• 제목/요약/키워드: 여과압

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심폐바이패스 실험동물에서의 변형 초여과법 사용의 효과 (Effects of Modified ultrafiltration at cardiopulmonary bypass animal experiment.)

  • 한재진;원태희;박성수
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제32권10호
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    • pp.874-882
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    • 1999
  • 배경: 체외순환 후의 부종현상 및 이에 따른 여러 장치의 기능 저하를 방지하기 위하여, 최근에 체외 순환 이탈 후 환자의 혈액을 짧은 시간에 관류하여 여과해 주는 변형 초여과법의 사용이 늘고 있다. 이에 대한 긍정적인 임상결과들의 보고도 있으나, 다른 한편 체외 순환 후 염증반응을 포함한 폐손상의 기전에 혈구 성분의 영향이 보고되고 있는 바, 변형 초여과법의 효과, 특히 폐 조직에 대한 영향을 밝혀 보고자 하였다. 대상 및 방법: 몸무게 15에서 22 Kg(평균 16.5$\pm$0.5)의 16 쌍의 잡견을 이용한 정소성 심장이식, 실험에서, 통상적인 인공심폐기 작동군과 인공심폐기 작동 후 변형 초여과 관류를 시행한 군으로 무작위 구분하였다. 변형초여과법은 체외순환 정지 후에 대동맥관에서 나온 혈류를 Roller pump를 거쳐 Amicon Diafilter 초여과 관에 150 mL/m 정도의 속도로 10~15 분 정도 관류시켜 정맥관을 통하여 우심방에 직접 주입하였다. 혈액 채취 및 폐생검은 심폐기 시작 전과 정지 직후, 그리고 변형초여과 시행 군은 초여과 완료 직후에, 대조군은 심폐기 정지 10~15분 후에 각각 시행하였다. 혈류역학 측정요소는 동맥압, 우심방압, 좌심방압 등이었으며, 혈액 검사 항목은 동맥혈 가스분석, 혈색소 농도, 헤마토크릿, 백혈구 수, 혈소판 수, 혈중 단백 성분, 알부민 성분 등이었다. 폐 생검 조직으로는 냉동 건조법을 이용한 수분 함유량을 측정하였고, 광학 및 전자현미경으로 관찰을 하였다. 결과: 변형 초여과 군에서 혈중 혈색소 농도는 수술전 10.3$\pm$1.7 mg/dL, 심폐기 정지 직후 6.3$\pm$1.7 mg/dL, 초여과 직후는 8.3$\pm$2.8 mg/dL의 변화를(p=0.0078, 0.0117), 혈중 총 단백질의 농도 변화는 4.3$\pm$0.9, 3.1$\pm$1.5, 4.1$\pm$1.6 mg/dL, 혈중 알부민의 농도는 1.9$\pm$0.5, 1.4$\pm$0.7, 1.8$\pm$0.8 mg/dL로서, 각각 초여과법의 시행 전후에 유의한 증가를 가져왔고(p=0.0280, 0.0277), 폐조직의 수분 함유량의 변화는 수술전 75.1$\pm$8.6%, 심폐기 정지 직후 82.8$\pm$6.0%, 초여과 직후 77.88%를 보인 반면, 대조군에서는 각각 74.7$\pm$4.9, 82.1$\pm$5.9, 82.3$\pm$5.1%의 변화를 보였다. 미세 구조의 관찰에서, 폐포의 내포세피의 융합 기저막층과 미토콘드리아에서의 부종은 변형 초여과 후에 급격히 감소하였으나, 미토콘드리아내 크리스티의 파괴성 변화와 막성 파괴 성향이 초여과 후에 심화되게 관찰되었고, 세포질 내 소체의 팽창과 공포화 현상도 심폐기 가동 후 발생하여 초여과 후에 더 심화되게 관찰되었다. 세포질 내 소체의 팽창과 공포화 현상도 심폐기 가동 후 발생하여 초여과 후에 더 심화되게 관찰되었다. 폐조직 내의 백혈구는 심폐기 작동 후에 그 수에 있어서 증가하였으며 백혈구의 괴변, 탈과립 정도도 심폐기 작동 후 및 초여과 후에 증가한 소견을 보였다. 결론: 변형 초여과법은 인공 심폐기 후의 혈색소 농도 및 혈중 단백질 농도의 복원에 효과가 있었으며 변형 초여과 관류후 폐의 미세 조직내에서 부종의 급격한 감소 등을 관찰할 수 있었다.

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폐수로부터 연속한외여과법에 의한 단백질의 분리, 회수에 관한 연구 I. 조작압과 한계유속의 관계

  • 공재열
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.365-370
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    • 1988
  • 한외여과법을 이용한 식품 페액의 단백질 분리, 회수에 관한 조작조건의 최적화를 위하여 cheese whey의 투과유속에 대한 세정효과의 영향과 조작압과 한계유속의 상관관계를 측정하여 다음의 결과를 얻었다. 세정의 효과로부터 유지 전용세제를 사용한 경우가 막의 투과유속의 회복율이 가장 높았으므로 whey중에 소량 함유되어 있는 유지분이 막의 투과유속의 저하에 큰 영향을 미침을 알 수 있었고, cheese whey를 한외여과법에 의하여 농축, 분리하는 경우 사용압력범위 $1{\sim}10kg/cm^2$에서 분획분자량 100,000인 막을 사용하는 경우 조작압력 약 $7kg/cm^2$에서 한계유속에 달하였으며, 그 이상으로는 압력을 가하여도 투과유속은 상승하지 않았다. 또한 이력현상의존재도 고려하여 볼 때 과도한 압력은 한외여과의 경우 투과유속의 상승에 효과가 없음을 알 수 있었다.

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투과플럭스 실험으로부터 콜로이드 서스펜션의 삼투압과 입자의 구배확산계수 산출을 위한 수치적 해석 (A Numerical Analysis for Estimations of Osmotic Pressure of Colloidal Suspension and Gradient Diffusion Coefficient of Particles from Permeate Flux Experiments)

  • 전명석
    • 멤브레인
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    • 제12권2호
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    • pp.90-96
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    • 2002
  • 멤브레인 여과 실험에서 얻어진 데이터 처리에 간단한 수치해석을 적용하여 삼투압(osmotic pressure) 과 구배확산계수(gradient diffusion coefficient)를 도출하는 새로운 방법론을 제시하였다. 삼투압과 구배확산계수는 이론 및 실험적으로 쉽게 구할 수 없는 물리적 특성치로서 멤브레인 여과의 특성 규명에 중요하다. 모델 라텍스 콜로이드의 여과시간에 따른 투과플럭스(permeate flux) 값과 이에 대한 수치적분과 수치미분 데이터로부터 분산된 입자농도의 함수인 삼투압 관계식을 구했다. 이로부터 계산된 열역학적 계수(thermodynamic coefficient)는 입자농도가 증가할수록 감소하는 거동을 보였고, 여기에 기존에 제시되어 있는 수력학적 계수(hydrodynamic coefficient)를 도입하여 구배확산계수를 산출하였다. 아울러, 본 연구에서 계산된 입자농도에 따른 구배확산계수의 결과와 동일한 멤브레인과 라텍스 콜로이드의 여과에 대해서 기존에 통계역학적 시뮬레이션으로 예측한 결과를 비교하였다.

수치모형을 이용한 여과기 내 구조 변경에 따른 유동특성 연구 (A Study on the Flow Characteristics according to the Change of Structure in Filtration Using the Numerical Model)

  • 김태원;송수호;최창형;박영진;김지호
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.285-285
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    • 2017
  • 최근 전 세계적으로 심각해지는 물 부족 현상과 수질오염으로 대량의 원수를 빠른 시간 내에 여과하기 위한 여과장치의 개발 및 효율성 향상을 위한 연구의 필요성이 증가되고 있다. 특히 여과필터의 내부구조에 의해 유동이 편중되는 현상이 발생하면 여과효율 및 여과필터 유지관리에 문제가 발생되기 때문에 최적의 여과필터를 설계하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 수리모형실험으로 검토하기에 어려움이 있는 여과기 내부구조에 대한 유동특성을 수치해석을 이용하여 검토하였다. 수치해석은 유한요소법 기반의 수치모형으로 여과기 내부를 상세하게 모의할 수 없기 때문에 유한체적법 기반인 ANSYS CFX 모형을 이용하였다. 여과기 내 여과필터는 두께 2.0 mm, 공극율 25%로 가정하고 다공성 기법(porous media)을 적용하였다. 검토를 위한 경계조건은 유입부에 목표 취수량, 유출부에 대기압 조건을 적용하였으며, 여과기에 비해 매우 작게 구성된 여과필터 내부의 유동특성을 검토하기 위해 여과기는 최소 3.0 mm, 여과필터는 1.0 mm의 격자를 적용하였다. 현재 실제 여과시설에 적용되고 있는 여과기 제품 형상을 기준으로 여과기 내부 흐름공간의 크기 및 각도 조정에 따른 유동특성을 검토하여 여과효율을 비교하였으며 통과유량, 유속, 유속벡터 등을 검토하여 균등한 유량과 유속이 발생되는 최적의 여과장치 구조를 도출하였다. 본 연구에서 여과기 내부 구조 변경에 따른 유동특성 검토를 통해 도출된 최적의 여과기 내부크기 및 각도에 대한 설계인자는 여과기 내 여과필터의 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 내구성 증진에 도움이 될 것으로 예상된다.

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콜로이드 용액의 막여과에서 자연대류 불안정 흐름의 막오염 저감 효과 해석: 막힘여과 모델의 적용 (Analysis of Membrane Fouling Reduction by Natural Convection Instability Flow in Membrane Filtration of Colloidal Solution: Application of Blocking Filtration Model)

  • 김예지;염경호
    • 멤브레인
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    • 제29권6호
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    • pp.329-338
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    • 2019
  • 알루미나 콜로이드 용액의 막여과에서 막모듈의 중력에 대한 경사각 변화로 유발된 자연대류 불안정 흐름(natural convection instability flow, NCIF)의 콜로이드 물질의 막오염 제어 효과를 정압(constant-pressure) 막여과 시 플럭스 증가와 정투과량(constant-flux) 막여과 시 막차압 감소 정도로 측정하고, 플럭스 결과를 막힘여과 모델로 해석하였다. 막모듈의 경사각이 0°에서 180°로 커지면 NCIF 유발이 증가하여 막오염 제어 효과가 커져 2시간의 막여과에서 플럭스는 최대 2.8배까지 증가하고, 막차압은 최대 85%까지 감소하였다. 막힘여과 모델을 적용하여 NCIF의 유발에 따른 플럭스 결과를 해석하여 운전 시간 15분 이내에서는 중간막힘모델 그 이후에는 케이크여과모델로 평가하는 것이 타당하였다. 막모듈 경사각 180°에서 유발된 NCIF는 15분 이내의 운전 초기에는 중간막힘 오염을 52% 감소시키고, 그 이후의 운전 시간에서는 케이크층 오염을 93% 감소시켰다. 따라서 막모듈에 유발된 NCIF의 주된 막오염 제어기작은 막표면에의 입자상 콜로이드 물질의 케이크층 형성을 억제시키는 것으로 평가하였다.

디지털 방사선장치에서 구리 부가필터의 유용성 평가에 관한 융복합 연구 (A Convergence Study on Evaluation of Usefulness of Copper Additional Filter in the Digital Radiography System)

  • 김상현
    • 디지털융복합연구
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    • 제13권9호
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    • pp.351-359
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    • 2015
  • 본 연구는 저에너지 방사선을 제거하기 위해 사용되는 구리 여과판의 디지털 방사선 장비에서 유용성을 분석하고자 선량, 화질평가의 융복합 연구를 실시하였다. 실험기간은 2015년 4월부터 6월까지 이었다. 관전압과 관전류 변화에 따른 구리 여과판 사용 전, 0.1, 0.2, 0.3 mm 의 선량을 평가하였다. 화질평가는 PSNR, MAE, MSE, CNR, SNR 정성적 평가로는 국가암검진 흉부 평가표의 해상, 대조도 평가 7문항을 이용하였다. 흡수선량은 16-88 % 정도 여과판 사용 전에 비해 측정치 낮아졌고, 관전압이 높아짐에 따라 격차가 작아짐을 알 수 있었다. PSNR은 30 dB이상으로 모두 의미 있는 수치였고, CNR, SNR은 여과판 미사용 시 우수했으나 정성적 평가에서는 항목마다 통계적 유의성이 달랐다. 0.1 mm 여과판에서는 폐혈관 관찰 부위에서 측정치가 높고, 0.3 mm도 밀도가 높고 공기가 많은 부위를 제외하고 통계적으로 유의하지 않았다. 구리 여과판은 좋은 선질과 디지털촬영 장비의 장점인 보정 능력 이용하여 더 적은 선량으로 화질을 향상 시킬 수 있다.

막여과 정수처리공정에서 전여과공정의 효용성 평가 (Utility Estimation of Pre-filtration on the Membrane Water Treatment Process)

  • 박민구;최상일
    • 상하수도학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.445-448
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    • 2008
  • The application of the membrane filtration process has been increased for the drinking water treatment system because of excellent quality of treated water compared with the sand filtration process. The selection of suitable pre-treatment processes and optimum flux according to the characteristics of raw water are important factors for the design of membrane processes. In this study, the most efficient pre-treatment processes for drinking water was selected by investigating the effects of pre-treatment processes on the operational stability of the membrane filtration process. Both lab-scale and pilot-scale experiments were conducted. In the lab-scale test, the effect of pre-treatment processes on the stability of the membrane filtration process was investigated indirectly by comparing the performance of membrane flux for raw water, pre-treated water, and membrane permeated water. In the pilot-scale test, the usefulness of prefiltration processes was assessed by comparing the performance of single membrane process and hybrid coagulation-membrane process. The results indicated that the coagulation process contributed to the stabilization of trans-membrane pressure (TMP) by removing contaminants on membranes, though the pre-filtration process had little effect on the TMP.

해수담수화와 청정 에너지 하베스팅을 위한 산화 그래핀 결합 합성 폴리머 방오 멤브레인 (Graphene Oxide Incorporated Antifouling Thin Film Composite Membrane for Application in Desalination and Clean Energy Harvesting Processes)

  • 이대원;라즈쿠마 파텔
    • 멤브레인
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    • 제31권1호
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    • pp.16-34
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    • 2021
  • 물 공급은 늘어나는 담수 수요와 다르게 줄어들고 있다. 담수의 수요를 충당하기 위해서 나노여과법은 가장 효율적이고 경제적인 방법이라고 할 수 있다. 해수담수화를 위한 나노여과법의 일반적인 방법으로는 나노여과 멤브레인을 이용한 역삼투압 방식이다. 하지만 기존의 멤브레인들은 주요 특성인 안정성, 경제성, 그리고 살균 및 방오특성이 부족하다. 기존의 나노여과 멤브레인을 향상시키기 위해서 친수성과 방오성이 높은 흑연 산화물이 가장 향상성이 높으며 널리 연구되고 있는 재료이다. 멤브레인 변형은 다른 레이어에 적용될 수 있다. 얇은 막으로 이루어진 멤브레인은 다른 세 레이어로 구성되어 있다, 표면의 폴리아미드 레이어, 기공 레이어, 그리고 전체적인 구조를 구성하는 지원 직물이다. 정삼투압 토한 에너지 효율적인 해수담수화 방식이지만 효율이 생물 오염 때문에 떨어진다. 산화그래핀 결합은 향균 기능을 향상할 수 있으며 멤브레인 표면에 바이오필름 생성을 억제할 수 있다. 압력지연삼투는 해수에서 청정에너지를 발전시키는 최고의 방법 중 하나이다. 멤브레인의 생물 오염은 합성 폴리머 멤브레인의 합성 레이어에 산화 그래핀을 합성하여 줄일 수 있다. 나노여과 멤브레인을 개량하는 여러 연구가 각자의 장단점을 가지고 이루어지고 있다. 이 보고서는 나노여과 멤브레인의 개량, 성질, 그리고 성능에 대해 논의한다.