소개글
"카페인 추출실험에서 에멀젼을 제거해줘야 하는 이유"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
2. 실험 목적
3. 실험 원리
3.1. 추출법
3.2. 중력 여과
3.3. 염석 효과
3.4. 에멀젼
4. 실험 방법
4.1. 실험 재료 및 준비
4.2. 실험 과정
5. 실험 결과
5.1. 추출한 카페인의 특성
5.2. 홍차 티백의 카페인 함량 및 추출 수율
5.3. 추출한 카페인의 순도 분석
6. 실험 고찰
6.1. 추출 과정에서의 문제점 및 원인
6.2. 추출 효율 향상 방안
7. 결론
8. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
이 실험은 홍차에서 카페인을 추출하고 분리하는 실험이다. 홍차 잎에는 카페인, 타닌 등의 다양한 화합물이 포함되어 있는데, 본 실험에서는 이들 중 카페인을 선택적으로 추출하고 정제하는 것을 목표로 하고 있다. 카페인 추출을 위해 용매 추출법을 사용하며, 불순물 제거와 순수 카페인 분리를 위해 중력 여과, 염석 효과, 에멀젼 해소 등의 기법을 활용한다. 이를 통해 홍차 티백에 포함된 카페인의 양과 추출 수율, 그리고 추출한 카페인의 순도를 분석하고자 한다. 또한 추출 과정에서 발생할 수 있는 문제점들을 고찰하고 개선 방안을 모색하는 것이 이 실험의 주요 목적이라고 할 수 있다.
2. 실험 목적
이번 실험의 목적은 홍차 티백에 들어있는 카페인을 추출하여 그 특성과 함량, 순도를 분석하고, 추출 과정에서의 문제점 및 원인을 파악하며, 추출 효율을 향상시킬 수 있는 방안을 모색하는 것이다.
홍차에는 카페인 외에도 타닌과 같은 폴리페놀 성분이 포함되어 있는데, 이번 실험에서는 순수한 카페인을 분리하여 그 특성을 분석하고자 한다. 또한 홍차 티백 속 이론적인 카페인 함량과 실험을 통해 추출한 카페인의 질량을 비교함으로써 추출 수율을 확인하고자 한다. 추출한 카페인의 순도 또한 분석하여 문제점과 그 원인을 파악하고자 한다.
이를 통해 화합물의 분리와 정제에 사용되는 추출법의 과정 및 원리를 이해하고, 추출 효율을 높일 수 있는 방안을 모색할 수 있을 것으로 기대된다.
3. 실험 원리
3.1. 추출법
추출법은 용매에 따라 화합물이 녹는 특성이 크게 달라지는 경우 사용되는 화학 분리 기술이다. 이번 실험에서는 물에 잘 녹지 않는 유기 화합물인 카페인을 추출하기 위해 물과 섞이지 않는 유기 용매인 에틸 아세테이트를 사용하였다.
먼저, 차 용액에 에틸 아세테이트를 첨가하여 유기 용매 층을 분리하였다. 이때 유기 용매 층에는 카페인이 녹아있고, 수용액 층에는 타닌과 같은 불순물이 남게 된다. 이후 유기 용매 층에서 수분을 제거하기 위해 무수 황산나트륨을 첨가하였으며, 마지막으로 회전 증발기를 이용하여 용매를 증발시켜 순수한 카페인을 얻을 수 있었다.
이와 같이 추출법은 서로 섞이지 않는 두 용매 사이에 용질이 선호적으로 녹는 성질을 이용하여 물질을 분리하는 방법이다. 용질이 주로 한 용매에 녹이는 성질이 크다면 다른 용매에서 추출해낼 수 있게 된다. 이번 실험에서는 카페인이 물보다 유기 용매인 에틸 아세테이트에 더 잘 녹기 때문에 이를 이용하여 카페인을 추출할 수 있었다.
3.2. 중력 여과
중력 여과는 기계력을 사용하지 않고 자연적인 중력만을 이용하여 여과하는 방법이다. 광액조의 바닥보다 약간 위에 여과재를 놓고 그 위에 광액을 공급하면 중력의 작용으로 물이 빠져나가고 케이크(cake)만 남게 된다. 이번 실험에서는 여과재로 "티슈"를 사용하였다. 중력 여과는 다른 여과 방법에 비해 간단하고 조작이 쉬워 실험실에서 많이 활용되는 기술이다. 중력의 작용만으로 여과가 진행되기 때문에 기계적인 힘이 가해지지 않아 여과 대상물의 물리적 파괴를 최소화할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 압력이 낮아 여과 속도가 느리다는 단점이 있다. 이번 실험에서는 중력 여과를 통해 홍차 용액에서 카페인이 포함된 액체를 분리하는 데 활용하였다.
3.3. 염석...
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참고 자료
Belay, A., Ture, K., Redi, M., & Asfaw, A. (2008). Measurement of caffeine in coffee beans with UV/vis spectrometer. Food chemis-try, 108(1), 310-315.
Khan, A. Y.; Talegaonkar, S; Iqbal, Z; Ahmed, F. J.; Khar, R. K. (2006). "Multiple emulsions: An overview". Current Drug Delivery.
Harwood, Laurence M.; Moody, Christopher J. (1989). Experi-mental organic chemistry: Principles and Practice (Illustrated ed.). pp. 47–51
안전보건공단 화학물질정보 ‘sodium sulfate’
https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdsdetail.do
안전보건공단 화학물질정보 ‘magnesium sulfate’
https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdsdetail.do
안전보건공단 화학물질정보 ‘ethyl acetate’
https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdsdetail.do
안전보건공단 화학물질정보 ‘sodium bicarconate’
https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdsdetail.do
대한화학회, 『일반화학실험(표준)_개정판 7판』, 대한화학회, 2011년
대한화학회, 표준일반화학실험 제 7개정판, 천문각, 2011, pp.66~71
단국대학교 대학원 학위논문(석사), 비이온성 혼합계면활성제를 이용한 O/W 유화액의 유화안정성 최적화 : CCD-RSM과 BBD-RSM의 비교, 리광종, 2020, pp3~4
