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결정화/응집 공정에 의한 에너지 복합체 제조 및 분해 메커니즘 분석
김왕수,심홍민,이정환,이현주,김재경,김현수,구기갑 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
고체 추진제의 주성분인 알루미늄(Al)과 과염소산암모늄(AP)의 연소 반응은 입자 간 물리적 거리에 크게 의존한다. 본 연구에서는 결정화/응집 기법으로 Al과 AP의 간극을 최소로 하는 구형의 단일 복합체를 제조하였으며, 열중량 분석을 이용해 분해 메커니즘을 추정하였다. 입자 간 응집은 가교액 주입과 교반에 의한 전단응력을 이용하였으며 가교액 주입량, 교반 속도, 교반 시간 및 가교액 주입 방법 등에 따라 복합체의 평균 입경을 관찰하였다. 복합체는 물리적 혼합에 의한 복합체보다 고온에서의 열적 안정성이 우수하였으며, 저온과 고온에서 각각 Prout-Tompkins(B1)와 Contraction(R1) model에 의해 잘 모사됨을 알 수 있었다.
아미노산 냉각결정화에서 PBE model을 이용한 결정의 입도 분포 예측
김왕수,구기갑 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.0
PBE (population balance equation) 모델을 이용하여 냉각 결정화 공정에서 아미노산 결정의 입도 분포를 모사하였다. 공정 변수(냉각 속도 및 냉각 구간)에 따른 실제 입도 분포 데이터와 PBE 모델로부터 모사된 입도 분포 데이터가 근사되기 위한 핵 생성 및 결정 성장 속도식의 파라미터들을 결정하였다. 결정의 volume shape factor를 계산하여 개수 밀도(population density)로 표현된 아미노산 결정의 입도 분포를 분석하였으며, 모사된 입도 분포와의 비교 평가로부터 파라미터들의 적합성을 확인하였다.
pH 제어에 의한 아미노산 결정화 및 핵생성 속도 추산
김왕수,구기갑 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0
pH에 따른 아미노산의 이온화반응 및 용해도 특성을 이용하여 L-methionine 산성 수용액에 약산의 짝염기로 구성된 아세테이트 염 수용액 첨가 시 수소이온농도 감소에 따라 과포화도가 발생하는 결정화 공정에 대한 연구 결과이다. 본 연구에서는 준안정영역을 포화용액과 핵생성 시점의 수소이온농도 차이로 판단하였으며, 용액 내 수소이온농도의 감소속도와 준안정영역 간의 선형회귀로부터 핵생성 속도 메커니즘을 해석하였다. L-methionine 분자 내 카르복실기와 아미노기 간의 강한 수소결합력에 의해 결정 간 응집이 발생하며, 핵생성 속도가 빠를수록 구형에 가까운 응집체가 제조되어 분말 유동성이 향상됨을 확인하였다.
김왕수,김동우,구기갑 한국공업화학회 2019 Journal of Industrial and Engineering Chemistry Vol.77 No.-
To reduce the size of paracetamol crystals for enhancement of the dissolution property, a crystallizationprocess involving sonication to supersaturated paracetamol solution obtained by rapid cooling wasproposed. It was found that when polyvinylpyrrolidone, a surface-active agent that exerts an inhibitoryeffect on coalescence of cavitation bubbles generated by sonication, was added, the kinetic parameter ofclassical nucleation theory increased remarkably. The average size of the paracetamol crystals obtainedusing the proposed process, which inhibited agglomeration, was about 3 mm with a narrow sizedistribution, where these particles are much smaller than the agglomerates (40–50 mm) obtained byagitation alone.
반응 결정화에 의한 구리-아미노산 킬레이트 제조 및 회수율 증대 방안
김왕수,구기갑 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0
2가 금속 미네랄과 아미노산이 킬레이트 반응으로 결합되어 가축에 공급될 경우 금속 염에 비해 쉽게 분리되지 않아 체내 흡수율이 향상된다. 본 연구에서는 구리염 수용액과 아미노산 염기성 수용액을 혼합하여 구리-아미노산 킬레이트를 제조하는 반응 결정화 공정에서 아미노산과 구리 이온과의 결합 세기에 따른 회수율 차이를 비교 평가하였다. 석출된 킬레이트 결정을 제거한 여과액의 UV 측정 결과로 부터 Scatchard plot을 작성하여 결합 상수(Binding constant)를 계산하였고, 아미노산 염기성 수용액 내 수산화나트륨의 양론비에 따른 회수율 결과로부터 킬레이트 반응 메커니즘을 해석하였다.