• 청정기술
• /
• 제17권4호
• /
• pp.363-369
• /
• 2011

고농도의 암모니아성질소를 함유하는 폐수의 처리에 전기투석공정의 적용성이 실험적으로 평가되었다. 처리 성능은 전기투석공정의 운전인자 중 유입농도, 운전전압, 그리고 유속이 암모니아성질소의 제거효율에 미치는 영향으로 측정되었다. 한계전류밀도는 유입농도와 유입유속이 증가함에 따라 선형적으로 증가하였고, 유입농도에 따라 목표농도에 도달하는 시간은 직선적인 비례관계를 보였다. 상대적으로 큰 암모니아성질소의 이온당량전도도와 이온이동도로 인하여 유입유속의 증가는 제거속도를 지속적으로 증가시켰다. 또한 운전전압의 증가에 따라 제거속도는 증가하였다. 본 연구에 사용된 전기투석모듈에서 고농도의 암모니아성질소를 제거하는 운전조건으로 유입유속은 3.2 L/min, 운전전압은 한계전류밀도에 해당하는 전압의 80~90%가 추천된다.

• 멤브레인
• /
• 제20권2호
• /
• pp.142-150
• /
• 2010

본 연구에서는 지하수 내 질산성 질소 이온을 제거하기 위해 전기투석 공정에 적용가능한 음이온교환 복합막을 제조하였다. 막의 제조를 위해 기본 단량체로 vinyl benzylchloride (VBC)와 styrene (ST), 가교제로 divinylbenzene (DVB), 그리고 개시제 $\alpha,\alpha$-azobis(isobutyronitrile) (AIBN)으로 이루어진 단량체 용액에 구조적으로 단단한 fabric을 함침한 후 열중합 가교시켜 복합막을 생성한 다음 trimethylamine (TMA)과 acetone을 이용해 음이온 교환기($-N^+(CH_3)_3$)를 함유하는 복합막을 제조하였다. 제조한 아민화 완료된 poly(VBC-ST-DVB)/fabric 복합막들의 특성을 알아보고자 막의 함수율, 이온교환 용량(IEC) 및 전기저항을 아스톰사의 상용화 음이온교환막(AMX)과 비교 조사하였다. 그 결과 제조된 막들은 아스톰사의 AMX보다 높은 IEC와 낮은 전기저항 특성을 나타냈다. 또한 제조된 음이온막을 전기투석장치에 설치하여 $NaNO_3$, $MgSO_4$, NaF (각각 100 mg/L) 등의 이온제거 실험을 60분 수행한 결과 $NaNO_3$뿐만 아니라 $MgSO_4$, NaF 이온 등도 1 mg/L 이하까지 잘 제거되었음을 확인할 수 있었으며, 전기투석 15분 전후로 하여 이온전도도값의 변화가 거의 없는 것으로 보아 전기투석 특성을 실험한 결과 전기투석 약 15분 이내에 이온이 제거되었음을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제31권5호
• /
• pp.3-19
• /
• 2022

전기막(Electro-membrane) 기술은 전기투석(ED) 및 바이폴라 전기투석(BMED)과 같이 선택적 투과성을 갖는 이온교환막을 사용하여 전기에너지에 의하여 수용액 내의 물질을 분리·정제하는 공정이다. 전기막(Electro-membrane) 기술은 공정 중에 부산물이 발생하지 않고 회수된 염기나 산을 공정 중에 재사용할 수 있어 환경 친화적인 기술로 주목받고 있다. 본고에서는 전기분리막 기술인 ED와 BMED 기술의 원리 및 셀(Cell) 구성에 따른 여러 가지 특성 및 문제점 등에 대해 조사하고, 특히 금속회수 공정 중 다량 발생되고 있는 황산나트륨(Na2SO4) 폐액 처리와 관련된 연구사례들을 조사·분석하였다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.811-817
• /
• 2002

재래식 간장의 식염농도를 저하시킨 저염화 간장을 제조하기 위하여 전기투석을 실시한 후 탈염 전후 간장의 이화학적 특성의 변화를 조사하였다. 염농도 18.9%(w/v)인 재래식 간장 1,000 mL를 2 A의 조건하에서 450분 동안 전기투석한 결과 염농도가 0.5%(w/v)로 급격히 감소하였으며 최종부피는 330 mL로 감소하였다. 간장에 존재하는 미생물 수를 측정한 결과 세균, 효모, 곰팡이의 생균수가 투석 후 증가하였는데 이는 탈염과정에서 간장이 농축되는 효과를 나타냈기 때문인 것으로 판단되었다. 간장의 탁도는 탈염 전 3.1에서 8.5로 크게 증가하였고 총질소, 총당 및 황원당도 약간 증가하였다. pH는 탈염 전 4.55에서 탈염 후 4.22로 약간 감소하였고 아미노태질소와 휘발성염기질소의 함량 역시 감소하였으며 특히 암모니아는 투석 전 $19.4\;{\mu}mol/mL$에서 1.3 umol/mL로 크게 감소하였다. 유리아미노산의 함량은 투석 후 2배 가까이 증가하였는데 aspartic acid만은 함량이 감소하였다. 간장의 향미성분의 변화를 GC를 이용하여 조사한 결과 투석 후 360분까지는 향미성분의 변화가 없었으나 540분 후에는 대부분의 향미성분이 소실됨을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제55권1호
• /
• pp.7-12
• /
• 2017

황산에 의한 바이오매스의 당화 후 황산의 회수는 매우 중요하다. 본 연구에서는 전기투석 방법에 의해 황산과 글루코스 혼합용액으로부터 황산을 분리하는 연구를 하였다. 전기투석은 음이온막과 양이온막을 사용한 3실 방식이 일반적인데 본 연구에서는 음이온막 만을 사용한 2실 방식을 실험했다. 글루코스 10~30% 황산농도 1~3 M 농도 범위의 용액에서 2실 방식의 전기투석으로 황산을 완전 분리할 수 있었다. 실험한 3종류의 음이온 막 중에서 확산과 대류의 영향이 작은 음이온 막에서는 전류밀도에 비례해 황산분리 속도가 증가하였다. 전기를 가하지 않고 확산과 대류에 의해 황산분리 45%를 달성할 수 있었다.

• 멤브레인
• /
• 제32권4호
• /
• pp.209-217
• /
• 2022

이온교환막(IEM)은 다양한 종류의 단가이온과 다가이온을 분리하기 위해 사용되는 막의 한 종류로, 배터리, 연료전지, 염화물-알칼리 공정 등에 사용된다. 이온교환막을 통한 막분리는 전기 구동력을 기반으로 한 녹색 분리 방식이며, 해수 담수화와 수처리 분야에서 떠오르는 방식이다. 전기투석(ED)은 양이온과 음이온이 이온교환막을 따라 선택적으로 이동하는 기술이다. 음이온 교환막(AEM)은 전기투석의 중요한 구성 요소 중 하나이며, 공정 효율을 향상시키는 데 상당한 역할을 한다. 이온교환막에 가교결합을 도입하면 자유 부피의 감소로 인해 이온 선택 분리 성능이 향상된다. 역삼투(RO) 공정을 통한 해수 담수화 시 RO 농축수에 용해된 염이 다량 존재한다. 따라서 1가 양이온 선택막으로 구성된 전기투석 공정은 오염을 줄이고 막 플럭스를 개선한다. 이 검토는 전기투석, 음이온 교환막, 그리고 양이온 교환막의 세 부분으로 나뉜다.

• 멤브레인
• /
• 제23권5호
• /
• pp.319-331
• /
• 2013

바이폴라막을 이용한 전기투석공정은 의약산업, 음식산업 등과 같은 고부가 가치산업에 이용되어 왔으며, 용액으로부터 산 또는 염기를 생산하거나 회수할 수 있는 공정으로 많은 각광을 받아왔다. 전기투석공정은 경제적이며 친환경적인 시스템으로 이온교환공정, 추출공정, 흡착공정과 같은 타 공정과의 복합화가 가능하다. 따라서 본고에서는 이온교환막과 이를 이용한 잠재성을 가진 응용분야에 대하여 조사하였다.

• 한국식품저장유통학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.144-153
• /
• 2006

제주지역에서 가공용으로 생산되는 비 상품 밀감의 출하초기 과일의 탈산을 위하여 원료 과일의 열처리 및 착즙주스의 전기투석 효과를 검토하였다. 열처리인 경우 $25^{\circ}C,\;30^{\circ}C,\;35^{\circ}C,\;40^{\circ}C$에서 40시간 열처리를 한 결과 평균중량은 20.2% 감소하였지만, 당산비는 평균 37.4% 증가하였다. 그리고 열처리에 의한 감산효과는 20-30% 정도이며, 처리온도와 시간은 $30^{\circ}C$ 및 24시간 전후가 적당한 것으로 조사되었다. 착즙주스의 100분 전기투석 결과 총산도는 1.25(Oct.30), 1.24(Nov.05), 0.99(Nov.13), 및 0.98%(Nov.19)에서 0.48(Oct.30), 0.51(Nov.05), 0.37(Nov.13), 0.42%(Nov.19)로 각각 감소하였으며, $^{\circ}Brix$도 약간 감소하였으나 결과적으로 당산비는 2배 이상 증가하였다. 그러나 PH, 색도는 거의 변화가 없었다. 착즙액의 유리당은 거의 변화가 없었지만, 유기산 함량은 상당히 감소하였다. Flavonoids인 narirutin, hesperidin의 함량도 전기투석에 의해 약간 감소하였지만 유의적 차이는 없었다. 측정된 이온성분 중 $K^+,\;PO_4^{2-},\;SO_4^{2-},\;Cl^-$ 함량은 전기투석에 의해 감소하였으며, 그 중에서도 $K^+$이 80% 이상으로 감소율이 가장 컸다. 그러나 $Na^+$함량만은 2배 정도 증가하였다. 총폴리페놀 및 전자공여 작용은 전기투석에 의해 각각 감소하였으나, 아질산염 소거효과는 거의 변화가 없었다. 감귤착즙액을 100분 전기투석한 후 기호성을 조사한 결과 감귤착즙원액보다 전기투석한 감귤착즙액이 기호성이 더 좋은 것으로 조사되었다.ip으로 춘동계절에 비해 2.7배 높게 나타났다. 모기발생 정화조의 환풍구에 장착한 방충 fan set에 의한 모기 방제율은 93.1%로, 높은 방제효과를 보였다.성된 지하수 저장고의 불투수 공간으로부터 공급된 것으로 해석되었다. 변조들까지 막아낼 수가 있는데, 이로 인한 성능 저하는 2% 미만에 불과하다.생각되어진다.상자의 50% 이상이 매일 생선 콩 및 콩제품과 채소류를 먹고 있었고, 인스턴트나 패스트푸드는 정상 체중군이 저체중군이나 과체중보다 매일 섭취하는 빈도가 낮았다(p<0.0177). 7. 가장 낮은 영양 섭취 상태를 보여준 영양소(% RDA< 75%)는 철분과 칼슘으로 조사 대상자의 3/4에 해당하는 조사 대상자가 영양 부족 상태였다. 칼슘 섭취의 경우 정상 체중군이 과체중군과 저체중군보다 섭취율이 낮았으나(p<0.0257) 철분은 군간 유의차는 없었다. 8. 칼슘의 경우 과체중군이 저체중군이나 정상 체중군에 비해 영양소 적정비율(NAR) 값이 높았으며(p<0.0257) 철분, 단백질, 비타민 $B_1$과 $B_2$, 나이아신의 경우도 통계적으로 유의하지는 않으나 과체중군이 저체중군 또는 정상 체중군의 NAR 값이 높은 경향을 보여주었다. 9가지 영양소의 NAR을 평균한 MAR 값은 군간 유의적이지는 않으나 과체중군(0.76)이 정상체중(0.73) 또는 저체중군(0.73)에 비해 높은 값은 보여주었다. 9. 철분은 과체중군(1.67)이 저체중(0.80) 또는 정상 체중군(0.82)에 비해 영양 질적 지수(INQ)가 높았으며(p<0.0335), 비타민 $B_1$은 정상 체중군이 유의적으로 가장 높은 영양 질적 지수를 보여주었다(p<0.0452). 이상의 결과로 볼 때 대학생들은 과체중보다는 저체중의 비율이 높았으므로 적정 체중 유지와 더불어 잘못된 식습관과 식이 섭취를 하고 있었다. 이에 대한 인식과 이를 교정할 수 있는

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.36-42
• /
• 2005

2실 구조의 바이폴라막 전기투석(EDBM) 공정을 이용하여 황산암모늄으로부터 황산과 암모니아수를 제조하기 위한 연구를 수행하였다. 황산암모늄 농도가 20 wt%인 용액에 대해 전류밀도 및 농축조에서의 황산 농도를 변화시켜 가면서 전기투석을 실시하였다. 전류밀도를 $25{\sim}100\;mA/cm^2$의 범위에서 운전한 결과 전류밀도가 증가할수록 전류효율은 증가하였다. 그러나 농축조의 황산이 음이온교환막을 통해 희석조로 확산됨으로써 일반적인 탈염용 전기투석 공정에 비해 효율이 크게 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 농축조의 황산농도가 증가할수록 음이온교환막에서 황산의 확산속도가 증가하여 전류효율은 급격히 감소하였다. 한편 전류밀도가 증가할수록 스택의 전기저항은 감소하였는데 이는 바이폴라막의 전이영역에서 높은 전기장하에서 물이 분해되면서 발생하는 주울열에 기인하는 것으로 해석된다. 실험 결과 2실 구조의 EDBM 공정을 통해 황산암모늄으로부터 황산과 암모니아수를 생산하기 위해서는 전류효율과 전기저항 측면에서 높은 전류밀도로 운전하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 그러나 실제 공정에 적용되기 위해서는 전류효율을 높이면서 농축조의 황산농도를 높일 수 있는 연구가 추가적으로 진행되어야 할 것으로 판단되었다.

• 멤브레인
• /
• 제12권3호
• /
• pp.143-150
• /
• 2002

전기투석은 이온성 물질을 분리하고 농축하는데 안정하고 효과적인 공정으로 알려져 있다. 그러나 전기투석 공정은 고가의 이온교환막 때문에 실제 공정에 적용하는데 많은 제한을 받아오고 있다. 따라서 전기 투석공정의 운전 전류밀도를 가능한 높게 공급함으로써 이온교환막의 단면적당 flux를 증가시켜 주어야 한다. 그러나 실제 공정의 운전에 있어서 운전 전류밀도는 이온교환막 표면에서의 농도분극 현상으로 제한을 받게 된다. 본 총설에서는 이온교환막을 통한 이온의 이동현상을 설명하고 전류-전압 곡선을 이용한 막특성 분석을 소개하였다. 또한 한계전류밀도 전후의 전류 영역에서 농도분극 현상과 동반하는 전기대류(Electroconvection), 물 분해 현상 등에 대한 최근 연구결과를 정리하였다.