화학반응공학설계3

소개글

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목차

1.서론

2.본론
1) Design a reactor to process 100 m3/day of 2 mol/L of fumaric acid.
2) How much of product can be produced?
3) Determine which reactor (batch, packed bed reactor, fluidized CSTR etc.) would be the best choice to successfully carry out this task.
4) Describe what sort of safety issue(s) should be seriously taken into account and clearly explain the reason.
5) Determine what ethic(s) should be considered on designing this plant

3. 결론

4. 참고문헌
 

본문내용

1. 서론
주어진 문제를 화학 반응 공학 수업 내용을 토대로 설계한 후 해결하는 것을 목표로 하였다. Batch reactor, CSTR(Continuous Stirred Tank Reactor), PFR(Plug Flow Reactor), PBR(Packed Bed Reactor) 네 가지 반응기 중 어느 반응기를 사용하는 것이 가장 효과적인지를 비교하고, 선택한 반응기의 부피를 가늠하고, 그에 따른 생산물의 양을 구하였다. 또한, 반응기를 사용할 때 어떤 안전성과 도덕성을 고려해야 하는지 알아보았다.

2. 본론
Design Problem

The production of L-malic acid (used in medicines and food additives) was produced over immobilized cells of Bacillus flavum MA-3. Consider the reaction in the presence of fumarase served as a catalyst below:

HOOCCH=CHCOOH + H2O → HOOCH2CH(OH)COOH

The following rate law was obtained for the rate of formation of product:

<중 략>

1) Design a reactor to process 100 m3/day of 2 mol/L of fumaric acid.
1) 2mol/L의 퓨마르산 100 m3/day를 공정하기 위한 반응기를 설계하라.

HOOCCH=CHCOOH + H2O → HOOCH2CH(OH)COOH
S + I → P

본 반응은 액상이기 때문에 PFR이나 PFR보다 CSTR을 사용하는 것이 효과적이다. CSTR의 부피를 구하는 식은
V=(F_S0 X)/r_P
이며, F_S0는 문제에서 주어진 값으로 F_S0=v_0∙C_S0 식을 이용하여 구할 수 있다.
F_S0=v_0∙C_S0=(100m^3)/day×2mol/L=2.3148mol/s
전화율X가 0.99 이므로 C_s=C_S0 (1-X) 식을 이용하여
C_s=C_S0 (1-X)=2mol/L∙(1-0.99)=0.02mol/L
임을 알 수 있다. r_P는 주어진 식으로 구할 수 있으며 아래 식을 사용하려면 C_C, C_P 값을 가정해야한다.

참고 자료

안전보건공단 화학물질 정보검색 ‘malic acid’ MSDS홈페이지, https://msds.kosha.or.kr>msdssearchMsds (2016-5-25 방문)