바이오디젤은 동물성 또는 식물성 유지를 알코올과 반응시켜 생성된 물질로서 경유와 유사한 특성을 가지고 있어 기존 제품에 혼합하여 연료로 사용하고 있으며 대기오염을 감소시키는 효과와 재생 가능한 바이오매스로부터 생산된다는 장점을 가지고 있다. 기존의 알칼리 또는 산성 촉매를 사용하는 공정에 비하여 초임계 상태의 메탄올을 사용하여 바이오디젤을 제조하는 공정은 반응시간이 짧고 촉매를 사용하지 않아 분리/정제 공정이 단순하여 경제적이기 때문에 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 국내의 경우 연간 20만톤의 폐식용유가 발생하고 있기 때문에 이의 재활용 방안으로 국내 고유의 초임계 공정이 상업화 될 경우 막대한 에너지 회수와 이산화탄소 저감 그리고 환경 개선 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
Recombinant yeast estrogenicity (YES) assay was used as a bioanalytical tool in order to screen $17{\beta}$-estradiol in the soil samples collected from different sites of South Korea. Solvent extraction and supercritical fluid extraction (SFE) methods were compared for the extraction of the estradiol from the soils. Most high detection of the estradiol based on YES assay was observed in the soils extracted with methanol. Different types of estrogenic hormones including $17{\beta}$-estradiol were suggested to be possibly exiting in the soils, since the methanol extracts of the soils showed an estrogenic activity that was not observed in the hexane extracts of the soil. SFE extracts showed estrogenic activity in some of the samples but methanol extract showed best activity.
Silica Aerogels with the density and porosity of 0.1g/cm3 and 96% were synthesized by two different supercri-tical drying processes (i.e additional solvent and intial pressure methods) Isoptopanol was chosen as sol-gel and supercritical drying solvents in order to synthesize aerogels at the lower temperature and pressure because the critical values of isopropanol are lower than those of methanol and ethanol commonly used. The P-V-T relationship of isopropanol was experimentally described for optimizing supercritical drying conditions such as the amount of extra solvent and supercritical drying temperature and pressure. In the addional solvent method monolithic and transparent aerogels were obtained by supercritical drying at 25$0^{\circ}C$ and 900 psing after 40% of the reactor volume was filled with isopropanol. Crack-free aerogels were synthesized at 25$0^{\circ}C$ and 1100~1200 psig by the initial pressure method with an intial nitrogen gas pressure of 400 psig and the isopropanol amount of 5% of the reactor volume.
This study aims to select suitable co-solvents and to obtain optimal process conditions in order to improve process efficiency and productivity through experimental results obtained under various experimental conditions for the etching and rinsing process using liquid carbon dioxide and supercritical carbon dioxide. Acetone was confirmed to be effective through basic experiments and used as the etching solution for MEMS-wafer etching in this study. In the case of using liquid carbon dioxide as the solvent and acetone as the etching solution, these two components were not mixed well and showed a phase separation. Liquid carbon dioxide in the lower layer interfered with contact between acetone and Mems-wafer during etching, and the results after rinsing and drying were not good. Based on the results obtained under various experimental conditions, the optimum process for treating MEMS-wafer using supercritical CO2 as the solvent, acetone as the etching solution, and methanol as the rinsing solution was set up, and MEMS-wafer without stiction can be obtained by continuous etching, rinsing and drying process. In addition, the amount of the etching solution (acetone) and the cleaning liquid (methanol) compared to the initial experimental values can be greatly reduced through optimization of process conditions.
The purpose of the present study is to investigate the method decreasing debinding time as well as lowering operation condition than pure supercritical $CO_2$ debinding by using cosolvent or binary mixture of propane + $CO_2$. First method is to add cosolvent, such as n-hexane, DCM, methanol, 1-butanol, in supercritical $CO_2$. In case of adding cosolvent, we were found the addition of non-polar cosolvent (n-hexane) improves dramatically the binder removal rate (more than 2 times) compared with pure supercritical $CO_2$ debinding, second method is to use mixture of supercritical propane + $CO_2$, as solvent. In case of using mixture of supercritical propane + $CO_2$, the rate of debinding speeded up with increasing of pressure and concentration of propane at 348.15 K. It was found that addition of cosolvent (e.g., n-hexane, DCM) and binary mixture propane + $CO_2$ for supercritical solvent remarkably improved binder removal rate for the paraffin wax-based binder system, in comparison with using pure supercritical $CO_2$.
초임계유체 조건은 별도의 환원제와 높은 열처리 공정조건 없이 산화그래핀으로부터 그래핀을 제조할 수 있다. 본 연구에서는 메탄올과 에탄올 용매의 초임계유체 조건에서 산화그래핀을 그래핀으로 변환시키는 공정을 연구하였다. 제조된 그래핀의 구조를 FE-SEM과 XRD를 사용하여 분석하였을 때, 초임계 조건에서 산화그래핀의 환원반응은 다른 변수(농도, 반응시간)보다는 용매의 변화에 더 크게 영향을 받았다. 에탄올 용매의 사용이 메탄올을 사용했을 때보다 환원반응에 더욱 좋은 결과를 보여주었다. 본 연구에서 준비된 그래핀을 20 wt%까지 에폭시수지와 혼합하여 복합수지 조성물을 제조하여, 이 조성물의 열전도특성을 분석하였다. 복합수지조성물의 열전도도는 그래핀의 함량에 비례하여 상승하였고, 에탄올 초임계 용액조건에서 제조된 그래핀이 복합수지조성물의 열전도도에 더 효과적이었다.
감도와 재현성이 높은 quinclorac 의 토양중 잔류분석방법 개발을 위해 $CO_2$를 이용한 초임계추출후 4-bromomethyl-7-methoxycoumarin 로 형광유도체화하여 HPLC 상에서 분석하는 방법을 개발하였다. 추출변수로 추출압력과 modifier인 methanol 의 함량을 변화시켜, 100 ppb 처리토양에서 7000 psi $(80^{\circ}C)$, 30% $(methanol/CO_2\;v/v)$) 조건을 이용하여 96% 의 회수율을 얻었다. 18-crown-6-ether 를 촉매로 한 형광유도체 반응은 상온에서 30분이내에 정량적으로 완결되었으며 HPLC-형광분석검출기를 이용하여 토양중 quinclorac의 최소검출 수준을 0.5 ppb까지 낮출 수 있었다. 이 방법은 기존의 방법에 비해 간편하고 감도가 높아 carboxylic acid를 함유한 농약의 잔류분석에 이용될 수 있다고 판단된다.
본 연구에서는 계피 초임계 추출물(SFE oil)과 박 추출물(SFM), 80% methanol 추출물, cinnamaldehye의 항균, 항산화력을 비교하였다. 그 결과 추출조건에 따라 뚜렷한 효과의 차이를 나타내었으며, 80% methanol 추출물과 SFM이 강력한 항산화능 보였다. 반면에 항균효과에서는 cinnamaldehyde와 SFE oil에서 식중독균에 대한 항균효과가 뛰어났으며, 초임계를 이용한 추출에서 cinnamaldehyde 이외에 다른 camphene, cineole, eugenol 등의 정유성분들이 항균효과에 영향을 미친 것으로 생각된다. 이러한 결과로부터, 초임계 추출법이 항균물질 및 정유성분 추출에 매우 용이할 뿐만 아니라, 초임계 추출 후 폐기되고 있는 박에서도 유용성분이 함유되어 있음을 확인하였으므로 계피의 초임계 추출물 및 박 추출물 모두 기능성 천연소재로의 활용이 가능할 것으로 기대된다.
Optimal extraction conditions such as pressures, temperatures, and modifiers on glycyrrhizin extraction from licorice were investigated using supercritical $CO_2\;(SC-CO_2)$ at 3 mL/min flow rate. Morphology of licorice tissue, after glycyrrhizin extraction, was examined by SEM, and absolute density ($g/cm^3$) measurement and glycyrrhizin content were determined by HPLC. Pure $SC-CO_2$ had no effect on glycyrrhizin extraction, but recovery of glycyrrhizin ($32.66{\pm}0.77%$) was enhanced when water was used as modifier. The highest recovery was $97.22{\pm}2.17%$ when 70% (v/v) aqueous methanol was added to 15% (v/v) $SC-CO_2$ at 50 MPa and $60^{\circ}C$. Under optimal extraction conditions, 30 MPa pressure and $60^{\circ}C$ heating temperature, glycyrrhizin recovery reached maximum ($102.67{\pm}1.13%$) within 60 min. Licorice tissue was severely damaged by excessive swelling, and absolute density of licorice residues was highest when aqueous methanol was used as a modifier.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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