[재료공학]초임계 유체 추출(Supercritical Fluid Extraction),SCF

소개글

초임계 유체란?(Supercritical Fluid:SCF)
에관련된 전문지식 망라
초임계유체 추출법에 대해
여러 문헌을 뒤져서 정성껏 쓴 레포트입니다.
간략하지만 출중한 내용입니다.
카페인추출을 예로 사용하였습니다.

목차

☞초임계 유체란?(Supercritical Fluid:SCF)
☞매질선택방법과 CO2
☞임계온도와 임계압력에서의 유체의 특성
☞초임계 유체 추출법(SFE)
☞공정 및 기기에대한 설명
☞대표적인 응용 (디카페인 공정:decaffeination)
☞방사능 오염을 제거하는 새로운 세탁법
☞실제 응용분야 및 제품
☞초임계 유체 추출의 장점(기존 것 과의 차이)
☞결론
☞참고문헌

본문내용

초임계 유체란?(Supercritical Fluid:SCF)
물질에는 임계온도와 임계압력이란 것이 존재한다. 임계온도에서는 압력을 아무리 크게해도 기체가 액화되지 않는다. 임계온도 이상인 경우 아무리 압력을 가해도 액화되지 않는다. 임계압력은 임계온도 상에서의 압력이다. 그래프에서 기체와 액체 사이의 선이 끝나는 점(임계점)에는 초임계유체(SCF)라는 것이 존재하게 된다. 하지만 이 선이 무한히 이어지는 것은 아니다. 초임계유체란 기체라고도 액체라고도 정확히 분간 할 수 없는 유체 이다. 다시 한번 정의를 내리면 임계상태의 유체가 초임계유체이다.

☞매질선택방법과 CO2
유체를 선택할 때는 아래와 같은 변수들이 고려되어야한다.
ⓐ 분석물과 기질 성분들의 극성과 용해도
ⓑ 기질의 물리적 성질, 분석물의 농도
ⓒ 시료의 수분 함량
ⓓ 반응속도론적인 면
하지만, 대부분의 실험이나 상업적으로 이용되는 대표적인 초임계 유체로서 임계점이 상온에 가깝고, 무독성, 불연성이면서 가격이 매우 싼 이산화탄소(Tc=31℃, Pc=73atm)를 사용하면 환경친화성 또는 에너지 절약형 공정개발이 가능하다.
특히 잔존용매가 전혀 남지 않기 때문에 천연물에서 유효성분을 추출하는 의약품, 향료, 식품공업에 많은 연구가 이루어지고 있다.

☞임계온도와 임계압력에서의 유체의 특성
초기에 "묵직한 기체"라고도 불렸던, 초임계유체는 기체처럼 형태는 없는데 액체와 같은 비중을 갖는다. 밀도는 액체와 같지만 점도는 기체처럼 낮다. 표면장력(액체표면의 응집력)도 사라지는 등 독특한 물리적 성질을 보인다. 초임계유체는 따라서 물질 내 구석구석까지 잘 침투해 해당성분을 깨끗이 용해시킨다. 물질을 녹인 후 압력을 임계점 이하로 떨어뜨리면 기체상태로 되돌아가고 용해된 물질만 남아 특정성분을 추출하는데 활용할 수 있다. 밀도차를 부여해 원하는 성분을 선택해 뽑아낼 수도 있다.

초임계 유체 추출법(SFE)
* 복잡한 물질을 분석할 때는 보통 시료 기질로부터 분석물들을 미리 분리해 내는 예비단계가 필요하다.

참고 자료

Chemical Analysis 21th
Transport Properties of Fluid
Supercritical Fuild Extraction 16th
General Chemistry