A new process for the synthesis of polyphenylcarbosilane (PPCS) via thermal rearrangement of polymethylphenylsilane (PMPS) in supercritical cyclohexane was proposed and investigated at reaction temperatures of 380-420℃, reaction times of 1-2 h, and a pressure of 15 MPa. The structure, molecular weight, and molecular weight distribution of the product were characterized by FT-IR, Si-NMR, and GPC. The ceramic yield was also measured by TGA analysis. High-quality PPCS with high molecular weight and ceramic yield can be synthesized via a supercritical process. Furthermore, this process, when compared to the conventional method, tends to moderate the reaction conditions such as reaction temperature and time. It is concluded that thermal rearrangement in supercritical fluid is an efficient and viable process in terms of the resulting yield, efficiency, and reaction time compared with those of the conventional PCS production process.

본 연구에서는 초임계 CO2 추출법을 이용하여 공정변수가 대두유의 수율에 미치는 영향과 초고압 처리가 초임계 추출에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. RSM 실험법을 통한 최적화 실험에서 468.18 bar, 80.23oC, 46.82 g/min의 조건에서 최대값 25.88%를 나타내었다. 초임계 추출법의 최적추출조건에서 초고압 전처리 후 추출 수율은 17.15-23.66%로 전처리 전보다 감소하는 경향을 나타내었다. 462.13MPa, 1분의 추출조건에서 정상점은 최대값으로 24.91%가 예측되었다. 초고압 전처리 후 초임계 추출에서 수율이 증가하지 않은 이유는 초고압 전처리시 입자의 뭉침현상이 일어나 평균입자크기가 증가하여 나타난 현상으로 추론하였다. 결과적으로 초고압 전처리는 초임계 추출 수율 증가에 영향을 미치지 못하는 것을 알 수 있었다. 초임계 CO2 추출법을 이용하여 대두유를 추출할 경우 추출 압력, 유량이 높을수록 추출온도가 낮을수록 더 많은 양의 대두유를 추출할 수 있다.

The study indicated that antimicrobial activity about gram positive and gram negative bacteria of ginger-oleoresin(GO) extract with the condition of ethanol and supercritical fluid extractions. As the concentration of extraction increases, the clear zone of GO ethanol extract also increased dependently. This led the antimicrobial activity of gram positive bacteria to take bigger place than gram negative bacteria especially in Listeria monocytogenes. There was a high antimicrobial activity in E-III treatment where the ratio of the ginger powder extract to ethanol extraction was 1:6. It was quite effective to treat the antimicrobial activity of GO ethanol extract under 80oC and there was not big difference in the intervals which were the extraction time - 1 to 7 hours. The antimicrobial activity of supercritical fluid extract seemed to take the biggest place in Listeria monocytogenes. From the supercritical fluid extract, it was shown the strong ability of antimicrobial activity in the condition with 100 bar 35oC, 250 bar 35oC and 250 bar 65oC. Furthermore, according to the case of solvent extract, there was not any significant difference in the antimicrobial activity with condition of extraction. However, there was significant antimicrobial activity in E-III treatment of 100 bar and 500 bar of extraction pressure, and 35oC and 65oC of extraction temperature.

본 실험에서는 초임계 추출법을 이용하여 탈지미강으로부터 얻은 주요한 표면활성 물질 분획(3 fractions: 1-HS, 6-HS 및 18-HS)의 유화성질을 평가하였다. 유화성질의 평가는 표면활성분획을 이용하여 유화액을 제조한 후 이들의 여러 가지 물리화학적 성질(지방구 크기 및 변화, 크리밍 안정도, oil-off, 분산안정성 등)을 조사하였다. 그 결과 각 추출 분획을 이용하여 제조한 유화액은 서로 다른 물리화학적 특성을 나타내었는데, 그중 가장 작은 지방구 크기 특성을 나타낸 1-HS 유화액이 크리밍안정도, oil-off 및 분산안정성 측면에서 우수한 것으로 평가되었다. 또한 1-HS 추출물의 유화 기능성을 보강하기 위한 co-surfactant 검토 결과, GMS(glyceryl monostearate)를 추가적으로 첨가할 경우 1-HS 유화액의 지방구 크기가 현저하게 작아지는 것을 확인할 수 있었고, 적절한 첨가 농도는 0.05% 이상으로 확인되었다. 결론적으로 본 연구를 통하여 미강 추출물의 우수한 표면활성능을 확인할 수 있었으며, 이 천연의 표면활성물질은 초임계추출법을 이용하면 성공적으로 분리할 수 있는데, 향후 식품유화산업에서 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구와 관련하여 다음의 실험 목표는 이 물질의 구성 성분분석 및 상업화 연구이다.

유기용매와 초임계유체를 사용하여 대두분말에서 지방성분을 추출하는 공정에서 분말화공정(분쇄)의 시간의 변화에 따른 입자도와 초고압처리에 의한 추출속도를 측정하였다. 대두분말의 입자가 작을수록 추출속도가 향상되었으면 이는 입자의 크기가 작아짐에 따라 전체적인 표면적이 증가하여 고-액추출에서 중요한 반응기작인 물질전달속도를 증가시켰기 때문이라 판단된다. 초고압공정을 적용 시 동일한 입자크기에서 추출속도가 현저히 향상되었으며 이는 대두분말 내부에서 발생하는 확산현상에 대한 저항이 초고압상태에서의 변화로 감소되었기 때문이라 사료된다. 초임계유출에 의한 추출은 수율이 낮은 단점이 있으나 입자의 크기가 큰 상태에서는 초고압처리를 전처리로 사용할 경우 시간당 추출량을 상당부분 증가시킬 수 있음을 보여주었으나, 입자크기가 작을 경우 초고압처리가 영향을 미치지 못함을 보여주었다.

초임계 CO2유체를 이용하여 미강 중 표면활성물질을 추출하고 추출물의 표면활성능을 최적화하는 추출 조건을 반응표면분석법을 통해 조사하고자 하였다. 추출수율은 독립변수인 압력, 온도, 보조용매량이 많을수록 높았으며, 보조용매량이 추출수율에 가장 큰 영향을 주었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건은 추출압력 330 bar, 추출온도 65oC, 보조용매량 250 g이었다. 표면활성능 지표인 계면장력은 추출압력과 추출온도가 증가할수록 그리고 보조용매량이 높을수록 낮았으며, 추출수율과 마찬가지로 보조용매량이 계면장력에 가장 큰 영향을 주었지만 추출압력과 추출온도 등의 변수에 의한 영향은 비교적 적었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건(낮은 계면장력)은 추출압력 350 bar, 추출온도 65oC, 보조용매량 50 g이었다. 또한 D-optimal design을 통해 얻은 실험 결과를 바탕으로 회귀분석을 하였을 때 예측모델식은 실제 측정값과 비교해 높은 유의성을 나타내는 것으로 판단되었다. 보조용매량이 많을수록 극성 물질이 더 많이 추출되어 낮은 계면장력 값을 예상하였지만 실제 측정 결과 보조용매량이 가장 낮은 조건인 50 g에서 계면장력은 가장 낮게 측정되었다. 이의 규명을 위하여 TLC 및 HPLC 분석을 통한 추출물에 대한 성분 조사, 추출물을 이용한 유화액 제조, 유화액 특성 평가 등 추가 실험이 필요한 것으로 사료되었다.

In order to optimize the supercritical fluid extraction (SFE) conditions of ginger oleoresin (GO), we conducted an evaluation of quality properties such as yield (%), color, volatile flavor compounds and gingerol components. The extraction yield gained by SFE increased as extraction pressure and temperature increased. The highest yield was 8.96 ± 0.68% at 500 bar 65℃ extraction condition. The total color difference (ΔE) values decreased at high pressure. In case of the 100 bar pressure conditions, ΔE-values increased as the temperature went up. The analysis of the 6-gingerol, 8-gingerol, 10-gingerol, 6-shogaol and curcumin contents decreased at high temperature conditions of identical pressure and increased at high pressure conditions. The volatile flavor compounds were detected in zingiberene,β-sesquiphellandre, β-phellandre, αγ-curcumene, 2,3-butandiol, β-bisabolene and so on. Also volatile component contents showed difference in each of extraction conditions.

Soybean lecithin liposomes composed phosphatidyl choline, phosphatidyl ethanolamine, phosphatidyl inositol and phosphatidic acid were prepared by using the previously developed supercritical reverse phase evaporation method. The effect of phospholipid composition on the formation of liposomes and physicochemical properties were examined by means of trapping efficiency measurements, transmission electron microscopy, dynamic light scattering and zeta potential measurements. The trapping efficiency of liposomes for D-(+)-glucose made of CNA-Ⅰ which contains approximately 95% phosphatidyl choline is higher than that of CNA-II and CNA-O which contain approximately 32% phosphatidyl choline. However there is no any difference between the trapping efficiency of liposomes for D-(+)-glucose made of CNA-II which has saturated hydrocarbons tails and that of liposomes made of CNA-O which has unsaturated hydrocarbon chains. The electron micrographs of liposomes made of CNA-II and CNA-O show small spherical liposomes with diameter of 0.1~0.25μm, while that of CNA-I shows large unilamellar liposomes with diameter of 0.2~1.2μm. These results clearly show that phospholipid structure of phosphatidylcholine allows an efficient preparation of large unilamellar liposomes and a high trapping efficiency for water soluble substances. Liposomes made of CNA-II and CNA-O remained well-dispersed for at least 14 days, while liposome suspension made of CNA-I separated in two phase at 14 days due to aggregation and fusion of liposomes. The dispersibility of liposomes made of CNA-I is lower than that of CNA-II and CNA-O due to the smallar zeta potential of CNA-I.

Supercritical carbondioxide is very effective in removing oils from a variety of seed matrices, devoid of any appreciable amount of phospholipid content. However, the limited solubility of phosphalipids in supercritical carbondioxide leaves behind a potentially valuable by-product in spent seed matrix. Any phospholipid extraction process from the spent matrix must maintain the structure and the quality of phospholipids and must be compatible with the end use of the seed protein meal an animal feed or for human consumption. An initial supercritical carbondioxide extraction of soybean flakes was performed at 32 MPa and 80℃ to extract the oils, leaving the phospholipids in the deflatted soybean flakes, A second step was performed on the defatted soybean flake using Xeth=0.10, Varying the pressure from 175 MPa to 70.6 MPa and temperature from 60℃ to 80℃. For all supercritical carbon dioxide/ethanol mixture extractions, a fraction rich in phospholipids was obtained. The fractions extracted from defatted soybean flakes were dried and them redissolved in chloroform before HPLC-ELSD analysis. Quantitative and qualitative analysis of phospholipids on soybean seeds, defatted soybean flake, and different extracted phospholipid fractions was carried out, to ascertain the effect of extraction pressure and temperature.

Fisher-Tropsch synthesis for the production of hydrocarbon from syngas was investigated on 20% cobalt-based catalysts (20% Co/HSA, 20% Co/Si-MMS), which were prepared by home-made supports with high surface areas such as high surface alumina (HSA) and silica mesopores molecular sieve (Si-MMS). In the gas phase reaction by syngas only, 20% Co/Si-MMS catalyst was shown in higher CO conversion and lower carbon dioxide formation than 20% Co/HSA, whereas the olefin selectivity was higher in 20% Co/HSA than in 20% Co/Si-MMS. In the effect of n-hexane added in syngas, the selectivities of C5+ and olefin were increased by comparing the supercritical phase reaction with the gas phase reaction in addition to reduce unexpected methane and carbon dioxide.

이온 주입에 의하여 경화된 탄화층을 가지는 포토레지스트는 통상적인 습식 또는 건식 처리로는 제거하기가 매우 어렵다. 본 연구에서는 확산성과 물질전달특성이 우수한 초임계 이산화탄소와 공용매 및 첨가제를 사용하여 고이온 주입된 포토레지스트를 제거하는 방법을 연구하였다. 공용매의 종류 및 농도, 압력, 온도, 첨가제의 종류에 따른 제거특성을 연구하였으며, 제거 전 후의 웨이퍼 표면 상태 및 성분을 SEM, EDS를 사용하여 분석하였다. 산 혼합 공용매를 사용하여 4000psi, 70℃에서 2분간 처리 하였을 때, 포토레지스트는 100% 제거됨을 알 수 있었다.

Curcumin, the major yellow-colored pigment in turmeric(Curcuma longa L.), was extracted by using supercritical carbon dioxide. Optimum extraction conditions were determined. Overall experiments were planned by central composite design and results were analyzed by response surface methodology to find effects of three independent variables, temperature(X1), co-solvent flow rate(X2) and pressure(X3) on the yield of curcumin extract(Y). Regression model optimized by response surface analysis was as follows Y = -8.581270 + 0.220770X1 + 1.176731X2 + 0.036873X3 + -0.0026816X12 - 0.013010X2X1 - 0.103353X22 + 0.000198X3X1 - 0.0000825X3X2 - 0.000096554X32. Optimum temperature, pressure and co-solvent flow rate for extracting curcumin from turmeric were 40.31oC, 3.07 ml/min and 231.59bar, respectively, and statistical maximum yield of curcumin was 1.922%.

초임계 유체 추출 공정을 이용하여 참깨에서 hydrocarbon류를 검출하여 참깨의 방사선 조사 여부 검지 전처리 기술에 활용하고자 하였다. 참깨를 2 kGy의 감마선을 조사하여 hexane으로 지방을 추출한 용매 추출과 초임계 유체 추출을 이용하여 추출한 지방을 Florisil column으로 분리한 후 hydrocarbon류를 GC-MS로 분석하였다. 용매 추출에서와 같이 초임계 유체 추출 공정을 이용하여 검출된 hydrocarbon류은 동일하게 검지되었으며 그 marker로써 활용 가능한 hydrocarbon류인 16:3, 17:2, 16:2, 17:1은 비조사 참깨에서는 검출되지 않았다. 보조 용매를 사용한 초임계 추출 공정에서 각 보조용매에서 추출된 지방량은 용매 추출보다 많았으며 보조용매를 사용하여 검출된 hydrocarbon류의 검출량은 methanol을 제외하고 전반적으로 많이 검출되었다. 특히 acetone의 경우 marker로 사용가능한 hydrocarbon류는 용매 추출에서보다 3-4배 정도, CO2만을 사용한 초임계 유체 추출 공정에서 보다 거의 2배의 검출 특성을 보여주었다. 이러한 결과는 초임계 유체 추출 공정이 방사선 조사 여부 검지 기술에 있어서 기존의 용매 추출에 비해 지방 추출시 용매 소모량의 감소, hydrocarbon류의 검출량 증가 등의 이유로 hydrocarbon류의 검지 기술에 있어 전처리 기술로 활용 가능하리라 사료된다.