• 멤브레인
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• 제24권6호
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• pp.453-462
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• 2014

폴리에스터(polyester) 부직포 상에 폴리술폰(polysulfone) 고분자 지지체를 만든 후, 그 표면에 폴리아미드 복합 박막을 형성시킴으로써 정삼투(FO) 공정에 적합한 분리막을 제조하였다. PSF 지지체는 19 중량%의 함량으로 디메틸 포름아미드(DMF)에 균일하게 용해된 폴리술폰 용액을 상 전이 공정을 통하여 제조되었으며, 기계적 보강재로 $100{\mu}m$의 두께를 가지는 폴리에스터 부직포를 사용하였다. 19 중량%의 PSF/DMF 용액으로 제조된 PSF 지지층은 sponge-like구조를 가지는 비대칭 내부 구조를 나타내었다. 정삼투(FO) 공정에서 내부의 농도 분극을 줄이기 위하여, $20{\mu}m$의 얇은 부직포 보강층을 가지는 지지체 상에 9~19 중량%의 PSF/DMF 용액으로 PSF 지지체를 제조하였다. 이들 얇은 부직포 보강층에서 제조된 지지층들은 공극률이 향상된 sponge-like구조를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 각각의 지지층들 표면에 방향족 폴리아미드 가교 반응을 통하여 복합 박막을 얻을 수 있었다. FO 운전 결과, 12 중량%의 DMF/PSF 용액으로 제조한 지지체를 가지는 복합 박막이 가장 우수한 투과 성능을 보여 주었다. 이 경우 4.5 LMH의 유량과 3.47 GMH의 염의 역확산 속도를 가지는 역삼투 분리막에 사용되는 두꺼운 부직포에 비해 약 2.5배 유량이 많은 24.3 LMH의 유량과 1.5 GMH의 염의 역확산 속도를 보여주고 있다. 부직포의 두께 저하와 이에 적합한 PSF 캐스팅 용액의 최적화를 통하여 부직포와 PSF층의 경계면 공극률을 향상시킬 수 있었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제17권1호
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• pp.42-49
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• 2010

본 연구는 대추의 과실 모양을 그대로 유지하면서 기호성이 우수한 제품을 만들기 위하여 우리나라 전통식품의 한 종류인 정과를 접목하고 여러 가지의 전처리 과정을 달리한 대추정과를 제조하고 대추정과의 제조과정 및 최종 제품의 품질특성에 대하여 연구하고자 하였다. 대추정과 제조시 중량의 변화는 당조림공정에서 증가를 보였고, 색도는 당조림공정 후 외부의 명도 L 값은 크게 변화를 보이지 않았지만 적색도(a)과 황색도(b)는 크게 낮아졌다. 수분함량은 건대추(DJF)가 35.06%, 추가건조한 대추(DDJF)가 35.93%였으며, 삼투건조대추(ODJF)가 가장 높은 40.42%를 나타내었다. 20분간 당조림공정을 거친 시료는 예비건조 공정에 비해 2~10% 정도의 수분함량이 증가하였다. 재흡수율은 일반건조대추인 DJF가 119.66%로 가장 낮았으며, 삼투건조 처리한 대추(ODJF)가 가장 높은 124.81%로 나타났다. 물성은 건조방법을 달리한 첫 번째 공정 후에 추가건조대추(DDJF)는 건대추(DJF)에 비해 강도는 3배 이상, 경도는 2배 이상 높게 나타났다. 당조림 공정 후의 물성은 시료간 큰 차이는 없었다. 최종 완성된 정과의 물성도 큰 차이는 없었으나, 색, 외관윤기, 외관기호도, 향, 전체적인 기호도는 삼투건조대추(ODJF)에서 높은 기호도를 보였다. 완성된 정과에 대한 관능검사는 외관기호도, 향, 씹힘성, 뒷맛 및 전체적인기호도는 추가건조한 대추(DDJF)에서 높은 기호도를 보였다. 따라서 전처리를 달리하여 제조한 정과 즉, 추가건조한대추(DDJF)와 삼투건조대추(ODJF)도 대추정과로서의 관능적인 면에서 우수함을 알 수 있었다. 따라서 추가건조한대추(DDJF)와 삼투건조대추(ODJF)도 대추정과로서의 높은 기호성을 보여 좋은 식품이 될 수 있을 것으로 판단되며, 훌륭한 전통식품의 한 종류가 될 수 있을 것으로 생각한다.

• 멤브레인
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• 제28권1호
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• pp.75-82
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• 2018

정삼투법을 이용한 해수담수화는 역삼투 공정에 비해 에너지 절감이 가능하여 해수담수화 차세대 기술로 주목받고 있다. 막을 기반으로 하는 수처리 분야에서 분리 성능을 향상시키고 새로운 기능을 부여하기 위해, 고분자 매트릭스에 필러인 나노물질을 삽입하는 박막 나노복합체 분리막(thin film nanocomposite, TFN) 개발에 대한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 딥 코팅(dip coating) 방법을 기반으로 한 다층박막적층법(Layer-by-layer, LBL)을 이용하여 산화그래핀(graphene oxide, GO)의 나노 적층구조를 제어하여, 정삼투 공정에서의 높은 안정성 및 높은 수투과도 및 염 제거, 낮은 염 역확산을 갖는 그래핀 나노복합체 분리막을 개발하고자 하였다. 정삼투 공정의 성능 향상을 위한 산화그래핀의 환원 반응시간과 LBL 딥코팅 적층 수의 최적화를 통해, 수투과도 2.51 LMH/bar, 물분자 선택성 8.3 L/g, 염 제거율 99.5%를 갖는 나노복합체 분리막을 개발하였다. 이는 상용화된 CTA FO 분리막보다 수투과도는 10배, 물분자 선택성은 4배 높게 향상되었으며, 염 제거율은 비슷한 수준으로 나타났다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.68-74
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• 2016

Hydraulic fracturing of wells during oil and gas (O&G) exploration consumes large volumes of fresh water and generates larger volumes of contaminated wastewater with high salinity. It is critical to treat and reuse the O&G wastewater in a cost-effective and environmentally sound manner for sustainable industrial development and for meeting stringent regulations. Recently, forward osmosis (FO) has been examined if it is a promising solution for treatment and desalination of complex industrial streams and especially fracturing flowback and produced waters. In the present study, the performances of a plate-and-frame FO membrane element and a module (6 elements combined in series) were investigated for concentrating high TDS wastewater. An FO module has achieved up to 64 % water recovery (i.e., concentration factor of 2.76) from 10,000 ppm wastewaters and can concentrate feed streams salinities to greater than 30,500 ppm.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.510-518
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• 2016

본 연구에서는 폴리에틸렌글리콜-카르복실산과 에틸셀룰로스 사이의 에스테르화 반응을 통해 에틸셀룰로스-폴리에틸렌글리콜 가지형 고분자를 합성하고 이를 정삼투 수처리 공정을 위한 복합막의 지지체 소재로 사용하고자 하였다. 합성한 에틸셀룰로스-폴리에틸렌글리콜은 핵자기공명 분광법 및 푸리에 변환 적외선 분광법을 통해 그 구조를 확인하였다. 비용매 유도 상분리법을 통해 에틸셀룰로스-폴리에틸렌글리콜 소재를 이용한 지지체를 형성하여 이를 에티셀룰로스 지지체와 비교해 보았을 때, 폴리에틸렌글리콜 작용기의 도입으로 인하여 친수성이 증가한 것을 확인하였다. 지지체 위에 계면중합을 통해 폴리아미드 활성층이 추가된 복합막을 형성하였고, 염화나트륨 용액을 유도 용액으로 사용하여 cross-flow 방식의 정삼투 수처리 장치에서의 성능을 비교하였다. 2M 농도의 염화나트륨 수용액을 유도 용액으로 사용하였을 때, 6.6 LMH의 수투과도를 보이는 에틸셀룰로스 지지체를 사용한 복합막에 비해, 에틸셀룰로스-폴리에틸렌글리콜 지지체를 사용한 복합막은 15.7 LMH의 증가된 수투과도를 보여주었으며, 이는 지지체의 증가된 친수성에서 기인한 것이다. 이러한 결과는 에틸셀룰로스-폴리에틸렌글리콜 지지체를 이용한 복합막의 막구조 파라미터가 감소한 것에서도 설명할 수 있으며, 지지체 소재의 친수성 증가가 정삼투 공정에 최적화된 복합막 지지체 구조를 형성할 수 있음을 시사한다.

• 상하수도학회지
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• 제25권3호
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• pp.399-405
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• 2011

In a desalination technology using RO membranes, chemical cleaning makes damage for membrane surface and membrane life be shortened. In this research cleaning technology using direct osmosis (DO) was introduced to apply it under the condition of high pH and high concentration of feed. When the high concentration of feed is injected to the concentrate side after release of operating pressure, then backward flow occurred from treated water toward concentrated for osmotic pressure. This flow reduces fouling on the membrane surface. Namely, flux of DO was monitored under pH 3, 5, 10 and 12 conditions at feed concentrations of NaCl 40,000 mg/L, 120,000 mg/L and 160,000 mg/L. As a result, DO flux in pH 12 increased about 21% than pH 3. DO cleaning was performed under the concentrate NaCl 160,000 mg/L of pH 12 during 20 minutes. Three kinds of synthetic feed water were used as concentrates. They consisted of organic, inorganic and seawater; chemicals of SiO2 (200 mg/L), humic acid (50 mg/L) sodium alginate (50 mg/L) and seawater. As a result, fluxes were recovered to 17% in organic fouling, 15% in inorganic fouling and 14% of seawater fouling after cleaning using DO under the condition of concentrate NaCl 160,000 mg/L of pH 12.

• 폴리머
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• 제31권4호
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• pp.329-334
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• 2007

경구를 통한 약물전달시스템 중 하나인 삼투압을 이용한 삼투정 펠렛의 제조는 타블렛 제형이 갖는 제조 공정상의 복잡함과, 생산비용 등의 문제들을 줄이고자 시도되었다. 삼투정 펠렛은 수팽윤성 시드층과 약물층 그리고 반투막층으로 구성되었으며, 이중에서 반투막층은 약물의 방출을 조절하는 중요한 역할을 한다. 이번 연구에서는 반투막층으로 사용되는 Eudragit RL과 RS의 비에 대한 영향과 코팅두께에 따른 약물방출 거동을 확인하고자 하였다. 모델약물인 니페디핀을 포함한 삼투정 펠렛의 제조는 유동층 코팅기를 이용하여 제조하였으며, 비교적 높은 코팅 수율과 $1300{\sim}1500\;{\mu}m$ 크기의 펠렛을 얻었다. 얻어진 펠렛의 Eudragit RL과 RS의 비에 따른 약물방출 거동을 보면, Eudragit RL의 비가 증가할수록 약물의 방출은 증가함을 확인하였다. 이는 Eudragit RL이 RS보다 친수성 4차 암모늄 그룹을 더 많이 갖기 때문이다. 또한 반투막의 코팅 두께가 증가할수록 약물의 방출이 지연됨을 확인하였다. 반투막과 모델약물의 pH의 변화에 대한 약물방출의 영향을 알아보기 위하여 pH 1.2, 6.5, 6.8, 7.2의 서로 다른 pH에서 실험을 실시하였으며, pH의 변화에 관계없이 약물방출이 안정적으로 일어남을 확인하였다. 이번 실험을 통하여 삼투정 펠렛의 약물방출은 펠렛의 반투막 조성과 코팅두께에 의존함을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.47-53
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• 2004

본 연구에서는 동전기-펜턴 공정을 이용한 phenanthrene 오염토양 정화의 타당성을 확인하기 위해서, 토양 시스템 내에서 전기삼투흐름에 의한 과산화수소의 이동과 펜턴유사 반응에 의한 phenanthrene의 산화분해 양상을 살펴보았다. 10 mA와 5 mA의 두 가지 전류 조건 중에서, 10 mA일 때 더 높은 전압경사와 전기삼투유량이 관찰되었다. 높은 전기삼투유량은 토양 내로 많은 양의 과산화수소가 이동한 것을 의미하므로, phenanthrene 제거효율이 전기삼투유량이 증가함에 따라 증가한 것으로 판단된다. 동전기 정화기술만을 이용한 토양 세척에 의해 7일간의 가동기간 동안 8.5%의 phenanthrene이 제거되었다. Phenanthrene을 직접 산화분해하기 위하여 양극 전극조를 통하여 과산화수소 용액을 토양에 공급한 경우에는 14일 동안 최고 95.6%의 제거효율을 얻을 수 있었다. 실험 종료 후 95.6%의 제거효율을 나타낸 토양시료를 분석한 결과 phenanthrene의 중간산물이 거의 관찰되지 않음으로써, 과산화수소의 연속적인 주입을 통하여 가동기간 중간에 생성된 중간산물들이 저분자 물질로 산화분해 되었거나 물과 이산화탄소로 분해된 것으로 추정된다.

• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.1-14
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• 2017

높은 농도의 질산염을 포함하는 물은 인간의 건강을 위협하고 부영양화의 원인이 되기 때문에 제한 농도 이하로 처리되어야 한다. 그러나 질산염은 수용액에서의 높은 용해도로 인해 응집, 여과 및 침전과 같은 일반적인 처리공정으로는 제거가 거의 불가능하다. 따라서 흡착, 이온교환, 역삼투, 탈질과 전기투석과 같은 다른 기술이 질산염의 효과적인 제거를 위해 요구된다. 이들 각 기술은 비용, 수질 개선 정도, 잔류물 처리와 전처리 요구와 같은 인자의 비중에 따라 장점과 단점과 가능성을 가지고 있다. 흡착은 가격 효율성, 운전의 용이성과 설계의 간편성으로 가장 보편적으로 사용되는 공정이다. 흡착제의 표면개질은 질산이온 흡착능력을 개선하였다. 역전 전기투석과 역삼투의 질산-선택 멤브레인 공정은 수용액 중의 질산이온 제거에 오랜 동안 많은 지역에서 효과적임이 증명되었다. 두 기술은 높은 농도의 폐기물을 생성하고 이것의 신중한 처분이 필요하다.

• 상하수도학회지
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• 제32권4호
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• pp.357-361
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• 2018

Forward osmosis (FO) process has been attracting attention for its potential applications such as industrial wastewater treatment, wastewater reclamation and seawater desalination. Particularly, in terms of fouling reversibility and operating energy consumption, the FO process is assumed to be preferable to the reverse osmosis (RO) process. Despite these advantages, there is a difficulty in the empirical step due to the lack of separation and recovery techniques of the draw solution. Therefore, rather than using FO alone, recent developments of the FO process have adapted a hybrid system without draw solution separation/recovery systems, such as the FO-RO osmotic dilution system. In this study, we investigated the performance of the hollow fiber FO module according to various operating conditions. The change of permeate flow rate according to the flow rates of the draw and feed solutions in the process operation is a factor that increases the permeate flow rate, one of the performance factors in the positive osmosis process. Our results reveal that flow rates of draw and feed solutions affect the membrane performance, such as the water flux and the reverse solute flux. Moreover, use of hydraulic pressure on the feed side was shown to yield slightly higher flux than the case without applied pressure. Thus, optimizing the operating conditions is important in the hollow fiber FO system.