A study was carried out on the application of supercritical fluid to the hydrolysis of boll fibers of cotton (cultivar Tashkent-6 of Gossypium hirsutum L.) by cellulase enzymes from Trichoderma viride, Trichoderma reesei and Aspergillus niger. Conditions of the enzymatic process were optimized. The stabilities of cellulase enzymes were sustained at the pressure of up to 160 attn for 48 hours at 5$0^{\circ}C$ in supercritical carbon dioxide.
Sarkar, Milan Krishna Singha;Basu, Dipankar Narayan
Nuclear Engineering and Technology
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제49권1호
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pp.103-112
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2017
Application of the supercritical condition in reactor core cooling needs to be properly justified based on the extreme level of parameters involved. Therefore, a numerical study is presented to compare the thermalhydraulic performance of supercritical and single-phase natural circulation loops under low-to-intermediate power levels. Carbon dioxide and water are selected as respective working fluids, operating under an identical set of conditions. Accordingly, a three-dimensional computational model was developed, and solved with an appropriate turbulence model and equations of state. Large asymmetry in velocity and temperature profiles was observed in a single cross section due to local buoyancy effect, which is more prominent for supercritical fluids. Mass flow rate in a supercritical loop increases with power until a maximum is reached, which subsequently corresponds to a rapid deterioration in heat transfer coefficient. That can be identified as the limit of operation for such loops to avoid a high temperature, and therefore, the use of a supercritical loop is suggested only until the appearance of such maxima. Flow-induced heat transfer deterioration can be delayed by increasing system pressure or lowering sink temperature. Bulk temperature level throughout the loop with water as working fluid is higher than supercritical carbon dioxide. This is until the heat transfer deterioration, and hence the use of a single-phase loop is prescribed beyond that limit.
Experimental data are reported on the phase equilibrium of propoxylated neopentyl glycol diacrylate in supercritical carbon dioxide. Phase equilibria data were measured in static method at a temperature of (313.2, 333.2, 353.2, 373.2 and 393.2) K and at pressures up to 27.82 MPa. At a constant pressure, the solubility of propoxylated neopentyl glycol diacrylate for the (carbon dioxide + propoxylated neopentyl glycol diacrylate) system increases as temperature increases. The (carbon dioxide + propoxylated neopentyl glycol diacrylate) system exhibits type-I phase behavior. The experimental result for the (carbon dioxide + propoxylated neopentyl glycol diacrylate) system is correlated with Peng-Robinson equation of state using mixing rule. The critical property of propoxylated neopentyl glycol diacrylate is predicted with Joback and Lyderson method.
본 연구는 참당귀에서 유효 성분을 보다 효율적으로 추출하는 방법을 찾아 참당귀의 효능을 극대화하는 것을 목표로 하였다. 열수, 에탄올 및 초임계 이산화탄소 추출법으로 참당귀를 추출한 후, 데커신, 데커시놀 안젤레이트 함량 분석, 총 폴리페놀 함량 정량, 그리고 항산화, 미백, 항균에 대한 효능 평가를 진행하였다. 데커신, 데커시놀 안젤레이트의 함량은 초임계 이산화탄소 추출물에서 38.65%로 매우 높았고, 총 폴리페놀 함량은 열수 추출물, 에탄올 추출물, 초임계 이산화탄소 추출물 순으로 높았지만, 그 차이가 비교적 적었다. 항산화 효능은 총 폴리페놀 함량과 경향이 일치하였고, 항균 효능은 데커신, 데커시놀 안젤레이트 함량과 경향이 일치하였다. 본 연구를 통해 참당귀에서 유효 성분을 추출하기 위한 최적의 방법은 초임계 이산화탄소 추출법임을 확인하였다.
The extraction of indole alkaloids from Catharanthus roseus using the supercritital carbon dioxide with ethanol was performed in various temperature and pressure conditions. The contents of vindoline in the extracts were determined by HPLC. In this study, the flow rate of cosolvent ehtanol was 20.4$\mu$l/min, about 3 wt.% of flow rate of supercritical carbon dioxide. However the effect of ethanol on the yield of extracted vindoline was not significant.
In different approaches were extracted from evening primrose seed by supercritical fluids carbon dioxide and for comparison with hexane as solvent. The extracts have been analyzed qualitatively and quantitatively to evaluate yield and selectivity of ${\gamma}$-linolenic acid. The yields extracts with supercritical fluids carbon dioxide were higher than those with hexane. When this process produces commercially, will get a many economic profit.
본 연구는 고품질의 동치미 제조를 위해 고온살균에서 발생될 수 있는 향기 성분의 변화와 영양소 파괴 등으로 인한 품질저하의 문제점을 해결하기 위해 비열처리 공정인 초임계 이산화탄소를 이용하였으며 이화학적 품질특성을 조사하였다. 그 결과 pH, 산도 및 색도는 상압에서 가열처리한 동치미와 초임계 이산화탄소를 처리한 동치미 모두 뚜렷한 변화를 나타내지 않았으며 비타민 C의 경우 초임계 이산화탄소 처리구가 상압에서 가열처리한 구간보다 더욱 안정함을 보였다. 유기산과 유리당의 경우는 초임계 이산화탄소 처리구가 상압에서 가열처리한 구간보다 다소 낮은 함량을 보였으나 그 차이는 매우 적음을 알 수 있었다. 휘발성 향기 성분은 dimethyl disulfide, methyl trisulfide, methyl propyl disulfide 등 마늘과 파 등의 특유의 강한 향기성분들은 초임계 이산화탄소처리에 의해 대부분 감소됨을 보여주었다. 초임계 이산화탄소를 이용하여 동치미 무의 polygalacturonase 효소를 불활성화 시키기 위해서는 25 MPa 이상의 압력과 $55^{\circ}C$ 이상의 온도가 요구됨을 확인하였다. 따라서 동치미의 살균을 위해 초임계 이산화탄소를 처리함으로써 동치미 중 PGase 효소의 불활성화가 가능하며, 산업적 응용을 위해서는 무를 제외하고 동치미 액만을 활용하는 것이 용이하다 사료된다.
최근 낮은 표면장력, 높은 확산계수, 가스와 같은 낮은 점도, 그리고 액체와 유사한 밀도를 갖는 초임계 유체의 장점을 이용하여 여러 가지 물질의 합성이나 응용 공정에 초임계 유체를 이용하고 있다. 초임계 유체를 이용하여 복합체 제조 시 기존의 용융공정에 비해서 분자들의 움직임이 활발하게 이루어 질 수 있어서 물성의 향상을 기대할 수 있다. 또한 클레이가 고농도로 함유된 마스터 배치를 쉽게 제조할 수 있으며, 기존의 유기 용매를 사용하여 복합체를 제조할 때보다 잔존 용매를 쉽게 제거할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 초임계 이산화탄소를 이용하여 폴리에틸렌옥사이드/클레이 나노복합체를 제조하였다. 또한 본 연구의 목적은 초임계 상태에서 분자들의 활발한 움직임을 기대할 수 있으므로 고분자가 용해되고 클레이 층상으로 효과적으로 삽입되어 복합체의 열적 특성 및 다른 여러 가지 물성을 증가시키는 데 있다. 복합체 제조 후 XRD, TGA, 그리고 DSC를 이용하여 복합체의 특성을 분석 했다. 그 결과 용융방법으로 제조한 복합체보다 열 안정성이 향상되었으며, 클레이 층상 거리도 더 많이 벌어짐을 확인할 수 있었다.
소수성 저분자 물질의 추출에 효과적이며, 인체에 무해하고 친환경적 추출법인 초임계 이산화탄소를 이용하여 한국산 겨우살이를 추출한 후 추출물의 추출수율, 전자공여능 등의 항산화활성 평가 및 총 폴리페놀 함량을 측정하였다. 실험 결과 초임계 이산환탄소를 이용한 추출수율은 300 bar, $40^{\circ}C$에서 12.16%, 정제수와 주정을 이용한 추출물은 18.32, 23.84%로 초임계 추출물보다 높은 추출수율을 보였다. 전자공여능은 초임계 이산화탄소 추출물이 15.73%(400 bar, $30^{\circ}C$), 정제수와 주정을 이용한 추출물이 36.73, 70.53%로 초임계 이산화탄소를 이용한 추출물의 활성은 일반 용매추출법으로부터 얻어진 추출물들에 비해 EDA 활성이 낮은 편이었다. 그러나 SOD 유사활성은 초임계 이산화탄소를 이용한 추출물이 22.54%(200 bar, $40^{\circ}C$), 정제수와 주정을 이용한 추출물이 7.85, 6.12%로 초임계 이산화탄소를 이용한 추출물이 일반용매를 이용한 추출물보다 우수한 활성을 나타내었다. 총 폴리페놀 함량은 초임계 이산화탄소 추출물이 17.57 wt%(200 bar, $50^{\circ}C$), 정제수와 주정을 이용한 추출물이 4.79와 5.46 wt%로 초임계 이산화탄소를 이용한 추출물이 일반용매 추출물보다 높은 함량을 보였다. 결론적으로 초임계 이산화탄소를 이용한 겨우살이 추출물의 전자공여능은 높지 않지만 우수한 SOD 유사활성과 총 폴리페놀 함량이 풍부하여 항산화 건강기능성 식품의 가능성을 갖는 것으로 사료되었다.
Supercritical carbon dioxide power system is the next generation electricity technology expected to be highly developed. The power system can improve net efficiency, simplify cycle configuration, and downsize equipment compared to conventional steam power system. In order to dominate the new market in advance, it is required to found Front End Engineering Design (FEED) Framework of the system. Therefore, this study developed the FEED framework including design processes for the supercritical carbon dioxide power system, information elements for each process, and relationships for each element. The developed FEED framework is expected to be able to secure systematic technological capabilities by establishing a common understanding and perspective among multi-field engineers participating in the design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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