• 제목/요약/키워드: Supercritical Carbon Dioxide Extraction

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초임계 유체를 이용한 약물이 담지된 PAc-β-CD 나노 입자의 친환경적인 제조 (A Green Preparation of Drug Loaded PAc-β-CD Nanoparticles from Supercritical Fluid)

  • 장민기;김용훈;김동우;이시윤;임권택
    • 청정기술
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    • 제26권1호
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    • pp.1-6
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    • 2020
  • 초임계 용액 급속팽창법(rapid expansion of supercritical solution, RESS)으로 몰시도민(molsidomine, MOL) 약물이 로딩 된 퍼아세틸-β-사이클로덱스트린(PAc-β-CD) 나노 입자를 제조하였다. 입자는 초임계 용액을 공기 중으로 급속하게 팽창시켜 제조하였다. MOL과 PAc-β-CD (0.5, 1 wt%)의 농도, 추출 온도(45 ~ 60 ℃), 모세관 노즐의 길이(5 ~ 20 mm) 및 내경(Inner diameter, ID) (50 ~ 150 μm), 그리고 분사 거리의 변화에 따라 형성된 입자의 크기와 모폴로지를 조사하였다. MOL과 PAc-β-CD의 상호작용을 1H-NMR 분광법으로 확인하였고, 입자 크기는 주사 전자 현미경으로 측정하였다. 온도를 45 ℃에서 60 ℃로 올리거나 노즐 내경을 150 μm에서 50 μm로 줄이면 입자 평균 크기가 증가하였으며, 반면에 일정한 압력(34.5 MPa)과 온도(45 ℃)에서 분사 거리를 늘리면 입자 평균 크기가 감소하는 효과를 나타내었다. 0.5 wt%의 PAc-β-CD 농도로서 초임계 공정을 진행한 결과, 모세관의 길이가 짧고(5 mm) 내경이 작은(50 μm) 조건에서 크기가 가장 작은(165 nm) 입자가 얻어졌다. 제조한 나노 입자는 오일 내에서 분산성과 용해도가 증가하였으며, 포접체 입자에서 MOL이 방출되는 시간이 지연되는 것을 확인하였다.

Formation of Hydroxyapatite in Portland Cement Paste

  • Chung, Chul-Woo;Lee, Jae-Yong;Kim, Ji-Hyun
    • 한국건축시공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.68-75
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    • 2014
  • In order to increase the integrity of the wellbore which is used to prevent the leakage of supercritical $CO_2$, it is necessary to develop a concrete that is strongly resistant to carbonation. In an environment where the concentration of $CO_2$ is exceptionally high, $Ca^{2+}$ ion concentration in pore solution of Portland cement concrete will drop significantly due to the rapid consumption of calcium hydroxide, which decreases the stability of the calcium silicate hydrate. In this research, calcium phosphates were used to modify Portland cement system in order to produce hydroxyapatite, a hydration product that is strongly resistant to carbonation under such an environment. According to the experimental results, calcium phosphates reacted with Portland cement to form hydroxyapatite. The formation of hydroxyapatite was verified using X-ray diffraction analyses with selective extraction techniques. When using dicalcium phosphate dihydrate and tricalcium phosphate, the 28-day compressive strength was lower than that of plain cement paste. However, the specimen with monocalcium phosphate monohydrate showed equivalent strength to that of plain cement paste.

초임계 추출 Lard를 이용한 Maillard 반응생성물 유래 육류향미제의 향기패턴 및 관능적 특성 (Flavor Pattern and Sensory Properties of Meat Flavor Based on Maillard Reaction Products with Supercritical Fluid Extracted Lard Fractions)

  • 문지혜;최인욱;최희돈;김윤숙
    • 한국축산식품학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.644-651
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    • 2012
  • MRP유래 육류 향미제의 향미 증강을 위하여 리보오스와 저 Glu 소맥글루텐 산 가수분해물을 기본 기질로 한 향미 조성물에 온도와 압력 조건별로 추출한 lard SC-$CO_2$ 분획을 첨가하여 향미제를 제조하였다. 이렇게 제조된 육류 향미제의 SMart nose를 이용한 향기패턴과 관능적 특성을 비교분석하여 향 특성이 우수한 육류 향미제를 개발하고자 하였다. Lard SC-$CO_2$분획 추출시 $40^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 추출 수율이 증가하지 않았으며, 추출온도를 $40^{\circ}C$로 고정하여 30-60 MPa의 압력에서 추출하였을 때 40 MPa 이상에서 추출효율이 크게 증가하였다. 추출된 lard SC-$CO_2$ 분획들의 SMart nose를 이용한 향기패턴 분석을 실시한 결과, $40^{\circ}C$에서 원료 lard와 30 MPa에서 추출한 lard SC-$CO_2$ 분획의 향기패턴은 40 MPa 이상의 압력에서 추출한 분획들과 구별되었으나 40 MPa 이상의 압력에서 추출한 분획들은 서로 유사한 향기패턴을 나타내었다. 그러나 40 MPa 이상 압력 추출 lard SC-$CO_2$ 분획은 다른 flavor전구체와 반응시켰을 때 다른 전구체들과의 상호반응을 통해 뚜렷한 향기패턴의 차이를 나타내었다. 관능검사 결과 MRP based 육류향미제의 전체적 기호도는 $40^{\circ}C$, 50 MPa에서 추출한 lard SC-$CO_2$ 분획을 첨가한 MRP based meat flavor과 $40^{\circ}C$, 60 MPa에서 추출한 lard SC-$CO_2$ 분획첨가 MRP based meat flavor가 가장 높게 나타났다. 따라서 육류 향 증강 MRP based meat flavor의 전구체로 lard를 초임계 추출하기 위한 최적 조건은 $40^{\circ}C$에서 압력을 50 및 60 MPa로 이 조건에서 추출시 높은 경제성과 관능적 우수성이 확보된 육류 향미제 생산이 가능하다고 판단된다.

초임계 유체를 이용한 난용성 약물의 고체분산체 제조 (Preparation of Solid Dispersions of a Poorly Water-soluble Drug Using Supercritical Fluid)

  • 김석윤;이정민;정인일;임교빈;유종훈
    • KSBB Journal
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    • 제24권6호
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    • pp.533-540
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    • 2009
  • 본 연구에서는 난용성 약물인 5'-NIO의 가용화를 위해 초임계 유체 ASES 공정을 이용하여 PVP K-30과의 고체분산체를 제조하고 첨가제인 P188의 영향에 대해 고찰하였다. FE-SEM을 이용하여 초임계 유체 공정으로 제조된 고체분산체 미립자의 형상을 분석한 결과 100-200 nm 크기의 나노입자들이 응집된 형태를 나타내었으며, P188의 함량이 증가함에 따라 입자간의 응집이 증가하여 덩어리 형태로 전환되는 것을 확인할 수 있었다. XRD 분석 결과 5'-NIO 결정피크가 사라진 것을 확인하였으며, 이는 5'-NIO가 고분자 매질내에 분자 또는 나노 크기 수준으로 분산되었음을 의미한다. 또한 FT-IR 분석 결과 5'-NIO와 PVP K-30간에 수소결합과 같은 상호작용이 존재함을 학인할 수 있었다. 5'-NIO/PVP K-30 2성분계 고체분산체에 비이온성 계면활성제를 첨가한 경우 용출률이 현저히 향상되었으나, P188의 함량이 매우 큰 경우에는 오히려 용출률이 감소한 다는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 초임계 유체 공정이 기존의 고체분산체 제조 방법을 충분히 대체할 수 있다는 가능성을 확인할 수 있었다.

반응표면 분석법을 이용한 neohesperidin 생산 수율의 최적화 (Optimization of Production Yield for Neohesperidin by Response Surface Methodology)

  • 양희종;정성엽;최낙식;안극현;박찬선;윤병대;유연우;안순철;김민수
    • 생명과학회지
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    • 제20권11호
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    • pp.1691-1696
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    • 2010
  • 감귤류는 다양한 기능성과 약효로써의 효능이 입증되면서 소비가 증가하고 있으나, 감귤 가공 후 부산물인 감귤박은 폐기물로써 해양에 투기되고 있어 부산물의 처리가 시급한 실정이다. 따라서 폐감귤박을 이용한 고감도 감미료의 생산 원료인 neohesperidin을 추출하여 폐감귤박을 효율적 이용을 도모하였으나 상당히 미비한 추출수율로 효율성이 감소하였다. 이러한 추출 수율의 문제점을 해결하기 위하여 반응표면 분석법을 이용하여 감귤가공부산물로부터 neohesperidin의 추출 수율 증진 위한 추출조건의 최적화 연구를 수행하였다. 추출 조건 중 초임계 유체 추출의 수율 증진에 영향을 주는 추출 압력($x_1$), 추출 시간($x_2$), 보조용매의 농도($x_3$)를 주요 인자로 선정하였다. 선정한 인자를 반응표면 분석법에 적용하여 추출 수율의 최적조건을 탐색하였으며, 그 결과 추출압력이 증가하면서 추출의 수율은 크게 향상되었고, 또한 추출 시간이 길어질수록 추출 수율 또한 증가함을 확인하였다. 또한 초임계 이산화탄소에 ethanol을 보조용매로 첨가할 경우 보조용매의 농도가 높을수록 수율은 급격하게 증가하여, 최종적으로 162.22%까지 neohesperidin의 추출 수율을 증진할 수 있었다.

초임계유체 $CO_{2}$를 이용한 참깨박 중 참기름 추출의 최적화 (Optimization of Sesame oil Extraction from Sesame cake using Supercritical Fluid $CO_{2}$)

  • 김성주;김영종;장규섭
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.431-437
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    • 2005
  • Overall experiments were planned by central composite design, and results were analyzed by response surface methodology (RSM) to determine effects of three independent variables, temperature ($X_{1}$), extraction time ($X_{3}$), and pressure ($X_{3}$), on yield of sesame oil extract (Y). Regression equation model optimized by response surface analysis was: Y (sesame oil) = $-3.89+0.07X_{1}+0.03X_{2}+0.0006X_{3}-0.0007X_{1}^{2}-0.0002X_{2}X_{1}-0.00008X_{2}^{2}+0.000004X_{3}X_{1}+0.0000009X_{3}X_{2}-0.00000009X_{3}^{2}$. According to RSM analysis, optimum extracting conditions of temperature, time, and pressure were $45.89^{\circ}C$, 131.89 min, and 34228.41 kPa, respectively, and statistical maximum yield of sesame oil was 96.27%. Fatty acid composition of sesame oil showed sesame oil extracted by Supereritical Fluid $CO_{2}$ contained lower levels of palmitic, stcaric, and oleic acids and higher levels or palmitoleic and linoleic acids than commercial sesame oil. Commercial and extracted sesame oils were analyzed by electronic nose composed of 12 different metal oxide sensors. Obtained data were interpreted by statistical method of MANOVA. Sensitivities of sensors from electronic nose were analysed by principal component analysis. Proportion of first principal component was 99.92%. All sesame oils showed different odors (p < 0.05).

Stability and antioxidant effect of rapeseed extract in oil-in-water emulsion

  • Zhang, Hua;Shin, Jung-Ah;Hong, Soon Taek;Lee, Ki-Teak
    • 농업과학연구
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    • 제43권2호
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    • pp.249-257
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    • 2016
  • In this study, rapeseed extracts were obtained by supercritical carbon dioxide fluid extraction of defatted rapeseed to evaluate the stability and antioxidant activity of an oil-in-water (O/W) emulsion system. The oil-in-water emulsions were prepared from stripped soybean oil with different concentrations (0.3, 0.4, 0.5, and 0.6%) of rapeseed extract as an emulsifier. Their emulsion stability was compared to that of emulsions prepared with the commercial emulsifier, Tween 20 (Polysorbate 20, 0.2%). After stripping the soybean oil, the total tocopherol content was reduced from 51.4 g/100 g to 1.1 g/100 g. Emulsion stability and oxidative stability of emulsions prepared with Tween 20 and rapeseed extract as emulsifiers were evaluated. For 30 days droplet sizes of emulsions containing rapeseed extract (0.4, 0.5, and 0.6%) were not significantly different (p > 0.05). Similar results were obtained for emulsion stability (ES) and Turbiscan analysis, suggesting that the addition of rapeseed extract increased emulsion stability. The addition of rapeseed extract at more than 0.4% resulted in an emulsion stability comparable to the addition of 0.2% Tween 20. The antioxidative ability of rapeseed extract increased with the amount added in the emulsion. Moreover, the addition of 0.6% rapeseed extract resulted in the lowest emulsion peroxide values (10.3 mEq/L) among all treatments. Therefore, according to the stability of its antioxidative and physical stability properties, rapeseed extract from super critical extraction could be successfully applied to the food and cosmetic industries.

초임계 유체에 의한 당근의 ${\beta}-Carotene$ 추출의 최적화 (Optimization for Extraction of ${\beta}-Carotene$ from Carrot by Supercritical Carbon Dioxide)

  • 김영호;장규섭;박영덕
    • 한국식품과학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.411-416
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    • 1996
  • 초임계 유체를 이용하여 당근(Daucus carrota L.) 중의 ${\beta}-carotene$ (Y)을 추출하는 최적조건을 규명하기 위하여 추출압력(X_1$ 200-300bar), 온도($X_2,\;35-51^{\circ}C$) 및 시간($X_3$ 60-200min)을 선정하고 중심합성에 의한 실험계획을 설정하였다. 선정된 독립인자($X_1,\;X_2,\;X_3$)의 반응표면에 대한 영향을 분석하고 2차 다항 회귀모형식을$Y={\beta}_0+{\beta}_1X_1+{\beta}_2X_2+{\beta}_3X_3+{\beta}_11X_12+{\beta}_22X_3^2+{\beta}_-12X_1X_2+{\beta}_12X_1X_2+{\beta}_13X_1X_3+{\beta}_23X_2X_3$로 하여 linear, quadratic 및 interaction effects를 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) ${\beta}-carotene$ 추출의 주요 인자는 압력, 시간, 온도의 순이었으며 이중, 중심점과 압력인자의 선형회귀 효과는 ${\alpha}(2)$가 0.001(99.9%) 수준에서 유의하였으며 그 회귀 계수는 다음과 같다. ${\beta}(0)\;5.83{\times}10^6,\;{\beta}(1)3.67{\times}10^6,\;{\beta}(2)\;1.24{\times}10^6,\;{\beta}(3)1.01{\times}10^6,\;{\beta}(11)\;-1.23{\times}10^6,\;{\beta}(22)-8.19{\times}10^5\;{\beta}(33)\;-9.79{\times}10^5,\;{\beta}(12)3.31{\times}10^5\;{\beta}(33)\;-9.79{\times}10^5,\;{\beta}(12)3.31{\times}10^5\;{\beta}(13)\;5.18{\times}10^5,\;{\beta}(23)9.08{\times}10^5$ 2) 회귀식에 대한 분산분석 결과, 분산비(Fo)가 8.44로 0.05 수준에서 모델에 의해 도출된 결과를 잘 성명할 수 있으며 그 정확도에 대한 결정계수($r^2$)는 0.938로 높았다. 또한 정상점에서 ${\beta}-carotene$의 반응표면을 정준분석한 결과 중속 변량인 ${\beta}-carotene$추출함량이 최대점임을 확인하였다. 3) 최적조건 즉, 압력은 350bar, 온도는 $51^{\circ}C$ 및 시간은 200min의 조건을 동시에 만족하는 관심영역에서의 ${\beta}-carotene$의 최대추출량은 생당근 100g당 10,611 ${\mu}g$으로 예측되었다.

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초임계유체 $CO_2$ 및 Co-solvent 첨가에 따른 금은화(Lonicera fles)의 Flavonoid류 추출특성 (Extraction Characteristics of Flavonoids from Lonicera flos by Supercritical Fluid Carbon Dioxide ($SF-CO_2$) with Co-solvent)

  • 서상철;조성길;홍주헌;최용희
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.183-188
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    • 2005
  • 순수 methanol을 cd-solvent로 첨가하였을 때 소량의 수율을 얻을 수 있었던 반면 methanol에 물을 첨가하여 수용액을 조제한 후 각각 첨가하였을 때 co-solvent의 극성도 증가에 비례하여 수율이 현저하게 증가하였다. 60% methanol을 첨가하였을 때 수율이 가장 높았으며 순수 methanol 첨가구와 비교하여 luteolin이 5.9배, quercetin이 4.1배, apigenin이 7.8배 가량 증가하였다. Co-solvent에 citric acid를 농도별로 첨가한 결과 첨가량 1%까지는 추출수율이 농도 비례적으로 증가하는 경향을 나타내어 대조구에 비해 대략 luteolin이 14.64mg/100g, quercetin이 10.17mg/100g, apigenin이 2.4mg/100g의 유의적인 증가율을 보였으나 그 이상의 농도에서는 소량 감소하는 경향을 보였다. 한편 산을 첨가한 모든 조건에서 대조구보다 높은 수율을 얻을 수 있었다. 추출수율이 가장 우수하였던 citric acid가 1% 첨가된 60% aqueous methanol을 co-solvent로 초임계상태에 첨가하였을 때 공정압력이 100bar에서 200ber로 증가함에 따라 추출수율이 비례적으로 증가하였으나 250bar 이상에서는 감소하는 경향을 나타내었다. 온도에 따라서는 $40^{\circ}C$에서 $50^{\circ}C$까지는 증가하는 경향을 보이다 이상의 온도에서는 오히려 감소하였다. 추출 시간의 증가와 더불어 추출 수율은 유의적으로 증가하다가 60분일 때 최대값을 보였으며 90분 이상의 추출시간에서는 추출수율이 거의 일정해졌다. $CO_{2}$ 대비 cosolvent를 15(0.3mL/min)% 첨가하였을 때 최대 추출수율을 보였으며 25% 이상의 첨가구에서는 첨가량은 증가하였으나 수율은 감소하는 경향을 보였다. 것으로 나타났다. 그러므로 감마선 조사 및 저온저장($10^{\circ}C$)은 김밥재료 뿐만 아니라 김밥의 미생물 제어에 효과적인 것으로 확인되었다.와 비례하는 경향을 나타내었다. 또한 FA-swelling mica의 중금속 이온의 선택성은 Pb>Cu>Cd$\geq$Zn 순으로 나타났다.지 않았다.l years and a new type of transfer crane has been developed. Design concepts and control methods of a new crane will be introduced in this paper.and momentum balance was applied to the fluid field of bundle. while the movement of′ individual material was taken into account. The constitutive model relating the surface force and the deformation of bundle was introduced by considering a representative prodedure that stands for the bundle movement. Then a fundamental equations system could be simplified considering a steady state of the process. On the basis of the simplified model, the simulation was performed and the results could be confirmed by the experiments under various conditions.뢰, 결속 등 다차원의 개념에 대한 심도 깊은 연구와 최근 제기되고 있는 이론의 확대도 필요하다. 마지막으로 신뢰와 결속에 영향을

공용매가 첨가된 초임계유체 추출공정에서 기능성 지방산의 추출 (Isolation of Functional Fatty Acid in Cosolvent Induced SFE Process)

  • 이승범;박경애;홍인권
    • 공업화학
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    • 제10권3호
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    • pp.438-444
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    • 1999
  • 국내에서 생산되는 현미겨는 약 8.4~14.7 wt %의 지질을 포함하고 있으나 지방산의 양이나 조성은 현미겨의 형태, 토질 상태, 도정과 같은 전처리나 정미도에 영향을 받는다. 현미겨에 포함되어 있는 지질은 보통 palmitic acid, linolenic acid, linoleic acid, oleic acid, stearic acid, tocopherol, squalene 등과 같은 지방산으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 초임계유체를 이용하여 현미겨에서 squalene을 함유한 지방산을 추출하였으며, 각각의 공정에 ethanol을 첨가하여 초임계유체 추출을 시행하였다. 추출물은 GC-MSD로 분석을 하였고, 추출된 현미유의 양은 공정 온도, 압력에 따라 달랐으며, 조성은 초임계 이산화탄소의 환산밀도 (${\rho}_{\gamma}$ reduced density)에 영향을 받았다. 4시간의 공정시간에 약 70~80%의 현미유가 추출되었으며, ethanol을 첨가한 초임계유체 추출은 일반 초임계유체 추출에 비해 추출시간이 단축되며 동시에 추출량이 증가됨을 알 수 있었다. 또한 용매추출 공정에서 검출되지 않았던 squalene이 초임계유체 추출과 ethanol올 첨가한 초임계유체 추출에서 추출됨이 확인되었다.

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