| 초록 |
2,3-Butanediol (2,3-BDO)는 화장품, 비료 등 다양한 분야에서 사용되며, 최근 그 수요가 증가하고 있다. 미생물 발효로 생산되는 바이오 기반 2,3-BDO는 증류 공정을 통해 부산물인 아세토인을 제거하여 순도 99 wt% 이상을 만족해야 한다. 그러나 발효 반응에 의한 2,3-BDO는 미지의 부산물이 포함되어 있어 증류 공정의 제어가 매우 어렵다. 본 연구에서는 다이나믹 공정 모델링 및 제어기 설계를 통해 2,3-BDO 증류 공정에서 Feed의 농도 변화에 따른 Bottom product의 2,3-BDO 농도를 제어하고자 하였다. 먼저 실시간으로 변화하는 Feed 농도의 변화에 따른 공정 상태를 관찰하기 위해 공정 모사프로그램을 통한 다이나믹 모델을 개발하였다. 다음으로는 제어변수, 조작변수, 외란을 각각 Bottom product의 2,3-BDO 농도, Feed의 유량, Feed의 농도로 설정하여 제어기를 설계하였다. 개발된 모델에서 Feed 농도의 변화에도 Bottom product의 농도가 설정점인 99.8 wt%로 제어되는 것을 확인하였다. 따라서 개발된 다이나믹 모델 및 제어기를 실제 공정에 적용하면 보다 안정적인 증류 공정의 제어가 가능할 것으로 기대된다.Keywords: 2,3-Butanediol, Distillation process, Dynamic modeling, Process control |
