• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1996.03a
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• pp.45-67
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• 1996

현재 투과증발은 유기용제/물의 탈수, 유기/유기분리, 이성질체의 분리, 폐수중의 유기물의 분리등에 응용이 되고 있으며, 그 중에서 유기용제/물 혼합물중 에서 물을 선택적으로 분리하여 유기용제를 농축하여 건조시키는 공정이 가장 많은 발전이 이루어졌다. 일반적으로 유기용제는 그 용도의 전개에 있어서 물을 함유하고 있을 경우 제 기능을 발휘하지 못하기 때문에 포함하고 있는 물의 농도를 가능한 최소화하여야 한다. 본 고에서는 탈수용 투과증발막의 개발에 관련하여 막재질의 선택과 탈수용으로 연구되어온 고분자막 소재에 대하여 알아보고, 실제적으로 고분자막이 유기용제의 탈수에 어떻게 응용이 되는지를 알아보겠다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1996.03a
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• pp.127-158
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• 1996

투과증발은 막분리 기술의 하나로 역삼투막, 한외여과막 등의 다른 막분리와 달리 혼합물 분리가 막소재 물질과 분리 대상 유기물 사이의 화학 친화도에 의해 이루어지기 때문에 혼합물중의 특정 성분에 대한 선택도가 높은 비다공성 고분자 복합막이 사용된다. 투과증발막 투과의 구동력은 투과 성분의 활동도(activity) 차로 이는 부분 증기압차로 구체화되며, 이 구동력을 높이기 위해서 feed side는 고온 유지를 위한 열교환기가 필요하며 permeate side는 진공하에서 감압에 의한 증기상으로의 전환을 이루게 하며 이를 다시 응축하여 연속 투과가 일어날 수 있게 한다. 따라서 투과증발의 핵심 기술은 분리하고자 하는 물질에 대하여 높은 투과선택도(permselectivity)를 갖는 투과증발막의 제조 기술이며, 제조된 막을 실공정에 적용하기 위한 모듈 설계, 제작 기술과 이를 시스템화하여 실규모로 Scale-up 할 수 있는 시스템 설계 기술도 실용화를 위해서 반드시 이루어져야 한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.115-117
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• 1998

생물 발효 공정에 의해 생산된 부탄올 수용액은 농도가 희박하여 농축 공정이 필요하다. 기존의 농축 공정 중 투과증발공정은 공비혼합물이나 비점이 근접한 혼합물등을 분리하는데 에너지가 적게 들고, 분리 효과가 뛰어나며, 조업이 용이하고, 공정이 차지하는 공간이 적다는 장점을 가지고 있다. 산업적으로 관심을 갖는 5 wt% 이하의 부탄올 수용액을 효과적으로 농축시키기 위해 투과증발공정이 사용된다. 현재 투과증발공정에 사용되는 막에는 elastomeric membrane, plasma treated membrane, UV-grafted membrane, polymer blend membrane이 연구 개발되어 사용되고 있는데, 이중 플라즈마 처리방법을 통해 막을 제조 할 경우, 플라즈마 대상 물질의 선택 폭이 넓고, 분리물과 막간의 친화력을 향상 시키기 위해 분리물과 유사한 화학구조를 갖게 할 수 있으며, 형성된 코팅 층이 crosslinking되어 안정성을 갖는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 처리법을 통해 투과증발막을 제조하고 제조된 막을 부탄올 농축에 사용하여 막의 성능을 조사하였고, 막의 성능과 접촉 각, sorption, heat of mixing간의 상관 관계에 대해 살펴 보았다.

• Membrane Journal
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• v.12 no.4
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• pp.193-206
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• 2002

Pervaporation separation is one of promising membrane technology for the energy saving processes and it has been developed to separate complex mixture systems including azeotropic mixture, close-boiling mixture, aqueous organic mixtures etc. Many researchers focused on dehydration pervaporation separation and they commercialized ethanol dehydration and isopropanol recycling processes. Nowadays, petroleum separation and volatile organic compound removal using pervaporation membranes is one of the emerging application of pervaporation separation. We reviewed the development and application of pervaporation membranes.

• Membrane Journal
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• v.3 no.1
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• pp.35-39
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• 1993

Reverse osmosis(RO) and pervaporation(PV) membrane separation proceaes were compared with each other experimentally for the system of water-ethanol mixtures by using nylon 4 blended membranes. The separation effciencies of PV were better than those of RO as expected in previous paper covering the theoretical comparisons of both processes, however tbe permeabilities data showed erraerie results due to the membrane imperfections.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.1
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• pp.29-41
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• 2018

Separating a mixture having an azeotrope or low relative volatility with single distillation column is difficult. Separating water-acetic acid mixture and water-ethanol mixture with a distillation column consumes a lot of energy. Pervaporation membrane can be used to separate the mixture in the concentration region where separation is difficult with distillation. We simulated a distillation-membrane hybrid process where membrane is located on the head of the distillation column for efficient separation of water-acetic acid and water-ethanol mixture. Permeability data were obtained from experiments and literature. We formulated an optimization problem for the process with total annual cost (TAC) as an objective function and major design variables as optimization variables. Major optimization variable affecting TAC of the hybrid process was shown to be distillate concentration. We also suggested a simplified optimization procedure to get a close-to-optimal solution.

• Membrane Journal
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• v.3 no.1
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• pp.29-34
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• 1993

Reverse osmosis(RO) and pervaporation(PV) membrane processes were compared with each other theoretically by using Paul and Ebra-Lima model. From this model the concentrations of liquid within the membrane when pressure was applied to the upper compartment(for PV case, the applied pressure is infinite) were calculated for rubber membrane-n-hexane and rubber membrane-benzene systems. The permeabilities of RO and PV were also calculated and compared for polyethylene film-n- hexane and polyethylene film- benzene systems Theoretically, the permeabilities of PV membrane were greater than those of RO membrane.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.10a
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• pp.124-126
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• 1997

1. 서론 : 투과증발이란 비다공성 고분자막을 이용하여 수착, 확산, 및 증발기구를 통해 액체혼합물을 분리하는 기술이다. 따라서 투과증발의 분리효율은 고분자막의 종류 및 형태의 다양성뿐만 아니라 여러 단계의 기구 특성에 의해 결정된다. 일반저긍로 투과증발막의 성능은 분리하고자 하는 물질에 대한 선택도와 투과도로서 나타날 수 있다. (중략) 본 연구에서는 Poly(dimethylsiloxane)과 세라믹 지지체의 복합막을 이용하여 IPA(Isopropanol)/물 계에서의 여러 조업변수에 따른 IPA의 분리특성을 연구하였다.

• Clean Technology
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• v.14 no.2
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• pp.129-135
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• 2008

Nylon membrane was used to separate ethanol-water by a pervaporation method. Experimental equations were derived to use the simulation of membrane-aided distillation using nylon. The increases in permeation pressure resulted in the decrease in selectivity and energy consumption. The energy cost to enrich ethanol from 94 wt% to 99.5 wt% was calculated to be 53.3 won/kg of ethanol with extractive distillation and 18.9 won/kg of ethanol with a pervaporation method. The saving energy by the pervaporation method is consumed by recycling the permeate residue into the distillation column in the membrane-aided distillation column. Therefore, membrane with the high selectivity to minimize the permeate residue recycle is required to effectively enrich ethanol in the membrane-aided distillation method.

• Membrane Journal
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• v.14 no.3
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• pp.258-262
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• 2004

Trifluoroethyl methacrylate (TFEMA) is used in the preparation of water-repellant paints and optical fiber clading materials, and is manufactured by esterification reaction of trifluoroethanol (TFEA) and methacrylic acid (MA). To estimate the applicability of a pervaporation membrane for the esterification TFEMA esterification, the basic pervaporation properties for TFEA/water mixture were determined using a commercial poly(vinyl alcohol) membrane (GFT Membrane $Pervap^{\circledR}1005$). The effect of TFEA concentration in feed solution and operating temperature on the pervaporation properties was determined. The total permeation flux decreased with increasing TFEA concentration from 90 to 99 wt%, but the separation factor of TFEA/water showed maximum values at 95 wt% TFEA concentration. With increasing feed temperatures from 50 to 8$0^{\circ}C$, the permeation flux and separation factor increased. Higher separation factors and permeation fluxes were observed at 8$0^{\circ}C$ of feed temperature. This pervaporation performance confirmed that the commercial pervaporation membrane could be successfully applied to esterification of TFEMA.