Effective Extraction of Sea Mustard with Supercritical Carbon Dioxide

초임계 이산화탄소에 의한 미역의 효과적 추출

The extraction characteristics of lipids from powdered sea mustard have been investigated by the use of supercritical carbon dioxide($SC-CO_2$) and cosolvents. The extraction rate was increased as the particle size of the sea mustard is smaller, the pressure is higher, the temperature is lower, and the quantities of the fluid is more. However, the extraction yield of lipids from sea mustard was almost constant at a given condition. The optimum extraction condition was determined with the extraction yield of $1.45wt\%$ at 300um of particle size, 313K of $SC-CO_2$ temperature, 13.8MPa of pressure, and 30L/min of flow rate. Ethanol was the most efficient cosolvent among ethanol, methanol, and hexane. The extraction yield was increased at about 2.21times by the addition of ethanol as a cosolvent to $SC-CO_2$. As the residence time and the average concentration of lipids were decreased, the mass transfer parameter($k_fa$) was increased. But the opposite result was obtained when the ethanol was used as cosolvent.

초임계 이산화탄소 및 보조용매를 사용하여 미역분말로부터 지방질의 추출특성을 조사하였다. 지방질의 추출속도는 미역입자가 작을수록, 압력이 높을수록, 온도가 낮을수록, 유량이 많을수록 증가하였으나, 지방질의 추출수율은 주어진 조건에서 거의 일정하였다. 본 연구의 실험범위에서 최적조건은 미역입자 300um, 초임계 이산화탄소의 온도 313K, 압력 13.8MPa 및 유량 30L/min이었고, 이 때 추출수율은 $1.45wt\%$이었다 동일농도의 보조용매를 사용한 경우 에탄을은 메탄올과 헥산보다 더 좋은 추출수율을 나타내었으며, 에탄올을 보조용매로 첨가한 경우는 이산화탄소만을 사용한 경우보다 2.21배의 추출수율의 상승효과가 있었다. 물질전달 매개변수 $k_fa$값은 초임계 이산화탄소만을 사용한 경우에 체류시간 또는 지방질의 평균농도가 감소함에 따라 증가하였으나, 에탄올을 보조용매로 사용한 경우는 반대 결과가 되었다.