[화학공학실험] 다단식 연속증류 실험 결과보고서(실험레포트)

소개글

"[화학공학실험] 다단식 연속증류 실험 결과보고서(실험레포트)"에 대한 내용입니다.

목차

1.주제(Title)
2.실험날짜(Experiment date)
3.실험결과(Results)
4.고찰(Discussion)
5.참고문헌(Reference)

본문내용

4. 고찰(Discussion)

이번 실험의 목적은 연속 증류의 기본 원리와 McCabe-Thiele법을 이용한 이론단수 계산 방법을 습득하고, 최소 환류비 및 단효율을 통한 실제 조업 조건을 이해하는 것이었다. 연속 증류는 상대 휘발도의 차이를 이용하여 원하는 성분의 순도를 높이는 분리조작으로 에탄올-물 수용액의 경우 환류비를 조절하면서 탑상부 유출액과 탑하부 유출액의 조성을 변화시킬 수 있었다. 이러한 환류비는 탑상부 유출액의 유량과 환류액의 유량의 비율로써 조절할 수 있었고 특히 환류비가 높을수록 탑상부 성분의 순도가 높아지기 때문에 탑상부 유출액의 조성이 증가한다는 것을 알 수 있었다. 실험과정을 살펴보면 우선 포화상태의 원료 공급액을 만들기 위해 예열의 과정이 필요했다. 또 일정한 유량의 원료 공급액을 연속 증류탑으로 공급하기 위해 정상상태의 유량으로 조절했다. 이후 연속 증류탑을 통해 증류를 시키고 탑상부 유출액의 유량과 환류액의 유량을 측정하여 환류비를 맞췄다. 물론 이때도 유량은 정상상태의 일정한 유량일 필요가 있었기 때문에 2번의 측정을 했고 탑상부 유출액과 탑하부 유출액의 단위부피 당 무게를 알 수 있었다. 이렇게 얻은 실험 데이터를 바탕으로 McCabe-Thiele법을 이용하면 이론단수를 계산 할 수 있는데 실험결과 계단작도를 통해 얻은 이론단수는 재비기를 제외했을 때 2단이었으며 실제단수는 7단이었기 때문에 단효율은 28.5714로 계산되었다. 한편 최소 환류비는 단수가 아주 크고 환류비가 최소일 때의 환류비로 주어진 수식을 통해 계산하면 -0.0468정도로 계산되었다. 이번 실험은 사실 오차가 비교적 컸다고 생각하는데 이유는 다음과 같다. 우선 원료 공급액의 경우 50의 에탄올 수용액을 사용해야하지만 실험의 편의상 부피분율이 50인 공급액을 사용했다. 이는 나중에 로 환산하여 계산할 경우 가 50에 못 미치는 값이 나오기 때문에 McCabe-Thiele법을 이용하여 원료 공급선을 그릴 때 꽤 오차가 발생한다.

참고 자료

화공생물공학과 공동집필, “화공생물공학실험 (2019년 1학기)”, 동국대학교, 2019, pp.4-18.
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