• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.2
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• pp.317-327
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• 2012

The average specific cake resistance, the most important indicator for cake filtration and solid-liquid separation, is measured by filtration experiment. But the exact value is difficult to measure because of the other influences such as sedimentation during filtration. This study, a little more stable method named filtration-permeation is proposed for measuring average specific cake resistance. The filtration-permeation is composed of permeation of particle eliminated water through pre-formed cake by filtration. Using 1 wt% calcium carbonate suspension, the filtration-permeation experiments were performed for 8 kinds of filter media at the conditions of 0.5 atm and 0.2 atm, 1 and 3 sheets of filter media. At each specific condition, three to five times filtration-permeation were accomplished. As a result, stable permeation speed is measured. According to this experimental result, the characteristics of permeation and the effect of sedimentation are analyzed with Ruth's equation. The one way analysis of variance (one way ANOVA) is applied to the average specific cake resistances of filtration and permeation obtained with the selected three kinds of filter media. The average specific cake resistances between 0.5 atm and 0.2 atm by filtration do not distinguished, but those by permeation is perfectly distinguished. The experimental results during permeation have a very narrow distribution than that measured during filtration. The analysis of filtration experiments, it was verified that the resistance of filter medium by traditional method is of no significance. Finally, the migration of small particles through the medium composed of fiber glass at low pressure was studied.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.29 no.1
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• pp.74-81
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• 2007

Using the new experimental method named "filtration-permeation", the average specific resistances which plays an important role in designing cake filtration apparatus and the development of cake filtration theory were measured in this study. By this new experimental method, two kinds of average specific resistances are measured. The one from the filtration is named 'filtration average specific resistance $\alpha_{avf}$, and the other from the permeation of particle eliminated water through the pre-formed cake is named 'permeation average specific resistance $\alpha_{avf}$. The "filtration-permeation" method is applied to three different kind of suspensions(i.e. particulate suspension, pre-flocculated suspension and macro-molecule suspension) to obtain filtration and permeation average specific resistances. A theoretical procedure of cake filtration is studied based on the values of permeation average specific resistance. With the study it was concluded that the influence of the sedimentation during particlulate filtration operation could not be ignored as commonly used. And the solid content of suspension, S, which also regarded usually as constant, changes during filtration of particles. It is also verified that the exact value of solid content of cake for floe filtration could not be obtained. These significant problems are all solved by our new "filtration-permeation" experimental method.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.2
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• pp.161-167
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• 2008

Using an experimental method named filtration-permeation, the influence of sedimentation during filtration was studied for the suspensions composed of particles and that of flocs. The average specific cake resistances measured by filtration do not give accurate values because of the sedimentations during filtration, but the permeation data give quite accurate values. The prolonged permeation rates for the cake formed from particulate suspension do not change, but that rate from the floc filtration changes by the sweeping of flocculant. It is proposed that the cake compressibility can be measured with one set of filtration-permeation experiment by step increase of pressure during permeation period. The another experimental method which can shorten experimental time for floc filtration using filtrationpermeation is also proposed.

• Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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• v.17 no.4
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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.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.159-162
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• 1998

폐수의 형태 및 성장과 막의 특성에 의해 한외여과는 처리수의 직접배출 또는 재 이용을 위해 사용되고 있다. 일본의 Masuda등은 1축 RDM을 사용하여 순수에서 회전에 따른 압력 강하를 관찰하고, 또 도시 하수처리 공정의 활성슬러지를 분리하기 위해 Aqua Renaissance '90프로젝트의 일환으로 도시 하수처리에 2축 RDM이 사용되었다. 동력학적 여과의 투과모델은 김제우 등에 의해 정립된 식을 이용하여 동력학적 여과기의 투과율(J)은 일반적으로 유효압력차($\DeltaP_T$), 벌크의 농도($C_B$) 그리고 회전속도 등에 의해 결정되어진다. 기존에 제시된 회전원판 모듈의 순수 투과에서 permeate side의 저항(Rp)값은 막자체의 저항(Rm)에 비해 상대적 작아 무시되었다. 본 연구는 1축 RDM 한외여과에서 투과율에 영향을 미치는 저항(R)에서 판자체에 변형을 주어 permeate side에서 저항(Rp)에 대한 영향에 관하여 연구를 수행하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.163-165
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• 1998

한외여과 분리막을 이용한 공정은 화학공업을 비롯하여 의약품, 식품, 폐수 처리 및 반도체산업 등의 여러 분야에서 이용되고 있다. 그러나 한외여과 분리 공정에 잇어서 해결되어야 할 중요한 문제점은 투과유속의 감소현상이다. 용액의 투과유속이 순수의 투과유속보다 낮아지는 투과유속의 감소현상은 크게 농도분극과 막오염 현상에 기인한다. 농도분극에 의한 투과유속의 감소는 보통 1분 이내의 매우 짧은 시간 안에 일어나지만 시간이 지속됨에 따라 투과유속이 감소하는 현상은 막오염에 기인한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.10a
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• pp.31-32
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• 1995

한외여과분리의 중요한 응용분야의 하나인 oil/water 에멀젼의 분리에 대하여 연구하였다. Oil/water 에멀젼의 한외여과분리 원리를 제안하고, 상용되고 있는 하나의 절삭유를 대상으로 분리가능성을 조사하였다. 사용된 한외여과분리 모듈은 상업적으로 이용되고 있는 IRIS 3042 분리막이 장착된 평판형이었다. 한외여과 실험에서 공급압력, 공급유량, 공급에멀젼의 oil농도등을 변화시키면서 투과액의 oil농도, 투과속도등을 측정하여 분리성능을 조사하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.133-136
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• 1998

0.1 내지 $4 \mum$의 입도분포를 가진 kaolin용액을 dead-end형 여과 장치(Amicon Cell, 8050)를 이용하여 공칭세공이 $0.2 \mum$인 PTFE막으로 농도 및 운전압력에 따른 투과실험을 하였다. Kaolin 용액의 투과유속은 케이크 저항이 지배적이었으며 초기에는 분리막 표면에 케이크가 형성되고 그 후에 분리막 세공의 오염이 발생하는 것으로 관찰되었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.04b
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• pp.39-39
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• 1997

김치산업에서 원재료의 염적공정중에 발생하는 폐염적수를 처리하여 염적공정에 재사용하는 새로운 시스템을 개발하였다. 관형 정밀여과막을 사용한 본 연구에서 막오염의 감소와 높은 막투과유속의 유지를 위하여 산역세척과 투과수역세척이 도입되었고 대상이 되었던 세공크기가 비슷한 4종류의 막(Carbosep M14, Membralox Z100, Membralox A200, Microdyne MD020TP 2N)에 대하여 역세척의 효율이 각각 다르게 나타났다. 특히 지르코니아 재질의 막 표면과 탄소재질의 지지체로 이루어진 Carbosep M14 세라믹막은 투과수역세척시에 역세척을 하지 않았을 때 보다 오히려 투과유속이 감소하는 특이한 현상이 관찰되었고 이러한 역세척 효율의 차이의 원인을 규명하기위한 연구가 진행되었다. 4종류의 막에 대하여 전처리된 폐염적수의 여과시 진행되는 막오염 메카니즘을 알아보기 위하여 문헌에서 잘 알려진 4가지의 여과모델식을 적용하여 보았고 직렬여과저항모델을 이용하여 여과저항을 세분하여 측정하였다. 모델식의 적용결과 역세척의 효율이 좋은 3종류의 막에는 막표면의 케이크형성이 주된 투과유속의 감소원인임을 알아내었고 carbosep M14 막은 용존유기물의 비가역적인 흡착과 세공막힘이 주된 원인임을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.04a
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• pp.33-33
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• 1994

세라믹 막을 이용한 정밀여과 (microfiltration)나 한외여과(ultrafiltration)에 있어서 가장 중요한 점은 높은 선택적 투과성(permselectivity)을 유지하면서도 투과량(permeation flux)이 각각 500 ~ 1000 $l/m^2.hr$와 30 ~ 100 $l/m^2.hr$ 정도로 상당히 높아야 한다. 기체분리 공정에서도 마찬가지로 높은 투과성이 요구되기 때문에 이상과 같은 고투과량을 갖는 복층 세라믹막의 제조방법과 투과특성에 대한 연구를 수행하였다.