• 제목/요약/키워드: 수치적 공정 상태도

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초저온 버터플라이 밸브용 탄성 메탈실의 누설방지에 관한 연구 (Seat Tightness of Flexible Metal Seal of Butterfly Valve at Cryogenic Temperatures)

  • 안준태;이경철;이용범;한승호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권6호
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    • pp.643-649
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    • 2011
  • LNG 선박에 사용되는 초저온용 버터플라이 밸브의 개발에 있어, 누설검증은 가장 중요한 설계공정 중 하나이다. 초저온에서 누설방지가 가능한 실로서 인코넬 스프링과 같은 탄성지지체가 포함된 O-링 형태의 메탈실이 널리 사용되고 있으나, 제작비가 고가인 단점을 갖고 있다. 이에 대한 대안으로 부가적인 탄성지지체 없이도 누설조건을 만족시키며, 제작비가 저렴한 탄성 메탈실의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 탄성 메탈실의 누설방지를 위한 설계조건을 정립하여, 초저온 및 고압환경에서 누설방지가 가능한 탄성 메탈실의 형상을 수치해석을 통해 고찰하였다. 아울러 이를 기반으로 시제품을 개발하고, 상온 및 초저온 상태에서 BS6755 및 BS6364 에 준하는 누설시험을 실시하여 누설여부를 확인하였다.

농업용 폐비닐 열분해 파생물질의 조성분석과 유해성 평가

  • 신혜순;강주연;김미경;정기화;심성훈
    • 한국환경독성학회:학술대회논문집
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    • 한국환경독성학회 2003년도 추계국제학술대회
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    • pp.151-151
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    • 2003
  • 토양에 방치된 농업용 폐비닐은 거의 분해가 되지 않으며, 수분과 공기의 유통을 차단하고 토양 내 미생물들의 흐름을 막아 토양을 더욱 황폐화시키게 된다. 불법적인 소각 때는 산불의 위험에다 다이옥신, 염소 및 염화수소가스 등을 배출해 대기오염을 유발시킨다. 폐비닐을 열분해과정으로 처리하여 아주 작은 입자로 미분쇄하고 겔상태로 용융된 원료물질속으로 완전히 균일하게 혼합하여 골재로 활용하는 과정에서 가스상과 액상의 여러 가지 중간생성물질이 발생하게 되며, 농약의 살포에 의한 잔류농약 둥 인체에 유해가능한 요소들이 있을 수 있다. 본 연구에서는 개발공정이나 제품에서 인체에 영향을 미칠 수 있는 물질에 대하여 유해성을 평가하고 용응 겔 및 가스와 오일에 함유된 화학성분을 분석하였기에 보고하고자 한다 시험동물의 혈액생화학적 검사에서는 농업용 폐비닐물질 및 열분해 파생물질의 혈청 Cholesterol, 혈청 Alanine aminotranseferse와 Aspartate aminotransferse, Albumin 수치, LDH, Glucose, Uric acid, A/C 비 등의 생화학적 활성도를 측정한 결과들에서는 농업용 폐비닐물질을 투여한 시험군에서 나타난 결과와 비교하여 열분해 파생물질을 투여한 시험군에서 나타난 결과가 감소된 통계결과를 보였다. 이 결과들은 농업용 폐비닐물질을 투여한 시험군보다 열분해 파생물질을 투여한 시험군의 외부독성물질 투여에 의한 생체독성의 영향과 생체에 가해진 스트레스강도가 작았음을 의미하는 것이다. 잔류농약분석에서는 시료로부터 농약을 추출하는 용매추출과정, 시료추출물 중 공존하는 방해성분을 제거하는 정제과정, 폐비닐물질 및 열분해 파생물질 성분을 100mg/kg 이상군의 투여 후 시험동물의 부검시 모든 투여군에서 독성소견이 인정되지 않았다. 이와 같은 결과로 열분해 및 연소과정에서 발생하는 파생물질의 분석결과를 응용하여 대기오염을 방지하고 인체 유해물질을 차단하는 공해 방지 설계의 기초자료를 제안하고자 한다.

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SFRSCC의 섬유 방향성에 미치는 입구 속도와 점성의 영향성에 대한 수치해석 (Numerical Investigation of the Density and Inlet Velocity Effects on Fiber Orientation Inside Fresh SFRSCC)

  • ;이종재;이종한;이건준;안윤규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.16-20
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    • 2018
  • 강섬유 보강 자기충전 콘크리트(Steel Fiber Reinforced Self-Compacting Concrete, SFRSCC)는 사회기반 시설이나 초고층 빌딩, 원자력 발전 시설, 병원, 댐, 수로 등 전반적으로 널리 사용되어지고 있는 재료이다. SFRSCC는 짧고, 개별적인 보강 섬유로 인해 일반적인 자기충전 콘크리트(Self-Compacting Concrete, SCC) 보다 인장 강도, 연성, 휨 강성 등에서 뛰어난 성능을 보인다. 하지만 SFRSCC의 이러한 성능은 섬유의 방향성에 의해 크게 좌우되는 경향이 있다. 짧고 개별적인 섬유들은 타설 과정에서 섬유의 방향성을 컨트롤 할 수 없기 때문에 무분별하게 콘크리트 내에 위치하게 된다. 섬유의 방향이 제어되지 않은 상태에서 콘크리트의 경화가 진행될 경우 휨 강성과 인장 강도의 저하를 야기하고, 이는 예상 강도 미달의 원인이 될 수 있기 때문에 SFRSCC를 사용할 때 섬유의 정렬은 중요한 요소가 된다. 따라서 본 연구에서는 유한 요소법을 사용하여 타설 공정 중 콘크리트 매트리스의 점도 및 입구 속도가 섬유 방향에 미치는 영향에 대해 분석하였다.

신서란 섬유를 이용한 종이제조 및 물성평가

  • 이현철;김봉용
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2001년도 추계학술발표논문집
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    • pp.14-14
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    • 2001
  • 현재 제지용 펄프 및 펼프 원료의 국내 자급상태는 매우 낮은 수준이다. 따라서 원료 가격변동과 환율에 따라 수익성은 물론, 원료 수급에도 큰 영향을 받게 된다. 최근 버 진펄프의 가격상승은 재생펄프 사용량과 고지수입량을 더욱 늘리고 있으며, 이들의 사 용에 따른 품질저하 개선노력도 꾸준히 행해지고 있다. 그러나 원가절감과 품질유지라 는 두 마리 토끼를 한꺼번에 잡는 것은 그리 쉬운 일이 아니며 그 효과 또한 점점 미 미해 지고 있는 실정이다. 외국의 경우 이러한 문제점들을 펄프소재면에서 접근하여 해 결하고자 하는 시도가 있었다. 중국은 벗짚펄프를 제지용으로 적용하여 오랜 시행착오 끝에 성공을 거두고 있으며, 남미에서도 수수 등을 이용한 제지용 펼프 개발에 노력과 투자를 아끼지 않고 있다. 이는 제한된 원료의 사용만으로 직면하고 있는 여러 문제점 들을 해결하기가 힘들다는 언식에서 출발한 것이며, 새로운 원료개발 자체가 그 해결방 안으로서 충분한 가치가 있음을 보여준다고 하겠다. 이와 같은 맥락에 따라 국내에서 적용이 가능한 소재를 조사하였으며 우선적으로 신서란을 선택하게 되었다. 신서란은 뉴질랜드가 원산지로 알려져 있으며 오래전부터 제주도에 자생하고 있는 다년생 초본류이다. 수많은 경질섬유(hard fiber)중에서도 경제적으로 재배되는 유일한 작물로 선박용 로프, 그물, 범포 등의 원료로 사용되었으나 현재는 화학섬유로 대체되 어 그 사용이 전무한 실정이다. 선서란은 고강도와 우수한 유연성, 탄력성 및 양호한 광학적 성질을 가지고 있으며 무엇보다 척박한 땅에서도 생장이 왕성하여 재배가 쉽다 는 것이 가장 큰 장점이다. 본 연구는 펄프용 섬유로서 양호한 기본특성을 가진 신서란 을 이용한 펄프를 기존 제지공정에 일정량 투입함으로써 얻고자 하는 종이의 일반물성 개선 및 특수기능 향상에 도움이 되는 제지용 펄프로서의 가능성을 알아보고자 하였다.이어서 몇십%의 현을 억제하지는 못한다는 결론을 도출할 수 있었다. 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 한국과 미국 패션제품의 지난 십년간의 가격 과 품질의 상관관계는 매우 약한 정(+)의 상관을 가지고 있었다. 한국패션제품의 전체 서열상관계수의 평균은 0.091이었고, 미국의 상관계수 평균은 0.192였 다. 상관계수의 수치만으로 볼 때 한국보다는 미국 패션제품의 가격과 품질간의 상관관계가 조금 높게 나타났으나, 양국간 통계적인 차이는 없었다. 또한, 한국 패션제품의 경우에는 제품군의 가격대별 상관관계를 살펴보았는데, 그 결과 1만원 미만의 저가 제품군과 330만원이상의 고가의 제품군의 경우 부(-)의 상관계수를 나타냈다. 둘째. 1990년대 한국과 미국 패션시장의 가격과 품질간의 상관계수의 범위는 제품군별. 산업범주별 로 상이한 분포를 보이고 있었다. 패션제품군별로 보 면, 한국의 경우는 가장 높은 '여행용가방(r = 0.707)' 에서 가장 낮은 '자외선 차단화장품(r = -0.58)'까지, 그리고 미국 패션제품군의 상관계수의 범위는 '팬티 스타킹'의 0.820에서 '남성용 런닝슈즈'의 -0.472까지의 분포를 나타냈다. 마지막으로, 제품의 가격과 품질에 대한 정보를 소비자가 알 경우 얻을 수 있는 소비자의 구매이득 을 추산한 결과 패션제품시장에서 완전한 품질정보를 가지고 있다고 가정한 '현명한 사람'은, 최고가격의 제품만을 구입한다고 가정한 '부유한 사람들'의 구입방식에 비해 최고 좋은 품질의 상품을 총 지불액의 비율로 보아, 한국의 소비자는 약 50% 정도를, 미국의 소비자는 약 91%나 되는 액수를 절약하여 구매할 수 있는 것으로 나타났다. 이상의 본 연구의 결과를 종합하여 볼 때 한국과 미국 모두 제품군별, 그리고 산업범주별로 상관관계가 차이를 보이고 있어, 양국의 소비자들이 패션제품 의 품질을 평가함에 있어 오로지 가격에 대한

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커피빈의 물리화학적 결점에 따른 추출액의 품질특성 (Quality characteristics of ground coffee extracts according to physical and chemical defects)

  • 성준형;조정석;이현정;최지영;이영민;루오진;문광덕
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.638-644
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    • 2016
  • 커피의 풍미와 기호에 부정적인 영향을 미친다고 알려진 결점두의 활용가능성을 알아보고자 생두와 원두상태의 정상두와 결점두의 이화학적 특성을 분석하였다. 추출액의 pH와 가용성 고형분 함량은 로스팅 공정을 거친 후 감소하는 경향을 보였으며 색도는 $L^*$ value는 감소하고 $a^*$ value와 $b^*$ value는 증가하였다. DPPH radical 소거능은 로스팅 공정을 거친 후 감소하였으며 생두 추출물에서 결점두의 radical 소거능이 정상두보다 높았으며 Immature의 생두 추출물이 49.54%로 가장 높은 소거능을 나타냈다. 로스팅을 한 후 DPPH radical 소거능 원두 추출물간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. FRAP 활성 또한 생두 추출물이 15.28~21.80 mM TE 로 14.81~16.38 mM TE 의 활성을 나타낸 원두 추출물보다 높았으며 Sour의 원두 추출물을 제외하고 정상두에 비해 결점두의 FRAP 활성이 높게 나타났다. 총 페놀성 화합물 함량은 생두 추출물이 191.06~256.25 mg% GAE의 범위로 161.91~173.44 mg% GAE 의 범위를 나타낸 원두 추출물보다 높은 함량을 보였으며 Immature의 생두 추출물이 256.25 mg%로 가장 높게 나타났다. Trigonelline, caffeine, chlorogenic acid 함량은 Immature의 생두 추출물이 각각 895.20 mg/L, 825.85 mg/L, 3,836.94 mg/L로 가장 높은 수치를 나타내었고, 로스팅 공정을 거친 후 감소하였으며 특히 chlorogenic acid의 함량은 급격히 감소하였다. 이상의 실험결과로 미루어 보아 결점두의 항산화능과 기능성을 활용할 수 있을 것으로 판단되며 특히 활용할 시 생두의 형태가 더 적합하다고 판단된다.

우리나라의 환경오염 현황과 그 대책 (Environmental Pollution in Korea and Its Control)

  • 윤명조
    • 대한기관식도과학회:학술대회논문집
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    • 대한기관식도과학회 1972년도 춘계종합 학술대회 초록집
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    • pp.5-6
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    • 1972
  • 1960년이래 우리나라 산업은 현저하게 발달하였으며 이에 따르는 부수적인 현상이라고 할 수 있는 교통기관의 발달과 도시인구의 비대도 병행하였다. 그리나 이미 선진국가에서 겪었던 경험과 같이 기계문명의 발달과 함께 자연 환경의 파괴라는 문제에 봉착하게 되었다. 대기오염과 도시소음은 호흡기 질환, 이비인후과 질환, 안질환, 그리고 도시민에 주는 불안감과 피로촉진 적인 요인이 되고 있음은 이미 밝혀졌으며 또한 활발하게 이에 관련되는 연구들이 진행되고 있다. 때문에 인류의 사회복지 향상을 위한 노적의 결과가 우리들의 건강을 위협하는 이율배반적인 현상을 초래하게끔 강요하였다는 모순을 볼 수 있다. 대기오염을 유발시키는 원인은 연료의 연소에 기인되므로 연료사용량의 증가는 대기오염도를 심하게 하여 주는 원인이 된다. 대기 오염물질의 발생원은 연료를 많이 사용하는 곳으로 일반적으로 교통기관, 산업장, 화력발전소 및 난방, 취사 등으로 구분한다. 따라서 연료 사용량과 연소방법을 기초로 하여 연간 대기로 배출하는 오염물질을 추정할 수 있다. 1960년에서 1969년 즉 10년간의 우리나라 연료사용량을 기초로 하여 향후 1980년까지의 대기오염물질의 연간 배출량 추세를 보면 1970년도에 연간 약 80만톤의 오염물질을 전국의 대기속으로 배출하였으며 향후 뚜렷한 대책을 강구치 않는 한 1975년도에는 약 3배로 증가할 것이며 10년 후인 1980년에는 약 6배로 증가된 462만들을 배출할 것으로 추산할 수 있다. 미국의 경우 1968년도의 연간 오염물질 배출량을 보면 2억 1천 4백만 톤을 배출하였으며 1966년도보다 약 70%증가하였다. 그러나 우리나라의 경우를 보면 같은 연도의 증가율은 2.3배로서 3년간의 배출 증가는 미국보다 훨씬 높은 추세를 나타내고 있었다 국토 단위면적(km$^{7}$ )으로 볼 때 우리나라의 1975년도에는 약 24톤을 배출하였으며 미국의 1968년도와 비슷한 배출량이라 할 수 있다. 1975년도에 서울에서 배출되는 오염물질의 양은 연간 36.4만 톤이며 하루에 약 1,000톤을 배출할 것으로 산출된다. 이 사실을 오염원 별로 보면 연간 배출되는 총량의 약 40%는 자동차의 배기에 의하여 오염되고 있으며 산업장은 약 30%를 차지할 것으로 추정된다. 한편 1970년도에 전국에서 배출된 양의 22.8%가 서울에서 집중적으로 배출되었음은 심각한 문제이며 이와 같은 현상을 보존키 위한 대책의 필요성을 암시하여 주고 있다. 서울시에서 배출되고 있는 유해가스 중 자극성이 있는 가스로써 비인후계 질환을 일으키는 유독가스 유황산화물, 질소산화물, 탄화수소는 전 배출량의 절반 이상을 차지하고 있다 특히 유황산화물의 배출원인은 유황분의 농도가 높은 방카C유를 도시에서 많이 사용하고 있기 때문에 라고 생각된다. 실제로 서울시의 대기중에 배출되는 연간 총량의 95%는 벙커 C유라고 지적한 바 있다. 전술한 바와 같이 서울시에서 배출되는 오염물질의 40%는 자동차의 배기에 의하여 오염되고 있으므로 자동차의 문제만 해결한다면 대기오염물질의 40%에 해당되는 연간 배출량인 15만톤(1975년도)은 제거가 가능하며 또한 벙커 C유를 다른 연료로 대치한다면 약 10만톤 유황산화물을 제거할 수 있다 즉 1975년도의 연간 총 배출량 36.4만 톤 중 약 70%에 해당되는 25만톤은 해결할 수 있다는 결론을 얻을 수 있으며 여러 실험결과를 종합하면 최소 약 50%의 배출물을 제거할 소 있는 것으로 믿는다. 도시소음의 발생원은 교통소음, 산업소음, 건설소음 및 일반소음 등으로 구분될 수 있으며 연간 시민들에 의하여 60%가 소음으로 인한 피해에 대한 호소였음을 볼 때 가장 큰 비중을 차지한다고 할 수 있다. 도시소음은 자연의 정숙을 파괴하는 가장 큰 원인이라 할 수 있지만 한편 너무나 큰 비중을 차지하는 공공성을 띄우고 있거나 또는 취재대상이 명확히 구분되지 않는 경우가 많다는 것이 특징이다. 따라서 건설소음은 현재 세계적으로 행정적 규제를 강력히 시행 못하고 있으며 다만 공정에 사용되는 기계류를 기계공학적인 면에서 개선하고 있는 실정이며 교통기관의 경우는 운행노선의 조절(교통량분산) 항로조절, 역사이전 등의 소극적인 방법을 취하고 있으며 일반소음은 경범죄 및 선거법으로 단속하고 있는 실정이다. 도시소음의 가장 큰 비중을 차지하는 소음원은 교통소음이라 할 수 있으며 서울시의 주간도로 주변의 소음도는 평규 75㏈이며 최고 소음도는 85㏈이다. 특히 경적음은 100㏈ 전후로서 도로주변 소음으로서 가장 문제가 된다. 자동차의 운전상태에 따라 소음발생도는 달라서 대형 차량의 경우 발차시의 가장 크며 소형자동차는 속도에 비례하여 크다. 노후차량일수록 소음도는 커서 그 원인은 정비 불량으로 발생되는 차체소음이라 할 수 있다. 따라서 대책면에서 볼 때 정비강화, 교차로와 주차장의 감소 그리고 운행 장애물 제거등에 주력을 두어야 하며 독일의 소음방지 법령중 Hessen 경찰명령(제11조)에 의하면 라인에 경고하는 그의 목적에 자동차 경적을 사용하였을 때에는 200마르크 이상 500마르크 이하의 벌금을 과료하고 있으며 우리나라의 경우는 거의 없다고 할 수 있다. 서울시는 급진적으로 비대하여져 과거 교외에 있던 역이 현재 13개소가 주택지의 가운데 있게 되었으며 기차소음으로 인한 생활환경의 파괴는 크다. 실제로 신촌역의 경우 철로에서 200m 지점에서 소음을 측정한 결과 듸젤기관차에서는 68㏈에서 79㏈였으며 석탄기관차는 68㏈에서 98㏈였다. 공해방지법의 소음평가 방법(NRN)으로 소음분석 및 평가하면 최소 200m 지점에서는 모두 공해방지법에 저촉을 받고 있으며 특히 경적음과 석탄기관차의 주행은 NRN 60을 초과하였으며 이 수치는 ISO의 평가내용에 의하면 주민들의 지역사회 활동에 강력하게 장해를 준다는 결론을 얻을 수 있다. 기차소음의 대책면에서 볼 때 경적을 경종으로 대치하며 또한 주행속도를 조절한다면 많은 도움이 될것으로 추측된다. 일본의 경우 연속철(long rail)의 채용, 탄성체, 결장치의 사용 침목과 철로의 연결지점에 진동흡수재료사용 그리고 필요한 지점에 1~1.5m 높이의 방음벽설치등으로 많은 효과를 얻었다고 한다.

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중공사 막을 이용한 감귤 과피 bioflavonoids 분리 및 식이 섬유 회수 공정 최적화 (Optimization of Separation Process of Bioflavonoids and Dietary Fibers from Tangerine Peels using Hollow Fiber Membrane)

  • 이은영;우건조
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.151-160
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    • 1998
  • 감귤류의 가공 부산물인 감귤 과피 내에는 식이 섬유소 외에 미생물의 성장을 억제시키는 naringin과 혈압 저해 능력이 있는 hesperidin 등의 bioflavonoids가 다량 함유되어있지만, 대부분이 가공 과정 중 폐기되고 있다. 생리 활성 물질인 bioflavonoids를 회수하기 위하여 원료 투입 속도, 막 횡단 압력, 온도, pH등을 조절하여 최적 막 분리 조건을 구하였다. 감귤 과피에 7.5 배의 물을 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 혼합 용액을 예비 여과 시스템에서 여과하였다. 예비 여과된 추출물은 중공사 막을 이용하여 한외 여과하였다. 원료 투입 속도와 flux간에는 일정한 상관 관계가 없었지만, 막 횡단 압력 8 psi 이상에서 pressure controlled region이 관찰되었다. $9^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$로 온도가 상승함에 따라 $10{\;}liters/m^2/hr{\;}(LMH)$씩 flux가 증가하였으나, $25^{\circ}C$에서 $33^{\circ}C$ 구간에서는 flux 증가폭이 2 LMH에 그쳤다. 모든 적용 막 횡단 압력에서 pH 4.8일 때의 flux가 가장 높았으며, pH 3.0에서의 flux가 pH 6.0, 7.0, 9.0 일 때 보다 훨씬 낮았다. 최적 운용 조건은 원료 투입 속도 49.3 L/hr, 막 횡단 압력 10psi,온도 $25^{\circ}C$, pH 4.8 이었다. 최적 분리 조건하에서 막 분리 하였을 때, 시간이 경과함에 따라 flux가 점차적으로 감소하여 약 1시간 50분 경과 후 정상 상태에 도달하였다. 각 분리 단계별로 retentate 단위 무게당 식이 섬유 함량과 permeate의 bioflavonoids농도를 측정하였다. 분리 단계별 retentate중 단위 무게당 총 식이 섬유와 수용성 식이 섬유 함량은 각각 170 mesh retentate와 prefiltered retentate에서 가장 높았다 한외 여과 permeate내의 naringin 과 hesperidin 농도는 각각 $0.45{\sim}0.65\;mg/g,\;5.15{\sim}6.86\;mg/g$으로, 감귤 과피 고유의 함량보다 각각 $15{\sim}22$배, $79{\sim}93$배 높은 수치였다. 따라서 , 감귤 과피로부터 bioflavonodsi를 회수하는데 있어서 PM10 중공사막의 운용이 매우 효과적인 분리 시스템임을 알 수 있었다.

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