Studies on the Transport of Acetic Acid by Electrodialysis

전기투석에 의한 초산의 이동특성 연구

Electrodialysis of acetic acid was studied to find out the trend of the transport of organic acids through ultrafiltration and ion exchange membranes. The net transport rate of acetic acid was determined from the electro-migration velocity relative to the electro-osmotic flow rate through the membrane. Electro-osmosis flows through ultrafiltration membranes were from the anodic side to the cathodic side in the presence of electric field. The surface of ultrafiltration membrane was measured by the electro-osmotic flow to be charged negatively. Different transport behaviors of acetic acid were found with the ultrafiltration membranes of different materials. In general, regenerated cellulose membranes (YM series) were more effective than polysulfone membranes (PM series) for the transport of acetic acid. The transport of acetic acid was affected by electric strength, distance between the electrodes, surface area of electrode, temperature, and pore size of membrane. The transport rate through the ion exchange membrane was 1.5 to 3 times of those through the ultrafiltration membranes at the constant current of 150 mA in the experimental ranges. The transport rate of acetic acid through the ion exchange membrane increased by 10% with a pulse electric field of 10 sec/hr.

전기장에서의 유기산의 이동성향을 파악하기 위하여 아세트산을 대상으로 하여 한외여과막과 이온교 환막을 사용한 전기투석에 대해 연구하였다. 전기장에 의한 한외여과막에서의 전기적 삼투흐름은 전반적으로 anodic side에서 cathodic side로 진행되었다. 막을 통한 이온의 순수이동은 전기척 삼투흐름 에 대한 전기적 이동속도로부터 결정되였으며, 실험 에서의 순수 전기적 삼투흐름방향은 아세트산의 이 동에 많은 영향을 미치는 것으로 사료된다. 격막을 통한 전기척 삼투흐름에 의해 특성화된 한외여과막의 표면전하는 모두 음전하를 띠었다. 각기 재질이 다른 regenerated celiuloseCYM series)와 polysul foneCPM series) 재질의 한외여과막을 사용한 실험에서 아세트산이온의 이통양상에 매우 다르게 나타 났으며 전반적으로 YM series의 한외 여과막에서 아세트산이옹의 이동이 원할한 것으로 나타났다. 이는 전기적 삼투흐름측정에 따르면 YM series의 격막에 비해 PM series의 격막이 전해질용액에셔 상대적으로 큰 음전하를 띠는 것으로 추측된다. 아세트산 이온의 이동은 전기장의 세기, 전극사이 의 거리, 전극표면적, 이온세기, 온도, 격막의 pore 크기등에 영향을 받았으며, 일정한 전류장의 조건에서 이온교환막에서의 아세트산 이온의 이통은 한외 여과막에 비하여 1.5 에서 3배 수준이였다. 전기장 펄스형성에 의한 이온교환막에서의 아세트산이온의 이동은 10sec/hr의 펄스전기장에서 약 10%의 증가 를보였다.