• 멤브레인
• /
• 제7권2호
• /
• pp.84-94
• /
• 1997

Hollow fiber의 diameter와 curvature 및 turn수 등의 변화에 따른 첫번째 모듈 set와 두번째 모듈 set 사이의 성능비교가 이루어졌다. 모든 실험들은 같은 transmembrane pressure와 막면적당 에너지 소모하에서 수행되었다. 첫번째 모듈 set에 대해서 Dean vortices에 의한 농도분극과 막오염현상의 감소시키는 효과가 매우 작음을 알 수 있었다. 두번째 모듈 set에 대해서 115%의 투과 flux 향상값 (투과 flux 증분 ${\times}100$/선형 모듈의 투과 flux)을 보였다. 이로부터 두번째 모듈 set가 yeast suspension에 의한 농도분극과 막오염현상의 감소에 훨씬 효과적임을 알 수 있었다.

• 멤브레인
• /
• 제8권1호
• /
• pp.42-49
• /
• 1998

한외여과막 반응기에서 gelatin 및 bovine serum albumin(BSA) 용액을 한외여과막(MWCO 5,000)으로 여과시 작동시간, pH, 온도, 농도 및 단백질 가수분해 효소의 첨가가 투과유속에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 한외여과막 반응기의 작동시간에 따른 gelatin 용액의 투과유속은 작동시간 20분까지 약간 감소하다가 그 이후에는 $18.9l/m^2\cdot hr$로 거의 일정하게 유지되었으며, BSA 용액은 작동시간 40분까지 완만하게 감소하다가 그후 $6.4l/m^2\cdot hr$로 초기유속의 66%가 감소하였다. 온도에 따른 gelatin 용액의 투과유속은 온도가 올라감에 따라 비례적으로 증가하였다. BSA 용액은 $60{\circ}C$에서 투과유속이 가장 높았으며, 30~$50{\circ}C$ 범위에서는 온도의 영향을 받지 않았다. pH 변화에 따른 gelatin 및 BSA 용액의 투과유속은 10psi 이상에서 각각의 등전점 영역인 pH 5.0에서 가장 낮았다. 투과압력 30psi에서 1% 및 6%(w/v) gelatin용액의 투과유속은 각각 $43.0l/m^2\cdot hr$ 및 $13.5l/m^2\cdot hr$ 였으며, BSA 용액의 경우는 1% 및 4%에서 $33.0l/m^2\cdot hr$ 및 $14.0l/m^2\cdot hr$로 농도가 증가됨에 따라 각각 68.6% 및 57.6% 감소하였다. Gelatin 및 BSA 용액에 단백질 가수분해효소의 첨가에 의한 투과유속은 gelatin 및 BSA의 저분자화에 의한 점도의 감소로 효소를 첨가하지 않은 것보다 30% 향상되었다.

• 멤브레인
• /
• 제18권2호
• /
• pp.168-175
• /
• 2008

본 연구에서는 평판 지지층 위에 부착된 플라스틱 돌기에 의하여 형성되는 와류가 투과성능에 미치는 영향을 측정하기 위하여 돌기 있는 모듈과 돌기 없는 모듈에서 각각 투과 실험하였다. 운전압력을 0.4 bar에서 1.6 bar까지 증가시키면서 카올린 용액을 투과시킬 경우, 돌기형 평막 모듈은 돌기가 없는 모듈과 비교하여 초기 투과유속 감소 시간이 2배 이상 연장되었고 순수 대비 투과유속의 감소비 역시 1 내지 5% 가량 낮게 나타났다. 레이놀즈수가 1,750인 층류영역에서 돌기에 의한 투과유속 향상은 전이영역에 비하여 약 2배 높게 나타났다. 전반적으로 평막 모듈에 부착된 돌기는 60분 후 투과유속 향상에는 크게 기여하지 못하였지만, 투과실험 초기에는 막오염 방지에 효과적인 것으로 확인되었다.

• Applied Science and Convergence Technology
• /
• 제23권5호
• /
• pp.248-253
• /
• 2014

Air Gap Membrane Distillation (AGMD) is one of several technologies that can be used to solve problems fresh water availability. AGMD exhibits several advantages, including low conductive heat loss and higher thermal efficiency, due to the presence of an air gap between the membrane and condensation wall. A previous study by Bhardwaj found that the condensation surface properties (materials and contact angle) affected the total collected fresh water in the solar distillation process. However, the process condition differences between solar distillation and AGMD might result in different condensation phenomena. In contrast, N. Miljkovic showed that a hydrophobic surface has higher condensation heat transfer. Moreover, to the best of our knowledge, there is no study that investigates the effect of condensation surface properties in AGMD to overall process performance (i.e. flux and thermal efficiency). Thus, in this study, we treated the AGMD condensation surface to make it hydrophobic or hydrophilic. The condensation surface could be made hydrophilic by immersing and boiling plate in deionized (DI) water, which caused the formation of hydrophilic aluminum hydroxide (AlOOH) nanostructures. Afterwards, the treated plate was coated using hexamethyldisiloxane (HMDSO) through plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The result indicated that condensation surface properties do not affect the permeate flux or thermal efficiency significantly. In general, the permeate flux and thermal efficiency for the treated plates were lower than those of the non-treated plate (pristine). However, at a 1 mm and 3 mm air gap, the treated plate outperformed the non-treated plate (pristine) in terms of permeate flux. Therefore, although surface wettability effect was not significant, it still provided a little influence.

• 한국물환경학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.242-247
• /
• 2005

In this study, we investigated the removal efficiencies of pollutants and permeate fluxes depending on chemistry of feed water, various molecular weight cut-offs (MWCOs) and materials of membrane, operating pressure. We used seven MWCO membranes of YC0.5, YM1, YM3, YM10, YM30, YM100 and PM30, humic acid solution and surface water as feed water, and examined variation in permeate flux. Results of TOC removal experiment demonstrate that MWCO lower 1,000daltons could remove humic acid effectively. As increasing solution pH and decreasing divalent cations ($Ca^{2+}$) concentration, TOC removal increased. But $UV_{254}$ removal efficiency increased with higher divalent cation concentration and solution pH. Membrane fouling increased with increasing electrolyte (NaCl), divalent cation concentration and decreasing solution pH. In spite of initial permeate flux of the hydrophobic membrane (PM30) was higher than that of the hydrophilic membrane (YM30), flux decline of PM30 was significant during operation. At higher operating pressure, compactness of the cake layer on the membrane surface increased, resulting in gradual increase in hydraulic resistance.

• 멤브레인
• /
• 제33권1호
• /
• pp.34-45
• /
• 2023

본 연구에서는 투과 유량 모델을 개발하기 위하여, 시간, 막 전후의 압력 차, 회전 속도, 막의 기공 크기, 동점도, 농도 및 공급 유체의 밀도 등 7개의 입력 변수에 기반한 두 종류(ANN 및 SVM) 인공지능 기법을 이용하였다. 시행착오법과 실험데이터와 예측 데이터 간의 결정 계수(R²) 와 평균절대상대편차(AARD)를 포함한 두 가지 통계 변수를 통해 최적의 모델을 선정하였다. 최종적으로 얻어진 결과에서 최적화된 ANN 모델이 R² = 0.999 및 AARD% = 2.245인 투과 플럭스 예측 정확도를 보여서, R² = 0.996 및 AARD% = 4.09의 정확도를 보인 SVM 모델에 비해 더 정확함을 알 수 있었다. 또한, ANN 모델은 SVM 방식에 비해 투과 유속을 예측하는 능력도 더 높은 것으로 나타났다.

• 멤브레인
• /
• 제15권4호
• /
• pp.338-348
• /
• 2005

정밀여과 모세관 막을 이용한 무기 콜로이드 현탁액의 투과유속 감소특성을 검토하였다. 무기 현탁입자의 종류에 따른 투과거동은 알루미나 현탁액의 투과유속이 벤토나이트 현탁액보다 평균 2배정도 컸으며, 운전시간 경과에 따른 투과유속의 감소도 알루미나 현탁액이 벤토나이트 현탁액에 비하여 전체적으로 서서히 감소하는 경향을 보였다. 운전 시간 10분까지의 투과유속 감소율을 나타내는 초기투과유속 감소율은 벤토나이트 현탁액이 알루미나 현탁액보다 더 컸다. 막 투과유속 감소는 케익오염과 세공막힘오염에 기인하며, 막오염 형태에 있어 벤토나이트 현탁액의 세공막힘오염이 알루미나 현탁액 보다 현저히 크게 나타났다. 운전압력 $1.0\;kg_f/cm^2$에서 총 막오염에 대한 성분오염의 비율은 알루미나 현탁액의 경우 완전세공막힘 $9.35\%$, 표준세공막힘 $6.82\%$, 케익여과 $83.832\%$이었다. 순환흐름속도의 증가로 인해 투과유속은 증가하였고, 알루미나 현탁액은 $6.5\%$, 벤토나이트 현탁액은 $13.5\%$ 증가하였다. 세공크기가 $0.34\;{\mu}m$인 막의 투과유속은 세공의 크기가 $0.24\;{\mu}m$인 막보다 컸으며, 세공크기의 증가에 따른 투과유속은 알루미나 현탁액이 1.61배, 벤토나이트 현탁액이 1.76배 증가하였다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.131-140
• /
• 2002

Laboratory-scale membrane bioreactor added alum into the anaerobic basin as a flocculant and adsorbent was carried out to find removal efficient of nitrogen and phosphorus components in the mixed liquid and weather or not maintaining the stability for the permeate flux and pressure at various internal recycle conditions. It was found that denitrification efficient of maximum 65% was obtained when the ratio of internal recycle was 3Q. Additionally when the ratio of internal recycle was fixed at 3Q, $BOD_5$ and T-P concentration of permeate was much more reduced compared to not added alum in anaerobic basin but T-N concentration of permeate was relatively increased. In case of added alum as the flocculant and adsorbent in anaerobic basin, the permeate flux was maintained above $10{\ell}/m^2/hr$ but the permeate pressure was relatively higher than alum was not added in anaerobic basin.

• 한국식품과학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.397-406
• /
• 1998

난백 lysozyme은 박테리아 세포벽을 선택적으로 분해하므로 식품 가공 공정에 있어서 천연 식품보존제로서의 이용 가치가 높다. 기존의 결정화와 냉동건조 방법 대신 PM30 막을 사용하여 한외여과함으로써 13종의 난백 단백질로부터 single-step에 의해 lysozyme을 분리하고자 하였다. 냉동 건조한 lysozyme을 pH 4.6 citrate-phosphate buffer에 녹여 PM30 막으로 한외여과시 시료 농도, 온도, 막 횡단 압력, 교반속도 등의 운용 조건을 변화시켜주면서 flux를 최대화하는 최적 막분리 조건을 구하였다. 최적 막 분리 조건하에서 시간이 경과함에 따라 막 재질과 막 침착이 flux에 미치는 효과를 측정하였고, 막 분리 여액내 단백질 농도와 lysozyme 농도, 비활성도를 측정하였다. PM30 막을 이용한 난백 lysozyme의 막 분리 최적 조건은 시료농도 0.25%, 온도 $35^{\circ}C$, 막 횡단 압력 30 psi, 교반속도 300 rpm 이었다. 막 분리 초기 12분까지는 YM30 막의 flux가 더 높았으나, 정상상태에서의 flux는 PM30 막이 더 높았다. PM30 막의 분리 여액내 단백질 농도와 lysozyme 농도는 YM30 막에 비해 낮았으나, 비활성도는 2배 이상 높았다. 5회 막 분리한 PM30 막은 새 PM30 막에 비하여 flux가 약 30% 감소하였으나 시간 경과에 따른 flux 감소 경향은 거의 동일하였으며, 막 분리 35분 경과 후 정상상태에 이르러 초기 flux 약 70%를 유지하였다. 막 분리 여액내 lysozyme 농도와 비활성도는 각각 110 units/mL, 2,821 units/mg protein이었으므로, PM30 막을 이용한 한외여과 공정은 천연 항균 효소제인 lysozyme을 분리하는데 매우 효과적인 방법이었다.

• 멤브레인
• /
• 제24권5호
• /
• pp.400-408
• /
• 2014

유도용액으로 비료를 사용하는 정삼투식 해수담수화에서 유도용액의 성능을 평가하였다. 일반적으로 많이 사용되는 비료 중에서 삼투압, 용해도 및 pH 등을 고려하여 $NH_4NO_3$, $NH_4H_2PO_4$, $(NH_4)_2HPO_4$, KCl, $KNO_3$ 및 $KHCO_3$를 유도용액 후보군으로 선정하였다. 수투과선속, 질소와 인의 역용질선속 및 비역용질선속을 측정하여 유도용액의 성능을 평가하였다. KCl은 본 연구에서 선정된 유도용액 중에서 가장 높은 수투과선속을 나타낸 반면에 $(NH_4)_2HPO_4$는 가장 낮은 수투과선속을 나타내었다. $NH_4H_2PO_4$가 가장 낮은 역용질선속 및 비역용질선속을 보였으며, $(NH_4)_2HPO_4$ < $KNO_3$ < $NH_4NO_3$의 순서로 역용질선속 및 비역용질선속이 증가하였다. $NH_4H_2PO_4$는 비록 다른 유도물질에 비해 수투과선속이 낮으나 비료의 주요 성분인 질소와 인을 모두 포함하고 있을 뿐만 아니라 질소와 인의 역용질선속 및 비역용질선속이 다른 유도물질에 비해 매우 낮으므로 FDFO (fertilizer drawn forward osmosis)에서 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.