• 제목/요약/키워드: supercritical $CO_{2}$ extraction

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CO2 초임계 유체에서 열식법을 이용한 다공성 폴리프로필렌 막의 제조 (Preparation of Porous Polypropylene Membrane by a Thermally Induced Phase Separation Method in Supercritical CO2)

  • 이상준;정재관
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권1호
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    • pp.16-20
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    • 2005
  • $CO_2$ 초임계 유체에서 열식법을 이용하여 폴리프로필렌과 켐펜을 혼합하여 다공성 폴리프로필렌 막을 제조했다. 폴리프로필렌 농도 10 wt%의 조건에서 제조된 폴리프로필렌 막의 공극률은 메탄올, 에탄올, n-부탄올에 따라 각각 78, 80, 73%였다. 폴리프로필렌의 농도가 증가할수록 인장강도는 높아졌으며 폴리프로필렌 농도가 10 wt% 일 때 인장강도는 $0.17kg_f/mm^2$였다. $CO_2$ 초임계 유체를 사용하여 켐펜을 추출한 결과 시간에 따라 추출속도가 증가하였으며 5분 경과 후 94% 제거되었다. 온도가 증가함에 따라 추출속도가 증가했으며 $45^{\circ}C$ 조건에서 99% 제거되었다. 그러나 그 이상의 높은 온도에서는 추출속도는 저하되었다. 150 bar의 압력까지는 압력이 증가함에 따라 켐펜의 추출속도는 증가하였으나, 그 이상의 압력 조건에서는 압력이 증가함에 따라 추출속도는 미소하게 감소했다. 추출속도는 $CO_2$ 초임계 유체의 켐펜에 대한 용해도 특성과 상관성이 있었다.

동물 유래 폐지방으로부터 초임계 CO2를 이용한 콜라겐 추출 (Collagen Extraction Using Supercritical CO2 from Animal-Derived Waste Tissue)

  • 노성래;신용우;유성식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권3호
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    • pp.386-391
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    • 2022
  • 본 연구는 콜라겐을 함유하는 지방흡입 유출물을 초임계 유체 존재 하에 처리하여 지방을 추출하여 콜라겐을 얻어 내는 기술에 대한 것이다. 초임계 용매를 이용하여 동물 유래 지방으로부터 단시간(약 6시간)에 콜라겐 추출물을 얻을 수 있었으며, 원료 대비 질량으로 대략 2~3%의 콜라겐을 얻을 수 있었다. 초임계 추출로 얻어진 추출물을 SDS-PAGE를 이용하여 콜라겐이 존재함을 확인하였고, 비교적 분자량이 큰 타입1 콜라겐임을 알 수 있었다. 또한, 초임계 추출에 의해서 얻어진 콜라겐 중에 어떤 성장인자 들이 있는 지 알아보기 위하여 IGF-1, bFGF, VEGF 및 NGF의 성장인자에 대해서 분석하였으며, 이들 성장인자 들이 추출물에 함유 되어 있음을 알 수 있었다. 초임계 처리 전, 후의 시료 mg 당 DNA함량은 큰차이를 보이지 않았다. 초임계 공정을 이용한 탈세포화 기술에 대해서는 보다 심도 깊은 추가적인 연구가 필요할 것 같다. 결론적으로 초임계유체를 이용한 용매추출 과정을 통하여 얻어진 세포외기질은 탈세포 및 탈지하여도 일정 함량 이상의 성장인자를 함유하여 생체적합성이 매우 증가될 뿐만 아니라, 조직의 재생을 빠르게 유도할 수 있음을 알 수 있었다.

초임계 이산화탄소 및 유기용매를 이용하여 추출된 붕장어(Conger myriaster) 오일의 품질특성 (Quality Properties of Conger Eel (Conger myriaster) Oils Extracted by Supercritical Carbon Dioxide and Conventional Methods)

  • 박진석;조연진;정유린;전병수
    • 청정기술
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    • 제25권4호
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    • pp.275-282
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    • 2019
  • 본 연구는 초임계 이산화탄소 및 유기용매를 이용하여 동결건조된 붕장어로부터 초임계 이산화탄소 및 유기용매를 이용하여 오일을 추출하고 그 특성을 파악하였다. 초임계 이산화탄소의 경우 압력(25, 30 MPa) 및 온도(45, 55 ℃) 조건을 변화시켜 실험을 수행하였으며, 초임계 이산화탄소의 유량(27 g min-1)은 실험 중 일정하게 유지되었다. 유기용매로는 헥산(hexane)을 사용하였다. 오일 추출 수율의 경우 55 ℃, 30 MPa에서 추출한 오일이 37.73 ± 0.14%로 가장 높은 수율을 나타내었다. 추출된 오일의 지방산 조성은 가스 크로마토그래피를 이용하여 분석하였으며, mystric acid, palmitic acid, palmitoleic acid, oleic acid, eicosapentaenoic acid (EPA), docosahexaenoic acid (DHA)가 붕장어 오일의 주요 지방산으로 확인되었다. 산가, 과산화물가 및 유리지방산을 측정함으로써 추출된 붕장어 오일의 산화 안정성을 평가하였으며, 55 ℃, 30 MPa에서 추출한 오일로 부터 최상의 산화 안정성을 확인하였다. 소비자들의 선호도에 직접적인 영향을 끼치는 색도의 경우는 초임계 이산화탄소를 통해 추출된 오일이 유기용매를 이용하여 추출된 오일보다 뛰어난 색도를 나타냄을 확인할 수 있었다. 붕장어로부터 초임계 이산화탄소를 이용하여 오일을 추출하게 되면 유기용매를 사용한 방법보다 더 나은 경제적 이익을 가져올 수 있으며, 초임계 이산화탄소를 이용할 경우 후처리 공정이 없기 때문에 더 친환경적인 오일의 추출법임을 확인하였다.

초임계 이산화탄소 추출법을 이용한 오징어 가공 부산물로부터 고도불포화 지방산 회수 (Recovery of High Unsaturated Fatty Acid from Squid Processing Wastes using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Method)

  • 강성실;김병준;전병수
    • 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.

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초임계유체 반응매개상에서 VOCs의 촉매산화 전환특성 (Catalytic Oxidation Conversion Characteristics of VOCs in Supercritical Fluid Media)

  • 이승범;홍인권;이재동
    • 환경위생공학
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    • 제16권4호
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    • pp.69-76
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    • 2001
  • The catalytic oxidation of volatile organic compounds (VOCs), which were benzene and toluene, was studied in the supercritical carbon dioxide($SC-CO_2$) media. In $SC-CO_2$ media, the deep oxidation conversion of VOCs was increased with the temperature and pressure. The deep oxidation conversion in SC -$CO_2$ media is better than that in air media at same pressure condition. This can be explained by the solubility of VOCs in $SC-CO_2$. The many intermediates produced by the partial oxidation of VOCs were detected from off-line samples. The intermediates were Identified as benzene, toluene, benzaldehyde, phenol, naphthalene, 1,1`-biphenyl, benzoic acid, 3-methylphenol, 1,1'-(1,2-ethanediyl)bis- benzene, 1,1'-(1,2-ethene- diyl)bis-benzene, anthracene, and so on. The amount of intermediates was decreased as the molar radio of oxygen to carbon dioxide was decreased. When the molar ratio of oxygen to carbon dioxide was 1 : 16, the deep conversion was kept constant. Thus, the catalytic oxidation process in $SC-CO_2$ media can be combined on-line with supercritical fluid extraction of environmental matrices and supercritical regeneration of used adsorbent. Thus, the nontoxic $SC-CO_2$ media process was suggested as the new VOCs control technology.

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Safety Profile Assessment and Identification of Volatile Compounds of Krill Eupausia superba Oil and Residues Using Different Extraction Methods

  • Haque, A.S.M. Tanbirul;Kim, Seon-Bong;Lee, Yang-Bong;Chun, Byung-Soo
    • Fisheries and Aquatic Sciences
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    • 제17권2호
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    • pp.159-165
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    • 2014
  • In this study, Krill Eupausia superba oil was extracted using different solvents and supercritical carbon dioxide (SC-$CO_2$). During SC-$CO_2$ extraction, the pressure was set at 40 MPa and temperatures ranged from $40^{\circ}C$ to $55^{\circ}C$. We examined the differences in volatile compounds and safety profiles among extraction methods. Volatile compounds were determined using the thermal desorption system integrated with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Heavy metal content was analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). According to our results 10 volatile compounds were identified in krill sample. After SC-$CO_2$ extraction of oil, the concentrations of volatile compounds decreased, but increased after solvent extraction. In krill, heavy metal concentrations remained within the permissible limit. Moreover, Zn and Fe which have health benefits were detected at high concentrations. During a 90 days storage period at different temperatures, microbial activity was found to be lowest in SC-$CO_2$ extracted residues. Thus, the quality of krill oil and the residues obtained using SC-$CO_2$ extraction was higher and the oil was safer than those obtained using conventional solvent extraction. These results can be applied to the food industry to maintain high quality krill products.

초임계 이산화탄소가 들기름의 추출에 미치는 영향 (The Effects of Supercritical Carbon Dioxide on the Extraction of Perilla Oil)

  • 이민정;김기홍;배재오
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제35권10호
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    • pp.1439-1443
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    • 2006
  • 들깨분말을 초임 계 이산화탄소로 추출온도, 압력, 시간을 달리하여 추출한 들기름과 토코페롤의 추출수율, 색도 및 지방산 조성을 측정하였다. 초임계 이산화탄소에 대한 지방과 토코페롤의 추출수율은 이산화탄소의 밀도 증가에 따라 증가하였는데, 추출온도보다는 추출압력에 의하여 크게 좌우되었다. 초임계 이산화탄소의 추출온도에 대한 토코페롤의 추출수율은 동일 압력에서 추출온도의 증가에 따라 증가 하였다. 들깨분말을 $40^{\circ}C/276$ bar에서 $60\sim180\;min$ 추출시 간을 달리하였을 때 들기름의 추출수율은 추출시간이 증가함에 따라 급격히 증가한 반면 토코페롤은 감소하였다. 또한 이산화탄소의 밀도가 증가할수록 Red/Yellow값은 증가하였다. 초임계 이산화탄소 추출을 통해 얻은 들기름의 지방산 조성은 추출시간의 증가에 따라 불포화지방산들은 많이 추출되었고, 포화지방산들은 감소되었다. 이는 초임계유체 추출시 지방산의 불포화도가 높아질수록 용해도가 증가하기 때문으로 사료된다. 위 결과는 초임계이산화탄소를 이용하여 천연물로부터 식품이나 의약산업에 중요한 특정물질을 추출할 수 있는 가능성을 보여주고 있으며, 추출물에 잔존하는 유기용매가 없기 때문에 직접 식품가공에 이용할 수 있다.

Powder Injection Molding of Translucent Alumina using Supercritical Fluid Debinding

  • Kim, Hyung Soo;Byun, Jong Min;Suk, Myung Jin;Kim, Young Do
    • 한국분말재료학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.407-414
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    • 2014
  • The powder injection molding process having advantages in manufacturing three-dimensional precision parts essentially requires a debinding process before sintering to remove the binders used for preparing feedstock. In this study, powder injection molding of translucent alumina was performed, and carbon dioxide ($CO_2$) is used as a supercritical fluid that makes it possible to remove a large amount of binder, which is paraffin wax. The relationship between the optical property of translucent alumina and the debinding condition (temperature and pressure) of supercritical $CO_2$ was investigated. As temperature and pressure increased, extraction rate of the binder showed rising tendency and average grain size after sintering process was relatively fine. On the other hand, optical transmittance was reduced. As a result, the debinding condition at $50^{\circ}C$ and 20 MPa that represents the lowest extraction rate, $8.19{\times}10^{-3}m^2/sec$, corresponds to the largest grain size of $14.7{\mu}m$ and the highest optical transmittance of 45.2%.