유기인 계열 독성물질 분해를 위한 바이오스캐빈저 최신 연구 동향

김희정 ( Heejeong Kim ) , 정근홍 ( Keunhong Jeong ) , 계영식 ( Young-sik Kye )  한국공업화학회, 공업화학 [2020] 제31권 제2호, 125~137페이지(총13페이지)

최근 몇 년간 유기인 계열 독성물질이 민간인을 대상으로 사용되어 전 세계적으로 큰 위협이 되고 있다. 독성물질에 대한 예방이 불가능한 현 치료대책 대신, 보다 개선된 치료 대책으로서의 바이오스캐빈저에 대한 연구가 활발히 진행됐다. 바이오스캐빈저는 유기인 계열 독성물질이 인체 내 표적 기관에 도달하기 전, 독성물질 자체를 비활성 상태로 전환하거나 독성물질과 기질 간의 결합을 차단함으로써 중독을 예방하는 단백질 및 효소를 일컫는다. 특히 독성물질을 분해하는 과정에서 활성 상태를 유지함으로써 적은 양의 단백질로도 독성물질의 중독을 빠르게 치료하는 촉매성 바이오스캐빈저 개발에 많은 노력이 투여되어 왔다. 본 리뷰에서는 촉매성 바이오스캐빈저 개발을 위해 분자진화 및 단백질 공학 기술을 적용한 최신 연구들에 대해 소개하고, 끝으로 이러한 효소들을 임상적으로 승인된...

TAG Organophosphorus compounds (OPs), Bioscavengers, Chemical Warfare Agent (CWA), Directed evolution, Protein engineering techniques

화학공학 분야에서 통계적 실험계획법 적용에 대한 서지 검토

유계상 ( Kye Sang Yoo )  한국공업화학회, 공업화학 [2020] 제31권 제2호, 138~146페이지(총9페이지)

통계학적 실험계획법(DOE)은 수십 년 동안 산업계에서 품질을 개선하기 위해 사용되어온 방법이다. 본 연구에서는 화학공학 분야에서 통계적 실험계획법이 적용된 사례 115건을 검토해 보았다. 모든 사례는 지난 10년간 주요 과학저널에 발표된 내용이다. 적용되는 설계 유형, 실험 규모, 반응 변수에 영향을 미치는 요인 및 수준의 수 및 적용 분야가 분석되었다. 무엇보다 통계학적 실험계획법에 관련된 연구논문이 점차 증가하는 것을 알 수 있었다.

TAG Design of experiments, Chemical engineering applications, Bibliographical

천연오일로부터 내화학성이 향상된 에폭시계 수지용 반응성 희석제의 제조 : CCD-RSM을 이용한 최적화

유봉호 ( Bong-ho Yoo ) , 장현식 ( Hyun Sik Jang ) , 이승범 ( Seung Bum Lee )  한국공업화학회, 공업화학 [2020] 제31권 제2호, 147~152페이지(총6페이지)

본 연구에서는 천연오일인 cashew nut shell liquid (CNSL)의 구성성분인 cardanol을 이용하여 내화학성이 향상된 에폭시계 수지용 반응성 희석제 제조 공정을 최적화하였다. 이를 위해 반응표면분석법 중 중심합성계획법을 이용하여 최적화과정를 설계하였다. 계량인자로는 cardanol/ECH 반응몰비, 반응시간, 반응온도이고, 반응치는 수율, 에폭시 당량(EEW), 점도이다. 기초실험으로부터 계량인자 범위를 각각 cardanol/ECH 반응몰비(2~4), 반응시간(4~8 h), 반응온도(100~140 ℃)로 설정한 후 최적화과정을 진행한 결과 최적의 조건은 cardanol/ECH 반응몰비(3.33), 반응시간(6.18 h), 반응온도(120 ℃)로 산출되었으며, 이 조건에서의 예측값은 수율(100%), EE...

TAG CCD-RSM, Epoxy resin, Cardanol, Reactive diluents, Quantitative factors

헬륨 냉동사이클을 이용한 수소액화 공정모사 연구

박회경 ( Hoey Kyung Park ) , 박진수 ( Jin-soo Park )  한국공업화학회, 공업화학 [2020] 제31권 제2호, 153~163페이지(총11페이지)

액체 수소는 기체 수소 부피의 약 1/800로 감소시킬 수 있어 동일 압력에서 기체 수소 대비 800배의 체적 에너지 밀도를 가지고 있고, 기체 수소에 비해 폭발 위험성이 낮고 수송이 용이하다는 장점이 있다. 하지만 수소 액화를 위해서는 대규모 시설투자가 필요하고, 단순 압축 저장방식에 비해 많은 에너지가 필요함으로써 경제성 문제가 수반된다. 따라서 에너지 절감형 수소액화공정 연구는 매우 중요하다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 수소 액화를 위한 주요 공정으로 헬륨/네온(몰 비 80 : 20) 냉동사이클을 선정하고 화학공정모사기 AVEVA 사의 PRO/II ver. 10.2를 이용하여 공정모사 및 에너지 사용량을 도출하였다. 수소 액화를 위해 헬륨/네온 냉동사이클만을 사용하는 경우, SMR+헬륨/네온 냉동사이클을 사용하는 경우, C3-MR+헬륨/...

TAG Hydrogen liquefaction, Helium, Refrigeration cycle, Mixed refrigerant, Process simulation

석탄계 입상활성탄에 의한 Reactive Red 120의 흡착 특성 : 등온선, 동력학 및 열역학 파라미터

이종집 ( Jong Jib Lee )  한국공업화학회, 공업화학 [2020] 제31권 제2호, 164~171페이지(총8페이지)

석탄계 활성탄을 사용한 Reactive Red 120 (RR 120) 염료의 흡착특성을 활성탄의 양, pH, 초기농도, 접촉시간 및 온도를 흡착변수로 사용하여 조사하였다. 등온흡착평형관계는 Langmuir 식이 Freundlich 식보다 더 잘 맞았다. 흡착 메카니즘은 균일한 에너지 분포를 가진 단분자층 흡착이 우세하다고 판단되었다. 평가된 Langmuir 분리계수(RL = 0.181~0.644)로부터 이 흡착공정이 효과적인 처리영역(RL = 0~1)에 속하는 것을 알았다. Temkin 식과 Dubinin-Radushkevich 식에 의해 구한 흡착에너지는 각각 E = 15.31~7.12 J/mol과 B = 0.223~0.365 kJ/mol로 흡착공정은 모두 물리흡착(E < 20 J/mol, B < 8 kJ/mol)으...

TAG Reactive red 120, Adsorption, Isotherm, Kinetic, Theromodynamic

마이크로웨이브를 이용한 폐식용유로부터 FAME의 제조 : RSM에 의한 공정변수 최적화

홍인권 ( In Kwon Hong )  한국공업화학회, 공업화학 [2020] 제31권 제2호, 172~178페이지(총7페이지)

본 연구에서는 마이크로웨이브를 이용한 폐유원료 바이오디젤 제조공정의 최적화 과정을 반응표면분석법을 이용해 진행하였다. 공정 변수로는 폐식용유의 산가, 마이크로웨이브 조사시간, 마이크로웨이브 조사온도, 알코올/유지 몰비 등을 선택하였고, 반응치로는 FAME 함량(96.5% 이상) 및 동점도(1.9~5.5 cSt)를 설정하였다. 기초실험을 통해 계량인자 변수범위를 마이크로웨이브 조사시간(4~6 min), 마이크로웨이브 조사세기(400~600 W), 알코올/유지 몰비(7~9)로 정하고, 반응표면분석법을 이용한 최적화 결과 바이오디젤 제조공정의 최적조건은 산가(2.0, 3.0 mg KOH/g) 별로 마이크로웨이브 조사시간(5.0, 5.1 min), 마이크로웨이브 조사세기(481.3, 525.5 W), 메탄올/유지 몰비(7.9, 8.4)로 나타났고, ...

TAG surface methodology, Biodiesel, Methanolysis, FAME, Kinematic viscosity

키토산/제올라이트 복합체의 이산화탄소 흡착 특성

홍웅길 ( Woong-gil Hong ) , 황경준 ( Kyung-jun Hwang ) , 정경원 ( Gyeong-won Jeong ) , 윤순도 ( Soon-do Yoon ) , 심왕근 ( Wang Geun Shim )  한국공업화학회, 공업화학 [2020] 제31권 제2호, 179~186페이지(총8페이지)

이 연구에서는 CO₂ 가스의 흡착 분리를 위해 현무암 기반 제올라이트에 키토산 수용액을 함침하여 키토산/제올라이트 복합체를 제조하였다. 제조한 복합체의 물리화학적 특성은 SEM, 질소 흡착, FT-IR, TGA, XPS로 분석하였다. 또한 부피식 흡착장치를 이용하여 복합체의 CO₂와 N₂ 흡착량을 298 K에서 측정하고 그 결과를 흡착등온식(Langmuir, Freundlich, Sips)과 흡착에너지 분포함수(AED)로 조사하였다. 복합흡착제의 CO₂ 흡착량은 키토산과 제올라이트의 구조적 특성과 복합체 표면에 새롭게 형성된 원소인 N/C와 Al/(Si + Al)의 비율에 상관관계가 있었다. 그리고 CO₂/N

TAG Adsorption, Chitosan/zeolite composite, Carbon dioxide, Nitrogen, Selectivity

(2S,3R)-3-하이드록시호모세린락톤의 입체선택적 합성 : 바이닐글라이신 OBO Ester 유도체의 입체선택적인 이중알콜화 반응

고무현 ( Moo-hyun Koh ) , 전종호 ( Jongho Jeon ) , 김영규 ( Young Gyu Kim )  한국공업화학회, 공업화학 [2020] 제31권 제2호, 187~192페이지(총6페이지)

(2S,3R)-3-hydroxyhomoserine lactone (HSL)은 생리학적 활성을 가지는 다양한 종류의 화합물을 합성하기 위한 중간체로 활용되어 왔다. 본 논문에서는 OBO ester로 보호된 바이닐글라이신 유도체에 이중알콜화 반응을 수행하여 효율적인 HSL 합성 결과를 보고하고자 한다. 바이닐글라이신의 비고리 conformation은 크기가 큰 OBO ester에 의해 조절되었으며 N-inside conformation을 통해 이중알콜화 반응이 진행됨으로써 높은 anti 선택성(> 10 : 1)을 얻을 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 N-Cbz-L-serine을 출발물질로 사용하여 총 7단계 34%의 수율로 HSL을 합성할 수 있었다. 본 연구의 결과는 amino diol 구조를 가지는 다양한...

TAG (2S, 3R)-3-Hydroxyhomoserine lactone, Dihydroxylation, Vinyl glycine analog, Stereoselective synthesis, OBO ester

식기용 세정제 조성에 있어서 계면물성이 세정력에 미치는 영향

오현주 ( Hyun-joo Oh ) , 임효선 ( Hyo-seon Lim ) , 김영호 ( Young-ho Kim )  한국공업화학회, 공업화학 [2020] 제31권 제2호, 193~199페이지(총7페이지)

식기세정용 세정제의 조성에 따른 오일(O) 및 세정수용액(W)의 계면의 물성에 미치는 영향을 조사하였으며 계면물성에 따른 세정효과를 검토하였다. 또한 각 조성에 따른 식기표면에 오염된 오일의 세정력과 세척 헹굼 후 오염물 및 세척제의 잔류성에 대한 평가를 하였다. 본 연구에서 사용된 세정제의 조성에 있어서 고체표면에 오염된 오일의 제거는 세척액/오일/고체 간의 계면물성과 깊은 관련이 있었으며, 특히 전진 및 후진 동적접촉각에 크게 의존하였다. 전진 및 후진접촉각이 동시에 낮은 경우에 세정액의 침투성이 매우 커서 고체표면에 오염된 오일의 제거효과가 높았으며 세척 후 오염물의 잔류가 거의 없었다. O/W의 계면장력이 작을수록 오염된 오일의 유화가 잘 되었으며 계면장력이 높을수록 유화가 잘 이루어지지 않았다. 그러나 본 연구에서는 유화효과는 세척력에 크게 영...

TAG Detergent, Dishwashing, Interfacial property, Contact angle

RuTi 촉매의 소성온도가 NH₃-SCO 반응활성에 미치는 영향

신중훈 ( Jung Hun Shin ) , 홍성창 ( Sung Chang Hong )  한국공업화학회, 공업화학 [2020] 제31권 제2호, 200~207페이지(총8페이지)

본 연구에서는, NH₃-SCO (selective catalytic oxidation) 반응에서 RuTi 촉매 제조 시 소성온도에 따른 영향을 확인하였다. RuTi 촉매는 습윤 함침법을 이용하여 제조되었고, 공기 분위기에서 400~600 ℃로 4 h 동안 소성되었다. 촉매는 RuTi x00로 표기되었으며, x00는 소성온도를 의미한다. XRD, TEM, H₂-TPR 분석에 따르면, RuTi x00 촉매는 소성온도가 증가할수록 활성금속의 분산도가 감소하는 것을 나타내었다. XPS, NH₃-TPD 분석을 통하여, 낮은 분산도를 갖는 촉매는 표면 흡착 산소 종(O_β) 및 NH₃ 흡착량이 ...

TAG NH₃, TiO₂, Catalyst, SCO, Ru

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