초임계 유체 결과 레포트

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목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과 및 정리
6. 토의 및 결론
7. 참고 문헌

본문내용

temp.(℃)
final temp.(℃)
50
21.7
22.2
100
22.3
22.5
150
22.5
22.5
(2) Gas chromatograph를 이용하여 naphthalene의 Standard를 구한다.
AREA
질량
0
0
1357.977
0.1
2845.774
0.2
4546.046
0.3
(3) 실험방법에서 언급한 방법으로 GC를 이용하여 추출된 naphthalene의 mass를 구한 다.
Flow rate (rotameter) : 50 ml/min (1)
Time(min)
Area
Naphthalene
2.9458
56.8041
Phenanthrene
6.6825
3199.3357
Flow rate (rotameter) : 50 ml/min (2)
Time(min)
Area
Naphthalene
2.95428
56.0786
Phenanthrene
6.6933
3244.4841
평균 값
Naphthalene Area : 56.44135
Phenanthrene : 3221.9099
Flow rate (rotameter) : 100ml/min (1)
Time(min)
Area
Naphthalene
2.9517
90.8716
Phenanthrene
6.6875
2817.1459
Flow rate (rotameter) : 100ml/min (2)
Time(min)
Area
Naphthalene
2.9483
93.0612
Phenanthrene
6.6925
3082.2007
평균 값
Naphthalene Area : 91.9664
Phenanthrene : 2949.6733
Flow rate (rotameter) : 150ml/min (1)
Time(min)
Area
Naphthalene
2.9442
99.6223
Phenanthrene
6.6875
3370.1541
Flow rate (rotameter) : 150ml/min (2)
Time(min)
Area
Naphthalene
2.9517
101.7163
Phenanthrene
6.6942
3270.8418
평균 값
Naphthalene Area : 100.6693
Phenanthrene : 3320.498
추세선식 : y=7*x+0.0058
y=나프탈렌의 양(g)
x=면적
추세선 식을 통해서 나프탈렌의 mass를 구할 수 있다.
1) 50ml/min
(7*X 56.44135)+0.0058= 0.0097508945g
2) 100ml/min
(7*X 91.9664)+0.0058 = 0.012237648g
3) 150ml/min
(7*X 100.6693)+0.0058= 0.012846851g
(4) 실험결과를 검토한다.
- 이론치와 비교 검토한다.
초임계 이산화탄소를 이용하여 분석해본 CO2-Phenan,-Naph 의 이론값은 PR방 정식을 통해 알아본 k23의 값 이다. 따라서 우리가 나프탈렌의 질량으로 구한 0.0097508945g, 0.012237648g, 0.012846851g 이 세 값이 여기에 해당하는 것이 다. 이와 0.01~0.02 차이가 나거나 비슷하게 나왔다.
- 유량에 따른 영향을 검토한다.
결과 값인 0.0097508945g, 0.012237648g, 0.012846851g 세 값은 유량이 증가함에 따라 질량의 양이 증가함을 보여주고 있다.
6. 토의 및 결론
6-1. 토의
이번 실험의 목적은 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 것이었다.
실험에 앞서 Solute Chamber를 조립하는 것이 쉽지 않았다. 아세톤을 뿌려 기포가 안 생길 때 까지 꽉 조여야 하는데 충분한 힘이 필요 했다. 실험 장치의 온도와 압력을 일정 수준으로 맞추어 놓고 초임계 유체를 사용하여 나프탈렌의 추출에 들어갔다. 추출은 20분 정도의 간격으로 이루어 졌다. 추출된 나프탈렌은 아세톤이 날아갈 수도 있기 때문에 질량을 측정하지 못했다. 추출된 나프탈렌을 가지고 GC분석을 하였다. 나프탈렌의 스탠다드 값을 이용해 그린 그래프의 추세선을 통해서 GC분석을 통해 구한 나프탈렌의 면적으로 질량을 구할 수 있었다. 유량이 증가함에 따라 질량이 증가함을 보였다. 이는 유량이 질량의 양에 영향을 미친다는 것이다. 질량과 유량의 관계를 아래의 표로 알아 볼 수 있다.
표의 Treatment 1,3과 Treatment 2,4를 비교해보면 측정치가 증가함을 보이고 있는 것을 알 수 있다. 이는 다른 조건을 일정하게 유지시키고 유속만을 변화시킨 결과이다. 하지만 Treatment 1,2와 1,3을 비교하면 오히려 유속이 상승했을 때 측정치가 낮아졌음을 알 수 있다. 이 표로인해 유속이 올라가면 수율이 좋아지지만 어느 한계점 이상에서는 다시 수율이 떨어진다는 것을 알 수 있다. 아래의 그림을 보면 온도와 유량에 따른 수율의 그래프를 보여주고 있다.
.
우리가 실험해서 나온 결과 값은 이론값과 큰 차이를 보이지 않았다.
6-2. 결 론
나프탈렌의 질량은 유량에 따라 0.0097508945g, 0.012237648g, 0.012846851g 로 증가 함을 보임을 알 수 있었다.
7. 참고문헌
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

키워드

분리정제,   초임계 유체,   초임계 탄산가스