[공정실험] CSTR에서 반응속도상수 측정 결과보고서

소개글

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목차

1. 실험결과 및 결과 논의
1) 1 CSTR의 반응속도상수 계산
2) Arrhenius equation을 이용한 비누화 반응의 활성화 에너지
3) Series CSTR의 최종전환율의 오차
4) 상온에서 1 CSTR과 series CSTR의 단위 부피당 최종 전화율 비교
5) 1개의 PFR을 이용하여 Series CSTR의 최종전환율 보완방법

2. Open question
1) 반응 시작 후 정상상태에 도달하기까지 전기전도도는 어떻게 변하며, 이유는 무엇인가
2) 반응물의 농도를 측정하기 위한 또 다른 실험 방법은 무엇이 있는가?
3) 실제 실험과정에서 일어날 수 있는 비정상상태로는 무엇이 있는지, 실험과정을 토대로 고찰하고, 정상상태로 유도하기 위한 방법 제시
4) Series CSTR의 첫번째 반응기의 유리관의 유무가 정상상태에서의 property에 영향이 있을 지 논의
5) CSTR의 Baffle의 역할이 무엇인가? 만약 Newtonian fluid를 baffle 없이 교반할 경우 유체가 기체와 이루는 interface의 모양은 어떤가?

3. 결론

4. 참고문헌

본문내용

1. 실험결과 및 결과 논의
Raw data는 맨 뒷장에 첨부한다.
본 실험에선 각 계수와 값을 도출하는 과정을 함께 보이기 위해 실험 결과와 결과 논의를 함께 첨부 한다.
1) 1 CSTR의 반응속도상수 계산
1 CSTR의 반응속도상수를 구하기 위해, 정상상태에서 전기전도도와 농도 사이의 선형적 관계식을 이용한다.

<중 략>

4) 상온에서 1 CSTR과 series CSTR의 단위 부피당 최종 전화율 비교
1 CSTR은 실험값을, Series CSTR은 이론값을 적용하여 비교한다.
1 CSTR과 Series CSTR은 두 Reactor의 부피가 같고, 최종 conversion이 각각 0.5561, 0.5844이기 때문에 단위 부피당 conversion은 Series CSTR가 높다. 이는 CSTR의 경우 정상상태와 완전혼합 상태를 가정하므로, 내부와 출구의 농도가 같은데, 출구 농도가 낮으면 반응기 전체의 반응속도가 느리게 된다. 허나 Series로 나뉘어져있는 경우 중간 중간의 출구 농도가 더 높 게 유지되므로 반응속도가 빠르고 conversion 역시 크다. 즉 Series CSTR의 전화율이 1 CSTR보다 크게 나타난다.

5) 1개의 PFR을 이용하여 Series CSTR의 최종전환율 보완방법
CSTR과 PFR의 설계 방정식은 다음과 같이 표현할 수 있다

참고 자료

H. S. Fogler, 『Essentials of Chemical reaction engineering』, PEARSON, 2011
Wang, G, and W. Zhang, 「Modified CelliGen-packed bed bioreactors for hydridoma cell cultures」, 『Cytotechnology Vol.9』. 1992
Rich Mirro and Kevin Voll, 「Which Impeller Is Right for Your cell Line?」, 『BioProcess International』, 2009
H. S. Fogler, 『Elements of chemical reaction engineering』, 4th, PEARSON EDUCATION, 2013
James Y. Oldshue, 『Fluid mixing technology』, McGrawHill, 1983