• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.467-479
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• 2021

Abstract: A kinetic model was developed for the dehydration of ethanol to ethylene based on two parallel reaction pathways. Kinetic parameters were estimated by fitting experimental data of powder catalysts in a lab-scale test, and the effectiveness factor was determined using data from pellet-type catalysts in bench-scale experiments. The developed model was used to design a multitubular fixed-bed reactor (MTR) and an adiabatic reactor (AR) at a 10 ton per day scale. The two different reactor types resulted in different process configurations: the MTR consumed the ethanol completely and did not produce the reaction intermediate, diethyl ether (DEE), resulting in simple separation trains at the expense of high equipment cost for the reactor, whereas the AR required azeotropic distillation and cryogenic distillation to recycle the unreacted ethanol and to separate the undesired DEE, respectively. Quantitative analysis based on the equipment and annual energy costs showed that, despite high equipment cost of the reactor, the MTR process had the advantages of high productivity and simple separation trains, whereas the use of additional separation trains in the AR process increased both the total equipment cost and the annual energy cost per unit production rate.

• 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.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권2호
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• pp.525-530
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• 2014

Titanium dioxide nanotube supported ZSM-5 zeolite composite catalyst was fabricated by decorating ZSM-5 zeolite on the hydrothermally synthesized titanium dioxide via hydrothermal process and subsequent annealing. The catalyst was characterized by X-ray powder diffraction (XRD), Transmission electron microscopy (TEM) and Nitrogen adsorption-desorption (BET). The surface acidity of the catalyst was measured by means of Fourier transform infrared (FT-IR) spectrum of pyridine adsorption. And the catalytic activity for ethanol dehydration to ethylene was evaluated in a continuous flow fixed-bed reactor. Attributed to the increase of the effective surface acid sites caused by titanium dioxide nanotube as electron acceptor, titanium dioxide nanotube supported ZSM-5 zeolite composite catalyst exhibits strongly enhanced activity for ethanol dehydration to ethylene.

• 대한수의학회지
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• 제47권2호
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• pp.203-207
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• 2007

Conventional processing of biological materials including nematode parasites for scanning electron microscopy includes fixation with glutaraldehyde and osmium, followed by dehydration in an ascending grade of ethanol, and finally freeze drying. This procedure takes about 8 to 12 h depending on the characteristics of samples. Microwave irradiation of 2,450 MHz enhance the action of cross-linking fixatives and can greatly accelerate various stages of tissue processing. In this study, samples of nematode parasites, Setaria digitata, were fixed by a combination of conventional chemical fixation and the microwave irradiation during the process. The microwave irradiation was also incorporated in the serial dehydration process with ethanol. The complete procedure from the initial fixation to the completion of dehydration with ethanol was reduced to 1 h with good preservation of the ultrastructural details of the specimens.

• KSBB Journal
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• 제26권5호
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• pp.417-421
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• 2011

Because beverage waste contains a lot of sugar, it can be used as a valuable resource for energy. But beverage waste is discharged through the water treatment. To prevent the waste of the energy resource, we produced bioethanol by using beverage waste in this study. In order to produce bioethanol, we added distillers stillage and NaOH for fermentation condition (nutrients and pH adjustment). As a results, ethanol concentration was 5.92 vol%. In contrast, ethanol concentration of blank (not added nutrients) was low and fermentation rate was very slow. Because components of the distillers stillage help the yeast growth, fermentation yield and rate was improved. Finally, we operated distillation and dehydration process by using fermented mash and produced fuel bioethanol (more than 99.5 wt%). We think that this results may provide useful information with application of commercial ethanol production using beverage waste.

• 멤브레인
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• 제32권6호
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• pp.383-389
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• 2022

막 분리 공정은 다양한 응용 분야에서 사용되는 중요한 기술이다. 이러한 분리 공정은 농도 구배, 압력 또는 전위구배 등의 구동력에 의해 수행된다. 투과증발은 용액 메커니즘에 기초한 분리 과정 중 하나이다. 분리막을 투과한 쪽에서 압력은 진공에 의해 감소되고 분리는 압력차에 의해 구동된다. 다공성 제올라이트 분리막을 통한 탈수 공정에 의해 에탄올 또는 이소프로필 알코올과 같은 연료 및 화학 물질의 순도를 향상시킨다. 이러한 분리막들은 높은 열적, 화학적, 기계적 안정성을 가지고 있다. 이 총설에서는 제올라이트 분리막에 의한 에탄올 회수 및 바이오 오일 탈수라는 두 개의 섹션으로 나누어 소개한다.

• 멤브레인
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• 제12권4호
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• pp.226-239
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• 2002

유기용매의 탈수화 공정의 거동을 예측할 수 있는 투과증발 판틀형 모듈에 대한 전산모사 모델을 확립하였는데 이는 공정의 분석 및 최적화의 도구로 사용할 수 있다. 확립한 모델은 물질, 열 및 농도 수지식으로 이루어졌으며 유한요소법의 수치해석을 사용하여 각 투과 특성들은 계산하였다. 본 전산모사에서는 모듈내 각 두개의 막 사이에 있는 단일 공급유로를 기본 미분단위부피로 사용함으로써 계산과정을 단순화하초 계산시간을 단축할 수가 있었다. 또한 모델식에 각 파라메타들을 실제 공정에서 직접 구하여 사용함으로써 공정모사의 정확성을 얻을 수가 있었다. 모사모델의 타당성을 화인하기 위해서 에탄올/물 혼합물을 모델 혼합물로 선정하여 상업 투과막인 $AzeoSep^{TM}$-2002를 통한 투과실험을 행하여 각 투과 특성들을 얻었으며 얻은 이들 값들과 모사 모델식으로부터 계산된 값들과 비교한 결과 서로 잘 일치함을 보여 본 모사모델의 타당성을 입증하였다. 또한 모사모델을 사용하여 연속식 및 회분식 투과공정에서의 에탄을 탈수 공정을 모사하였는데 모사 결과들은 공정 분석 및 최적화를 위한 기본자료로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 모사결과를 토대로 회분식 공정과 연속식 공정을 비교 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.111.1-111.1
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• 2011

Recently, comsumption of fossil fuel is causing many problems(oilflation, global warming, environmental pollution). For this reason Renewable energy is now becoming the center of interest as a solution to these problems. Bioethanol, especially, is able to substitute petroleum as fuel; making it a viable and promising renewable energy. In order to production of fuel bioethanol, Dehydration process is essential. Azeotropic distillation, extractive and pressure swing absorption(PSA) process are some of possible dehydration process, out of which, PSA process is attractive since it required less energy and lower setup cost. In this study, we produced fuel bioethanol using 2-step PSA(3 bed + 2 bed) process for more efficient and economical process. Through this study, we produced fuel bioethanol using 2-step PSA process and concentration of fuel bioethanol was 99.54wt%(feed ethanol: 92.4wt%). We expected that because of efficient use of absorbents(zeolite), 2 step PSA process contribute to economical operation.

• 멤브레인
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• 제7권1호
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• pp.31-38
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• 1997

유기물 탈수 공정에 적용되는 투과증발 시스템을 설계하기 위한 투과증발 시스템 모사기가 개발되었다. 모사기는 시스템 모델링 및 수치 해석 알고리즘과 관련된 simulation engine과 모사기를 Windows 환경에서 쉽게 사용할 수 있도록 한 Graphical User Interface(GUI)로 구성되었다. 모사기 구조 및 사용 방법 등을 실규모 에탄올 탈수 공정 모사를 통하여 구체적으로 설명하였으며, 모사 결과를 실제 에탄올 탈수 Pilot test에 의한 실험 결과와 비교함으로써 모사기 성능이 우수함을 입증하였다.

• 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.