• 제목/요약/키워드: Mass Transfer Kinetics

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c크기의 폴리스타이렌 담체에 고정화된 단세포군 항체와 항원 BSA의 속도론 (Kinetics of 125I-BSA Binding to Monoclonal Anti-BSA Immobilized on $0.5{\mu}m$ Polystyrene Beads)

  • 박흥우
    • KSBB Journal
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    • 제11권2호
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    • pp.225-237
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    • 1996
  • 고정화된 단세포군 항체와 항원인 알부민과의 결 합시 결합속도기작을 조사하였다. 항체의 고정화에 는 극소의 폴리스타이렌(37^{\circ}C)을 담체로 사용하여 결합속도 측정시 물질저항의 영향을 최소화하였다. 이론적 해석과 실험 결과는 결합반응이 속도론으로 제어됨을 보였는데 결합속도는 2차이고 분리속도는 1차임을 보인다. 고정화 항체와 항원의 평형실험으 로부터의 평형상수는 결합속도상수와 분리속도상수 의 측정치로부터 계산한 값들과 잘 일치한다. 속도 상수들을 $^{\circ}C~37^{\circ}C$에서 측정하였는데 결합속도상 수의 활성화에너지는 9kcal/mole이고 분리속도상수 의 활성화에너지는 2kcal/mole이다. 위의 연구 결과 들은 작은 담체의 사용이 결합속도 기작을 연구하는 데 물질전탈 저항의 영향을 제거할 수 있음을 보이 고 위의 실험 방법들은 고정화 항체의 고유 결합속 도의 측정에 유용할 것이다.

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젖은 벽탑을 이용한 디에틸렌트리아민과 디에틸에탄올아민 수용액의 CO2 흡수속도 측정 (Kinetics of CO2 Absorption in Aqueous DETA and DEEA Solutions by Wetted-Wall Column)

  • 유정균;이준;홍연기
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권4호
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    • pp.582-587
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    • 2022
  • 연소 배가스 중 CO2를 포집하기 위한 에너지 저감형 흡수제로 상분리 흡수제가 주목 받고 있다. 본 연구에서는 2종의 아민을 혼합한 상분리 흡수제 중 하나인 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine, DETA)과 디에틸아미노에탄올(diethylaminoethanol, DEEA) 흡수제를 구성하는 DETA와 DEEA 각각의 흡수 속도를 측정하기 위해 젖은 벽탑을 사용하였다. 총괄 물질전달 계수에 대한 DETA 및 DEEA의 농도와 조업 온도에 따른 영향을 고찰하였다. 그 결과 DETA 농도에 따라 총괄 물질전달 계수는 비례하였지만 DEEA 농도의 경우 그 영향이 적었고 일정 농도를 넘어설 경우 총괄 물질전달 계수가 감소하였다. DETA 수용액은 조업 온도에 따라 총괄 물질전달 계수의 변화가 적었던 반면 DEEA 수용액은 조업 온도에 따라 총괄 물질전달 계수가 증가하였다. 의사 1차 반응 가정 하에서 관찰 반응 속도 상수를 구한 결과 DETA 수용액에서의 관찰 반응속도 상수는 DETA 농도에 따라 비례하는 관계를 가지나 DEEA는 의사 1차 반응 가정에 맞지 않는 것으로 나타났다.

퇴적물내 Black Carbon에 대한 Naphthalene과 Phenanthrene의 수착 및 탈착동력학 (Sorption and Desorption Kinetics of Naphthalene and Phenanthrene on Black Carbon in Sediment)

  • 오상화;;송동익;신원식
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제16권6호
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    • pp.79-94
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    • 2011
  • Black carbon (BC), a kind of high surface area carbonaceous material (HSACM), was isolated from Andong lake sediment. Sorption and desorption kinetics of naphthalene (Naph) and phenanthrene (Phen) in organic carbon (OC) and BC in the Andong lake sediment were investigated. Several kinetic models such as one-site mass transfer model (OSMTM), two-compartment first-order kinetic model (TCFOKM), and a newly proposed modified two-compartment first-order kinetic model (MTCFOKM) were used to describe the sorption and desorption kinetics. The MTCFOKM was the best fitting model. The MTCFOKM for sorption kinetics showed that i) the sorbed amounts of PAHs onto BC were higher than those onto OC, consistent with BET surface area; ii) the equilibration time for sorption onto BC was longer than those onto OC due to smaller size of micropore ($11.67{\AA}$) of BC than OC ($38.18{\AA}$); iii) initial sorption velocity of BC was higher than OC; and iv) the slow sorption velocity in BC caused the later equilibrium time than OC even though the fast sorption velocity was early completed in both BC and OC. The MTCFOKM also described the desorption of PAHs from the OC and BC well. After desorption, the remaining fractions of PAHs in BC were higher than those in OC due to stronger PAHs-BC binding. The remaining fractions increased with aging for both BC and OC.

VOCs처리를 위한 미생물의 토양복원화 특성 (The Characteristics of Bioremediation for VOCs in Soil Column)

  • 손종렬;장명배
    • 한국환경보건학회:학술대회논문집
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    • 한국환경보건학회 2002년도 춘계 국제 학술대회
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    • pp.9-12
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    • 2002
  • Diffusive transport of volatile organic compounds(VOCs) and their degradation by bacteria in unsaturated soils are couple by poorly understood mass transfer kinetics at the gas/water interface. Determination of the fate of VOCs in unsaturated soil is necessary to evaluate the feasibility of natural attenuation as a VOC remediation strategy. The objective of this study was to develop a mechanistically based mathematical model that would consider the interdependence of VOC transport, microbial activity, and sorptive interaction in a moist, unsaturated soil. Because the focus of the model was on description of natural attenuation, the advective VOC transport that is induced in engineered remediation processes such as vapor extraction was not considered. The utility of the model was assessed through its ability to describe experimental observations form diffusion experiments using toluene as a representative VOC in well-defined soil columns that contained a toluene degrading bacterium, Pseudomonas Putida, as the sole active microbial species. The coefficient for gas-liquid mass-transfer, K$\sub$LA/, was found to be a key parameter controlling the ability of bacteria to degrade VOCs. This finding indicates that soil size and geometry are likely to be important parameters in assessing the possible success of natural attenuation of VOCs in contaminated unsaturated soils.

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Effect of elasticity of aqueous xanthan gum solution with 2-amino-methyl-1-propanol on chemical absorption of carbon dioxide

  • Park, Sang-Wook;Choi, Byoung-Sik;Song, Ki-Won;Lee, Jae-Wook
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제20권1호
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    • pp.1-6
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    • 2008
  • Absorption rate of carbon dioxide was measured in the aqueous xanthan gum (XG) solution in the range of 0-0.15 wt% containing 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) of $0-2\;kmol/m^3$ in a flat-stirred vessel with an impeller of 0.05m and agitation speed of 50rpm at $25^{\circ}C$ and 0.101 MPa. The volumetric liquid-side mass transfer coefficient ($k_La$) of $CO_2$, which was correlated with the viscosity and the elastic behavior of XG solution containing Deborah number as an empirical formula, was used to estimate the chemical absorption rate of $CO_2\;(R_A)$. $R_A$, which was estimated by mass transfer mechanism based on the film theory using the physicochemical properties and the kinetics of reaction between $CO_2$ and AMP, was compared with the measured rate. The aqueous XG solution with elastic property of non-Newtonian liquid made $R_A$ increased compared with Newtonian liquid based on the same viscosity of the solution.

Polyacrylamide 비뉴튼액체에서의 이산화탄소의 화학흡수 (Chemical Absorption of Carbon Dioxide into Non-Newtonian Polyacrylamide Solution)

  • 황병진;박상욱
    • 청정기술
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    • 제14권4호
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    • pp.281-286
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    • 2008
  • Polyacrylamide (PAA) 수용액의 유변학적 특성이 $CO_2$의 흡수속도에 미치는 영향을 고찰하기 위해 $25^{\circ}C$, 1기압에서 평판조의 흡수기(교반조의 임펠러 크기 0.05 m, 교반속도 50 rpm)를 사용하여 PAA 수용액에 $CO_2$의 흡수실험을 행하였다. 제시한 Deborah수와 $CO_2$의 물질전달계수와의 상관관계식으로부터 물질전달계수를 구하여 triethanolamine을 첨가한 PAA수용액에서 $CO_2$의 화학흡수속도의 산출에 사용하였다. PAA수용액에서 $CO_2$의 흡수속도는 동일점도의 기준에서 뉴튼액체에서의 값보다 감소하였다.

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회분식 제올라이트계에서 Cs 및 Sr의 이온교환속도 연구 (Ion Exchange Kinetics for Cs and Sr in a Batch Zeolite System)

  • 이일희;유재형;박현수
    • 공업화학
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    • 제4권4호
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    • pp.739-745
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    • 1993
  • 본 연구에서는 제올라이트에 의하여 Cs 및 Sr을 분리하는 무기이온 교환계에 있어서 물질전달 특성을 규명하는데 중점을 두었다. Cs이온의 경우 선택도가 우수한 AW300 및 AW500 제올라이트, Sr이온의 경우는 4A, 13X 제올라이트를 각각 선정하여 물질전달실험을 수행하였다. 실험조건으로는 $25^{\circ}C$, 교반속도 300rpm, 제올라이트량 4g, Cs 및 Sr 용액의 농도, 부피는 각각 1000ppm, 2000ppm의 $0.5{\ell}$에서 회분식의 이온교환 방식을 채택하였다. 물질전달속도는 경막내 확산에 의해 지배됨을 알았으며, 경막 내 물질 전달계수는 $10^{-4}{\sim}10^{-3}cm/sec$, 입자내 겉보기 확산계수는 $10^{-8}cm^2/sec$의 차수를 나타내었다.

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면역결핍누드쥐에 이식된 neuroblastoma에서의 물질전달에 미치는 인자의 특성 (The Characterization of Mass Transfer Factors in Neuroblastoma Implanted in Immunosuppressed Nude Rats)

  • 이종빈
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.41-50
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    • 1994
  • 단세포군항체(monoclonal antibody)를 이용한 항암제치료법이 다각적인 방면으로 실험되고 있으나, 환자에 주입된 단세포군항체중에서 실제의 암전달량은 언제나 기대치에 미치지 못하고 있다. 그러므로, 효과적인 항암제치료와 조기암진단을 위하여 암내부에서의 물질전달에 미치는 인자들의 포괄적인 측정이 필요하였다. 본 실험에서는 면역결핍누드쥐에 이식된 neurobastoma의 물질전달환경을 이해하기 위하여 성장특성과 포도당대사속도(GMR)를 측정하였으며, 세포간체액압력(IFP), 국부혈액속도(BPR)와 pH를 높이 2cm의 암에서 반경방향으로 측정하였다. 성장특성으로써 체적배가시간을, 세포활동성으로써 GMR를 측정하였더니, 각각 8.1일 (SD 0.44일), 23.53 mg/min/100g(SD 3.54 mg/min/100 g)이었다. 암중심 IFP는 암부피가 커짐에 따라 증가하여 높이 3cm의 암에서는 12.3mmHg(SD 2.6mmHg)이 되었다. 반경방향에 따른 IFP, BPR, pH를 특정한 결과, 암중심에 접근할수록 IFP는 증가되었고, 반면에 BPR과 pH는 감소되었다. 이로써 암내부에서의 증가된 IFP, 감소된 BPR과 pH가 단세포군항체와 그 공합체의 내부전달을 저해하는 원인으로 작용할 수 있다는 사실이 제시되었으며, 이들 인자들을 적당한 기술로 조절하여 더 많은 단세포군항체를 암내부로 전달시킬 수 있을 것으로 판단된다.

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동력학-전달 모델을 활용한 식품 폐기물 감량 해석 (Simulative Calculations of Food Waste Reduction Using Kineto-transport Models)

  • 조선주;김태욱;권성현;조대철
    • 한국환경과학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.429-439
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    • 2021
  • Food waste is both an industrial and residential source of pollution, and there has been a great need for food waste reduction. As a preliminary step in this study, waste reduction is quantitatively modeled. This study presents two models based on kinetics: a simple kinetic model and a mass transport-shrinking model. In the simple kinetic model, the smaller is the reaction rate constant ratio k1, the lower the rate of conversion from the raw material to intermediate products. Accordingly, the total elapsed reaction time becomes shorter. In the mass transport-shrinking model, the smaller is the microbial decomposition resistance versus the liquid mass transfer resistance, the greater is the reduction rate of the radius of spherical waste particles. Results showed that the computed reduction of waste mass in the second model agreed reasonably with that obtained from a few experimantal trials of biodegradation, in which the microbial effect appeared to dominate. All calculations were performed using MATLAB 2020 on PC.

Kinetics of Horseradish Peroxidase-Catalyzed Nitration of Phenol in a Biphasic System

  • Kong, Mingming;Zhang, Yang;Li, Qida;Dong, Runan;Gao, Haijun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제27권2호
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    • pp.297-305
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    • 2017
  • The use of peroxidase in the nitration of phenols is gaining interest as compared with traditional chemical reactions. We investigated the kinetic characteristics of phenol nitration catalyzed by horseradish peroxidase (HRP) in an aqueous-organic biphasic system using n-butanol as the organic solvent and ${NO_2}^-$ and $H_2O_2$ as substrates. The reaction rate was mainly controlled by the reaction kinetics in the aqueous phase when appropriate agitation was used to enhance mass transfer in the biphasic system. The initial velocity of the reaction increased with increasing HRP concentration. Additionally, an increase in the substrate concentrations of phenol (0-2 mM in organic phase) or $H_2O_2$ (0-0.1 mM in aqueous phase) enhanced the nitration efficiency catalyzed by HRP. In contrast, high concentrations of organic solvent decreased the kinetic parameter $V_{max}/K_m$. No inhibition of enzyme activity was observed when the concentrations of phenol and $H_2O_2$ were at or below 10 mM and 0.1 mM, respectively. On the basis of the peroxidase catalytic mechanism, a double-substrate ping-pong kinetic model was established. The kinetic parameters were ${K_m}^{H_2O_2}=1.09mM$, ${K_m}^{PhOH}=9.45mM$, and $V_{max}=0.196mM/min$. The proposed model was well fit to the data obtained from additional independent experiments under the suggested optimal synthesis conditions. The kinetic model developed in this paper lays a foundation for further comprehensive study of enzymatic nitration kinetics.