• Title/Summary/Keyword: 추출증류

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Profile Position Control of Extractive Thermally Coupled Distillation System (추출 열 통합 증류계의 프로필 위치 제어)

  • Cho, Hoon;Choi, Yu-Mi;Lee, Jin-Hong;Cho, Im-Pyo;Han, Myung-Wan
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.50 no.5
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    • pp.815-824
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    • 2012
  • Extractive distillation system can be used when the components to be separated have close boiling points or form azeotropes. Extractive distillation is one of the most important and widely used separation methods in chemical process industry. The main disadvantage of the distillation is its high-energy requirements. Thermally coupled distillation system (TCDS) can provide significant savings in energy consumption and capital cost over the operation of sequences based on conventional distillation column. Despite such advantages of the thermally coupled distillation system, the process is not widely used in industry because control and operation of the column are difficult. In this study, we propose several control schemes for thermally coupled distillation system to overcome the difficulties and make the column stable when the process is confronted with feed disturbances. Profile position control scheme shows best control performance among the proposed control schemes.

Design and Optimization of Extractive Thermally Coupled Distillation System (추출 열 통합 증류계의 설계 및 최적화)

  • Cho, Hoon;Woo, Daesik;Choi, Yumi;Han, Myungwan
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.50 no.2
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    • pp.270-276
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    • 2012
  • In this study, thermally coupled distillation system and conventional two-column process were investigated for extractive distillation. The two processes were simulated and optimized using Aspen plus. Objective function for the optimization was energy consumption and optimization results to reduce energy consumption were used to get guidelines for design and operation for the two extractive distillation processes. Comparison of these two processes showed that thermally coupled distillation system provided better energy efficiency and lower capital cost than conventional distillation system.

한국산 장뇌산삼의 부위별 유용성분함량 및 추출용매조건의 영향

  • 김준한;문혜경;강우원;김종국
    • Proceedings of the Korean Society of Postharvest Science and Technology of Agricultural Products Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.150.2-151
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    • 2003
  • 한국산 장뇌산삼의 열매, 잎, 줄기 및 뿌리를 -7$0^{\circ}C$ 동결건조 분말화시킨 시료에 대한 추출용매와 농도에 따른 유용성분의 함량을 비교, 분석하였다. 추출액의 당도는 잎과 줄기의 80% 에탄올추출액이 각각 22.58%와 22.53%로 가장 높았고, pH는 4.43-7.41 수준이었고, 갈변도는 흡광도가 잎과 뿌리 80% 에탄올추출액이 1.803과 1.085로 가장 높았다. 색도의 경우 L값는 줄기 100% 증류수추출액이 24.56, 열매 80% 메탄올추출액이 24.35로 가장 높았고, 뿌리와 잎 80% 에탄올추출액이 각각 17.47과 19.59로 가장 낮은 값을 나타내었다. a값은 잎100% 증류수추출액이 0.41로 가장 높았고, 줄기 80%메탄올추출 액이 -0.49로 가장 낮은 값을 보였다. b값은 줄기 80% 메탄올추출액이 3.69로 가장 높았고, 열매 100% 증류수추출액 이 0.45로 가장 낮은 값이었다. 주요 유리당은 sucrose, glucose 및 fructose 이었고, 유리당 총함량은 열매와 줄기 100% 증류수추출액이 각각 6733 mg/100g과 6142 mg/100g으로 가장 많은 량을 함유하였고, sucrose는 뿌리 80% 메탄올추출액 이 3673 mg/100g으로, glucose 및 fructose는 줄기 80% 에탄올추출액과 잎 80% 메탄올추출액에 각각 4283 mg/100g과 1897 mg/100g으로 높은 함유량을 나타내었다. 또한 잎과 줄기에는 xylose가 304-524 mg/100g 수준으로 함유되어 있었고, 뿌리에는 maltose가 소량 함유하고 있었다. 주요 유기산으로는 citric acid, tartaric acid 및 malic acid가 확인되었고, citric acid는 뿌리 80% 메탄올추출액이 1849 mg/100g으로 가장 높은 함량이었고, tartaric acid는 잎 80% 메탄올추출액이 3263 mg/100g으로 가장 높은 함량이었고, malic acid는 뿌리 80% 메탄올추출액이 1856 mg/100g으로 가장 높은 함량이었으며, 뿌리 80% 메탄올추출액에는 succinic acid, malonic acid 및 oxalic acid 등이 확인되었다. 유리아미노산은 L-Arginine, ${\gamma}$-Amino-n-butyric acid, Ethanolamine, L-Proline, $\beta$-Alanine 및 L-sarcosine 등 총 35종이 확인되었고, L-Arginine은 251-7379 mg/100g 수준으로 특히, 뿌리 80% 메탄올추출액에는 1319 mg/100g으로 총함유량의 79.13%로 매우 높은 함유량을 나타내었다. P, K, Na, Ca 및 Mg 등이 주된 무기질로 확인되었고, 그 중 P는 줄기 100% 증류수추출액에 15563 mg/100g으로 가장 높았고, K은 잎 80% 메탄을 추출액에 4952 mg/100g, Ca과 Na은 잎과 열매 100% 증류수추출액에 각각 3052 mg/100g과 1798 mg/100g, Mg은 잎 100% 증류수추출액에 950 mg/100g으로 매우 높은 함유량을 보였고, 또한 미량원소로는 Zn, Cu, Cr, Mn, Co, Mo, Fe 등이 함유되어 있었다.

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Process Design of Low Energy Azeotropic and Extractive Distillation Process for Bioethanol Recovery (바이오에탄올 회수를 위한 에너지 절약형 공비증류공정과 추출증류공정)

  • Kim, Jong Hwan;Lee, Doug Hyung;Hong, Sung Kyu;Park, Sang Jin
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.46 no.2
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    • pp.348-355
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    • 2008
  • Recently, an understanding of new sources of liquid hydrocarbons such as bio-ethanol is economically very important. The present dissertation is also designed with purpose of developing the energy-saving process for the separation of bio-ethanol. In order to illustrate the predictability of proposed process for the separation of bio-ethanol, the experimental data from literatures and real plant data are used. Application of the thermodynamics of multicomponent mixtures and phase equilibria to the extractive distillation process with syntheses of heat exchanger network has enabled the development of energy-saving process for different separating agents. Developed process is capable of minimizing the energy usage and the environmental effect. This extractive process is also able to properly describe the effect of impurities, the choice of separating agent. Simulation results of extractive distillation using ethylene glycol show that impurities do not affect to extractive distillation operation and agent, ethylene glycol, was recycled without any loss. It is possible that extraction distillation has various heat network for anhydride ethanol and recovery of ethanol is maximized. Ethylene glycol as separating agent has a high boiling point to eliminate azeotropic point and on the contrary solubility of agent is low to be almost completed recovered. Proposed process is also the energy efficient process configuration in which 99.85mole% anhydride ethanol can be produced with low energy of 1.37198 (kg steam/kg anhydride ethanol).

Extractive Distillation Process for the Production of Highly Purified Ethanol from Aqueous Solution using Dimethyl Sulfoxide and Ethylene Glycol (Dimethyl Sulfoxide와 Ethylene Glycol을 이용하여 에탄올 수용액으로부터 고순도 에탄올을 생산하기 위한 추출증류공정)

  • Noh, Sang-Gyun
    • Clean Technology
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    • v.22 no.4
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    • pp.241-249
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    • 2016
  • In this study, comparative work has been performed between two-columns and three-columns configurations for an extractive distillation process to produce highly purified ethanol with not less than 99.7 wt% using dimethyl sulfoxide (DMSO) and ethylene glycol (EG) as extracting agents. Optimal ethanol concentration at a concentrator top stream which minimized the total reboiler heat duties was determined for a three-columns configuration for two different solvents. For the thermodynamic model, NRTL liquid activity coefficient model was used and PRO/II with PROVISION 9.4 at Schneider electric company was utilized. DMSO was proved to be a better solvent than EG and three-columns configuration is better than two- columns configuration in the total utility consumptions since some of the liquid water contained in the feed stream was removed at a concentrator bottom liquid stream.

생강엑기스의 제조에 관한 연구

  • 신애자
    • Food Industry
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    • s.94
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    • pp.37-40
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    • 1988
  • 1) 본 연구에서 시료로 선정한 충남 서산산 건강(dry ginger)은 수분이 $9.4\%$, 회분이 $8.7\%$ 그리고 alcohol에 의한 추출량이 약 $9\%$이다. 이는 선진국에 채택사용하고 있는 건강의 규격기준에 의하면 양호하다. 2) Non- flavor물질의 추출을 최소화하고 특히 증류과정에서 유효성분 손실을 최소화 할 수 있고, 엑기스내의 용매 잔류량이 인체에 유해하지 않고 추출효율을 높일 수 있는 용매는 ethyl alcohol이다. 3) 널리 사용하고 있는 관류추출(percolation)의 성능을 분석하고 이의 개선방안을제시하였다. - 추출효율을 높이기 위하여 건강(dry ginger)의 입자를 작게하면 압력강하가 증대되어순환되는 용액의 유속을 제어하기가 힘들다. - 입자가 작을 시에는 유체의 흐름이chan-nelling현상을 나타낸다. - 위와 같은 조건에서는 물질 전달속도가 느리므로 추출효율을 증대시킬 수가 없다. - 따라서 percolation추출에 사용되는 건강의 입자크기는 30mesh크기 이상이어야 운전조작이 용이하나 추출효율이 낮으므로, 추출시간 6시간에 회수된 생강엑기스양은 약 $2.5\%$이다. 4) percolation추출의 단점을 보완하기 위하여 기계적교반 추출을 선택하여 다음과 같은 개선점을 찾았다. - 교반형 추출에서는 고 - 액분리시 cake 저항에서 문제가 야기되지 않는 범위까지 건강의 입자를 작게할 수 있으므로 추출효율을 크게 향상시킬 수 있었다. 즉, 작게 분쇄된 건강(30mesh통과$90\%$)을 대상으로 추출시간 3시간에 $7\%$의 회수율로 증대시켰다. 최적 운전조건은 다음과 같다. 건강시료:1kg 시료크기:-30mesh$90\%$ 용매:ethyl alcohol 3$\iota$ 교반속도:900r.p.m 추출온도:상온($15\~25^{\circ}C$) 추출시간:3시간 일차 추출조건과 동일하게 하여 얻어진 엑기스의 수율이 $2\~2.5\%$이므로 총엑기스의 수율은 건강(dry ginger)무게기준으로 $8.5\~9.5\%$이었다. 5) 교반추출의 효율이 개선되었다 하더라도 추출물의 분리가 용이하여야만 공정의 이용이 가능하다. 그러므로 교반추출후 고 - 액분리를 위하여 정압여과 장치를 이용하여 여과시 cake의 평균 비저항을 얻었으며, 이의 값은 $4.31\times10^8cm\;/\;gr$으로서 여과에는 어려움이 없다는 것을 의미한다. 따라서 추출속도와 효율이 상대적으로 우수한 교반형 추출기의 가능성을 예시할 수 있음을 알 수 있었다. 6) 추출물을 농축과정에서 휘발성 oil의 손실을 최대로 줄이기 위해서는 단순증류를 하지 말고 분별증류를 수행하여야 하며, gingerol과 같은 중요성분의 열분해 반응을 억제하기 위해서는 열전달 효율을 증대시켜 증류조작을 원활히 수행하여야 하므로, still내의 농축물을 계속 교반시켜야 하며 감압상태에서 증류온도는 $40\~50^{\circ}C$로 유지시키는 것이 가장 바람직하다. 7) Ethyl alcohol로 추출된 엑기스내의 수분이나 회분함량은 외국산 제품에 비하여 약간 낮고, 반면에 조지방 및 조단백 성분의 함량은 약간 높게 나타나고 있어 대체적으로 본 연구에서 얻어진 엑기스내의 비풍미성분(non- fla-vour component) 함량은 외국산에 비하여 많은 차이가 없다. 8) 수입 외국산에 비하여 국산엑기스(본 연구에서 ethyl alcohol로 추출)내의 무기성분등의 함량은 비교적 낮은 편이다. 9) 건강에서부터 oleoresin을 얻어 paradol을 제거시킨 후 순수한 gingerol을 분리하여 IR과 NMR로 확인한 결과, 국산건강의 엑기스에는 주로 6-gingerol이고 약간의 10-gingerol이 함유된 것으로 나타났다. 10) 순수하게 분리된 gingerol을 열분석(TGA와 DTG)한 결과 약 $75^{\circ}C$에서 gingerol의 열분해 반응이 일어남을 알수 있었다. 11) 건강 분말시료와 엑기스내의 미생물 검사 결과 건강분말에서는 세균수가 많이 존재하는 것으로 나타났으나, 이는 ethyl alcohol로 추출하는 공정 중 대부분의 균들이 사멸된 것으로 나타났다. 12) 관능적 측면에선, 본 연구에서 제조한 엑기스와 수입엑기스를 비교한 결과 생강 특유의 맛은 비슷했으나, 수입엑기스에서는 쓴맛과 톱밥냄새를 느낀다는 결과를 나타내었으며 전체적인 종합적 풍미는 국산 건강엑기스가 좋은 것으로 나타났다.

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Design of Waste Solvent Treatment Process from LCD Manufacturing Process (LCD 제조공정에서의 폐용매 분리처리를 위한 공정 설계)

  • Yoon, Mun-Kyu;Lee, Moon-Yong
    • Clean Technology
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    • v.14 no.4
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    • pp.275-280
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    • 2008
  • In this study, we carry out economic and technical feasibility study for treatment process of waste solvent such as SD waste solution and stripper solution from LCD manufacturing process. Extensive screening work has been done for selecting the best extraction solvent. As a result, it is shown that $CHCl_3$ is the most adequate extraction solvent for separation and recovery of both SD waste solvent and stripper waste. Rigorous simulation study has been carried out for extraction process and distillation process as a candidate of waste solvent treatment. The result shows that the solvent extraction process is more beneficial than the simple distillation process.

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Insecticidal activities of Russia coriander oils and these constituents against Sitophilus oryzae and Sitophilus zeamais (러시아산 고수종자에서 추출한 정유성분 및 구성성분의 쌀바구미 및 어리쌀바구미에 대한 살충효과)

  • Choi, Seon-A;Lee, Hoi-Seon
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • v.61 no.3
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    • pp.239-243
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    • 2018
  • Essential oils of coriander (Coriandrum sativum L.) seeds were extracted by three extraction methods, steam distillation extraction (SDE), hexane extraction (HE) and supercritical extraction (SE), to compare their insecticidal activities against Sitophilus oryzae and S. zeamais. Although the essential oil extracted by HE and SE did not show insecticidal activities, the essential oil extracted by SDE showed the highest insecticidal activities against S. oryzae and S. zeamais. The chemical compositions of the essential oil extracted by SDE were analyzed by GC-MS. The most abundant compounds were linalool (59.92%), camphor (7.94%), linalool oxide (7.70%), p-cymene (7.44%), ${\alpha}-pinene$ (6.44%), limonene (3.29%) and geranyl acetate (3.19%). Camphor and linalool as major constituents showed the highest insecticidal activities against S. oryzae and S. zeamais whereas other constituents did not show insecticidal activities. As a result, the essential oil extracted by SDE, camphor and linalool showed a potential for development as insecticide against the storage pests.

Wrinkle Improvement, Whitening Effect of Boseong Camellia sinensis Vaccum Distilled Extract and Antioxidant, Antibacterial Efficacy of its Hydrothermal Extract (보성녹차 감압증류추출물의 주름개선, 미백 효능과 열수추출물의 항산화, 항균효과)

  • Lee, Kwang Won;Hong, Jung Hyun;Chung, Sun Hwa;Kim, Young Kyun;Park, Shinsung;Park, Su In;Shin, Moon Sam
    • The Journal of the Convergence on Culture Technology
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    • v.7 no.4
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    • pp.845-855
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    • 2021
  • In this study, Camellia sinensis Leaf cultivated in Boseong was extracted by vacuum distillation and hydrothermal extraction methods, and we performed in vitro experiments such as antioxidant, anti-wrinkle, whitening, and antibacterial activity test and HPLC analysis. Wrinkle improvement (elastase inhibition assay) and whitening effect (mushroom tyrosinase inhibition assay) of Boseong vacuum distilled extract have excellent results and IC50 values of vacuum distillation extract was measured at a lower concentration than that of the hydrothermal extract. The antioxidant activity of the Boseong hydrothermal extract was excellently measured in DPPH radical and ABTS+ radical scavenging activity, SOD-like activity, and total polyphenol content. In the antibacterial experiment, the Boseong hydrothermal extract formed a clear zone for the Staphylococcus aureus and Cutibacterium acnes strain. As a result of HPLC analysis, EGCG and caffeine in the hydrothermal extract were 40.29 mg/g, 9.94 mg/g respectively, and caffeine in the vacuum distilled extract was 3.40 mg/g. Therefore, we examined that Boseong Camellia sinensis vacuum distilled extract has excellent anti-wrinkle and whitening effect, and its hydrothermal extract has good antioxidant and antibacterial efficacy.

Characteristics of Elsholtzia splendens Extracts on Simultaneous Steam Distillation Extraction Conditions (수증기증류조건에 따른 꽃향유 추출물의 품질특성)

  • Youn, Kwang-Sup;Hong, Joo-Heon;Choi, Yong-Hee
    • Food Science and Preservation
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    • v.13 no.5
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    • pp.623-628
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    • 2006
  • This study was performed to develop extract materials from Elsholtzia splendens by analyzing the functionality and aroma profile by the simultaneous steam distillation extraction. The qualities of extracts such as total yield, total phenolic compound and electron donation ability were affected by extraction temperature than time. The main flavor compounds were analyzed as estragole, thymol and beta-caryophyllene. The response variables had significant with extraction temperature than tim. The established model was suitable to predict calculated value in experimental ranges. The optimum extinction conditions, which were limited of maximum value for dependent variables were $108^{\circ}C$ and 2.1 hr in the simultaneous steam distillation extraction method.