*용* 스토어

*용*

개인인증

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

10개
전체 판매량

73개
최근 3개월 판매량

5개
자료후기 점수

평균A+
자료문의 응답률

-

전체자료 10개

[합격] 대기업 자기소개서 모음(삼성엔지니어링/LG화학/SK하이닉스/S-OIL/효성화학/여천NCC/코오롱)

2019_LG화학_석유화학사업본부_생산기술1. 지원 분야/직무에 대한 지원 동기와, 해당 분야/직무를 위해 어떤 준비를 해왔는지 소개해주세요. (지원 분야/직무를 위해 노력한 내용(전공, 직무경험 등)과, 이를 통해 본인이 어떠한역량을 길렀는지를 중심으로 기술해주시기 바랍니다.) 700자제시한 아이디어가 설비에 적용되고 공정 개선이 이뤄지는 것을 눈으로 직접 확인하고 싶습니다. 학부 시절 항상 아쉬웠던 점은 눈에 보이지 않는 정성적인 결과물뿐이었습니다. 엔지니어로서 결과를 수치화하여 증명하는 것 또한 중요하다고 생각합니다. 생산기술 엔지니어는 탄탄한 전공지식을 이용해 최적의 공정 개선을 이뤄내야 합니다. 이러한직무를 위해 저는 다음과 같은 노력을 해왔습니다.[전공학점 4.40] 엔지니어에게 전공지식은 도구입니다. 특히, 고분자화학을 수강하며 LG화학의 주력 제품인 합성수지 중합 이론을 학습했고, 중합 공정에서 발생할 수 있는 문제를 파악했습니다.[6번의 A+ 설계 프로젝트] 단순히 이론에만 머무르지 않고 끊임없이 전공 지식을 설계 프로젝트에 접목하였습니다. 일례로 화공설계를 수강하며 ‘천연가스를 원료로 한 복합화력발전소’를설계했습니다. 발전 효율을 높이기 위해선 터빈의 성능과 HRSG의 열 교환율이 중요한 변수였습니다. 열역학 지식을 활용해 터빈의 압축비를 최적화했고, 열전달 지식을 활용해 HRSG를구성하는 열교환기의 배열과 성능을 결정했습니다. 마지막으로 PRO/Ⅱ 프로그램을 활용해 에너지 수지를 계산하여 타당성을 검증하고, 변수를 끊임없이 최적화했습니다. 프로젝트를 행하며 문제에서 고려할 변수가 무엇인지 빠르게 파악하고, 필요한 지식을 정확히 적용하여 최적화하는 문제해결능력을 키워왔습니다.

기타| 2021.02.11| 20페이지| 3,000원| 조회(347)

자기소개서, 대기업, Lg화학, 코오롱, s-oil, SK하이닉스, 삼성엔지니어링, 합격자소서

미리보기

닫기
[단위조작이론및실험 A+] 단증류

결과리포트실험제목 :단증류 실험조 :학 번 :이 름 :1. Abstract단증류 실험 장치의 조작법을 이해하고, 에탄올-물 20wt%, 40wt% 이성분계 용액을 제조하여 단증류 실험을 진행하였다. 실험 후 잔류액과 유출액의 조성을 측정하여 에탄올 양을 측정하였고 손실량을 계산하였다. 실험 결과 값을 Rayleigh 식에 의해 계산한 계산 값(이론 값)과 비교하여 오차율 및 오차의 원인을 알아보고, 손실량을 줄일 수 있는 방법에 대해서도 분석해보았다.2. Experiment(1) 시약 제조※ 20wt% 에탄올 수용액 300ml 제조.밀도표를 이용하여 20℃20 wt% 에탄올 수용액 밀도를 찾으면 0.9666g/ml.필요한 용액의 g은0.96864g/ml TIMES 300ml=290.592g94.5 % 에탄올 : xg증류수 : (290.592-x)g에탄올의 질량 수지식을 세우면,0.945 TIMES x=0.2 TIMES 290.592#x=61.501gTHEREFORE 물 229.091g, 에탄올 61.501g 필요본 실험에 사용한 20wt%, 40wt% 에탄올 수용액은 Ethyl alchol 94.5%와 증류수를 섞어 제조하였다. 계산 과정은 다음과 같다.Figure 1. 20wt% 에탄올 수용액 제조Figure 2. 40wt% 에탄올 수용액 제조※ 40wt% 에탄올 수용액 300ml 제조.밀도표를 이용하여 20℃40wt% 에탄올 수용액 밀도를 찾으면 0.9352g/ml.필요한 용액의 g은0.9352g/ml TIMES 300ml=280.56g94.5 % 에탄올 : xg증류수 : (280.56-x)g에탄올의 질량 수지식을 세우면,0.945 TIMES x=0.4 TIMES 280.56#x=118.7556gTHEREFORE 물 118.7556g, 에탄올 161.8044g 필요(2) 실험 장치리비히냉각기유출액 채집Heating mantle온도계Figure 3. 단증류 실험장치(3) 실험 방법① 20, 40wt% 에탄올 수용액 제작 후, 비중병을 이용하여 밀도를 측정한다비히 냉각기는 냉각수를 아래에서 위로 넣어주어야 깨짐을 방지할 수 있다.③ 삼각 플라스크로 응축액을 수집하면서 일정시간 간격으로 온도와 유출량을 측정한다. 이 때 heating mentle은 70℃~80℃를 유지시켜준다.④ 비중병을 이용하여 밀도를 측정할 수 있을 만큼 응축액을 수집하였을 때, 가열을 중지한다.⑤ 증류 플라스크에 남아 있는 용액의 온도가 상온에 도달할 때 까지 방치한 후, 잔류액과 유출액 용기의 무게를 측정한다.⑤ 밀도와 조성의 관계를 이용하여 잔류액과 유출액의 농도를 구하고 결과를 Table에 작성한다.⑥ 잔류액의 양과 조성으로부터 Rayleigh 식을 이용하여 이론 값을 구하고, 실험에서 얻은 측정값과 비교한다.3. Result & Discussion(1) 비중병 부피 측정Table 1. 비중병의 부피 계산. (@ 20℃ 물의 밀도 1g/ml)(2) 20wt% 에탄올 수용액 증류 실험 결과20wt% 에탄올 수용액 실험 결과 값은 다음과 같다. 각각의 칸을 기입하는 방법은 Table 2. 밑에 정리하였다.Table 2. 20wt% 에탄올 수용액 단증류 실험 값※ 기입 방법① 비중병 + 제조한 용액 무게(g) : 앞서 증류수를 이용하여 부피를 구해준 비중병을 이용한다.② 빈 플라스크 무게(g) : 실험 시작 전 응축액을 수집하는 삼각 플라스크와, 혼합액을 끓이는 증류 플라스크의 무게를 측정한다.③ 플라스크 + 용액 무게(g) : 실험 전 혼합액과 실험 후 잔류액와 유출액의 무게를 각각 측정한다.④ 밀도(g/cm ^{3`}) : ① 값에서 비중병의 무게를 뺀 후, 비중병의 부피로 나누어준다.→ 본 실험에서의 공식 : (①-32.645)/50.18 [g/cm ^{3`}]⑤ 양(g) : (③-②)g⑥ 조성(wt%) : 에탄올 밀도 표를 이용하여 20℃에서 ④값일 때의 조성을 찾는다. 원하는 값이 없을 경우{}^{}{}^{ATT }내삽을 이용하여 값을 측정한다.⑦ 에탄올 양(g) : (⑤TIMES (0.01⑥))g⑧ 손실 양(g) : 수용액-(잔류액+하는 값이 없을 경우 내삽 하여 원하는 값을 도출해 낸다.(3) 40wt% 에탄올 수용액 증류 실험 결과Table 3. 40wt% 에탄올 수용액 단증류 실험 값(4) Rayleigh 식을 이용하여 이론 값 계산① 20 wt% 에탄올 수용액원료에 대한 유출액량의 비는 다음과 같다.beta = {W _{1} -W _{2}} over {W _{1}} = {193.59-138.41} over {138.41} =0.2850Rayleigh 식을 이용하여beta 에 대한 식으로 정리하면 다음과 같다.int _{W _{2}} ^{W _{1}} {{dW} over {W}} =ln {W _{1}} over {W _{2}} = int _{x _{2}} ^{x _{1}} {{dx} over {y-x}}{W _{1}} over {W _{2}} = {1} over {{W _{2}} over {W _{1}}} = {1} over {1- {W _{1} -W _{2}} over {W _{1}}} = {1} over {1- beta }#THEREFORE `ln {1} over {1- beta } = int _{x _{2}} ^{x _{1}} {{dx} over {y-x}}우 항은 도식적분 관계를 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.ln {1} over {1- beta } = int _{x _{0}} ^{x _{1}} {{dx} over {y-x} -} int _{x _{0}} ^{x _{2}} {{dx} over {y-x}} =I _{1} -I _{2}x _{1} =17.84%,` beta =0.3987 이므로 대입하여I _{2}를 구해주면 다음과 같다.I _{2} =I _{1} -ln {1} over {1-0.2850} =I _{1} -0.3355I _{1} 값은 Figure 4.에 그려진x-I 그래프를 활용하여 구한다. 구해진I _{2}를 이용하여 같은 방법으로x _{2}를 구할 수 있다.Figure 4. 20 wt% 에탄올 수용액 유출액 조성()마지막으로 유출액의 평균 조성 값을 구해} x _{1} -W _{2} x _{2}} over {W _{1} -W _{2}} = {193.59 TIMES 0.1784-138.41 TIMES 0.085} over {193.59-138.41} =0.4127비휘발도(alpha )와 유출률의 관계식을 이용하여 비휘발도를 구하면 다음과 같다.20wt% 에탄올 수용액alpha = {ln {x _{1}} over {(1- beta )x _{2}}} over {ln {1-x _{1}} over {(1- beta ) LEFT ( 1-x _{2} RIGHT )}} = {ln {0.1784} over {(1-0.2850)0.085}} over {ln {1-0.1784} over {(1-0.2850)(1-0.085)}} =4.727Table 4.에 실험값과 이론값, 각각의 오차율에 대해서 정리하였다.Table 4. 20 wt% 에탄올 수용액 단증류 실험 이론값 및 실험값측정 값수용액잔류액유출액조성(wt %) 실험 값17.84166.14조성(wt %) 이론 값17.848.541.27오차율(%)({이론값-실험값} over {이론값} TIMES 100)-88.235%60.262%② 40 wt% 에탄올 수용액앞서 20 wt% 에탄올 수용액에서 구한 방법과 동일하게 공식을 적용하여 이론값과 오차율, 그리고 비휘발도를 구한다.Table 5. 40 wt% 에탄올 수용액 단증류 실험 이론값 및 실험값측정 값수용액잔류액유출액조성(wt %) 실험 값36.2419.4378.18조성(wt %) 이론 값36.242171.85오차율(%)({이론값-실험값} over {이론값} TIMES 100)-7.476%8.810%40wt% 에탄올 수용액alpha = {ln {x _{1}} over {(1- beta )x _{2}}} over {ln {1-x _{1}} over {(1- beta ) LEFT ( 1-x _{2} RIGHT )}} = {ln {0.3624} over {(1-0.2997)0.21}} over {ln {1-0.3624} over {(1 실험 장치 설치 시 각각의 다른 장치들을 연결하는 특성상 연결 부위마다 유체가 빠져나오지 않도록 정확한 밀봉이 필요하다. 본 실험에서는 테프론 테이프와 파라필름을 이용하여 연결 부위를 밀봉시켜주었다. 하지만 파라필름이 열에 약해 증류 플라스크와 냉각기 연결 부위에서 파라필름이 녹아 틈 사이로 응축된 에탄올이 흘러나오는 것을 확인할 수 있었다.또한 Figure 6.에서 확인할 수 있듯 응축된 에탄올이 냉각기 윗부분에 고여 내려오지 않는 현상이 발생하였는데, 처음 단증류 실험 장치를 설치했을 때 증류 플라스크 윗부분의 관을 너무 기울여 설치하였기 때문이라고 생각한다.(부정확한 실험 장치 설계로 인한 오차). 마지막으로 Figure 7.과 같이 에탄올 응축액 수집 부분에서 기존의 유리관 실험 도구 대신 파라필름을 이용하여 밀봉시켜주었는데, 응축된 에탄올이 파라필름 사이로 스며들어 에탄올이 유출되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 손실률 계산에 큰 영향을 주었을 것이다. 또한 파라필름에 구멍을 뚫어주었기 때문에 수집된 에탄올이 증발되는 현상도 고려해 볼 수 있다.이밖에도 온도계의 설치 위치가 오차의 원인이 될 수 있다. 에탄올과 증류수 혼합 용액이 끓는 온도를 윗부분에서 측정하기 때문에, 실제 끓는 용액의 온도는 훨씬 더 높을 것이다. 따라서 본 실험 시 80℃로 유지시켜준 혼합액의 온도는 실제로 80℃ 이상에서 끓고 있기 때문에 에탄올뿐만 아니라 증류수도 같이 증류되어 응축됐을 가능성이 높다.Figure 7. 응축액 수집 과정에서의 에탄올 유출Figure 6. 연결 부위에서 응축된 에탄올 유출② 이론값 계산 시 부정확한 눈금 읽기Figure 5.와 같이 액체의 에탄올 조성을 알고 있을 경우x-I 그래프의 눈금을 읽어I값을 구하게 되는데 이 때 근사적인 값을 도출해 낼 수밖에 없다.③ 에탄올 밀도의 온도 의존성본 실험에 사용한 에탄올 밀도 표는 Figure 8.과 같다. 온도 변화에 따라 에탄올 밀도가 달라지기 때문에, 정확한 온도를 측정한 후 값을 취해주어야 한다.

공학/기술| 2021.01.19| 11페이지| 2,000원| 조회(414)

단증류, 에탄올, Rayleigh, 단증류실험, 유출액, 잔류액, 손실량, 단위조작이..

미리보기

닫기
[단위조작이론및실험 A+] 재결정 및 분별결정

결과리포트실험제목 :재결정 및 분별결정 실험조 :학 번 :이 름 :1. Abstract이번 실험에서는 물질에 따른 용해도 차이를 이해하고 이를 이용하여 고체에 함유되어 있는 불순물을 제거하고 수득률을 구하는 실험이다. 특히 이번 실험에서는 고체 용해도의 온도 의존성을 이용하였으며, 용해도에 온도 의존성을 보이지 않는NaCl과 온도 의존성을 보이는H _{3} BO _{3}를 섞어 분별결정과 재결정 실험을 통해 혼합액으로부터 순수한 물질을 얻어내었다. 결과 및 토의에선 본 실험에서 수득률이 1이 넘어가는 원인 분석 및 실험 개선 방안과 더불어 실제 공정에서 용해도 차이를 이용한 결정화를 사용하는 사례를 기술하였다.2. Experiment(1) 실험 시약 Figure 1. 본 실험에 사용한 시약?NaCl(염화나트륨) 20g무채색 혹은 백색 결정이며, 물에 대한 용해도에 있어 온도의존성을 잘 띠지 않는다.?H _{3} BO _{3}(붕산) 20g상온에서 무색무취이며 반짝이는 하얀 결정을 이룬다. 물에 대한 용해도에 있어 온도의존성을 띤다.? 칠러(Chiller) : 화합물의 냉각 속도를 조절하기 위해 사용한다. 용액을 냉각 하는 곳은 원통형으로 되어있으며 원통 바깥부분은 냉매(에탄올)로 이루어져 있다.(2) 실험 기구Figure 2. 칠러(Chiller)? 감압 여과 장치 : 뷰흐너 깔대기와 감압 플라스크, 감압기를 연결한 장치이다. 감압기를 작동시켜 플라스크 내 압력을 줄이면 용액이 빨려 들어가듯 안쪽으로 떨어지며 여과된다.Figure 3. 감압 여과 장치(3) 실험 방법① 분별결정 실험1) 80℃ 물 100g이 들어 있는 비커에 염화나트륨(NaCl) 20g과 붕산(H _{3} BO _{3}) 20g을 넣어 모두 녹인다.2) 녹인 용액에서 붕산의 수득률을 높이기 위하여 칠러를 이용하여 냉각 시킨다. (※ 80℃ 액을 바로 칠러에 넣으면 비커가 깨질 수 있으므로 충분히 식힌 다음 냉각을 진행시킨다.) 본 실험에서는 20℃까지 냉각을 진행하였다.3) 생성된 침전을 뷰흐너 깔때기를 이용한 감압 여과 장치를 이용하여 거른다. 이 침전물이 붕산 (H _{3} BO _{3})이다.4) 걸러진 붕산(H _{3} BO _{3})을 건조기에 넣어 수분을 증발시킨다. (100℃에서 건조)Figure 5. 생성된 침전물을 감압 여과 장치를 이용하여 거른다.Figure 4. 80℃ 물 100g에 용질 각각 20g씩을 충분히 녹여준다.5) 3)에서 걸러진 용액을 100ml 비커에 옮기고 서서히 가열하여 부피를 약 1/4 정도로 줄이면NaCl의 흰 결정이 석출된다. (※NaCl 용해도는 온도 의존성이 거의 없기 때문에 용매의 양을 줄여 석출해야 한다.)6) 5)에서 가열한 용액을 따뜻할 때(40℃이상) 뷰흐너 깔대기에 거르면NaCl이 얻어진다. (※ 40℃ 밑으로 냉각하면H _{3} BO _{3}이 공침할 수 있으니 주의한다.)Figure 7. 건조기를 이용하여 걸러진 침전물의 수분을 제거한다.Figure 6. 걸러진 용액을 가열한다.② 재결정 실험7) 4)에서 건조시킨H _{3} BO _{3}을 80℃에서 용해하는데 필요한 최소한의 증류수를 Table 1.의 용해도를 이용하여 계산한 후 비커에 넣는다. (Result에서 계산 과정 참조.)8)H _{3} BO _{3}를 비커에 넣고 완전히 녹을 때 까지 가열한 후 서서히 냉각시킨다.9) 얻어진 침전을 뷰흐너 깔대기를 이용하여 거른 후, 건조하여 질량을 잰 후 수득률을 계산한다.10) 얻어진 결정들은 건조 후 불꽃 반응을 이용하여 순도를 결정한다.※H _{3} BO _{3} : 불꽃 반응 시 청록색을 띤다.※NaCl : 불꽃 반응 시 노란색을 띤다.3. Result & Discussion(1) 재결정 실험 시 증류수 양 계산7)에서 재결정 실험 시 필요한 증류수 양은 다음과 같이 계산한다.Figure 8. 분별 결정 실험을 통해 얻은 붕산분별 결정 실험을 통해서 얻어진 붕산의 무게는 16.11g이다.붕산의 용해도 표를 보면 물 100g에 23.75g의 붕산이 녹을 수 있으므로, 16.11g에 필요한 증류수의 부피는 비례식을 이용하여 계산할 수 있다.23.75g : 100gH _{2} O = 16.11g : ygH _{2} Oy`g`H _{2} O= {100x} over {23.75}y = 67.83g의 증류수 필요(2) 분별결정 실험을 통해 얻은NaCl의 수득률① 이론적 수득량NaCl은 온도에 따른 용해도 차이를 보이지 않기 때문에 용매의 양을 줄여 용질을 석출하는 방법으로 실험을 진행하였다. 걸러진 용액의 부피는 약 120ml 이었으며 약 1/5 부피인 20ml가 될 때까지 가열하였다.NaCl의 물에 대한 용해도 표에서 물 100g에 녹는 용질의 평균 용해도를 계산하면 37.3g/H _{2} O`100g 이다. 따라서 물 20g(=ml)에 녹을 수 있는 용질의 양은 비례식을 통해 계산하면 7.46g이고 나머지는 석출될 것이다. 초기에NaCl을 20g 넣어주었으므로 이론 수득량은 20-7.46=12.54g 이다.본 실험에서 얻은NaCl은 13.05g이다.수득률= {13.05} over {12.54} CONG 1.04② 실험 수득량 및 수득률Figure 9. 분별 결정을 이용하여 얻은(3) 분별 결정과 재결정 실험을 통해 얻은H _{3} BO _{3}의 수득률1) 분별 결정본 실험에선 80℃에서 20℃로 용액을 냉각시켜 주었으므로, 붕산의 용해도표를 이용하여 이론적인 석출량을 계산하면20-5.04=14.96g의 붕산이 석출되어야 한다. 실제 석출량은 결과 값 (1)에서 볼 수 있듯 4)번 실험에서 건조 후 측정한 붕산의 질량인 16.11g이므로 분별 결정을 이용하여 얻은 수득률은 다음과 같다.수득률= {16.11} over {14.96} CONG 1.072) 재결정7)번 실험에선 분별 결정을 이용하여 얻은 16.11g의H _{3} BO _{3}을 67.83g의 80℃ 물에 넣어주었고 천천히 냉각시켜 재결정 실험을 진행하였다. 약 35℃까지 냉각시켜주었으며 붕산의 용해도 표를 통해{}^{ATT }35℃에서의 붕산 용해도를 구하면 7.8g/H _{2} O`100g이다. 즉 이론적 수득량은16.11-7.27=8.84g이다. 본 실험에서 재결정 실험을 통해 얻어진 붕산의 수득양은 16.07g 이었다. 따라서 재결정을 이용하여 얻은 수득률은 다음과 같다.수득률= {16.07} over {8.84} CONG 1.817※ 본 실험에 사용하는 용해도표Table 1. 실험에 사용된 화합물의 온도에 따른 용해도 변화 (g/100 g of H2O)온도 (CENTIGRADE )NaCl (g)H _{3} BO _{3} (g)035.72.662036.05.044036.68.726037.314.818038.423.7510039.840.25※ 붕산의 35℃ 물에서의 용해도 계산 방법Table 1.에 나와 있지 않는 35℃ 에서의 용해도는 추세선을 이용하여 구하였다.Figure 10. 붕산의 용해도(Table 1. 값)를 도시하여 추세선을 나타내었다. x축은 온도, y축은 물 100g에 대한 용질의 용해도.(4) 결정의 순도 측정본 실험을 통해 혼합 용액에서 걸러낸H _{3} BO _{3}와NaCl의 순도를 측정하기 위해 불꽃 반응을 이용하였다. 사실NaCl의 경우에는H _{3} BO _{3}가 불꽃 반응 시 청록색을 띠기 때문에 불순물이 들어있는 것을 육안으로 판별하기 쉽지만,H _{3} BO _{3} 순도 측정의 경우NaCl의 불꽃 반응 색이 불꽃색과 같은 노란색을 띠기 때문에 불순물이 포함되어 있다는 것을 육안으로 구별하기 쉽지 않다. 따라서H _{3} BO _{3}의 경우에는AgNO _{3} 용액을 이용한 침전 반응을 이용하여 순도를 측정하는 것이 더 정확하다.AgNO _{3} +NaCl -> NaNO _{3} +AgCl downarrowFigure 11. 의 불꽃 반응Figure 12. 의 불꽃 반응불꽃 반응 결과NaCl의 경우 청록색이 관찰되지 않았기 때문에H _{3} BO _{3} 결정이 포함되어 있지 않은 순수한NaCl결정임을 확인할 수 있었다.H _{3} BO _{3}의 경우 원래 불꽃 반응색인 청록색이 관찰되었으며, 만약 추가적인 실험을 통해 붕산을AgNO _{3} 용액에 넣었을 때 흰색 앙금 반응이 관찰되었다면NaCl이 섞인 순도가 낮은H _{3} BO _{3} 결정이었을 것이고, 흰색 앙금 반응이 없었다면 순도 높은H _{3} BO _{3}결정임을 유추해 볼 수 있다.(5) 수득률이 1을 넘은 이유실험값을 살펴보면 재결정을 이용하여 얻어낸H _{3} BO _{3}의 수득률과, 분별 결정을 통해 얻어낸NaCl의 수득률이 둘 다 1이 넘은 것을 확인할 수 있다. 실험 과정에서 실험 기구에 붙어있는 결정들을 완벽하게 수득하지 못하였으며(Fig 13.),NaCl 가열 과정에서 발생한NaCl 결정의 튐 현상(Fig 14.) 때문에 손실량이 많아, 수득률이 1을 넘지 못할 것이라고 예상했었지만 그 반대였다.오차의 원인으로는 결정의 수분 함유이다. 침전된 물질을 걸러낸 후, 100℃ 건조기에 넣고 약 10min정도 건조를 시켜주었지만 완벽하게 수분을 증발시키기에는 충분하지 않은 시간이었다. Fig 8.에서 보이듯 얻어낸 결정 모양이 모래성처럼 나타나기 때문에, 내부의 수분을 증발시키기 위해선 더 오랜 시간 건조를 시켜주어야 한다. 또한 오차 값이 가장 큰 재결정 실험에서 얻어낸H _{3} BO _{3}의 경우에는 육안으로도 수분기가 있는 것이 관찰되었고, 불꽃 반응 실험 시 바로 청록색이 나타나지 않고 일정시간 뒤에 청록색이 관찰되는 것으로 볼 때, 결정 겉면의 수분이 증발된 후H _{3} BO _{3}의 불꽃 반응이 일어났다고 유추해볼 수 있다.그 밖에도H _{3} BO _{3} 용해도의 경우 온도에 큰 의존성을 보이기 때문에, 정확한 실험 온도 control을 해주지 못함에 있어 오차가 발생할 수 있다.Figure 13. 실험기구에 묻어난 결정Figure 14. 결정의 튐 현상(6) 실험 개선 방안① Figure 13.과 같이 실험 기구에 결정이 남아있는 것을 방지하기 위해 목이 좁은 플라스크 대신 목이 큰 비커를 이용하여야 한다.

공학/기술| 2021.01.19| 9페이지| 2,000원| 조회(180)

재결정, 용해도, 여과, 염화나트륨, 붕산, 수득률, 분별결정, 단위조작이론및실험

미리보기

닫기
[단위조작이론및실험 A+] 열전달

결과리포트실험제목 :열전달 실험조 :학 번 :이 름 :1. Abstract이번 실험에서는 재질이 다른 금속 시편(황동, 알루미늄, 철, 구리)을 온도가 일정한 Heat plate에 올려놓은 뒤 정상상태가 되었을 때 금속 시편의 길이에 따른 온도 변화를 측정함으로써, Fin에서의 열손실량과 Fin 효율, Fin 유효도를 계산하였다. 추가적인 실험으로 선풍기의 단수를 조절하며 강제대류를 발생시켜주었고, 자연대류와 비교했을 때 열손실량의 변화를 계산하였다. 계산 값들을 바탕으로 Fin의 열전달 유용성에 대해 분석하였으며, 실험에서 발생한 오차 원인과 정확한 실험을 위해 개선해야할 사항들에 대해 정리하였다.2. Experiment1) 본 실험에 사용할 재질이 다른 금속 시편 4가지를 준비한다. (길이 15cm, 직경 1cm)2) Heat plate를 일정한 온도까지 예열한다.3) Thermal grease를 금속 봉 밑 부분에 발라주어{}^{ATT }접촉 저항을 줄여준다.4) 금속 봉을 Heat plate에 올린 후 정상 상태가 되었을 때 Thermo gun을 이용하여 금속 봉 길이에 따른 온도 변화를 측정한다.Figure 1. 실험에 사용한 금속 시편왼쪽부터 황동, 알루미늄, 구리, 철Figure 2. 접촉 저항을 줄여주기 위해 사용한 Thermal grease.5) Heat plate 옆에 작은 선풍기를 설치한 후, 단수를 조절하며 위의 실험을 반복한다. (강제 대류에서의 열손실량 측정, 본 실험에서는 단수를 0~2단 조절하였다.)6) 시편을 바꾸어 위의 실험을 반복한다.Figure 4. 작은 선풍기의 단수를 조절하며 같은 실험 방법으로 금속 시편의 온도 변화를 측정한다.Figure 3. Heat plate에 금속 시편을 올린 후 정상상태가 되었을 때 3cm간격으로 온도를 측정한다.7) 금속 시편의 길이에 따른 온도변화를 그래프로 도시한다. 또한 풍속을 측정하여 공기 유체의 레이놀즈수(Re)를 구하고, Prandtl(Pr)값을 이용하여 Nusselt(Nuu)를 구ENTIGRADE 34CENTIGRADE 36CENTIGRADE1단120CENTIGRADE 66CENTIGRADE 30CENTIGRADE 28CENTIGRADE 25CENTIGRADE 24CENTIGRADE2단90CENTIGRADE 60CENTIGRADE 27CENTIGRADE 25CENTIGRADE 24CENTIGRADE 23CENTIGRADE③ 알루미늄Table 3. 알루미늄 시편의 길이에 따른 온도 변화 측정 값단수 길이plate(0cm)3cm6cm9cm12cm15cm0단(자연대류)170CENTIGRADE 80CENTIGRADE 33CENTIGRADE 30CENTIGRADE 28CENTIGRADE 40CENTIGRADE1단120CENTIGRADE 40CENTIGRADE 27CENTIGRADE 27CENTIGRADE 24CENTIGRADE 31CENTIGRADE2단90CENTIGRADE 34CENTIGRADE 24CENTIGRADE 23.5CENTIGRADE 23CENTIGRADE 27CENTIGRADE④ 철Table 4. 철 시편의 길이에 따른 온도 변화 측정 값단수 길이plate(0cm)3cm6cm9cm12cm15cm0단(자연대류)160CENTIGRADE 145CENTIGRADE 28CENTIGRADE 25CENTIGRADE 23CENTIGRADE 22CENTIGRADE1단120CENTIGRADE 62CENTIGRADE 30CENTIGRADE 26CENTIGRADE 25CENTIGRADE 24CENTIGRADE2단100CENTIGRADE 60CENTIGRADE 27CENTIGRADE 25CENTIGRADE 24CENTIGRADE 23CENTIGRADE길이에 따른 온도분포의 경향을 확인하기 위해 각각의 측정값에 대한x-T 그래프를 도시하였다.Figure 6. 황동 시편의 길이에 따른 온도분포Figure 7. 구리 시편의 길이에 따른 온도분포Figure 8. 알루미늄 시편의 길이에 따른 온도분포Figure 9. 철 시편의 길이에 따른 온도 분포그래프의 모양`````````````````````````````````````````````````````````````````````Re= {V TIMES L} over {upsilon }#[v:동점도계수[m ^{2} /s],`V:유체의`속도[m/s],`L:시편의`직경[m]]로 정의할 수 있으므로 위 식을 이용하여 레이놀즈수(Re)를 구하면 다음과 같다.Table 7. 단수에 따른 레이놀즈수단수레이놀즈수(Re)0단(자연대류)01단670.182단1340.37③ Nusselt(Nuu)수 계산본 실험에 사용한 금속 시편은 직경이 0.01m인 원통 형태로 모델링할 수 있다. 원통을 지나는 흐름에 대한 평균 Nusselt 수를 구하는 공식은 Churchill과 Bernstein에 의해 제안된 식을 이용한다.NU u _{cyl} = {hD} over {k} =0.3+ {0.62Re ^{1/2} Pr ^{1/3}} over {[1+(0.4/Pr) ^{2/3} ] ^{1/4}} [1+( {Re} over {282,000} ) ^{5/8} ] ^{4/5}이 관계식은Re TIMES Pr>0.2인 경우에 데이터 값을 사용할 수 있으며, 본 실험에서는 1단과 2단의 경우Re TIMES Pr=670.18 TIMES 0.7309=489.83,1340.37 TIMES 0.7309=979.68로 충분히 조건을 만족하므로 위 관계식을 사용하여 Nusselt 수를 구할 수 있다. 반면 0단의 경우에는 실험 노트에 제시되어 있는 수직원통에서의 자연대류 열전달 계수 값h=7.5514``(W/m ^{2} BULLET K)을 활용하여 Nusselt수를 계산한다.※ 0단(자연대류)에서의 Nusselt 수 계산NU u= {hD} over {k}의 관계식을 이용하면,NU u= {7.5514W/m ^{2} BULLET K TIMES 0.01m} over {0.02514W/m BULLET K} SIMEQ 3.003을 구할 수 있다.Table 8. 단수에 따른 Nusselt 수단수Nusselt 수(Nuu)0단(자연대류} -m ^{2} theta =0``````(m ^{2} = {hp} over {kA _{c}} )theta =T-T _{INF }지배방정식에서m= sqrt {{hp} over {kA _{c}}}이며 이때A _{c}는 base와 맞닿은 수직 단면이고,p는 핀의 둘레이다. 본 실험에서 사용하는 시편은 원통형이므로m= sqrt {{hp} over {kA _{c}}} = sqrt {{h pi D} over {k {pi D ^{2}} over {4}}} = sqrt {{4h} over {kD}}이다. 금속 시편의 열전도도(k) 값은 Cengel의 기본 열전달 4th, p408, 부록 Table A-3를 참조하였다.Table 10. 금속 시편의 열전도도 at 300K금속 시편열전도도[W/m BULLET K]황동(70% Cu, 30% Zn)110구리401알루미늄237철80.2Table 9, 10의 값을 취하여 각각의 금속 시편에 대한 단수 별 m값을 구하면 다음과 같다.Table 11. 금속 시편에 대한 단수 별 m값단수 시편황동구리알루미늄철0단(자연대류)5.24m ^{-1}2.75m ^{-1}3.57m ^{-1}6.14m ^{-1}1단11.01m ^{-1}5.76m ^{-1}7.50m ^{-1}12.89m ^{-1}2단13.11m ^{-1}6.87m ^{-1}8.93m ^{-1}15.35m ^{-1}본 실험에서의 경계조건은 다음과 같다.① 휜 바닥에서의 경계 조건(x=0) :theta (0)= theta _{b} =T _{b} -T _{INF }② 휜 끝에서의 경계 조건(x=L) : 휜의 길이는 유한하고, 그 끝에서 대류에 의한 열손실이 생긴다.-kA _{c} {dT} over {dx} _{x=L} =hA _{c} [T(L)-T _{INF } ]경계 조건을 이용하여 구한 온도 분포 식에, 푸리에의 법칙을 대입하면 본 실험에서의 Fin 열손실량({dot{Q}} _{fin})을 구하는 공식을 얻는다.{dot{Q}} _{conv} =-kA _{c} {dT} over {dx 대류를 통한 열 손실률도 증가하여야 하지만, Table 12를 보면 감소하는 경향을 확인할 수 있다. 이는 이번 실험이 잘못되었다는 것을 나타내며, 정확한 실험 값 비교를 위해서는 열손실량 구하는 공식 중 (T _{b} -T _{INF })항에서의T _{b}, 즉 Heat Plate의 초기 온도를, 단수가 변하더라도 일정한 값으로 맞춰준 후 실험을 진행했어야 한다.한 가지 비교할 수 있는 사실은{dot{Q}} _{fin.구리} > {dot{Q}} _{fin.알루미늄} > {dot{Q}} _{fin.황동} > {dot{Q}} _{fin.철}순으로 열손실량이 증가한다는 것이며, 이는 열전도도(k)의 크기로도 유추가 가능하다. 따라서 Fin 설치 시 구리 재질을 사용할수록 더 높은 열전달효과를 기대할 수 있다.(4) Fin 효율 계산휜 효율 계산하기 위해서는 열 저항이 0 또는 열전도도가 무한대인 극한의 경우에서의 열손실량{dot{Q}} _{fin,`max}값을 구해주어야 하며{dot{Q}} _{fin,`max} =hA _{fin} (T _{b} -T _{INF } )` 식을 사용한다. 이때A _{fin} = pi DL= pi TIMES 0.01 TIMES 0.15=4.71 TIMES 10 ^{-3} m ^{2}(원통 전체 면적)이다.Table 13. 금속 시편에 대한 단수 별 단수 시편황동구리알루미늄철0단(자연대류)4.946W5.302W5.302W4.946W1단15.540W15.540W15.540W15.540W2단17.595W15.368W15.368W17.595Weta _{fin} = {{dot{Q}} _{fin}} over {{dot{Q}} _{fin,`max}}을 이용하여 휜 효율을 계산하면 다음과 같다.Table 14. 금속 시편에 대한 단수 별 단수 시편황동구리알루미늄철0단(자연대류)1.8666.0043.6791.4371단0.6301.6021.0620.5222단0.5111.2130.8280.428Table 14.의 0단(자연대류)에서의 휜 효율을 보면, 휜

공학/기술| 2021.01.19| 12페이지| 2,000원| 조회(176)

열전달, 강제대류, fin, 자연대류, Heat, 접촉 저항, 단위조작이론및실험, F..

미리보기

닫기
[생물화학공학및실험 A+] Enzyme activity assay

결과레포트실 험 제 목 :Enzyme activity assay조 :학 번 :이 름 :1. Abstract이번 실험의 목표는 효소 생성물의 농도를 UV spectrophotometer를 이용하여 측정하고 효소의 활성도를 알아보는 실험이었다. 본 실험에서는 Candida antarctica lipase B(CalB) 효소의 활성도를 측정하고자 했고 p-nitrophenyl butyrate(p-NPB)의 가수분해반응 생성물인 p-Nitrophenol의 농도 변화를 이용하였다. CalB 효소를 넣은 p-NPB용액의 시간에 따른 흡광도 변화를O.D_405nm에서 관찰하고 Lambert-Beer 법칙을 이용해 농도를 구했으며 이를 바탕으로 효소의 활성도(U)을 계산하였다. 결과적으로 일정하게 증가하는 흡광도 곡선을 관찰할 수 있었고, 40분일 때의 효소 활성도 값을 구할 수 있었다.2. Experiment1) 실험 시약Figure 1. CalB 효소? CalB는 많은 화학반응을 촉매하는 유용한 효소로서 esterification, transesterfication, hydrolysis, aminolysis, stereoselective transformation 그리고 폴리에스터 합성 등다양한 반응을 한다. CalB는 다른 효소와 다르게 유기용매에서 안정하며, 특히 2차 알코올에 대한 높은 enantioselectivity를 가지는 점 때문에 생명공학기술 분야에서 매우 중요한 Lipase중 하나로 사용된다.(1) candida antarctica lipase B(CalB)(2) 50mM p-nitrophenyl butyrate(p-NPB)Figure 2. p-NPB 구조식? Nitro()로 치환된 페놀성 에스테르 화합물로서 lipase에 의해 가수분해 되어 노란색의 p-Nitrophenol을 생성한다.※ candida antarctica lipase B(CalB) HydrolysisFigure 3. p-NPB는 CalB 효소에 의해 가수분해 되어 노란색의 p-Nitrophenol을 생성한다.본 실험에서 p-NPB는 CalB 효소의 기질로써 사용된다. CalB 효소는 lipase의 일종으로 p-NPB의 지방족 탄화수소 부분인 ester기의 수화반응을 유도하여 p-Nitrophenol과 Butyric acid로 분해한다. 이때 생성물인 p-Nitrophenol은 노란색을 띠기 때문에 이 물질의 특정 파장에서의 몰흡광계수를 안다면 흡광도를 통해 효소의 절대적인 분해 속도를 계산할 수 있다.(3) 50mM Tris-HCl buffer(PH 7.5)? 완충액의 요소로 사용되며 오래 두어도 안정하고 순도가 높아서 생화학과 분자생물학 분야에 널리 사용된다. 특히 본 실험에선 Lipase 일종인 CalB의 특성상 pH 7~9 부근에서 최적의 활동도를 보이므로 Tris buffer에 HCl를 섞어 pH 7.5를 만들어 준다.2) 실험 기구(1) 250ml duran bottle(2) Micropipette 5ml, 1ml, 10mu l(3) Cuvette ? Length : 1cm(4) Aluminium foil(5) UV spectrophotometerFigure 4. UV 분광 광도계? 빛의 흡광도를 측정하는 기구로써 Lambert-Beer 법칙을 이용할 수 있는 O.D를 측정할 수 있다. 본 실험에서는 405nm 에서의 흡광도를 측정한다.(6) Shaking incubatorFigure 5. 진탕 배양기? 일정한 온도에서 CalB 효소의 가수분해반응을 진행하기 위하여 40℃의 환경에서 진탕 배양기에 효소가 포함된 bottle을 넣고 교반한다.3) 실험 방법(1) 호일을 감싼 Duran bottle에 54.45ml의 50mM Tris-HCl buffer를 넣는다.(2) 0.55ml의 50mM p-NPB를 bottle에 넣어 55ml의 0.5mM pNPB 용액을 만든다.(3) (2)에서 만든 bottle에 500배 희석한 효소(CalB)를 20mu l 넣어준다.(4) 반응 전 1ml를 sampling 하여 반응의 초기 값(0min)을 UV spectrophotometer를 이용하여 405nm 파장대의 흡광도를 측정한다.(5) bottle을 shaking incubator에서 40℃로 반응시킨다.(6) 10분 간격으로 4번 흡광도를 측정하여 측정한 data를 바탕으로ABS _{405nm} /min의 그래프를 그린다.(7) 아래의 식을 이용하여 40분일 때 효소의 activity(U)를 계산한다.1U= {1 mu mol} over {1min} = {TRIANGLE C(mM)} over {TRIANGLE t(min)} TIMES V(ml)#A= varepsilon bC#varepsilon =18500M ^{-1} cm ^{-1}3. Result실험 결과 시간에 따라 측정된 흡광도 값은 Table 1.과 같고, 두 변수사이의 관계를 Figure 6.에 도식화 하였다.Table 1. 시간에 따른 흡광도 변화 (0min은 영점 값)시간(min)흡광도(ABS _{400nm})00.069100.128200.187300.313400.435Figure 6. 시간에 따른 흡광도 변화p-NPB의 흡광도로부터 Lambert-Beer 법칙을 이용하여 농도 값을 계산하기 전, 흡광도 값은 (실험 값 ? 영점 값)을 이용한다.(공식에서TRIANGLE C값을 요구하므로) 이를 고려하여 구한 p-NPB 농도 값은 Table 2.와 같다.Table 2. 시간에 따른 흡광도 변화 및 p-NPB 용액 농도 (농도=)시간(min)흡광도(ABS _{400nm})농도(mM)100.0590.003189200.1180.006378300.2440.013189400.3660.019784마지막으로 효소의 활성도를 구하는 공식을 이용하여 40분이 지났을 때 효소 활성도 값을 구한다.※ 시간 별 흡광도 측정 시 cuvette에 1ml씩 채취하므로 40분 일 때 bottle 내 효소 활성도를 구하기 위해선 V=51ml 값을 사용하여야 한다.{TRIANGLE C(mM)} over {TRIANGLE t(min)} TIMES V(ml)= {0.019784mM} over {40min} TIMES 51ml=0.0253 mu m/min이는 500배 희석한 CalB 효소의 활성도이므로 보다 더 정확한 값을 구하기 위해서 위에서 구한 값에 500배를 곱하면 약 12.65mu m/min, 즉 12.65U의 효소 활성을 갖는다.4. Discussion1) 시간에 따른 p-NPB 용액의 색 변화Figure 7. 40min에서 p-NPB 용액의 색 변화0min에서는 투명했던 p-NPB 용액은 CalB 효소에 의해 가수분해 되어 p-Nitrophenol을 형성하였고, 그림과 같이 노란색을 띠는 용액으로 변화하였다. 이를 통해 CalB 효소의 활성이 정상적으로 이루어지고 있음을 확인할 수 있으며 더 나아가 효소 분석법 중 분광 광도법을 이용하여 효소의 활성을 정량화 할 수 있었다.2) 효소 활성도(U)의 의미효소 활성이란 효소에 의하여 이루어지는 촉매작용으로, 효소 1분자에 대하여 1분간 변화한 기질의 분자 수로 표현한다. SI 단위로는 Katal(1mol/s)이지만, 단위가 너무 커 일반적으로는 U(1 mu mol/min)을 사용한다. 따라서 본 실험에서의 12.65U는 효소 1분자에 대하여 1분간 약 12.65mu mol의 기질(p-NPB)이 변화함을 의미한다.3) 시간이 충분히 지난 후 흡광도 그래프 개형 예측만약 40분을 넘어서도 계속해서 10분마다 흡광도를 측정한다면 그래프의 개형은 Figure 8.과 같이 일정한 값에서 수렴하는 형태를 보일 것이다. 이는 넣어준 CalB 효소의 양이 20mu l로 제한되어 있거나 혹은 사용할 수 있는 p-NPB 기질의 양이 정해져 있기 때문이다.Figure 8. 시간이 계속해서 흐른 후 그래프 개형(? : 실험 값, ? : 예측 값)4) 효소의 비활성도(specific Activity)추가적으로 본 실험에 사용한 효소의 밀도 값이 주어진다면 넣어준 부피 20mu l를 곱해 효소의 질량을 계산할 수 있으므로U/mg_enzyme의 단위를 갖는 효소의 비활성도까지 계산할 수 있다. 이 비활성도는 효소 1mg 당 효소에 의해 생성된 생성물의 양을 표현하며 혼합물에서 효소의 순도를 측정하는데 주로 사용된다.

공학/기술| 2021.01.19| 6페이지| 2,000원| 조회(269)

플라스미드, 생화학, 유전자, Plasmid DNA, 활성도, Lambert-Be..

미리보기

닫기