분리정제 초임계 유체 결과 레포트

소개글

이번 실험은 일정한 고온과 고압의 한계를 넘어선 상태에 도달하여 액체와 기체를 구분할 수 없는 시점의 유체인 초임계 탄산가스를 활용하여 분리 공정의 기본 원리를 익히고, 탄산가스의 유량을 변화시키며 추출한 실험 결과에 따라서 equilibrium value를 비교 분석하는 것이 목적이다.

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법

본문내용

1. 실험목적

이번 실험은 일정한 고온과 고압의 한계를 넘어선 상태에 도달하여 액체와 기체를 구분할 수 없는 시점의 유체인 초임계 탄산가스를 활용하여 분리 공정의 기본 원리를 익히고, 탄산가스의 유량을 변화시키며 추출한 실험 결과에 따라서 equilibrium value를 비교 분석하는 것이 목적이다.

2. 이론

2-1. 초임계 유체의 특성
초임계유체는 기체와 액체의 중간 정도의 물성을 갖고 있으며 상 변화 없이도 약간의 압력 및 온도 변화에 따라 밀도, 용해도 등의 물성을 급격히 변화시킬 수 있는 특성을 갖고 있다. 예를 들어 250 bar를 유지시키면서 계(system)의 온도를 증가시키는 경우에 물의 물성 변화는 아래 그림과 같다.
언급한 바와 같이 온도에 따라 상 변화가 일어나지 않으면서도 밀도나 용해도의 급격한 변화가 나타나는 영역을 볼 수 있다. 특히, 유전상수(dielectric constant)의 경우 상온에서 78 정도의 값을 가지다가 임계온도에 도달하면 6 정도로 감소하게 되는데, 상온에서는 단지 이온 상태의 물질만을 용해시킬 수 있지만 초임계 상태에서는 파라핀족(paraffins)이나 방향족(aromatics)과 같은 유기물(organics)들을 용해시킬 수 있는 특성을 갖게 되는 것을 의미한다. 이러한 초임계유체 고유의 특성으로 인하여 추출이나 화학반응 공정에 이를 활용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있으며 인간이 합성한 물질이 아닌 지구의 구성 물질인 물이나 이산화탄소를 사용할 수 있기 때문에 인체에 무해하고 친환경적인 청정기술(green chemistry or clean technology)로서의 장점을 갖기 때문에 초임계유체 활용 기술은 많은 관심의 대상이 되고 있다.

(1) 초임계 유체 추출 분리 공정
현재까지 사용되는 많은 추출기법들은 주로 20세기 이전에 개발된 방법들이다. 최근엔 자동화된 Soxhlet 추출이 추출방법론에서의 가격 효율성과 폐기물 감소라는 이점을 지님에 따라 상용화되고 있다.

참고 자료

1) Supercritical Fluid Extraction 2nd Edition, Mark A. McHuge & Val J. Krukonis, BUTTERWORTH-HEINEMENT, 1994, p135~143
- Process operations (solubility data for naphthalene in CO2)
2) Supercritical Fluid Extraction & Pollution Prevention, Martin A. Abraham & Aydin K. Sunol, American Chemical Society, 1997, p37-50
- Solid Solubilities in Supercritical CO2
3) 열 역 학, 권순의 , 원창출판사 , 1995
- p135 ~ 138