Many useful biomaterials like enzymes are contained in yeast cells. However, the release of these intracellular biomateriais from the cells is required to recover them with hot water, solvent or various cell breakage methods of mechanical or non mechanical ones. The cell lysis or breakage of yeast is usually made by solvent like ethyl acetate and mechanical disintrgration with high pressure homogenizer or agitating beads mill. The separation of cell debris (i.e. solid liquid separation) is done by centrifuge or membrane depending on the recovery conditions. The features of both separation methods are shown in Tables 1 and 2. As it is often difficult to obtain a clear supernatant by centrifuge from the suspension containing cell debris, the membrane separation is also often used to gel a clear supernatant. In this report we introduce the several applications of membrane separation to separate the cell debris of yeast disintegrated chemically or mechanically and to recover the intracellular biomaterials.

본 사업은 산학연 협동으로 막분리 전문가들이 모여, 국내 막분리스시템의 효율적인 보급을 위햐여, RO/NF, UF/MF, PV/GS, 정책분석 별로 팀을 구성하여, 용도별로 시장 조사를 하고, 하계 및 산업체에서 설문조사를 실시하여 국내의 분리 농축산업의 기술수준과 시장 현황, 문제점에 관하여 조사하였고, 각 산업체의 의견을 수렴하여 막분리 공정 대체가능성에 관하여 조사검토하였다.

Disposal of hazardous ions in the aqueous streams is a significant industrial waste problem.. Waste streams from electronics, electroplating, and photographic industries contain metal ions such as copper, nickel, zinc, chromium(IV), cadmium, aluminum, silver, and gold, amongst others in various aqueous solutions such as sulfates, chlorides, fluorocarbons, and cyanides. Typical plating solutions having similar compositions are listed in Table 1. Spent process streams in catalyst manufacturing facilities also contain precious metals such as Ag, Pt, and Pd. Developing an effective recovery process of these metal ions for reuse is important.

막분리 공정을 이용하여 수용액상에 존재하는 유기 오염물질을 제거하기 위해서는 역삼투나 투과중발법의 도입이 필요하다. 그러나 두가지 공정 모두 대단위의 처리를 위해서는 막대한 시설$\cdot$가동비를 필요로 한다. 특히 물속에 녹아 있는 방향족 유기물들은 심각한 환경오염의 주범이 되고 있음에도 불구하고 효율적이고 경제적인 처리가 거의 이루어지지 않고 있다. Micllar enhanced ultrafiltration (MEUF) 공정은 오염물이 녹아있는 수용액에 계면활성제를 투입하여 오염물이 포함된 micelle을 형성시킨 후 이를 한외여과함으로써 계면활성제와 유기물을 동시에 제거하는 공정이다[1]. 이 공정을 이용함으로써 한외여과막의 종류, 유기 오염물의 특성에 다른 제거 효율의 변화나 최적 조업 조건 등에 대한 체계적인 연구[3,4]가 미흡한 실정이다.

Requirements for the hemodialysis membrane are excellent permeability for water and solute, mechanical strength and blood compatibility. Many synthetic polymer membranes have been invertigated to raise the efficiency of dialysis, however, 85% of the worldwide hemodialysis still uses cellulose membrane. Though the cellulose membrane has both good permeability and mechenical properties, its blood compatibility needs to be improved for hemodialysis. In this paper, 2-(methacryloyloxy)ethyl-2-(trimethyl ammonium) ethyl phosphate(MTP) and Glycidylmethacrylate(GMA) were grafted on the cellulose membranes to make blood compa- tible membranes.

고분자 분리막의 구조가 투과율에 미치는 영향에 대해서는 지금까지 많은 연구가 행하여져 왔지만, 분자구조가 투과경로에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 미미하며, black box approach만으로는 투과경로를 기술하기 어렵다. Impedance spectrowcopy는 막에 alternating electric field를 가해줌으로써 얻어지는 전류와 전압의 상관관계를 이용하여, 막내의 전해질의 투과에 대한 정보를 얻어내는 기기로써, dielectric loss spectra를 분석하면 투과물의 투과경로에 대한 정보도 얻을 수 있다. 전해질을 포함한 막의 dielectric loss ($\varepsilon"$) spectra는 다음의 식과 같이 두 부분으로 나뉘어 진다. $\varepsilon" = \varepsilon_{ac}" + \varepsilon_{dc}"$ (1) $\varepsilon_{dc}"$는 막을 통한 이온의 투과에 관계된 항이며, $\varepsilon_{ac}"$는 강한 dipole의 relaxation에 의해 나타나는 항이다. $\varepsilon_{dc}"$는 다음의 실험식에 의해 잘 기술되어진다. $\varepsilon_{dc}" = A\omega^{-n}$ 0

오일폐액처리에 있어서 한외여과막을 이용하는 기술은 이미 산업분야에서 성공적으로 적용되고 있다. 그러나 오일폐액처리에 있어서 농도분극 및 겔층 (Gal layer) 형성에 의한 플럭스 감소와 막의 수명 단축은 해결해야할 중요한 숙제로 남아있다. 이와같은 문제제기로부터 본 연구에서는 한외여과막에 의한 오일처리에서 공기를 유입함으로써 플럭스를 향상시켰고, 긍극적으로 막에 의한 수용성 오일 처리 기술의 경제적 효율을 높이는 방법을 연구하였다. 수용성 오일의 막 분리는 일반적으로 농도에 따른 플럭스의 변화가 Gel Polarization Model을 따르는 것으로 보고 있다. 즉 오일의 농도가 농축됨에 따라 플럭스가 급격히 감소하여 어느 농도이상 농축시키기 위해서는 비경제적인 운영을 해야만 한다. 본 연구에서는 플럭스를 향상시키기 위해 오일 용액내로 공기를 유입시켰다. 절삭유 용액속에는 에멀젼을 안정화 시키기 위한 계면활성제가 포함되어 있어 공기를 유입할 경우 용액의 상이 액체에서 거품과 액체와의 혼합상으로 변하게 된다. 이러한 상의 변화로 인해 농도에 따른 플럭스가 Gel Polarization Model을 따르지 않고 농도에 따른 감소가 현저히 둔화됨을 관찰하였다.

무방류폐수처리 시스템 개발에 막분리공정이 핵심적인 기술로 자리잡고 있다. 그러나 막분리기술의 경제성을 높히고 적용범위를 확대하기 위해서는 새로운 막의 개발과 폐수처리에서 항상 문제가 되는 fouling의 원인규명 및 막세척방법의 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 염료폐수처리 및 재활용을 위한 pilot 실험에의 막의 fouling 현상과 세척효과를 역삼투막인 BW-30(2540)과 Nanofiltration막인 NF-40(2540) 모듈을 사용하여 조사하였다. RO 투과수에 의한 물리적 세척법인 flushing과 화학적세척을 실시하여 투과율 회복능력을 조사하였다.

고분자 분리막을 통한 메탄과 이산화탄소의 분리는 천연가스에서 불순물로 작용하는 이산화탄소를 분리시켜 천연가스의 순도를 향상시키는데 활용할 수 있으며, 바이오가스나 제철소 폐가스로부터의 이산화탄소의 분리, enhanced oil revovery 공정에서의 이산화탄소의 분리, 그리고 지구 온난화의 원인이 되는 대기중의 이산화탄소 농도의 감소등에서 활용될수 있다. 이러한 분리막 공정은 여러 혼합기체에 대해 단순하고 간편하며 에너지 소비가 적다는 장점에 의해 기체분리에 효과적이고 응용성있는 공정으로 대두되고 있는데, 그 중에서도 분리막의 투과도(Permeability)와 선택도(Selectivity)를 동시에 높일수 있는 새로운 막재료의 개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이를 위해 고분자 구조를 화학적으로 변화시키는데, 이 경우에는 고분자의 구조 변화와 투과특성간의 관계를 밝히는 것이 매우 중요하다.

이산화탄소는 지구 온난화를 일으키는 대표적인 온실 기체로 알려져 왔으며 이에 따라 고온의 배가스에서 이산화탄소를 효율적으로 분리해 낼수 있는 기술이 국가 산업적 필요성을 갖게 되었다. 막을 이용한 기체 분리 기술은 낮은 가격, 비교적 간단한 공정상의 잇점 등 때문에 많은 관심을 끌고 있는 분리 기술이며, 특히 무기막은 열적, 화학적 안정성 등의 장점으로 인해 혹독한 조건에의 응용이 가능하다. 본 연구에서는 다공성 지지체에 염을 함침시킨 무기막(Immmobilized Salt Membrane)을 제조하여 기체 분리 특성을 조사하였다.

일반적으로 polyimide는 열적, 화학적으로 안정하며 좋은 기계적 성질을 갖고 있고 기체투과 특성이 뛰어나므로 훌륭한 막 소재로 알려져 있다. 그러나, 높은 선택도를 나타내면 투과도가 떨어지고 투과도가 높으면 선택도가 떨어지는 일반적인 고분자 막이 보이는 경향을 따르므로, 본 연구에서는 이례적으로 높은 산소 투과도를 보이는 6FDA-pTeMPD polyimide와 높은 선택도를 나타내는 6FDA-mPDA polyimide을 공중합 시킴으로써 각각의 homopolyimide로서는 얻을수 없는 개선된 기체 투과도와 선택도를 얻을 수 있으리라 예상하여 연구를 하였다. 조성과 자유용적, 조성과 Tg관계, 조성과 투과도 및 선택도를 조사하여 공중합 하였을때 고분자의 화학 구조와 미시적 구조간의 관계를 규명하여 분자 설계로 적절한 막 특성을 갖는 공중합 막을 합성할 수 있는 정보를 확립하였다.

분리막을 이용한 분리기술은 일반증류법에 의한 분리 또는 정제에 어려운 액체 혼합물을 분리하는데 적용될 수 있고 또한 미래 산업적인 중요성 때문에 최근 유용한 정제법으로 주목을 끌고 있다. 한편, 투과증발법에 의한 액체혼합물의 분리는 공정자체는 매우 간단하면서도 분리막의 투과성능에 따라 분리효율이 달라지기 때문에 이에 적합한 고분자 분리막의 개발은 아직도 많은 연구과제로 남아있는 상태이다. 따라서 본 연구에서는 증류법이나 기타방법에 의하여 회수된 저 농도의 유기수 용액으로부터 물을 보다 효율적으로 분리하여 고농도의 특정순수 유기용제를 얻으려는데 목적을 두고 보다 높은 물 선택성과 투과율을 갖는 새로운 복합막을 개발하기 위해 고흡수성 고분자재료인 CMC와 PVA 그리고 PAA를 소재로 하여 목적하는 분리기능을 갖는 새로운 복합막을 제조하여 실용가능성을 검토하기 위하여 투과증발 분리실험을 하였다.

Poly(vinyl alcohol)(PVA) membranes crosslinked with Glutaraldehyde (GA) were prepared for the separation of acetic acid-water mixtures. For the preparation of the crosslinked membranes, dry PVA films were immersed for 2 days at 40$\circ$C in reaction solutions which contain different content of GA solution(25% GA in water), aceton and a catalyst, HCl. IR spectroscopy was employed to characterize the crosslinking reaction between hydroxyl groups in PVA and aldehyde groups in GA. Swelling measurements of the crosslinked membranes were carried out in both water and acetic acid to investigate the crosslinking density and swelling behaviour of the membranes.

기체혼합물의 분리및 정제기술은 에너지 절약의 관점과 새로운 기능성 고분자의 개발로 고분자막에 의한 분리법이 관심을 끌게되었다. 공기로부터 산소부화, 방사성 크세논 및 크립론의 제거, 제련소 폐가스증의 수소분리, 천연가스로부터 헬륨의 회수분야등은 실제로 산업적으로 실용화되고 있다. 그러나 고분자막은 일반적으로 투과성과 선택성이 서로 상반되는 경향을 나타내므로, 투과성과 분리성이 좋은 기능성 고분자막의 개발에 다양한 연구가 필요로 하고있다. 본 연구에서 사용한 PTFE(polytetrafluoroethylene)는 결정성 고분자로서 넓은 온도범위에서 낮은 마찰계수, 우수한 전기적 절연특성, 강한 Carbon-fluorine 겹합에 기인한 높은 열적 안정성, 화확적 불활성때문에 공업용 고분자 재료로서 독특한 위치를 차지하고 있다. 최근에 미국과 일본을 주축으로 상용화딘 공기전지(Zinc-air battery)는 PTFE막의 뛰어난 소수성과 화학적 저항성으로 수은 전지의 대체품으로 주목받고 있는데, 장기 방전시 성능 저하가 따르므로 막을 통한 산소투과성을 방전에 필요한 최소값으로 감소시키는 것이 중요한 과제가 되고있다.

Sirkar등[1]이 많이 연구한 hollow-fiber contained liquid membrane방식보다 막내부에서의 물질전달 저항을 크게 낮출 수 있는 이른바 flowing liquid membrane방법을 Teramoto등[2]은 제안하였다. 좀더 발전된 membrane absorber방식으로서 평판형(flat-sheet type)막으로 흡수(absorption) 및 탈착(desorption)모듈을 구성하고, monoethanolamine 흡수제(absorbent)로 $Co_2/CH_4$ 분리에 적용하여 선택도를 크게 향상시킨 기존의 실험결과도 볼 수 있다. 막에서의 기-후 접촉과 반응이 수반된 물질전달에 의한 기체흡수 현상에 관해 많은 이론해석과 실험결과가 연구된 바 있다. 본 연구에서는 이산화탄소와 같은 산성기체(acid gas)의 분리에 주로 적용될 새로운 방식의 순환식 중공사막 흡수기 (circulatory hollow-fiber membrane absorber: HFMA)를 제안하고 이의 실제적용에 대한 기초로서 모델해석에 의한 분리성능을 예측하였다.

막분리(membrane separation)법은 막 전후의 압력차, 농도차 등을 추진력(driving foroe)으로 하여 분리대상물질에 대한 막의 선택투과성 차이를 이용, 분리를 행하는 것이다. 이 분리법은 기존의 분리공정인 심냉법(cryogenic separation)과는 달리 상변환 공정이 필요없어 에너지가 적게 들고 또한 PSA(pressure swing adsorption)법에서와 같은 cycle 운전이 필요없어 연속적으로 분리가 가능하며 시스템도 간단하다. 최근 기체 막분리의 경우 수소 및 탄산가스의 회수정제, 공기중의 산소와 질소의 분리 등에 실용화되고 있다. 여기서는 공기중의 산소를 분리하여 30-40% 산소부화공기(oxygen enriched air)를 간편하게 제조할 수 있는 산소부화막장치와 연소장치에의 응용기술 및 연구결과에 대해 간략히 소개하고자 한다.

정밀화학, 제약산업 등에 필요한 에탄올, IPA 등과 같은 유기용매를 고순도로 농축하는 공정은 유기용매와 물과의 혼합물이 일정 농도에서 공비점을 형성하여 일반 증류로는 분리하기 힘들어 Benzene, Cycloheaxane 드의 Entrainer를 첨가하여 상대휘발도를 변화시켜 분리하는 공비증류가 이용되고 있다. 그러나 공비증류는 에너지 사용량이 많고 유독한 물질을 사용하므로 투과증발법과 같은 저에너지 소비형, 환경 친화적인 공정에 대한 관심이 높아지고 있다. 투과증발법에 의한 유기용매 농축공정은 물과의 친화성이 높은 비다공성 막을 이용하여 선택적으로 물을 투과하여 유기용매를 탈수하는 방법으로 투과를 위한 Driving force는 Feed side와 Permeate side사이의 Chemical potential gradient로 이는 물에 대한 Partial vapor pressure differnece로 다음과 같이 표시된다. $\Delta \mu_{F/P.W} = RT ln\frac{y_WP_P}{x_W\gamma_WP_{o.W}}$ 따라서 투과속도를 높이기 위해서 Permeate side를 진공상태로 하여 투과하는 물질을 기화시키고 이를 다시 응축하여 Permeate side의 압력을 낮게 유지시켜야 한다.

오늘날 막분리공정의 응용은 다른 분리공정에 비해 경제성과 편리성으로 비교우위에 있어 점차로 사용규모면에 있어서 증대되고 있다. 예를 들면, 바닷물을 음용수로 전환하거나 식품이나 의약공업에서 고분자화합물을 정제, 농축, 분리할 뿐만아니라 신장에서 불순물을 제거에 이르기까지 확대발전되어오고 있으며 화공약품의 분리회수, 초순수화나 환경산업의 폐수처리, 가스의 분리와 회수등의 응용에 이르기까지 쓰임새가 다양하며, 앞으로의 응용범위는 새로운 기능의 분리막개발과 함께 점점 확대되고 있다. 이와같은 막분리공정상 물질전달의 기본적특성인 추진력과 물리적인 성질의 중요성을 이해하는 것은 막분리공정을 설계제작하는데 필요하다. 막내에서 물질전달은 분리코져하는 물질의 확산, 전기장에의한 대류속도, 농도, 압력, 흡착 그리고 온도구배 등 물질이동현상을 조절하는 인자들 뿐만아니라 막의 물리적, 화학적 특성과 분리대상물질의 물리화학적 특성등에 의해 결정된다. 이러한 막내에서의 추진력들은 서로 상호 보완적이고 경우에 따라서는 새로운 효과를 나타낼 수 있다. 본 논문에서는 추진력에 따른 막물질이동에 영향을 주는 요소들을 저자가 경험한 결과들을 토대로 총론형식으로 열거하였다.

Polyimides are one of the most important classes of highperformance polymers. Due to their excellent electriccal, thermal, and high-temperature mechanical properties. The polyimide and its derivatives have found many applications. But their uses are limited by their poor solubilities. In fact, most polyimides were processed in the form of their precursors, polyamic acid, which were subsequently converted to the imide structure.

막 모듈의 종류에는 평판형(Plate and Frarne), 나권형(Spiral Wound), 중공사형(Hollow Fiber), 관형(Tubular) 등이 있다. 이 중에서 관형 모듈은 공업적 스케일의 한외여과 장치로써 그 특징은 공급액 유로가 일반적으로 커서 전처리를 행하지 않고도 막히는 것이 적으며, 또한 막 표면의 세정이 약품에 의한 것 이외에 스폰지 볼 등에 의한 물리적 세정이 가능한 것이 있으므로 공업용이나 폐액처리 등에 적용할 수 있다는 것이다.

복합막은 기존의 비대칭막에 비해서 극히 얇은 표면층을 형성할 수 있다. 이러한 복합막은 배제율도 우수할 뿐만아니라 투과속도 또한 매우 큰 특징을 가지고 있으며, 해수의 담수화를 비롯하여 초순수 제조 등 각종 산업분야에서 많이 응용되고 있다. 우수한 분리막을 제조하기 위해서는 막의 표면층을 보다 더 치밀하고 얇게 형성할 수 있어야 한다. 이렇게 하기 위해서는 지지막 또한 매우 중요한 요인으로 작용한다. 표면층이 치밀하고, 가능한 한 porosity가 큰 지지막을 제조해야한다. 따라서 본 연구에서는 고분자 물질로 Polyethersulfone을 사용하여 지지막을 만들었다. 이 지지막위에 계면중합법으로 NF/RO용 복합막을 제조하였다. 높은 투과 속도 및 염의 배제율이 우수한 복합막을 제조하기 위해서 먼저 Polymer 농도, 첨가제 종류및 농도 등에 의한 각종 제막조건에 따른 지지막의 성능을 조사하였다. 여기에 Monomer 농도를 변화시켜서 계면중합으로 복합막을 제조하여 그 성능 변화를 측정하였다.

The membrane technology is more convenient and economical way in the separation field than conventional technology such as distillation, extration, crystallization, and so on. Therefore, membrane are used as efficient tools for the separation and concentration of molecular mixture in many industrial area. Although the polymeric membrane have various advantage, they have disadvantages as well. One of them is a poor resistance to organic solvent. Therefore, organic solvent resistant membranes were prepared by soluble polyimide. prepared by phase inversion method. The membranes were The homogeneous polymer solutions were obtained by the two different method ; the one is that the polymer sythesized was completely dissolved in a solvent to prepare a membrane casting solution, the other is that a membrane casting solution was prepared by the unit process from the viscose solution of polymerization.

근래 환경 문제의 중요성이 크게 대두되면서 여러 제조 공정에서 방출되는 폐수등을 처리하는데 필요한 내구성이나, 내미생물성, 내약품성이 우수한 분리막 재료에 대한 연구가 진행되고 있다. 내구성이 우수한 역삼투막 재료를 얻기 위한 방법의 하나로 엔지니어링 플라스틱을 친수화시키는 방법이 개발되어 왔다. 특히 PPO (poly(2-6-dimethyl-1,4-phenylene oxide))로 만들어진 분리막은 내산화성이 우수하고 내구성이 뛰어나다고 알려져왔고 본 연구에서는 PPO에 carboxyl기를 도입하여 친수성을 부여하고, 상전이법을 이용하여 얇은 표피층이 선택성을 높이고 다공성 구조가 표피층을 지지하도록 만든 비대칭성 구조의 분리막을 제조하고 그 투과특성을 살펴보았다.

Polysulfone은 물리적, 화학적 성질이 우수하고 내열성과 내유기용매성등이 우수한 열가소성 수지로서 투과성능도 좋고 배제율도 높아 한외여과막이나 역삼투막, 기체분리막 등에 널리 이용되고 있다. 그러나 소수성 물질이기 때문에 처리과정에 있어서 fouling 발생이 큰 문제점으로 대두되고 있다. 따라서 이러한 fouling 현상을 억제하기 위해 화학적인 개질을 통하여 친수성을 높히는 방법이 필요하다. 본 실험에서는 친수성 고분자를 얻기 위하여 $-R_3N^+$기를 치환을 통하여 도입하였다. quaternary polysulfone의 치환여부를 확인하기 위하여 NMR, FT-IR를 이용하였고, 투과도와 용질배제율을 측정하여 개질의 효과를 살펴 보았다. 그리고 이온반발력을 이용하여 염료용액의 배제율을 향상시킬 수 있었다.

현재의 도금폐수처리는 침전옹집법에 의해 슬러지화 하여 매립되고 있으나, 이 매립물은 침출수를 방출하여 수질오염에 문제가 되고 있다. 특히 크롬폐수는 환원 침전시키고 있으나, 공기에 의한 산화로 재용출 가능성이 비교적 높다. 따라서 크롬 고금폐수를 역삼투압법에 의해 크롬이온을 농축 회수하고, 생성되는 투과수는 도금공정에 재투입하여 공해물질이 발생되지 않는 무배출 공정 (Zero-Discharge System)을 개발하는데 본 연구의 목적이 있다. 본 실험에서는 유가금속 중 크롬을 회수하기 위하여 크롬 모델폐수의 농도, pH등을 변화시키면서 연속공정으로 R.O. Cell에 의한 투과수와 막의 상태 변화등을 살펴보았으며, 크롬 실폐수를 R.O. Cell 테스트와 역삼투기기 (1-2ton/day)를 이용하여 농축수 및 투과수의 재이용에 관하여 실험하였다.

섬유폐수는 합성유기물인 염료와 발호공정에서의 호제가 다량으로 함유되어 있어 기존의 생물학적 처리법에 의한 처리가 용이하지 않다. 게다가 섬유산업은 여타산업에 비해 다량의 물을 소비하는 산업이다. 그동안의 산업의 고도 발전에 따라 앞으로는 물부족현상이 심해질 전망이며, 환경보전 및 보호에 대한 의식이 고취됨에 따라 이러한 섬유폐수의 처리도 이제까지와는 다른 새로운 방법으로 그 효율을 극대화할 필요성을 느끼게 되었다. 이에 따라 본 연구에서는 막분리 공정으로서 한외여과, 역삼투 공정을 이용하여 염색$\cdot$제직폐수를 고도처리하여 재활용이 가능토록 하였으며, 이를 바탕으로 염색$\cdot$제직폐수의 고도처리를 통한 재활용 시스템을 설계하였다.

Whey는 일명 lactoserum 이라고도 하며 치즈제조시 우유를 응고시키는 과정에서 Casein과 지방으로부터 분리되어 나오는 액상의 부산물로 본래 우유 부피의 약 90%를 차지하며, 용해성 단백질, 유당, 비타민과 무기질 등을 함유하고 있다. 유청에 함유되어 있는 단백질은 건조고형분의 약 13%가 되는데, 주요 단백질은 $\beta$-lactoglobulin(50%), $\alpha$-lactalbumin(22%), Serum albumin(5%), Immunoglobulin(12%), Proteose-peptone(10%) 등이 있다. 유청단백질중 가장 많이 함유되어 있는 $\beta$-lactoglobulin은 구형의 단백질로 단량체의 분자량은 약 18,400이며, pH 3.5~7 범위내에서는 해리되지 않는 이량체(dimer)를 형성한다. pH 3.5 이하에서 이량체는 해리되고 다량체의 형성으로 재평성한다. pH 7.0 이상의 알칼리 영역에서는 Conformational Change가 일어나는 것으로 알려져 있으며, 등전점(isoelectric point)은 pH 5.2이다. $\alpha$-lactalbumin은 14,200의 분자량을 가지는 구형의 단백질로 등전점은 pH 4.8이다.

부유물질을 함유한 용수$\cdot$폐수의 정밀여과시 FOULING 때문에 세정약품이 많이 들고 MEMRANE 수명이 단축되는 문제점을 해결하기 위해 HOLLOW FIBER TYPE MEMBRANE을 이용한 역세형정밀 여과시스템을 개발하여 TEST를 실시하고 역세조건에 따른 FLUX, 제거율 및 역세효율을 조사하였다.

일반적으로 다공성 비대칭막은 상분리법에 의하여 제조하는데, 분리막을 구성하는 고분자를 적절한 용매에 녹인 제막용액을 일정한 두께로 casting하고 이를 비용매에 담가서 binodal/spinodal decomposition이 일어나도록 하여 제조한다. 이 방법으로 제조된 다공성 분리막의 성능은 표면층에 존재하는 pore의 크기와 그 분포 및 porosity에 의해 결정된다. Casting된 고분자 용액을 비용매에 침지시켜 다공성막을 형성시킬 경우 막의 표면과 비용매 사이의 계면에서 용매와 비용매의 교환이 일어난다. 용매-비용매 교환이 일어나면 제막된 고분자 용액내의 비용매의 양이 증가되어 열역학적으로 불안정해져 상분리가 일어난다. 그런데, 이때 용매-비용매의 교환이 매우 빠른 속도로 일어나므로 pore-size 및 그의 분포를 조절하기가 매우 어렵다. 표면층의 pore size와 분포를 조절하기 위하여 그간 고분자 용액내의 고분자 농도조절, 첨가제의 사용, 비용매의 조성을 바꾸는 등의 여러가지 방법에 대한 연구가 진행되어 왔다.

폐수와 하수처리에서 양질의 재생수를 얻기위하여 고분자막을 이용한 폐수재활용에서 나타나는 공정상 문제점을 고찰하였다. 본 연구에서 사용한 폐수는 처탑공장의 폐수로서 RO막을 이용한 폐수의 재이용공정개발을 목표로하고 있으며, pilot실험을 토대로 폐수의 적용성 검토가 행하여졌다. 사용된 막의 종류는 중공사막형의 막으로서 막내의 층류 흐름의 응용은 투석막, 기체분리, 중금속의 추출등 상당한 관심속에 있다. 여기서 중공사막과 같은 관(Cynlindrical)형의 막 구조에서 물질과 에너지 이동현상은 막분리공정을 이해하는 중요한 물리적고찰로서 막투과도를 높힐수 있을 뿐만 아니라 운전온도에 의해 중공사막 RO막내의 유량변화에 주요한 변수가 될 수 있다.

세라믹막을 이용한 oil 폐수 처리의 기초 연구로서 정밀여과용 세라믹막의 제조와 oil(kerosene)-in-water 타입 에멀젼에 대한 막분리 효율이 연구되었다. 정밀여과 막으로서는 압출(extrusion)법으로 성형하여 제조한 $\alpha$-알루미나 튜브(평균 기공크기 0.9 $\mum$)와 이들 튜브(담체)내부에 $ZrO_2$ 또는 $Al_2O_3$ 다공성 박막을 코팅한 2층 구조의 복합막들을 사용하였다. 담체의 높은 투과율 ($1700 l/m^2\cdot h$ at $\Deltap = 1$ atm)을 어느정도 유지하면서 막분리 효율을 증대시킬 수 있는 새로운 슬러리 코팅법이 개발되엇으며, 코팅후 950-1300$\circ$C 에서 열처리한 코팅층의 두께와 평균 기공크기는 각각 5 - 20 $\mum$정도 이었다. 정밀여과막의 특성평가를 위하여 막 제조조건에 따른 코팅층의 두께 및 결함유무를 SEM으로 일단 관찰한 후에 Bubble Point Test와 Mercury Porosimeter를 이용하여 측정한 최대 및 평균 기공반경과 물의 투과량으로부터 막 전체에 대한 결함 유무와 결함의 허용한도등을 비교 분석하였다.

막분리공정을 이용한 폐수처리는 오염을 제어할 뿐만 아니라 유용한 성분의 회수라는 측면에서 실용화되고 있다. 일반적인 십자흐름식 여과방식에서 fouling을 최소화하여 투과율을 높히기 위해 선속도(linear velocity)가 필요하며, 에너지 소비가 커진다. 그러나, 막을 회전시켜 shear Sterss를 발생시키고 강한 난류형성으로 농도분극 현상을 최소화시켜 높은 투과율을 얻을 수 있는 회전원판형모듈(rotary disk membrane module)을 기름 emulsion용액의 분리효율에 대하여 조사하고, 폐수처리 및 재활용 적용가능성을 고찰하였다.

본 연구는 수용상에 포함된 중금속이온중 에멀젼 액막법(Emulsion Liquid Membranes, ELM)을 이용하여 납이온을 제거시키기 위한 연구이다. 지금까지 수용액상의 중금속 이온의 제거는 전통적으로 이온 침전법을 사용하여 왔다. 그러나 이 방법은 스럿지 처리문제가 남아 있고 식수로 이용되는 수처리에는 식수기준 만족도 때문데 적합하지 않았다. ELM법에 의한 금속이온 제거처리는 전기도금에 의하여 중금속이온을 회수할 수 있고 고도의 수처리를 가능케하여 최근 많은 관심을 갖고 있다. 본 연구에서는 납 이온 추출제로서 D2EPHA와 Alamine336의 이온교환제를 사용하여, 이 씨스테므이 추출 평형자료를 구하고 pH, 추출제의 농도, 교반속도, 에멀젼비율등에 의한 추출효과등을 검토하였다. 또한 2단계 추출 방법을 사용하여 금속이온추출에서 가장 큰 문제점인 유기상 용액의 leakage를 해결하고자 하였다.