• KSBB Journal
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• 제17권2호
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• pp.148-152
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• 2002

초임계 이산화탄소를 이용한 유자과피로 부터의 휘발성 정유성분의 추출은 entrainer를 사용하지 않을 경우 압력 13.8㎫, 온도 4$0^{\circ}C$에서 756.61mg/sample 30g이 추출되었으며 entrainer를 7.4mL/min을 첨가하였을 경우 압력이 13.8㎫, 온도 4$0^{\circ}C$에서 5416.64mg/sample 30 g이 추출되어 약 7배의 추출량의 증가를 볼 수 있었다. 이는 보조용매를 첨가함으로서 초임계 이산화탄소의 유자과피의 휘발성 정유성분에 대한 용해력을 증가시키는데 큰 영향을 미치는 것으로 알 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.474-481
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• 2005

본 연구에서는 공비점 분리제로써 벤젠을 사용하고 3기의 증류탑을 이용해서 에탄올 수용액으로부터 거의 순수한 무수 에탄올을 생산해 내는 공비증류공정에 대한 모델링과 최적화 작업을 수행하였다. 공비증류공정의 모사를 위한 열역학 모델식으로는 NRTL 액체 활동도계수 모델식을 사용하였으며 상용의 화학공정 모사기인 PRO/II with PROVISION 6.01을 사용하였다. 최적화 작업을 위한 목적함수로는 각 증류탑 재비기의 Heat duty로 정하였으며 농축기 탑상제품의 에탄올의 농도를 최적화 변수로 정하였다. 농축기 탑상 제품에서 에탄올 몰농도가 76 mole％일 때 증류탑의 재비기의 Heat duty의 합이 최소가 됨을 알 수 있었다.

• 한국수산과학회지
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• 제32권2호
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• pp.217-222
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• 1999

초임계 $CO_2$를 이용한 오징어 내장유 추출은 8.3$\~$13.8 MPa과 $25\~50^{\circ}C$에서 semi-continuous flow extractor로 수행되었다. 그리고 초임계 $CO_2$에 entrainer로서의 $2\%$ (v/v) ethanol을 첨가한 것과 첨가하지 않은 것으로 수행되었다. 초임계 $CO_2$를 이용한 오징어 내장유 추출에서 지질의 최고 추출 수율은 조건 12.4 MPa과 $40^{\circ}C$에서 이루어 졌다. 초임계 $CO_2$를 이용한 오징어 내장유 추출에서 최고 용해도는 압력 12.4 MPa $40^{\circ}C$에서 entrainer를 첨가하지 않았을 때 1.48g oil/kg $CO_2$를 나타내었고, entrainer를 첨가하였을 때 압력 12.4MPa $40^{\circ}C$에서 4.85g oil/kg $CO_2$를 나타내었다. 초임계 $CO_2$를 이용하여 추출된 오징어 내장유의 주요지방산조성은 myristric acid (14:0), palmitic acid (16:0), palmitoleic acid (16:1), oleic acid (18:1), arachidic acid (20:0), eicosapentaenoic acid (20:5), docosahexaenoic acid(22:6)이다. 초임계 $CO_2$ 추출에 의해 추출된 추출물중 비소와 납은 검출되지 않으나 수은은 아주 미량으로 검출되었다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권4호
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• pp.315-321
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• 2005

Supercritical carbon dioxide extraction was investigated as a method for removing lipids and bad flavor from tuna viscera. To find the optimum conditions, different experimental variables, such as pressure, temperature, flow rate of solvent and sample size, were evaluated for the effective removal of lipids and the undesirable smell. Ethanol was used as the entrainer, with a $3\%$ by vol $CO_2$ flow rate. By increasing the pressure at constant temperature, the efficiency of the lipid removal was improved and the protein was concentrated without denaturalization. The main fatty acids extracted from the tuna viscera were palmitic acid (16:0), heptadecanoic acid (17:1), oleic acid (18:1) and docosahexaenoic acid (22:6). The major amino acids in the tuna viscera treated by supercritical carbon dioxide were glutamic acid, leucine and lysine, and the free amino acids were L-proline, taurine and L-$\alpha$-aminoadipic acid.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.892-897
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• 2008

열복합 증류탑을 활용하여 기존의 에탄올 농축공정보다 에너지 사용량을 절감한 새로운 에탄올 농축공정을 제안하였다. 벤젠을 분리제로 사용한 제안된 증류 시스템은 증류곡선이 평형농도 곡선과 유사하게 분포되도록 설계되었으며, 증류영역의 경계에 가까운 원료 조성을 가지도록 설계하여 최대의 증류효율을 얻도록 구성하였다. 본 연구의 증류시 스템은 기존의 농축시스템에 비해 약 18%의 에너지 절감효과를 얻을 수 있었다. 또, 여타의 유사한 공비증류 공정에 활용할 수 있는 설계방안을 제시하였다.

• KSBB Journal
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• 제18권4호
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• pp.301-305
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• 2003

본 연구에서는 초임계 이산화탄소와 보조용매를 사용하여 동결 건조된 돼지 췌장에 존재하는 지질을 단백질 효소의 변성 및 구조의 파괴 없이 제거함으로써 고순도 소화효소제를 분리하고자 하였고, 동결 건조된 돼지 췌장 내의 지질 제거 효율은 온도, 압력, 초임계 이산화탄소의 유량, 원료의 입자크기에 의존하였다. 추출온도와 압력이 높은 상태에서 높은 지질 제거효율이 예상되나 45$^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 효소의 활성에 영향을 미치므로 추출온도 선택이 요구되었다. 또한 한정된 온도 범위 내에서 지질제거 효율을 크게 하기 위하여 용매의 이동특성을 최대로 증가시키기 위한 최적 압력이 요구되었다. 초임계 이산화탄소를 이용하여 지질을 분리한 후 원료내의 지질함량은 3%(w/w) 이내로 90% 이상의 제거율을 보였으며, 보조용매를 사용했을 경우 사용하지 않았을 때 보다 추출시간은 약 3배 이상 단축되었으나, 사용된 보조용매가 효소의 활성에 영향을 미치므로 보조용매의 선택이 매우 중요하다는 것을 제시하고자 한다.

• 한국수산과학회지
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• 제34권3호
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• pp.213-217
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• 2001

동결 건조된 미역 가공 부산물로부터 색소 및 지방산의 추출 및 조건은 시료 30g, 압력 $10.3\~17.2MPa$, 유량 15mL/min와 온도 $30\~45^{\circ}C$에서 추출 실험을 실시하였다. 지방산의 경우 초임계 처리하지 않은 것에 비해 불포화 지방산의 함량이 높게 나타났고, 온도 $40^{\circ}C$의 조건에서 보조용매 (entrainer)로 에탄올을 첨가하여 압력의 변화에 따른 회수율을 실험한 결과 12.4MPa에서 최대 $92\%$의 회수율을 보였다. 그리고 압력이 증가하면서 초임계 이산화탄소에 대한 용질의 용해도가 감소하는 retrograde 현상이 나타났다 시료입자의 크기를 $500\~1,000{\mu}\;m$와 12.4MPa에서 온도의 변화를 주어 실험한 결과 입자의 크기 $500{\mu}m$가 $1000{\mu}m$에 비해 색소의 추출량이 1.8배정도 많았다 최적 조건 (압력 12.4MPa,온도 $35^{\circ}C$, 입자크기 $500{\mu}m$)에서 추출시간에 따른 chlorophyll a 함량을 비교한 결과 에탄올을 각각 3mL/min, 5mL/min 첨가하였을 때 모두 20분까지 함량이 증가한 후 감소하였으며, 최적 추출시간은 30분까지로 판단되었다. 유기용매 추출과 초임계 추출을 비교한 결과 유기용매로 48시간 추출시 chlorophyll a 함량이 150mg/L였지만 초임계로 1시간 추출시 최대 172mg/L로 약 $20\%$ 증가하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.42-45
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• 1994

정밀화학, 제약산업 등에 필요한 에탄올, IPA 등과 같은 유기용매를 고순도로 농축하는 공정은 유기용매와 물과의 혼합물이 일정 농도에서 공비점을 형성하여 일반 증류로는 분리하기 힘들어 Benzene, Cycloheaxane 드의 Entrainer를 첨가하여 상대휘발도를 변화시켜 분리하는 공비증류가 이용되고 있다. 그러나 공비증류는 에너지 사용량이 많고 유독한 물질을 사용하므로 투과증발법과 같은 저에너지 소비형, 환경 친화적인 공정에 대한 관심이 높아지고 있다. 투과증발법에 의한 유기용매 농축공정은 물과의 친화성이 높은 비다공성 막을 이용하여 선택적으로 물을 투과하여 유기용매를 탈수하는 방법으로 투과를 위한 Driving force는 Feed side와 Permeate side사이의 Chemical potential gradient로 이는 물에 대한 Partial vapor pressure differnece로 다음과 같이 표시된다. $\Delta \mu_{F/P.W} = RT ln\frac{y_WP_P}{x_W\gamma_WP_{o.W}}$ 따라서 투과속도를 높이기 위해서 Permeate side를 진공상태로 하여 투과하는 물질을 기화시키고 이를 다시 응축하여 Permeate side의 압력을 낮게 유지시켜야 한다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.38-39
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• 1995

최근 자동차 대체 연료로 가솔린에 10% 무수에탄올이 혼합된 Gasohol 사용에 관한 관심이 고조되고 있으며, 이는 Gasohol이 자동차 배기 가스중의 일산화탄소 및 탄화수소 함유량을 감소시켜 대기 오염을 줄일 수 있기 때문이다. Gasohol에 사용되는 무수에탄올의 농도는 99.5% 이상이어야 하며, 이러한 고순도의 에탄올을 제조하기 위해서는 물과 에탄올의 공비 혼합물(95.6% 에탄올)로부터 공비증류, 분자체 흡착, 투과증발과 같은 분리 조작을 이용하여 물을 제거하는 공정이 필요하다. 현재 에탄올 탈수에는 공비증류가 많이 사용되고 있으나 공비증류는 에너지 사용량이 많을 뿐더러 유독한 Entrainer를 첨가하기 때문에 투과증발과 같은 저 에너지 소비형, 환경친화적인 공정으로의 전환이 이루어지고 있다. 에탄올 탈수용 투과증발 플랜트는 전세계 20여개가 가동되고 있으며, 상업화된 플랜트의 대부분은 독일의 Deutsche Carbone사가 제조한 PVA/PAN 투과증발 복합막을 사용하고 있다. 투과증발 시스템은 물에 대한 친화도가 높은 투과증발막 및 모듈, 기타 분리 구동력을 높여주기 위한 Heater, 진공펌프, 냉각기, 열 교환기 등의 주변 설비로 구성되며, 투과증발 시스템 개발을 위해서는 우수한 막/모듈 제조와 아울러 최적 공정 설계 기술 개발이 필수적이라 하겠다.