초록
테일러 와류흐름 여과에서 평균기공 1.2 ${\mu}m$인 셀룰로우스 에스테르 정밀막으로 이루어진 내부원통의 회전속도와 슬러리의 농도, 입자의 크기에 따른 여과선속의 변화를 실험을 통하여 알아보았다. 여과선속은 압력차에 비례하고 저항에 반비례하였으며, 시간에 따른 케이크 층의 저항 변화를 회전속도, 슬러리의 농도, 입자의 크기에 따라 검토하였다. 회전속도가 증가할수록 케이크 저항이 감소하고 짧은 시간에 준정상 상태에 도달하였다 슬러리의 농도를 증가시킬수록 초기 저항이 급격히 증가하였고 높은 저항값에서 준정상 상태가 유지되었으나, 준정상 상태에 도달하는 시간은 농도에 무관하였다. 입자 크기가 작을 때 저항이 크게 나타남을 관찰하였는데, 입자 크기가 작을수록 막 기공을 막을 확률이 더 높고 전단력에 의해 영향을 덜 받기 때문이라 생각할 수 있다. 본 연구에서 제안한 모델식은 입자의 퇴적과 제거항으로 나누어져 있는데, 실험상수의 평균값을 사용하여 실험결과와 잘 일치하였다.
A change of filtrate flux in Taylor vortex flow filtration was investigated experimentally by rotating speed of inner cellulose ester membrane cylinder (average pore size: 1.2 ${\mu}m$), slurry concentration, and particle size. The filtrate flux was a direct proportion relation with TMP, but an inverse relation with resistances. A change of cake resistance with time was examined by rotating speed, slurry concentration, and particle size. Initial resistance increased dramatically as raising slurry concentration, and the pseudo-steady state was maintained at high resistance value. However, times to reach the pseudo-steady state did not depend on slurry concentration. The resistance was larger as smaller particle size, because possibility of pore blocking inside membrane could be higher and shear effect should be lower as smaller particle size. A model equation suggested in this study was composed of particle deposition and removal terms, and could confirm well experimental data using average values of experimental coefficients.
