연구목표 고분자 희박용액에 의해 안정화된 w/o 에멀젼을 이용하여 수용상에 있는 페니실린 G를 회분식 반응기에서 추출할 때, 높은 추출율과 농축율을 얻을 수 있는 액막의 조성을 우선적으로 찾고, 이 조건을 연속식 추출에 적용하여 상업적 가능성을 검토하는 것이다. 연구내용 비뉴톤유체의 거동을 나타내는 희박 고분자용액이 에멀젼의 액막상으로 사용되었으며, 이때 회분식 및 연속식 추출 장치에서 페니실린 G가 회수되었다. 회분식 추출에서, 여러 가지 실험 조건들이 에멀젼의 팽윤도, 페니실린의 농축율 및 추출율에 미치는 영향이
연구목표 고분자 희박용액에 의해 안정화된 w/o 에멀젼을 이용하여 수용상에 있는 페니실린 G를 회분식 반응기에서 추출할 때, 높은 추출율과 농축율을 얻을 수 있는 액막의 조성을 우선적으로 찾고, 이 조건을 연속식 추출에 적용하여 상업적 가능성을 검토하는 것이다. 연구내용 비뉴톤유체의 거동을 나타내는 희박 고분자용액이 에멀젼의 액막상으로 사용되었으며, 이때 회분식 및 연속식 추출 장치에서 페니실린 G가 회수되었다. 회분식 추출에서, 여러 가지 실험 조건들이 에멀젼의 팽윤도, 페니실린의 농축율 및 추출율에 미치는 영향이 조사되었으며, 이를 토대로 하여 회분식 추출에서의 최적 조작 조건이 얻어졌다. 페니실린 G의 연속 추출은 에멀젼상과 외부 수용상을 향류식 추출컬럼에서 접촉시켜 수행되었다. 위에서 얻어진 회분식 추출의 최적 조작 조건이 연속 추출 실험에 직접적으로 적용되었으며, w/o 비를 바꾸어가면서 페니실린 G의 추출율 및 농축율 등이 조사되었다. 이를 바탕으로 에멀젼형 액막공정의 상업적 응용가능성이 검토되었다. 연구성과 액막상이 희박 고분자용액으로 구성된 에멀젼형 액막법을 이용하여 회분식 반응기에서 페니실린 G가 90%이상 추출되었으며, 농축율도 11배까지 얻어졌다. 연속식 추출의 경우 추출율은 75%정도로 다소 낮었지만, 농축율은 8배까지 얻어졌다. 이러한 우수한 성과는 페니실린 G의 상업적 응용가능성이 매우 높다는 것을 암시하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 3편의 논문으로 만들어 발표할 계획이다. 첫 번째 논문은 국제학술지인 Journal of Industrial Engineering Chemistry에 이미 출판되었으며, 회분식추출과 관련된 내용은 또다른 권위있는 학술지인 Journal of Membrane Science에 투고중이며, 연속추출에 대한 내용은 투고를 위해 준비중에 있다. 2년 동안의 과제를 통하여, 석사 및 학사 과정을 각각 1명씩 배출하였으며, 학부 과정 3명과 석사과정 2명이 본 연구에 참여하였다.
Abstract▼
When penicillin G in an aqeuous solution is extracted in a batch reactor with w/o emulsions stabilized by a dilute polymer solution, we will first find the extraction condition under which high degree of extraction of penicillin G and its concentration rate are obtained. Also, we will perform its co
When penicillin G in an aqeuous solution is extracted in a batch reactor with w/o emulsions stabilized by a dilute polymer solution, we will first find the extraction condition under which high degree of extraction of penicillin G and its concentration rate are obtained. Also, we will perform its continuous extraction under the extraction condition and go over its commercial applicability. A dilute polymer solution, showing behavior of a non-Newtonain fluid, was used as a liquid membrane, and then penicillin G was recovered by emulsion liquid membranes in batch and continuous extraction apparatuses. In batch extraction, effects of various experimental conditions on emulsion swelling, concentration rate of penicillin G and degree of its extraction were investigated, and the experimental results were used to find an optimal operation condition in the batch extraction. Continuous extraction of penicillin G was performed by contacting emulsion phase and aqueous feed solution in a countercurrent extraction column. The optimal operation condition of the batch extraction obtained above was applied to the continuous extraction, and degree of extraction of penicillin G and its concentration rate were investigated varying w/o ratio, which was used to investigate an commercial applicability of emulsion liquid membrane for extraction of penicillin G. 90% or more of penicillin G was extracted in a batch reactor using emulsion liquid membranes including dilute polymer solution, and its concentration in the internal phase reached about 11 times as high as initial concentration of penicillin G in the feed solution. In the case of continuous extraction, the degree of extraction was somewhat low, but the concentration rate was about 8. Such excellent results meant that an commercial applicability of penicillin extraction would be very high. Thanks to the excellent results, we will be able to publish three papers in international journals. The first paper was published in Journal of Industrial Engineering Chemistry. The second paper was submitted in Journal of Membrane Science, and the third is in preparation. Two research assistants got Master and Bachelor degrees during the research period, and three undergraduate and two graduate students took part in the project.
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