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국문요약

목차

제 1 장 서론 13

제 2 장 이론적 고찰 15

2.1. Lactic acid 15

2.2. 에스테르화 반응 18

2.3. 기타 분리, 정제 방법 21

1) 결정화(Precipitation) 21

2) 액-액 추출(Liquid-liquid extraction) 21

3) 흡착(Adsorption) 21

4) 전기투석(Electro-dialysis, ED) 22

5) 에스테르화 반응을 이용한 증류법(Esterification-Distillation) 22

제 3장 실험 내용 23

3.1. 실험 재료 23

3.2 실험 방법 25

3.2.1. 고액 분리 실험 25

3.2.2. 증발 농축 실험 25

3.2.3. 반응 증류 실험 25

3.2.3.1. 회분식 증류 반응장치 27

3.2.3.2. 순환식 증류 반응장치 27

3.3. 분석 방법 28

제 4장 결과 및 고찰 29

4.1. 고액 분리 실험 29

4.2. 증발 농축 실험 29

4.3. 에스테르화 반응 실험 30

4.3.1. 회분식 증류 반응 실험(lactic acid 형태) 31

4.3.1.1. 반응온도에 따른 효과 31

4.3.1.2. Alcohol 종류에 따른 효과 33

4.3.1.3. butanol/lactic acid 몰비에 따른 효과 34

4.3.1.4. 촉매의 종류 및 양에 따른 효과 37

4.3.1.5. 고체산 촉매의 재활용 효과 38

4.3.1.6. 물 함유량에 따른 효과 41

4.3.2. 순환식 증류 반응 실험(ammonium lactate 형태) 42

4.3.2.1. 반응 온도에 따른 효과 42

4.3.2.2 Lactic acid의 형태에 따른 효과 43

4.3.2.3. butanol/ammonium lactate의 몰비에 따른 효과 45

4.3.2.4. 촉매의 종류 및 투입시간의 효과 46

4.3.2.4.1. 고체산 촉매의 사용에 따른 영향 46

4.3.2.4.2. 황산촉매의 사용에 따른 영향 49

4.3.2.4.3. 촉매의 종류에 따른 영향 50

4.3.2.5. 증발 농축도에 따른 효과 56

4.3.3. Fermentation broth의 lactate salt 반응 실험 57

4.3.3.1. Calcium Lactate 57

4.3.3.2. Sodium Lactate 58

4.3.3.3. A mmonium Lactate 58

제 5 장 결론 61

5.1. 고액 분리, 증발 농축 62

5.2. 에스테르화 반응실험 62

5.2.1. 회분식 증류 반응실험 62

5.2.2. 순환식 증류 반응실험 63

제 6 장 참고문헌 65

Abstract 67

Appendix 69

감사의 글 74

List of figures

Fig. 1-1. Manufacturing process of lactic acid 14

Fig. 2-1. T he structure of lactic acid 16

Fig. 3-1. Schematic diagram of 3-neck flask for esterification of lactic acid 26

Fig. 4-1. by Degree vacuum of concentration evaporation of lactate salts 30

Fig. 4-2. Conversion of lactic acid with the increase of temperature. (LA :BtOH=1:38) 32

Fig. 4-3. Conversion of lactic acid with the increase of temperature. (LA :BtOH=1:4) 33

Fig. 4-4. Conversion of lactic acid over A mberlyst with different alcohols at 90℃ 35

Fig. 4-5. Conversion of lactic acid with the mole ratio of n-BtOH/LA at 100℃ 36

Fig. 4-6. Conversion of lactic acid with the mole ratio of n-BtOH/LA at 110℃ 37

Fig. 4-7. Conversion of lactic acid with different catalysts at 90℃ 39

Fig. 4-8. Conversion of lactic acid with the amounts of catalysts at 90℃ 40

Fig. 4-9. and Comparison used catalysts of lactic at 90acid ℃ conversion with fresh 41

Fig. 4-10. Conversion of lactic acid with the variation of water contents at 90℃ 42

Fig. 4-11. Conversion of lactic acid with the increase of temperature without catalyst 44

Fig. 4-12. Conversion of lactic acid and ammonium lactate over A mberlyst -15 catalyst. at 105℃ 45

Fig. 4-13. Conversion of ammonium lactate with the mole ratio of n-BtOH/A L at 105℃ 46

Fig. 4-14. catalyst Conversion with of the ammonium increase lactate of temperature. over A mberlyst 48

Fig. 4-15. Conversion of ammonium lactate with different input time of A mberlyst-15 catalyst at 115℃ 49

Fig. 4-16. Conversion of ammonium lactate using sulfuric acid as catalyst at 130℃ 51

Fig. 4-17. Product distribution in the reaction medium catalized by excess H2SO4 at 105℃ 52

Fig. 4-18. Product distribution in the reaction medium catalized by excess H2SO4 at 115℃ 53

Fig. 4-19. Product distribution in the reaction medium catalized by excess H2SO4 at 130℃ 54

Fig. 4-20. Conversion of ammonium lactate with different input time of sulfuric acid at 115℃ 55

Fig. 4-21. Conversion of ammonium lactate with different type of catalysts at 115℃ 56

Fig. 4-22. Conversion of ammonium lactate with different concentration at 115℃ 57

Fig. 4-23. Conversion of sodium lactate with different amount of catalysts at 115℃ 60

Fig. 4-24. of Conversion catalysts of at ammonium 115℃ lactate with different types 61

List of tables

Table 1. Physical properties of aqueous lactic acid as a function of concentration at 25℃ 17

Table 2. Methods of preparation of alkyl lactates by the esterification with alcohols 20

Table 3. Physical and chemical properties of reagents used in the esterification reaction 23

Table 4. Physical and chemical properties of A mberlyst-type ion exchange resins 24

Table 5. Solid Suspension of lactate salts 29

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