였다. XRD, SEM, Size 분석을 하고 vaterite 84.5%, calcite 15.5% 함유한 구형탄산칼슘을 확인하였다. 평균 입경 범위는 6.87 μm 이었고, 아미노산 분석에서 탄산칼슘 내의 라이신 함유량은 0.1% 이었다.

TAG Oyster shell, Lysine, Calcium carbonate, Vaterite, CaCO₃

국내 미이용 바이오매스 순환유동층 연소에서 NO_x 저감을 위한 air-staging 효과

윤상희 ( Sang-hee Yoon ) , 백건욱 ( Geon-uk Beak ) , 문지홍 ( Ji-hong Moon ) , 조성호 ( Sung-ho Jo ) , 박성진 ( Sung-jin Park ) , 김재영 ( Jae-young Kim ) , 서명원 ( Myung-won Seo ) , 윤상준 ( Sang-jun Yoon ) , 윤성민 ( Sung-min Yoon ) , 이재구 ( Jae-goo Lee ) , 김주식 ( Joo-sik Kim ) , 문태영 ( Tae-young Mun )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2021] 제59권 제1호, 127~137페이지(총11페이지)

미세먼지 전구체인 질소산화물(NO_x)에 대한 대기배출부과금 제도가 2020년부터 국내에 도입 및 시행됨에 따라 이를 저감하기 위한 경제적인 연소기술 개발은 매우 시급한 실정이다. 본 연구에서는 해외 우드펠릿 대체재로서 REC(Renewable Energy Certificates) 확보가 가능한 국내 미이용 산림 바이오매스를 연료로 하여 0.1 MW_th급 순환유동층 연소 설비에서 NO_x 저감을 위한 air-staging 효과를 고찰하였다. 운전 변수로는 air-staging 적용 유무, 3차 공기공급 높이(6.4 m, 8.1 m, 9.4 m) 그리고 air-staging 비율(1차 공기:2차 공기:3차 공기=91%:9%:0%, 82%:9%:9%, 73%:9%:1...

TAG Circulating fluidized bed combustion, Unused forest biomass, Air-staging, NO, Combustion efficiency

The Onset and Growth of the Buoyancy-driven Fingering Driven by the Irreversible A+B→C Reaction in a Porous Medium: Reactant Ratio Effect

( Min Chan Kim )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2021] 제59권 제1호, 138~151페이지(총14페이지)

미세먼지 전구체인 질소산화물(NO_x)에 대한 대기배출부과금 제도가 2020년부터 국내에 도입 및 시행됨에 따라 이를 저감하기 위한 경제적인 연소기술 개발은 매우 시급한 실정이다. 본 연구에서는 해외 우드펠릿 대체재로서 REC(Renewable Energy Certificates) 확보가 가능한 국내 미이용 산림 바이오매스를 연료로 하여 0.1 MW_th급 순환유동층 연소 설비에서 NO_x 저감을 위한 air-staging 효과를 고찰하였다. 운전 변수로는 air-staging 적용 유무, 3차 공기공급 높이(6.4 m, 8.1 m, 9.4 m) 그리고 air-staging 비율(1차 공기:2차 공기:3차 공기=91%:9%:0%, 82%:9%:9%, 73%:9%:1...

TAG Density driven fingering, Irreversible reaction, Reactant ratio effect, Linear stability analysis, Direct numerical simulation

Retraction to : 디옥틸테레프탈산 제조공정에서 분진폭발 특성에 관한 연구

이창진 ( Chang Jin Lee ) , 김래현 ( Lae Hyun Kim )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2021] 제59권 제1호, 152(총1페이지)

미세먼지 전구체인 질소산화물(NO_x)에 대한 대기배출부과금 제도가 2020년부터 국내에 도입 및 시행됨에 따라 이를 저감하기 위한 경제적인 연소기술 개발은 매우 시급한 실정이다. 본 연구에서는 해외 우드펠릿 대체재로서 REC(Renewable Energy Certificates) 확보가 가능한 국내 미이용 산림 바이오매스를 연료로 하여 0.1 MW_th급 순환유동층 연소 설비에서 NO_x 저감을 위한 air-staging 효과를 고찰하였다. 운전 변수로는 air-staging 적용 유무, 3차 공기공급 높이(6.4 m, 8.1 m, 9.4 m) 그리고 air-staging 비율(1차 공기:2차 공기:3차 공기=91%:9%:0%, 82%:9%:9%, 73%:9%:1...

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