• 제목/요약/키워드: 막반응기

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이중실관 생물 반응기에서의 구연산 생산과 Scale-up (Citric Acid Production and Scale-up in Dual Hollow Fiber Bioreactor)

  • 장호남;지동진;심상준
    • 멤브레인
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    • 제2권2호
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    • pp.122-128
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    • 1992
  • 여러 크기의 이중실관 생물 반응기에서의 Aspergillus niger(KCTC 1232)를 이용한 구연산 생산 실험을 수행하였다. 초종 세포농도는 세포 성장구간 기준으로 300g/l에 달하였다. 공기와 산소의 공급 조건하에서의 단위 용적당의 생산성은 각각 0.63, 0.02g/l.h였고 이는 회분식 발효에 대해 10, 16배 증가한 결과이다. 공급배지의 초기 pH는 구연산의 생산에 중요한 요소이며 pH가 낮을수록 높은 구연산 생산수율을 얻을 수 있었다. Scale-up의 가능성을 알아보기 위해 반응기 unit와 배지의 공급속도를 변화시킨 결과 반응기 unit와 배지 공급속도의 증가는 기질의 높은 소비속도로 인해 생산성의 증가를 가져왔다.

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연료전지용 부분불소계 Poly (arylene e ther sulfone)/PTFE 복합막의 제조 및 특성 분석 (Preparation and Characterization of Partially Fluorinated Poly (arylene ether sulfone)/PTFE Composite Membranes for Fuel Cell)

  • 김은희;장봉준;김정훈
    • 멤브레인
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    • 제22권3호
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    • pp.191-200
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    • 2012
  • 불소관능기인 perfluorocyclobutane (PFCB)기를 포함하는 후술폰화 poly (arylene ether sulfone) 랜덤 공중합체를 다공성 Polytetrafluoroethylene (PTFE) 막에 함침시켜 새로운 복합막을 제조하였다. 후술폰화 랜덤 공중합체는 trifluorovinyloxy 그룹을 양말단에 포함하는 biphenyl계와 sulfonyl계 단량체로부터 제조되었는데, biphenyl계와 sulfonyl계의 비율을 6 : 4와 4 : 6으로 조절 후 중부가반응 형태의 열중합과 chlorosulfonic acid (CSA)를 이용한 후술폰화 반응을 통하여 얻어졌다. 이렇게 제조된 랜덤 공중합체의 농도를 달리하면서(5~20 wt%) 다공성 PTFE 막에 함침시켜 복합막을 제조하였고, 이온 교환 능력(IEC), 함수율, 이온전도도를 측정하여 강화되지 않은 랜덤공중합체 및 Nafion과 비교하였다. 제조된 단량체 및 고분자의 구조와 순도는 각각 $^1H$-NMR, $^{19}F$-NMR와 FT-IR를 통하여 확인하였으며, 제조된 복합막의 형태는 SEM으로 관찰하였다.

교차흐름 막결합형 생물반응기에서의 막오염 연구 (Study of membrane fouling in the crossflow MBR system)

  • 최중구;김인철;최남석;홍서표;탁태문
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.150-152
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    • 1998
  • Now the lack of water is serious problem all over the world because of the growth of population and expansion of industrial activities. So wastewater recycle and reuse is essential in many countries. One of the most popular wastewater treatment processes is conventional activated sludge system. In spite of significant degree of treatment rate the biological process has some operational difficulties and capital disadvantages. In conventional activated sludge process, sludge settling condition is getting worse in case of sludge bulking, it is common that overall process fails due to wash-out of biomass causing low concentration of MLSS in the aeration tank. Because of the absence of claifier the membrane bioreactor(MBR) process is less affected by such problems.

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$CHF_3/C_2F_6$ 반응성이온 건식식각에 의해 변형된 실리콘 표면의 열적 거동에 관한 연구 (Thermal behavior of modified silicon surface by $CHF_3/C_2F_6$ reactive ion etching)

  • 박형호;권광호;곽병화;이중환;이수민;권오준;김보우;성영권
    • 한국재료학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.35-42
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    • 1992
  • 실릴콘 산화막을 $CHF_3/C_2F_6$ 혼합가스를 사용하여 반응성이온 건식식각을 행할 때 실리콘 표면에 형성되는 잔류막과 손상충의 열적 거동을 X-선 광전자 분광기(XPS)와 이차이온 질량 분석기 (SIMS)를 사용, 연구하였다. 저항가열을 통한 in-situ 분석에 의해 폴리머 잔류막은 $200^{\circ}C$부터 분해가 시작되고 $400^{\circ}C$ 이상의 가열에서는 graphite 형태의 탄소 결합체를 형성하며 분해됨을 알았다. 질소 분위기하의 급속 열처리를 통해 잔류막의 열분해는 $800^{\circ}C$ 이상에서 완료되고 손상층을 형성하는 침투 불순원소의 기판 외부로의 확산이 관찰되었다.

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$CHF_3/C_2F_6$ 반응성이온 건식식각에 의한 실리콘 표면의 변형에 관한 연구 (A study on a silicon surface modification by $CHF_3/C_2F_6$ reactive ion etching)

  • 박형호;권광호;곽병화;이수민;권오준;김보우;성영권
    • 한국재료학회지
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    • 제1권4호
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    • pp.214-220
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    • 1991
  • 실리콘 산화막을 $CHF_{3/}C_2F_6$ 혼합가스를 사용하여 반응성이온 건식식각을 행할 때 실리콘 표면에 형성되는 잔류막과 손상층을 X-선 광전자 분광기(XPS)와 이차이온 질량 분석기(SIMS)를 사용, 연구하였다. 실리콘, 탄소, 산소 및 불소의 angle-resolved XPS분석기술을 이용한 비파괴적 화학결합상태의 깊이분포 분석을 통하여 잔류막의 표면부에 O-F 결합이 존재하며 잔류막은 주로 탄소와 불소의 결합체인 C-F 플리머로 구성되어져 있고 Si-O, Si-C 및 Si-F 결합 등이 존재함을 알았다. 손상층은 실리콘 표면에서 약 60nm 깊이까지 탄소와 불소의 침투에 의해 형성되어져 있음을 알았다.

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투과증발과 결합된 에탄올 발효 공정의 모델링 및 특성 (Modeling and Characteristics of Ethanol Fermentation Process Combined with Pervaporation)

  • 최은수;김진현;유영제
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.451-458
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    • 1992
  • 에탄올발효에서 에탄올은 세포의 성장 및 에탄올생합성에 저해작용을 하는 것으로 알려져 있다. 이러한 저해작용을 감소시켜주기 위하여 에탄올을 선택적으로 분리하는 투과증발법을 이용하였다. 실리콘폴리슬폰 복합막을 제조하여 사용하였는데, 이 막은 유입액의 에탄올 농도가 25g/l, 온도가 30'C, 막하부의 압력이 10mmHg일 때 에탄올의 선택도가 약 4 이었으며, 총 투과유속은 300g/m2h이었다. 에탄올 발효는 Saccharomyces cerevisiae를 Ca-alginate에 고정화시켜 유동층 생물반응기에 접종하여 수행하였고, 이 반응기를 투과증발장치와 연결한 혼합공정을 구성하였는데, 혼합공정의 경우 발효배지의 에탄올농도는 막을 연결하지 않았을 때보다 감소하여 저해작용을 감소시키고 생산성을 향상시켰다.

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Multi Acrylate기를 갖는 Polydimethylsiloxane 변성 Urea 코팅 액의 제조와 그 특성 (Preparation and Properties of Polydimethylsiloxane Modified Urea with Multi Acrylate Group Coating Materials)

  • 박승우;강호종;강두환
    • 폴리머
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    • 제38권6호
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    • pp.720-725
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    • 2014
  • Hydride terminated polydimethylsiloxane과 allyl amine을 hydrosilylation 반응으로 aminopropylpoly-dimethylsiloxane을 합성하고, 이를 hexamethylenediisocyanate(HDI)의 고리화 반응으로 제조된 cyclic HDI trimer와 반응시켜 urea결합으로 결합된 polydimethylsiloxane 변성 urea을 제조하였다. Polydimethylsiloxane 변성 urea의 말단에 있는 isocyante기와 2-hydroxyethylmethacrylate를 반응시켜 말단에 multi acrylate기가 도입된 polydimethylsiloxane 변성 urea/acrylate(PUA)를 제조하였다. 제조한 화합물의 구조를 FTIR, $^1H$ NMR로 확인하였으며, PUA에 아크릴계 단량체, 광 개시제, 용매 등을 여러 가지 조성비로 혼합하여 코팅 액을 제조하였으며 이를 PET 필름에 도포하고 UV을 조사하여 고경도의 유연성을 갖는 코팅 막을 제조하였다. 제조한 코팅 막의 연필 경도는 3H, 접촉각은 $82^{\circ}$, bendability는 $7{\phi}$까지 scratch가 발생하지 않았다.

새로운 연료전지용 술폰화된 PES계 가교 고분자 전해질 막의 개발 (Development of Crosslinked Sulfonated Poly(ether sulfone)s as Novel Polymer Electrolyte Membranes)

  • 오영석;이명건;김태현
    • 대한화학회지
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    • 제53권3호
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    • pp.345-354
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    • 2009
  • 새로운 연료전지용 고분자 전해질 막으로서 알릴기로 터미네이션된 술폰화된 PES계 고분자 를 비스아자이드와의 열적 가교 반응을 이용하여 합성하였다. 공중합체의 조성은 $^1H$ NMR에 의해 확 인되었다. 전도성 부분인 친수성 영역의 균일한 분포와 견고한 에터 술폰계 고분자 주골격의 끝부분에 만 가교기를 도입하여 소수성 영역을 최소화 하는 전략으로 얻어진 가교 고분자 막은 높은 온도에서 우 수한 수소이온 전도도와 열적 안정성을 나타내었으며 또한, 나피온에 비해 3배 이상의 수소이온 선택 성을 나타내었다.

양성전해질 고정막의 제조 및 그것의 금속이온 흡착 특성 (Preparation of Ampholyte Grafted Hollow-fiber Membrane and Its Adsorption Characteristic on Metallic Ions)

  • 최혁준;박상진;김민
    • 멤브레인
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    • 제20권2호
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    • pp.151-158
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    • 2010
  • 본 연구는 양성전해질막의 금속이온 특성을 조사하기 위하여 Taurine (TAU)막을 제조하였다. 제조방법으로는 방사선조사법에 의한 Glycidyl methacrylate (GMA)의 중공사막 표면위에 고정시키고, 이후 Taurine의 염기성 부분인 $-NH_2$기(amine fuction)와 GMA의 glycididyl의 개환 반응을 통하여 안정된 막을 형성하도록 하였다. 한편 TAU막과 비교를 위해 GMA가 고정된 중공사 막에 Sodium sulfite로 화학적 결합을 형성 SS막을 제조하였다. 이렇게 제조된 TAU막의 타우린 밀도가 높아져도 투과유속은 0.9 m/h로 변화 없으나, SS막은 술폰산기의 밀도가 높아짐에 따라 투과유속이 급격히 감소하는 것을 나타내었다. 타우린 밀도가 0.8 mmol/g인 막을 사용한 결과 금속이온의 량은 Cu > Cd > Mg > Sb > Pb의 순으로 나타내었다. 전반적으로 타우린막은 전화율과 밀도의 증가에 따라 많은 양의 금속이온 흡착과 높은 투과유속을 나타내었다.

표면개질 담체를 이용만 무산소/호기 공정에서의 유기물 및 영양염류 제거 (The Removal of Organics and Nutrients in an Anoxic/Oxic Process Using Surface-modified Media)

  • 선용호
    • KSBB Journal
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    • 제23권1호
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    • pp.70-76
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    • 2008
  • 본 연구에서는 생물막법 중 고정 생물막을 이용한 무산소/호기 시스템으로 구성된 반응기에서 표면을 이온빔으로 조사하여 소수성인 표면 물성을 친수성으로 개질한 표면개질(surface-modified) 담체와 표면을 개질하지 않은 비개질 담체(non-modified)를 각각 이용하여 하수의 유기물, T-N 그리고 T-P의 제거 특성을 알아보았다. 여기에 사용된 담체는 폴리에틸렌 재질로서 원통형 플라스틱 담체이다. 수리학적 체류시간(HRT)에 따른 제거율의 차이를 알아본 결과, $COD_{cr}$의 경우 HRT를 16hr 이상 주었을 경우 개질 담체를 사용한 반응기 (개질 담체 반응기)와 비개질 담체를 사용한 반응기(비개질 담체 반응기) 모두 95% 이상의 제거율을 보인 반면에 12hr일 경우 개질 담체 반응기는 95%, 비개질 담체 반응기는 92%의 제거율을 보였다. 동일한 조건에서 T-N 제거율은 개질 담체 반응기는 HRT에 따라 최고 70.2%에서 최저 54.8%의 제거율을, 비개질 담체 반응기는 최고 76.5%에서 최저 57.5%의 제거율을 보였다. 마지막으로, T-P 제거율을 알아본 결과, 개질 담체 반응기는 최고 69.8%에서 최저 59.4%의 제거율을 보인 반면에 비개질 담체 반응기는 최고 63.4%에서 최저 51.3%의 제거율을 보였다. 본 연구결과로 볼 때 하수처리 적용시 $COD_{cr}$와 T-P의 제거인 경우에 표면개질 담체를, T-N의 경우 비개질 담체를 사용한 것이 제거효율에서 유리한 것으로 판단된다.