• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제7권4호
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• pp.411-416
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• 2002

The effects of electrodialysis (ED) alone or ED plus ultrafiltration (UF) on deacidification of mandarin orange juice were studied by using a commercial ED stack with ion exchange membranes. ED processing, reduced the total acidity of the juices by 30% (0.6~0.7% as total acidity) after 50 min and by about 60~70% (0.23~0.4% as total acidity) after 100 min, as compared to the control juice. However, the acidity reduction after 50 min of ED was determined to be suitable, when considering total acidity (0.6~0.7%, w/w) and current efficiency. There was no color change in the juices following ED, and the pH and Brix were only slightly decreased. Furthermore, ascorbic acid and citric acid concentrations showed only minor decreases, and amino-N, free sugar, and flavonoid contents remained almost unchanged. Therefore, we concluded that the nutritional integrity of the juice was maintained. ED combined with UF may be effective, not only in preventing membrane fouling, but also in preserving the nutrients, such as ascorbic acid, in citrus juice.

• KSBB Journal
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• 제23권2호
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• pp.169-176
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• 2008

The concentration of fresh gel from Aloe vera L. by using ulfrafiltration (UF) process was investigated and analyzed. The two membranes (organic and ceramic) with different molecular weight cut-off (MWCO) and modules (flat sheet and tubular) was used. Under optimum operation conditions, ceramic (zirconium dioxide) tubular membrane with MWCO of 50 kDa resulted in higher flux, less fouling, more turbid, higher total solid, higher polysaccharide and less aloin content. Optimum operation conditions were transmembrane pressure of 1.0 bar, feed velocity of 240 L/hr and temperature of $23^{\circ}C$. Volume concentration factor of aloe gel was 3.13 at permeate flux of $51.1\;L/m^2{\cdot}hr$ after processing time of 1.66 hr. Aloin in fresh aloe gel by UF process was effectively removed as permeate and bioactive polysaccharide content was 2.1 times higher than that of fresh aloe gel. These results allowed a very good level of concentration degree and polysaccharide content. Thus, ultrafiltration process of this study was suitable for the concentration of fresh aloe gel though the aloe concentrate showed both the viscosity decrease and partially separation of liquid layer during storage at $4^{\circ}C$.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제6권4호
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• pp.424-428
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• 1999

복숭아 착즙액을 분획분자량 30,000인 hollow fiber를 사용하여 공정압력 1.0, 1.5, 2.0 bar, 공정온도 20, 35, 5$0^{\circ}C$에서 투과 플럭스와 총저항을 측정하고 막을 통과한 투과액의 성분분석을 행하였다. 공정압력에 따른 복숭아주스의 투과 플럭스는 압력이 증가함에 따라 투과 플럭스가 거의 직선적으로 증가하는 경향이었으며 공정온도 변화에 따른 투과 플럭스의 변화는 온도가 상승할수록 주스의 점도 감소와 확산계수의 증가로 투과 플럭스는 증가하는 경향이었다. 막을 통과한 투과액의 청징 정도를 검토한 결과 청징 전 후의 당도, 산도는 비슷한 수준이었고 탁도는 월등히 개선되었다. 공정시간에 따른 투과 플럭스의 변화는 청징 초기에는 투과 플럭스가 급격히 감소하다 일정시간이 흐른 후 더 이상 회복되지 않음을 알 수 있었는데 이는 시간이 경과되면서 막오염이 진행되어 저항값이 증가하기 때문으로 사료되었다. 또한 공정압력과 온도가 높을수록 투과 플럭스는 많아지게 되지만 막표면의 겔층이 압축되고 막의 압밀화 현상이 일어나기 때문에 총저항, 겔층 저항값이 높게 나타남을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권1호
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• pp.51-57
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• 2009

역삼투 해수담수화(SWRO)공정의 큰 문제점 중 하나인 biofouling 현상을 초기에 감지하기 위한 센서 개발의 선행 연구로써, 본 연구는 역삼투막에 바이오필름을 형성하는 문제성 있는 박테리아를 센서의 타겟 박테리아로 제시하는 것에 중점을 두었다. 문헌조사와 실제 해수담수화 공정에서 사용된 해수 원수와 오염된 역삼투막에 존재하는 박테리아를 계통발생학적으로 분석한 결과를 토대로 Bacillus sp., Flavobacterium sp., Mycobacterium sp., P. aeruginosa, P. fluorescens, 그리고 Rhodobacter sp.의 여섯종의 모델 박테리아를 선정하였고, 선정된 모델 박테리아 중, 막 오염 잠재력을 가진 종을 찾아내기 위해 각각 박테리아의 역삼투막 부착 능력, 고압내성, 그리고 소수성을 비교 분석하였다. 그 결과, 역삼투막 부착능력은 Rhodobacter sp.와 Mycobacterium sp.가 뛰어났으며 소수성이거나 역삼투막(접촉각 약 $63^{\circ}$)과 비슷한 접촉각을 가진 박테리아가 역삼투막에 잘 부착하였다. 800 psi의 고압을 적용 한 후, Rhodobacter sp.는 여섯 종류의 모델 박테리아 중 59-73%의 가장 큰 개체수의 감소를 보였고, P. fluorescens는 1-29%로 가장 높은 고압내성을 보였다. 부착, 소수성, 고압내성 특성을 통한 역삼투막에 biofouling을 유발하는 영향력 있는 박테리아 선정 실험 결과, 여섯 종류의 모델 박테리아 중 Mycobacterium sp.가 부착 능력이 뛰어나고 높은 소수성 특성을 가지며, 800 psi의 고압에서도 50% 이상의 cell의 생물학적 활성능력을 가지고 있어, 막 오염을 유발시키는 가장 잠재력 있는 박테리아로 분석되었다.

• 청정기술
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• 제7권1호
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• pp.75-80
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• 2001

본 연구에서는 강산성 상태에 있는 고농도의 6가 크롬 도금 폐수를 환원 및 중화의 방법으로 처리하였다. 환원제로는 강산성 상태에서 급격히 빠른 속도로 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시키는 황산제일철($FeSO_4$)이 사용되었고, 원수의 크롬농도에 대해 몰비로 3배의 양이 필요한 것으로 확인되었다. 환원된 3가 크롬은 석회석이 충진되어 있는 회분식 석회석탑에서 폭기에 의해 중화되었고, pH 5.0 이상으로 중화되었을 때 효과적으로 불용성의 크롬수산화물 플럭으로 형성되어 제거되는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과들을 기초로 환원조, 석회석탑, 침전/여과조로 이루어진 6가 크롬 제거 연속공정을 개발하였고, 이 공정을 통해 6가 크롬 폐수의 연속적인 처리를 실행하였다. 석회석탑 내에서의 pH 조건이 pH 5.0 부근에서 일정하게 유지되었고, 그것으로 인해 불용성의 크롬 수산화물 플럭이 효과적으로 형성되었다. 석회석탑에서 침전조로 유도된 플럭은 침전조 내부에 부착된 1450 매쉬 크기의 기공을 지닌 금속 분리막에 의해 최종 처리수와 분리되었고, 막 여과 가동 30분 후부터 배출 허용기준을 만족시키는 크롬 농도 0.25~0.90 mg/l의 최종 처리수를 얻을 수 있었다. 막의 역세척 주기는 초기에 급격히 감소하였고, 이후에는 안정적으로 유지되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권2호
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• pp.190-194
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• 2009

본 연구에서는 공업용수 중에 미량 함유될 수 있는 철 이온을 제거하기 위해 음이온 계면활성제 SDS를 주입하여 미셀을 형성한 후, 미셀과 철 이온이 결합된 응집체를 관형 세라믹 정밀여과막으로 배제하였다. 철 모사용액을 대상으로 SDS 농도가 철과 SDS 제거율에 미치는 영향을 알아본 결과, 철의 제거율은 SDS의 임계미셀농도(CMC)인 8.00 mM에서 가장 높은 92.26%를 나타내었고, SDS 제거율은 칼슘 이온 제거 결과보다 다소 높은 61.10%를 보였다. SDS의 농도가 증가함에 따라 최종 막오염에 의한 저항 $R_f$가 증가하여 4 mM일 때 가장 높은 값을 보이다가 10 mM에서 가장 낮은 값을 나타내었다. SDS 10 mM인 조건에서 최종 투과선속 $J_{180}$가 가장 큰 값을 나타냈었고, 결국 가장 높은 총여과부피를 얻을 수 있었다. CMC 8 mM의 경우 운전시간 80분까지는 10 mM과 동일하게 낮은 $R_f$ 값을 보이다가, 120분까지 급격하게 증가하다가 다시 180분까지 서서히 증가하는 경향을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권9호
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• pp.624-629
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• 2013

본 연구는 해수담수화 전처리 기술로서 개발된 가압식 정밀여과(microfiltration: MF) 중공사막 모듈(막 면적 $35m^2$)의 성능평가를 목적으로 $1,000m^3/day$ 규모 해수담수화 파일럿플랜트를 대상으로 하였다. 약 3개월 동안 용존공기부상법으로 처리한 원수를 공급하여 $1.5m^3/m^2{\cdot}day$ 정유량 조건에서 여과주기, 유지 세정(chemically enhanced backwash: CEB) 농도와 세정 주기 변화 등에 따른 여과성능과 비용을 분석하였다. MF 막 성능 유지를 위한 유지 세정 시 약품 농도에 의한 영향보다는 반복 세정(4회/일)이 효과적이었으나, 경제적 측면에서는 회수율 제고를 위한 단일 세정 방식이 적절한 것으로 나타났다. 막간차압 및 비용분석을 통해 4가지 운전방식 중 1일 1회 NaOCl 100 mg/L 세정 방식을 최적 운전조건으로 도출하였다. MF 전처리 공정의 유지관리 조건 도출 시에는 성능 평가와 함께, 운전방식에 따른 경제성을 함께 고려하는 것이 적절할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제25권1호
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• pp.93-101
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• 2017

본 연구에서는 고농도 유기성 폐수인 분뇨 처리를 위한 MBR 공정에 마이크로버블을 적용하여 처리효율을 검토하고, 안정적 운영의 가능성을 평가하고자 하였다. 연구결과, 마이크로버블을 분리막이 침지되어 있는 호기조에 직접 공급하였을 때에는 과도하게 스컴이 발생하여 처리공정의 안정적 운영이 불가능하였다. 생물반응조 전단에 마이크로버블을 공급하는 전처리조를 설치하여 고액분리와 유기물 산화를 실시한 다음 MBR 공정으로 처리한 결과 전처리조에서의 SS 제거율은 2kg, 4kg, 6kg, 그리고 $8kg\;COD_{Cr}/m^3{\cdot}day$의 유기물 부하에서 각각 평균 74.3%, 82.8%, 75.0%, 52.1%를 나타내었으며, 전체 처리공정 처리수의 SS 제거율은 평균 99.4% 이상이었다. 또한 최종처리수의 $TCOD_{Cr}$ 제거율은 평균 94.0% 이상이었으며, $SCOD_{Cr}$ 제거율은 평균 74.1% 이상이었다. 한편, 마이크로버블을 호기조에 직접 공급할 경우 마이크로버블과 오염물질들이 함께 분리막에 부착되어 fouling 현상이 가속되는 현상을 확인할 수 있었다. 따라서, 분뇨와 같은 고농도 유기성 폐수 처리공정에는 SS 제거와 유기물 산화를 목적으로 생물반응조 전단에 마이크로버블을 적용함으로써 안정적인 처리가 가능함을 확인 할 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1999년도 The 7th Summer Workshop of the Membrane Society of Korea
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• pp.39-42
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• 1999

Perfluoropolymers represent the ultimate resistance to hostile chemical environments and high service temperature, attributed to the presence of fluorine in the polymer backbone, i.e. to the high bond energy of C-F and C-C bonds of fluorocarbons. Copolymers of Tetrafluoroethylene (TEE) and 2, 2, 4Trifluoro-5Trifluorometoxy- 1, 3Dioxole (TTD), commercially known as HYFLON AD, are amorphous perfluoropolymers with glass transition temperature (Tg)higher than room temperature, showing a thermal decomposition temperature exceeding 40$0^{\circ}C$. These polymer systems are highly soluble in fluorinated solvents, with low solution viscosities. This property allows the preparation of self-supported and composite membranes with desired membrane thickness. Symmetric and asymmetric perfluoropolymer membranes, made with HYFLON AD, have been prepared and evaluated. Porous and not porous symmetric membranes have been obtained by solvent evaporation with various processing conditions. Asymmetric membranes have been prepared by th wet phase inversion method. Measure of contact angle to distilled water have been carried out. Figure 1 compares experimental results with those of other commercial membranes. Contact angles of about 120$^{\circ}$for our amorphous perfluoropolymer membranes demonstrate that they posses a high hydrophobic character. Measure of contact angles to hexandecane have been also carried out to evaluate the organophobic character. Rsults are reported in Figure 2. The observed strong organophobicity leads to excellent fouling resistance and inertness. Porous membranes with pore size between 30 and 80 nanometers have shown no permeation to water at pressures as high as 10 bars. However high permeation to gases, such as O2, N2 and CO2, and no selectivities were observed. Considering the porous structure of the membrane, this behavior was expected. In consideration of the above properties, possible useful uses in th field of gas- liquid separations are envisaged for these membranes. A particularly promising application is in the field of membrane contactors, equipments in which membranes are used to improve mass transfer coefficients in respect to traditional extraction and absorption processes. Gas permeation properties have been evaluated for asymmetric membranes and composite symmetric ones. Experimental permselectivity values, obtained at different pressure differences, to various single gases are reported in Tab. 1, 2 and 3. Experimental data have been compared with literature data obtained with membranes made with different amorphous perfluoropolymer systems, such as copolymers of Perfluoro2, 2dimethyl dioxole (PDD) and Tetrafluorethylene, commercialized by the Du Pont Company with the trade name of Teflon AF. An interesting linear relationship between permeability and the glass transition temperature of the polymer constituting the membrane has been observed. Results are descussed in terms of polymer chain structure, which affects the presence of voids at molecular scale and their size distribution. Molecular Dyanmics studies are in progress in order to support the understanding of these results. A modified Theodoru- Suter method provided by the Amorphous Cell module of InsightII/Discover was used to determine the chain packing. A completely amorphous polymer box of about 3.5 nm was considered. Last but not least the use of amorphous perfluoropolymer membranes appears to be ideal when separation processes have to be performed in hostile environments, i.e. high temperatures and aggressive non-aqueous media, such as chemicals and solvents. In these cases Hyflon AD membranes can exploit the outstanding resistance of perfluoropolymers.

• 대한환경공학회지
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• 제36권4호
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• pp.251-257
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• 2014

본 연구는 RO 해수담수화 전처리 공정으로써 응집 및 여과공정에 대하여 수행되었다. RO 시스템은 충분하고 안정적인 전처리를 통하여 RO 막오염을 완화 할 수 있는 우수한 수질을 공급할 수 있어야 한다. 본 실험은 RO 막 공정의 전처리로서 다양한 응집제 주입량, 응집 교반 강도 및 시간, 탁도, 여과속도 실험 조건을 사용하여 응집과 여과공정의 효과를 조사하기 위하여 수행되었다. 본 연구 결과 적합한 RO 공급수로 적절한 SDI 값을 나타내기 위한 최적 전처리 조건은 응집 pH 6.5, 탁도 4 NTU 이상 그리고 여재 충진 높이가 550 mm 이상인 것으로 나타났다. 그러나 응집교반 강도, 응집제 주입농도와 여과속도는 여과효율에 비교적 큰 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다.