plant의 최적 정상상태와 최적 정상조작을 고려해보면 전밀 plant에서 공정동력학은 아주 중요하다. 이리하여 process설비의 dynamic특성을 수정하여 사용할 수 있는 기술을 익히게 한다. 그래서 control system들을 합성하는 기술을 연구해야 한다. 단순한 입출력을 갖는 linear plant에 적용할 수 있는 편리한 mechanism control thory를 취급하고 또한 plant의 최적 정상상태 design을 할 수 있는 regulation feedback controller들의 design에 관심이 집중되어 있다.
이 강좌는 기술자의 입장에서 각 생산과정에 대한 열역학적 해석의 방법을 논한다. 열역학적 계에 있어서 일과 열의 성질을 열역학 제1및 제2법칙을 토대로 논하고 에너지의 효과적인 이용이 이루어졌는가를 검토한다.
석유화학에 사용되는 접촉분해, 이성화 , 개질촉매 그리고 전이금속에 착체촉매탄화수소의 배분산화촉매와 탈황촉매의 물리화학적 성질을 배운다. 또한 이들 촉매를 사용하는 공정과 반응장치의 특성을 연구한다.
화학반응을 일으키는 반응장치를 설계할 수 있는 능력을 기르는데 목적이 있다. 즉 반응속도론의 구체적인 이해를 기본으로 하며 균일계 및 비균일계반응에 대한 반응장치 설 계를 다룬다. 또한 이상흐름과 비이상흐름에 관하여 반응장치 설계에 곁들여 다룬다. 생물화학공학 (BIOCHEMICAL ENG)이 강의에 있어서는 발효공법, 효소의 이용, 폐수처리등 각 프로세스에 대한 생물화학과 공학적원리를 이해하여 이를 응용하는 문제에 주안 점이 주어진다.
금속표면이나 촉배표면에서 기체분자들의 움직임과 흡착도니 속도론을 취급한다. 나아가 Langmuir등온선과 응용 BET식 유도와 응용, 그리고 이상적이거나 비이상적인 이차 원적 기계들의 움직임과 흡착에 대하여 강의한다.
주당 2시간의 강의와 2시간의 연습 혹은 실험, 유체 정역학, 유체동역학, 유체유동과 기본방정식, 차원해석과 사사율, 검점유동, 경계층 유동, 항력 등 유체유동의 기본개념을 강술한다. 연습시간에서는 교과서의 연습문제를 다루어주고 실험이 요구되는 단원에서는 실험을 수행한다.
종래의 응용수학, 석사과정에서 배운 해석학은 해법만을 치중해 왔던 감이 있다. 그러나 실용적으로 도해법, 수치해법 같은 근사해법은 응용범위가 더 넓은 것이다. 화공수학 은 수학이 따로 있는 것이 아니라 고찰대상의 수학적 표현이 공학적 해석이다. 따라서 화공수학은 Queen이 아니고 maid이다.
학생들이 공학문제를 풀이하는데 도움을 주고 간단한 실제적인 관점으로 부터 실제적인 문제를 접하게 하고, 대부분의 Control이 문제를 풀이하는데 있어서 분석과 합성법을 익히게 한다.
열역학의 기본원리로부터 출발하여 그 응용에 관한 문제를 다룬다. 응용문제는 광범하고 다양하게 다루어 질 것이다. 기체의 경우에는 순수한 기체와 혼합기체에 대하여 저압 의 이상거동으로부터 고압에 이르기까지 부피, fugacity계산 등 물성치추산을 다룬다. 액상도 비이상 용액의 거동을 통한 기액평행을 다룸으로써 분리조작의 기초를 마련한다.
증류, 수증기 및 Flash증류의 평형단수결정법과 그 성분계의 정류탑의 실제방법을 배운다. 또한 다성분계의 그 Short-cut법 공불혼합물의 증류계산, 추출증류법을 배운다. 탑 의 수력학과 효율계산을 다룬다.
컴퓨터 제어기법의 습득과실습, 적응제어이론, model - base 예측제어이론 비선형공정의 제어기법, 공정의 identification기법 조업자료의 recociliation 이론의 습득. Sampling datasystem basic digital control 기법, 공정의, identifidation기법, 적응제어이론, moder-based제어이론, 조업자료의 reconciliation 비선형고정의 제어등을 다룬다.
표면의 열역학, 표면의 구조, 물질전달, 흡착과 반응을 이해하여 촉매, 도료, 플라스틱, 세제공업 등에 응용한다.
화공산업에 사용되는 원자재, 생산물의 물리화학적 특성을 알아보고 그들의 향상과 새로운 물질개발에 토론한다.
유전공학 및 발효공학의 발전에 기인한 생물공학 관련제품생산에 있어 분리고정이 차지하는 비중은 매우크다. 대부분의 생물분리공정은 기존의 화학적 분리공정과 비교시 큰 차이를 보이며, 대부분 여러 단위 공정의 조합으로 이루어져 있다. 따라서 본 과목에서는 이러한 생물분리단위공정들을 소개하고 이들의 분석 및 설계에 필요한 화학공학적, 생화학적 원리들에 대해 토의한다.
동물, 식물 및 미생물을 이용한 공업적, 의학적으로 가치가 있는 생화학 물질의 생산원리를 다루는 과목이다. 아미노산, 항생체, 비타민 및 유기산 생성에 대한 미생물의 대사 체계와 유전자 재조합 기술에 의한 대사물질 생산에 관련된 분자생물학과 공학을 포함한다.
효소, 항체, 생물 고분자들의 생산, 분리 및 응용의 원리는 다루는 과목이다. 단백질의 안정성과 비안정성, 단백질의 정체, 반응원리, 효소 및 단백질의 고정화와 반응기의 제작 비수용액에서의 단백질의 성질, 생물고분자의 의료 및 공업에의 응용 등을 다룬다.
생물화학공학의 고급과목이다. 생물반응기와 분리공정의 수학적 해석, Biosensor의 개발 및 공정제어, 생체내의 응용, 생물 고분자 및 인공장기의 개발을 포함한다.
생물공학기법을 이용한 여러 생물소재들의 기초이론, 생산공정, 사용현황 등에 대해 공부한다. 즉 효소, 유기산, 항생체, 백신 등과 같은 발효제품들과 성장호르몬, 혈청단백질, 응고방지제, 인슐린 등의 유전자재조합 소재들에 대하여 강의한다. 예를 들면 생물공정을 통해 생산되고 있는 물질들의 (1)구조 및 기능(structure and function) (2)합성경로 (biosynthetic pathways) (3) 산업적 중요성(economic significance) (4) 제조공정(manufacturing process)에 초점을 맞추어 생물소재의 특성을 분석한다.
화학공장의 조업자동화를 목적으로하는 공정의전산해석기법으로 다룬다. 특히 공정의 인식과 모델링 기법, 화학공정의 flow sheeting 기법과 컴퓨터를 활용한 sampled-data 시스템의 이론과 실습을 다루며 상태함수와 전달함수를 이용한 공정의 해석방법을 다룬다.
수질오염, 공기오염, 폐기물, 소음 공해 등을 학습하며 오염의 원인과 대책을 화학공학적 입장에서 다루는 학생들에게 현 우리나라의 환경오염에 대한 조사연구를 발표하게 하 여 환경공학에 관한 넓은 이해와 관심을 갖도록 한다.
균일 촉매반응 공정에서 물질전달 영향을 분석, 이해한다. 외부 및 내부전달 현상과 촉매의 화학적 역할을 강의하고 이를 응용한 반응기 설계, 실제공정을 제시한다. 에너지, 환 경산업의 타황, 폐가스정제와 생물반응기, 화학증착 반응기를 설명한다.
운동향, 에너지 및 물질 이동현상에 대한 강의로 뉴우톤의 점성법칙, 픽의 확산법칙 물질수지, 운동량수지, 다분성계에 대한 방정식의 변화, 등온과정에서의 방정식의 변환, 비 정상상태에서의 운동량 이동현상론에 대해 설명하며 에너지 이동현상에 대하여 푸르에법칙, 정상상태시 에너지수지, 비정상상태시 에너지 이동현상에 대하여 소개한다.
확산 방정식, 확산계수가 일정할 때 확산 방정식의 해법무한 또는 반무한매질에서의 확산, 평면에서의 확산, 원동1매질에서의 확산 화학반응을 동반하는 확산, 확산계수가 변 할때의 확산방정식의 해법, 확산계산의 추정법, 열과 물질의 동시확산 등의 이론과 해법을 주로 강의한다.
최적화의 원리는 현대설계나 공정시스템 조작에서 당연히 중요한 위치를 갖고 있다. 최근에는 예술에서부터 기초과학, 응용과학에 이르기까지 적용되고 있으며 좀 더 수준을 높인다면 컴퓨터에 적용하여 새로운 기술향상에 이바지하는 가장 최신의 학문이다. 그러나 수학적인 기초를 준 가정이기 때문에 화공수학을 철저히 다룬 후에 배운다.
화학공장의 조업최적화 시스템 구축을 위하여 공정의 모델링 및 모사는 필수적이다. 본 과목에서는 Dynamic modeling 및 steady-state modeling과 핵심적인 화학공정장치의 simulation들을 주로 다루며 실제 programing을 통하여 modeling 및 simulation 기법을 익히도록 한다.
본 과목에서는 제어이론의 최신기법인 모델예측제어 전반에 대하여 강의 및 실습을 수행한다. 특히 Dynamic matrix control, internal model control, ID COM model Algorithmic control, 그리고 general predictive control 방법들에 대한 이론적 배경을 포괄적으로 소개한다.
화학공정 설계 및 운영에 필요한 경제학적 원리 및 분석방법을 소개한다. 산업적 공정에서의 코스트 개념과 산정방법, 그리고 이를 이용한 경제성 분석 방법에 대한 이론 설명 과 case study를 병행한다.
화학반응의 기본인 물질의 전환, 반응속도론을 이해하고 분석한다. 반응속도론의 이론과 개념을 소개하고, 에너지 전환공정, 환경공정, 소재제조 공정에서의 반응을 관찰 속도 와 선택성의 증진방향에 대하여 강의한다.
불균일 반응촉매로 인체촉매의 담지체로서의 성질, zeolite 촉매, 세공의 성질, 제공내 분자확상의 측정과 계산방법을 배운다. 또한 세곤내 확산과 반응이 동시에 일어날 경우 의 처리방법, 그리고 연기에 부과해서 피독현상, 반응의 선택성 및 촉매태특성을 배운다.
현대사회 에너지의 대부분은 석유, 석탄과 천연가스의 연소공정을 거쳐 발생된다. 그러나 이산화탄소와 황질소 산화물 등은 지구 온난화와 대기오염의 주 원인으로 환경문제 를 야기시킨다. 청정한 연료정제, 저오염 에너지 전화, 연소가스의 정화, 대체연료 제조 공정 등을 소개한다. 정부의 에너지 수급계획, 환경규제와 이에따른 기술개발 등을 함께 강의한다.
본 과목은 치료용 단백질의 효율성 생산 유전자 치료법, 기타 동물세포의 다양한 이용방법들을 다룬다. 동물세포 배양에 관련된 세포의 특성, 배양방법, 분리정체, 배지의 조성, 공정의 검정 등을 공부한다. 본 과목에서는 배양에 관련된 세포학, 대사학, 공정공학 등을 포함하며 다향한 정공의 학생들을 대상으로 강좌를 구성한다.
산업적으로 이용되는 효소들의 특성, 반응기작, 역가분석법 및 효소 고정화 기법 등을 소개한다. 또 효소의 변형, 표면처리, 기능기 부착 등을 통해 안정성, 반응성 등을 향상시 키는 기법에 대한 case study를 병행한다.
여러가지 산업활동이나 사고에 의한 유해물질 누출 등에 의해서 발생되고 있는 토양 및 지하수 오염의 실태 및 사례 등을 살펴보고 이들 오염을 처리하는 다양한 복원 기술에 대해서 알아보도록 한다.
폐수처리 및 수처리에 이용되는 각종 단위조작에 대해서 알아보고 오염물질의 처리에 대한 분석, 모델링 및 시뮬레이션을 위해서 화학공학적인 측면에서 확산, 화학반응, 침전 등의 메카니즘을 다룬다.
각종 환경오염에 관련하여 이에 대한 기준으로 사용될 수 있는 각종 조건 (BOD, COD, 대장균)들을 숙지하도록 한다. 또한 가능한 범위 내에서 샘플 수집, 측정 및 분석측정 및 분석 실험을 실시하여 학생들의 이해를 돕도록 한다.
압출, 사출, 압축, 반응압출 등 고분자 가공과 고분자 재료의 유변학적 특성에 대한 기초이론과 응용을 다룬다. 가공공정상 수반되는 고분자 재료의 모폴로지 변화와 물성변화 에 대해서도 강의한다.
고분자의 중합에 있어 반응기구 및 속도론을 강의한다. 특히 분자구조를 제어할 수 있는 중합방법인 비균일계 중합, 음이온중합, 메탈로션 축배를 이용한 중합 등에 관해 강의 한다.
고분자재료의 종류와 속성, 응용성 등에 대해 다룬다. 범용고분자를 비롯하여 엔지니어링 플라스틱, 고분자액성, 멸가소성 탄송체, 고분자복합재료 등에 대해 강의한다.
환경규제, 석유자원의 한계성 및 가격경쟁 등의 요인으로 유기고분자를 소개로 하는 고기능, 고성능의 코팅재료가 학분적 측면에서 활발하게 연구되고 있다. 기능성 코팅재료 는 분체재료, 수분산재료, 자외선경화재료 및 고용분 재료로 분류하여 분자의 설계 및 합성기술을 강의한다. 이와 더불어 최종도막의 물리적 화학적 성질에 중요한 영향을 미 치는 도막형성기구에 관한 여러 이론들을 강의하며, 도막 형성과겅을 쳬계적으로 연구하는 기기분석업에 대하여서도 강의한다. 한편, 유기고분자계 코팅재료의 공업분야별 응 용기술과 코팅기술을 고찰하며, 화학적 측면에서 각종 경화제의 설계기술과 경화기구를 소개한다.
다성분계 고분자재료의 상분리현상, 상전이에 관련되는 기초이론을 다룬다. Flory-Huggins 이론을 다양한 이론의 가설과 응용에 대해 강의한다.
고분자재료가 넓은 온도범위와 다양한 형태의 응력하에서의 변형 및 파괴거동에 대해 강의한다. 고분자재료의 구조와 강도의 상관관계를 분자론적 그리고 역학적인 관점에서 해석하는 방법을 다룬다.
고분자 블렌드의 종류와 특성, 상용화제의 역할, 반응블렌드에 관한 이론과 응용을 다둔다. 고분자 블렌드의 미세구조와 물성간의 상관관계에 대하여 강의한다.
자동차부품, 타이어, 가전제품, 건축재료, 통신재료 및 의료용재료 등으로 광범위하게 응용되는 고무복합재에 관한 기초이론과 응용을 다룬다. 열경화성 고무를 비롯하여 가공 성이 우수한 열사소성고무의 구조와 물성에 관해 강의한다.
중합반응공학의 기초이론 및 공정모사방법, 중합반응기의 제어운전, 제어설계에 관련된 실제적 기법 등에 대한 소개로 중합반응공정의 이해를 재로하고 중합반응기의 모델링 및 해석방법을 습득 및 중합반응공정의 조업 및 설계 등을 다룬다.
본 과목에서는 미립자들이 매개체에 분산되어 있는 콜로이드계에서의 미립자 사이의 상호작용과 이들의 안정도에 영향을 미치는 인자들, 콜로이드의 안정화 및 불안정화 메커 니즘에 대하여 강의한다.
서로 다른 두 상간에 형성된 계면에서의 열역학적 물성, 이들의 측정법과 개질법에 대하여 강의하며, 계면물성이 실지 공업적 공정에서 어떠한 중요한 역할을 하는지 체계적으 로 강의한다. 이와 아울러 용액이나 기체로부터 고체표묜으로의 흡착오 표면의 미세형태분석법에 대하여 공부한다.
반응계에 대한 기본적 개념들, 기초계단반응론, 촉매반응 하에서 정상상태의 개략, 정상상태에서 계단반응의 축약 등에 대하여 취급한다. 나아가 자동 촉매반응과 방해, 반응 속도론에서 이동현상의 영향과 불균일 촉매반응론 등에 대해 강의한다.
전 대학원생에 대하여 각자의 연구를 위한 문헌을 찾는 방법에 관하여 간단히 설명하고 각자가 찾은 문헌에 대하여 발표케하여 서로 토론을 하게하며 자기자신의 연구 방향 및 연수방법을 충분히 터득케하여 연구를 무난히 수행케함을 목적으로 한다.
고체와 액체의 계면반응, 고체와 고체의 계면반응 또는 변태이론, 반응속도론을 다루며 특히 산화물 촉매에서 금속간 결합에 따르는 전위운동, 전위론의 응용에 의한 결정성장 입계면의 개념을 강의한다.
대부분의 화학공정은 이동현상, 반응공학, 열역학 등 화학공학 이론에 의하여 설명할 수 있으며 결과적으로 시간과 공간좌표를 독립변수로, 속도, 온도, 농도 등을 종속변수로 하는 편미분방정식과 경계조건, 초기조건, 등으로 정리할 수 있다. 이전의 수학적 방법에 의한 해석적인 해는 특수한 경우 또는 정상정상태로 가정하여 얻을 수 있는 상미분방 적식의 경우에만 존재하기 때문에 실제공정에서 일어나는 형상을 적절히 반영한 결과를 구하는 것이 어렵고 실험결과의 해석에 이용하는 것이 거의 불가능하다. 따라서 해석 적인 해를 구하기 어려운 경우에 대하여 수치적인 기법에 의하여 편미분방정식의 해를 구함으로써 실제 공정과 유사한 결과를 얻어낼 수 있으며 본 강좌에서는 현재 많은 공학 자들이 이용하고 있는 수치모사 프로그램을 소개하고 이에 대한 이론과 응용에 대하여 공부한다.
열전달의 원리에 열전달 미분방정식, 열전도와 그 측정, 정상상태 및 비정상 상태의 열전달의 해석방법, 이동매체에서의 열전달, 열복사의 개념과 물질과 경계면사이의 상관관 계, 표면의 복사특성과 고체, 액체기계의 복사성질, 열전도, 대류 및 복사사이의 상관관계를 해석하는데 의의가 있다.
분배함수에 대한 기본 개념, 마이크로 카노니칼, 카노니칼 및 그랜드 카노니칼 안삼불의 개념 및 각 분배함수와 엔트로피, 내부에너지, 자유에너지, 등 거시적 성질과의 관계를 다루고 특히 혼합물의 거시적 성질을 분자적 미시적 관계로부터 추산하는 문제 등이 포함이다.
확산과 물질전달의 원리, 기액물질 이동, 액물질이동, 기고물질이동, 액고물질이동에 대한 기본개념과 응용성 고찰, 분리조작과 분리장치의 설계와 관련돈 제문제
우리가 종래 석유를 사용해왔으나 이 석유의 매장량의 생산량에는 한계가 있기때문에 앞으로 인류는 대체 에너지를 개발한다. 그런 의미에서 태양에너지, 광합성, 석탄천연가 스 전기(수력), 핵에너지(분열 및 융합과) 에너지 저장문제, 에너지와 환경과의 관계, 그리고 Heat pump에 대해서 배운다. 또한 연료의 경제 및 사회적 분야에도 에너지 겅책에 관해서도 논의한다.
모든 유체유동은 Navier-Stokes 방정식의 지배를 수학적으로 해석적 해를 구할 수 있는 경우는 많지 않기 때문에 반복적 수치기법을 사용하여 유체의 유동장을 구해내는 전산 유체역학이 컴퓨터의 발전과 더불어 반응기 사이클론 등 각종 장치 설계시 또는 pilt plant나 실제공정으로의 Sca;e-up에서 중요한 도구로 사용되고 있다. 본 교과에서는 전산 유체역학의 기초이론과 patankar에 의하여 개발된 SIMPLE 알고리즘을 강의하고 이를 실제문제에 응용하여 봄으로써 전산유체역학의 효용과 구해진 해의 물리적 해석에 대하 여 공부해본다.
이동현상은 유체역학, 열전달, 물질전달을 포함하고 있으며 우리주위에서 일어나는 대부분의 현상들은 이동현상 이론을 적용함으로써 해석할 수 있다. 이동현상론에서는 학부 에서 분리하여 배웠던 유체이동, 열전달, 물질전달 이론을 복습하고 차원해석 또는 지배방정식의 풀이를 통하여 각전달 현상들 간의 유사성과 관련성을 살펴보며 이러한 유사 성을 이용하여 수학적으로 동일한 방법을 적용하여 세가지 전달현상을 풀이할 수 있다는 사실을 확인하여 본다. 또한 문제로부터 초기조건, 경계조건을 유추하는 과정과 구해 진 해의 물리적 의미를 해석하는 능력을 배양한다.
분체의 기본적인 물성과 그 측정법에 대한 이론적 배경 및 활용 등에 대해 다룬다. 분체처리 조작들, 즉 분쇄장치 분급, 혼합, 압축, 선행, 소결, 수송 및 수집 등에 대해 기초이 론과 기술을 화학공적 관점에서 강의한다.
본 과목에서는 통계열역학에 대한 간단한 소개와 이를 바탕으로 기체와 액체의 단일성분 또는 혼합물들의 주요열역학적 물성, 상평형, 점도, 열 전도도 확산계수, 표면장력 등 을 이론적으로 계산하는 방법에 대하여 강의한다.
고분자에서의 투과 현상은 기초적으로 매우 중요할 뿐만 아니라, 응용 분야 또한 다양하다. 따라서 고분자의 구조에 대해서 간단히 소개하고, 고분자를 통해서 일어나는 물질 전달 현상을 Fick의 법칙으로 설명한다. 그리고 확산계수 및 용해도 계수의 정의와 현상을 이해하고 분석하는 법을 교육하고자 한다.
이차전지 및 연료전지, 유기 태양전지와 같은 에너지 전환 및 저장 장치는 두 개의 전극과 전해질로 구성되어 있다. 전해질은 전기화학적 산화 및 환원반응 그리고 이온전달이 일어나는 매체이고, 양극과 음극을 분리하는 역할 또한 중요하다. 그런데 액체 전해질이 아닌 고체 전해질의 개발에 대한 필요성이 매우 높다. 따라서 본 과목에서는 먼저 고체상의 고분자 전해질의 구조에 대해서 강의하고, 필요한 전기화학 그리고 전해질은 통한 이온 전달 현상에 대해 강의하고자 한다. 아울러 고분자 전해질을 응용하는 이차전지 및 연료전지, 유기 태양전지에서의 문제점과 해결 방법에 대해서도 공부하고자 한다.
유기 태양전지는 기존의 반도체 태양전지와 다른 차세대 태양전지이며, 염료감응 태양전지와 유기분자 태양전지가 있다. 이들은 반도체 태양전지의 약점을 보완 할 수 있는 다양한 장점 때문에 많은 연구가 진행되어, 머지 않아 실용화될 전망이다. 염료감응 태양전지는 염료가 빛을 받아 활성화된 후 전자를 발생하여, TiO2와 같은 반도체의 전도띠 (conduction band)에 전달됨으로써 전기를 생산하며, 식물의 광합성 과정과 유사하다. 염료감응 태양전지는 염료가 표면에 흡착된 다공성 반도체층으로 된 투명 광전극, 대항전극, 그리고 전해질로 되어 있으며, 이들의 구조, 제조 및 에너지 전환 특성에 관해 강의한다. 아울러 유기분자 태양전지에서는 유기 n- 및 p-형 반도체들의 화학적 구조와 접합 방식에 따른 에너지 전환 효율에의 영향을 공부하고자 한다.