• 제목/요약/키워드: stirred tank reaction

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동시 추출을 겸한 생물반응기에서 Lithospermum erythrorhizon 배양에 의한 shikonin 생산 (Bioreactor Cultures of Lithospermum erythrorhizon for Shikonin Production with In Situ Extraction)

  • 김동진;장호남
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.525-529
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    • 1990
  • 식물세포인 Lithospermum erythrorhizon을 교반 반응기와 calcium alghinate에 고정화된 상태로 충전층 반응기에서 n-hexadecane으로 동시 추출하면서 shikonin을 생산하여 각각의 생산성을 비교하였다. 교반 반응기에서 shikonin의 비생산과 부피생산성은 각각 1.5mg shikonin/g cell과 400$\mu g$ shikonin/(L.day)였고 충전층 반응기에서는 가각 2.0mg shikonin/g cell과 2857 $\mu g$ shikonin/(L.day)였으며 이는 각각 교반 반응기에 비하여 1.3, 7.1배 높은 것이다. 충전층 반응기에서 shikonin의 생산성이 높은 것은 calcium alginate 입자에 세포가 고농도고 축적되어 단위 반응기 부피당 세로의 부하 능력이 높고 또한 세포가 서로 접촉하기가 쉽고 고정화 입자내의 환경이 세포가 분화하기에 좋은 조건을 형성하기 때문인 것으로 사료된다.

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Improved Refolding of Recombinant Human Proinsulin from Escherichia coli in a Two-stage Reactor System

  • Phue, Je-Nie;Oh, Sung-Jin;Son, Young-Jin;Kim, Yong-In;Kim, Kyung-Hwan;Kim, Jung-Woo;Hong, Chung-Il;Chung, In-Sik;Hahn, Tae-Ryong
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제10권1호
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    • pp.75-80
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    • 2000
  • An improved method of refolding recombinant human proinsulin from E. coli was presented. It was based on a two-stage stirred tank reactor in which denatured proinsulin-s-sulfonate was mixed instantaneously with a reaction buffer in the first stage reactor, and then fed to the second stage reactor. The mixture was stirred further for a total of 30h in the second stage reactor. In this system, unfavorable effects present due to the increase in reaction volume and protein concentration for protein refolding, which becomes significant in a large-scale operation, were avoided. Refolding yields of over 80% was obtained for achieving reaction volume of upto 50 l at protein concentration of 1 mg/ml. The optimum urea concentration was 1M. Refolding yield at the 1-1 reaction volume and protein concentration of 0.5mg/ml was increased about 2.5-fold, compared to that in a batch reactor. By increasing protein concentration in a two-stage refolding reaction, the cost for insulin production could be reduced, therefore, making this process economical.

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대형 와 모사를 통한 레이놀즈 수 증가에 따른 혼합 탱크내의 유동 구조의 연구 (The study of flow structure in a mixing tank for different Reynolds numbers using LES)

  • 윤현식;하만영
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.1806-1813
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    • 2003
  • The stirred tank reactor is one of the most commonly used devices in industry for achieving mixing and reaction. Here we report on results obtained from the large eddy simulations of flow inside the tank performed using a spectral multi-domain technique. The computations were driven by specifying the impeller-induced flow at the blade tip radius. Stereoscopic PIV measurements (Hill et $al.^{(1)}$) along with the theoretical model of the impeller-induced flow (Yoon et $al.^{(2)}$) were used in defining the impeller-induced flow as superposition of circumferential, jet and tip vortex pair components. Large eddy simulation of flow in a stirred tank was carried out for the three different Reynolds numbers of 4000, 16000 and 64000. The effect of different Reynolds numbers is well observed in both instantaneous and time averaged flow fields. The instantaneous and mean vortex structures are identified by plotting an isosurfaces of swirling strength for all Reynolds numbers. The Reynolds number dependency of the nondimeansional eddy viscosity, resolve scale and subgrid scale dissipations is clearly shown in this study.

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대형 와 모사를 통한 레이놀즈 수 증가에 따른 혼합 탱크 내의 유동 구조의 연구 (The study of Flow Structure in a Mixing Tank for Different Reynolds Numbers Using LES)

  • 윤현식;전호환;하만영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권9호
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    • pp.1290-1298
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    • 2003
  • The stirred tank reactor is one of the most commonly used devices in industry for achieving mixing and reaction. Here we report on results obtained from the large eddy simulations of flow inside the tank performed using a spectral multi-domain technique. The computations were driven by specifying the impeller-induced flow at the blade tip radius. Stereoscopic PlY measurements (Hill et al. $^{(1)}$) along with the theoretical model of the impeller-induced flow (Yoon et al. $^{(2)}$) were used in defining the impeller-induced flow as superposition of circumferential, jet and tip vortex pair components. Large eddy simulation of flow in a stirred tank was carried out for the three different Reynolds numbers of 4000, 16000 and 64000. The effect of different Reynolds numbers is well observed in both instantaneous and time averaged flow fields. The instantaneous and mean vortex structures are identified by plotting an isosurfaces of swirling strength for all Reynolds numbers. The Reynolds number dependency of the non-dimensional eddy viscosity, resolved scale and subgrid scale dissipations is clearly shown in this study.

연속반응기에서 ${\alpha}$-Methylstyrene과 Acrylonitrile 라디칼 공중합 속도론 (The Kinetics of Radical Copolyerization of ${\alpha}$-Methylstyrene with Acrylonitrile in a CSTR)

  • 김남석;박근호
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.33-42
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    • 2002
  • Copolymerization of ${\alpha}$-Methylstyrene(AMS) with Acrylonitrile(AN) was carried out with benzoylperoxide(BPO) as an initiator in toluene at $80^{\circ}C$ in a continuous stirred tank reactor. Reaction volume and residence time were 0.6 liters and 3 hours, respectively. The monomer reactivity ratios, $r_{AMS}$ and $r_{AN}$ determined by both the Kele$T{\"{u}}d\"{o}s$ method and the Fineman-Ross method were $r_{AMS}$=0.16(0.14), $r_{AN}$=0.04(0.06). The cross-termination factor ${\Phi}$ of the copolymer over the entire AMS composition ranged from 0.75 to 0.92. The ${\Phi}$ factors of poly(AMS-co-AN) were increased with increasing AMS content. The simulated conversions and copolymerization rates were compared with the experimental results. It was observed that the average time to reach dynamic steady-state was three times the residence time.

실리콘 산화막의 플라즈마 식각에 대한 표면반응 모델링 (Surface Reaction Modeling for Plasma Etching of SiO2 Thin Film)

  • 임연호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권5호
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    • pp.520-527
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    • 2006
  • 본 연구에서는 FC(fluorocarbon) 플라즈마 반응기에서 입사하는 이온에너지에 따른 고분자 증착, 식각과 증착의 경쟁반응 및 물리적 스퍼터링 등의 여러 표면 현상들을 모델링하였다. $SiO_2$ 식각에 대한 표면반응은 식각반응 영역을 잘 혼합된 CSTR(continuous stirred tank reactor) 가정을 도입하여 이온 도움에 의한 식각으로 모사되었다. 정상상태 고분자층을 통한 식각과 증착의 경쟁반응의 모델링은 이온 도움에 의한 고분자 생성 및 분해 메커니즘을 제안하여 수행하였다. 이러한 메커니즘은 최근 발표된 실험 및 분자동력학적 전산모사 결과에 기초하였으며,모델 계수들은 빔실험 결과 및 플라즈마 실험결과들을 이용하여 구하였다. 최종 개발된 모델의 결과들은 타당성을 검증하기 위해 문헌에 보고된 실험결과들과 비교하였다.

연속식 공중합 반응기의 모델링 및 제어기 설계 (Modeling and controller design for a continuous copolymerization reactor)

  • 황우현;이현구
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.788-791
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    • 1996
  • A mathematical model is developed for thermal solution copolymerization of styrene and acrylonitrile in a continuous stirred tank reactor(CSTR). Computational studies are carried out with the continuous copolymerization system model developed in this work to give the monomer conversion, copolymer composition and the average molecular weights of the copolymer. By performing the dynamic analysis of the reaction system, the polymer properties against the changes in the operating conditions are determined quantitatively. The cascade PID and fuzzy controller show satisfactory performances for both set point tracking and disturbance rejection. Especially, the fuzzy controller is superior to the PID controller.

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2-Amino-2-Methyl-1-Propanol이 용해한 극성 용매에서 이산화탄소의 흡수 (Absorption of Carbon Dioxide into Polar Solvents of 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol)

  • 손영식;허남환;이성수;박상욱
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권3호
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    • pp.380-385
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    • 2009
  • 평판형 교반기를 사용하여 2-amino-2-methyl-1-propanol(AMP)가 용해된 methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, ethylene glycol, propylene glycol, 및 propylene carbonate와 같은 극성 용매에서 이산화탄소($CO_2$)의 흡수속도를 측정하였다. $CO_2$의 흡수속도와 carbamate 생성 반응 메커니즘을 사용하여 기-액 불균일반응계의 빠른 반응영역에서 $CO_2$-AMP의 반응속도론을 해석하였으며 용매의 용해도 매개변수와 반응속도상수와의 상관관계를 제시하였다.

연속반응기에서 Styrene과 n-Butylmethacrylate의 용액 공중합의 속도론 (The Kinetics of Solution Copolymerization of styrene and n-Butylmethacrylate in a Continuous Stirred Tank Reactor(CSTR))

  • 김남석;설수덕
    • 공업화학
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    • 제8권3호
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    • pp.347-356
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    • 1997
  • 스티렌(St)과 n-부틸메타크릴레이트(n-BMA)를 용매인 톨루엔에서 과산화벤조일(BPO)를 개시제로 사용하여 $80^{\circ}C$에서 연속반응기를 사용하여 용액공중합을 행하였다. 반응물 부피, 체류시간은 각각 0.6L, 3시간으로 하였다. 단량체 반응성비 $r_1$(St)과 $r_2$(BMA)는 Kelen-Tudos방법 (또는 Fineman-Ross방법)으로 결정하였다. : $r_1$=0.75(0.67), $r_2$=0.61(0.56). 공중합체의 가교정지인자, $\phi$값은 스티렌의 전체 조송에 대해 0.44~0.78값을 가지고 공중합체내 스티렌 조송이 증가할수록 $\phi$값도 증가하고 있다. 스티렌과 부틸메타크릴레이트의 공중합반응은 2차 반응속도식에 따랐으며 시뮬레이션한 전환율과 공중합 속도를 실험결과와 비교하였다. 동족인 정상상태에 도달하는 평균시간은 체류시간의 3.5배였다.

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옥수수유로부터의 효소적 glycerolysis에 의한 monoacylglycerol과 diacylglycerol 함유 기능성 유지 합성 및 특성연구 (Synthesis and Characterization of Mono- and Diacylglycerol Enriched Functional Oil by Enzymatic Glycerolysis of Corn Oil)

  • 박래균;이기택
    • 한국식품과학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.211-216
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    • 2004
  • 회분식 반응기(stirred-tank batch reactor)를 사용한 DAG, MAG 함유 기능성유지를 비용매계(solvent-free system) 조건에서 효소적 반응을 이용하여 합성하였다. 48시간 동안 합성된 지질을 HPLC를 사용한 TAG, 1,3-DAG, 1,2-DAG 및 MAG 함량 분석결과 각각 45.05, 16.27, 23.05 및 14.98%로 분석되었으며 체중개선 기능성 유지의 지방산 조성 분석결과 palmitic, palmitoleic, stearic, oleic, linoleic 및 linolenic acid가 13.21, 0.15, 2.02, 34.36, 49.12 및 1.14 mol%로 분석되었다. 합성된 지질의 ${\alpha},\;{\gamma}$${\delta}-tocopherol$ 함량을 분석한 결과는 각각 0.014, 0.029 및 0.010%로 분석되었으며 총 tocopherol 함량은 0.053%로 나타났다. 또한 재구성된 지질을 사용하여 산가, 비누화가, 요오드가를 측정하였으며 융점 및 결정화점을 살펴보고 이를 통하여 옥수수유로 유래된 DAG, MAG를 함유한 체중개선 기능성 유지의 이화학적, 물리적 특징을 규명하였다. 체중개선 기능성 유지의 산화 안정성 실험을 시행한 결과 체중개선 기능성 유지가 원료유인 옥수수유보다 높은 과산화물가와 p-anisidine가를 보였으며 각기 달리 혼합한 rosemary추출물(100, 200 및 300ppm)이 체중개선 기능성 유지와 옥수수유의 산화를 감소 시켰다.