• 한국막학회:학술대회논문집
• /
• 한국막학회 2003년도 추계 총회 및 학술발표회
• /
• pp.25-33
• /
• 2003

원자력 발전의 고온 가스로(high temperature gas-cooled reactor, HTGR)의 냉각제로 사용되는 He가스의 폐열에너지를 이용하여 물을 분해해서 수소를 생산하는 “열화학적 수소제조 IS프로세스”에서의 분리막 기술의 응용에 대해 정리하였다. 고온 원자력 열에너지를 이용한 열화학적 수소 제조법은 실현 가능한 단계까지 왔다고 생각되며, 아직 연구 개발 과제가 많이 남아 있지만, 미래의 청정에너지 중의 하나인 수소를 대량 생산할 수 있는 가능성을 갖고 있다.

• 상하수도학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.183-190
• /
• 2020

Although membrane bio-reactor (MBR) has been widely applied for wastewater treatment plants, the membrane fouling problems are still considered as an obstacle to overcome. Thus, many studies and commercial developments on mitigating membrane fouling in MBR have been carried out. Recently, high voltage impulse (HVI) has gained attention for a possible alternative technique for desalting, non-thermal sterilization, bromate-free disinfection and mitigation of membrane fouling. In this study, it was verified if the HVI could be used for mitigation of membrane fouling, particularly the internal pore fouling in MBR. The HVI was applied to the fouled membrane under different conditions of electric fields (E) and contact time (t) of HVI in order to investigate how much of internal pore fouling was reduced. The internal pore fouling resistance (R_f) after HVI induction was reduced as both E and t increased. For example, R_f decreased by 19% when the applied E was 5 kV/cm and t was 80 min. However, the R_f decreased by 71% as the E increased to 15 kV/cm under the same contact time. The correlation between E and t that needed for 20% of R_f reduction was modeled based on kinetics. The model equation, E^1.54t = 1.2 × 10³ was obtained by the membrane filtration data that were obtained with and without HVI induction. The equation states the products of En and t is always constant, which means that the required contact time can be reduced in accordance with the increase of E.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권5호
• /
• pp.596-605
• /
• 2019

프로톤 전도성 세라믹인 페로브스카이트 구조의 산화물은 고온 환경에서 고체 전해질 및 촉매로써 동시에 활용이 가능하여, 반응과 분리기능을 동시에 갖춘 멤브레인 반응기로 적용하기에 우수한 소재이다. 특히 수소 제조 촉매와 분리, 이를 결합한 멤브레인 반응기 개발에 관한 연구는 전해질 내 도핑 금속의 종류 및 온도, 반응물의 조성 등에 따라 다양한 연구 결과가 제시되고 있다. 이에 본 총설에서는 프로톤 전도성 세라믹반응기에서 메탄을 활용하여 수소 제조촉매와 멤브레인 반응기로 응용해 온 연구 동향을 살펴보고, 차세대 수소의 제조와 분리 기술로서의 응용분야 및 전망에 관해 고찰하고자 한다.

• 한국막학회:학술대회논문집
• /
• 한국막학회 2001년도 추계 총회 및 학술발표회(한국막학회)
• /
• pp.3-10
• /
• 2001

• 멤브레인
• /
• 제10권2호
• /
• pp.83-91
• /
• 2000

불용성 농축어육단백질(fish protein concentration, FPC)의 기능성을 개선하기 위한 목적으로 한외여과막 반응기 (MWCO 5,000)를 사용하여 효소적 가수분해를 시도하였다. 막반응기에서 불용성인 FPC의 막힌현상(fooling)을 완화시키기 위하여 회분식에서 pepsin으로 1차 가수분해하였으며, 그 가수분해물을 한외여과막 반응기에서 pronase E를 사용하여 2차 가수분해하였다. 회분식에서 FPC의 최적가수분해 조건은 45$^{\circ}C$, pH 2.0, 기질 대 효소비 150 (w/w)였으며, 이때의 가수분해도는 약 89%였다. 회분식에서 반응속도 상수 $K_{m}$ 및 V$_{max}$는 각각 1.25%, 0.89 mg/$m\ell$/min이었으며, 기질농도 1.5% 이상에서 기질저해가 있었다. 한외여과막 반응기는 순환속도 474 $m\ell$/min, 투과압력 15 psi로 작동하였으며, 온도에 따른 투과유속은 증가하였으나 pH에 대해서는 거의 일정하였다. 막반응기에서 기질과 2차 가수분해효소 pronase E의 비 (S/E)는 200 (w/w)이 가장 효율적이었으며, 이때의 가수분해물의 생산량은 효소 mg당 702 mg으로 회분식 51 mg에 비해 13배 이상 높았다. FPC 가수분해물의 분자량은 1차 가수분해물의 경우 2,500~20,000 Da 영역에 분포하였으며, 2차 가수분해물은 700~10,000 Da 이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.171-178
• /
• 1991

The two-stage enzyme reactor, packed with cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) immobilized on Amberite IRA 900, coupled with ultrafiltration membrane was investigated for continuous production of cyclodextrin (CD). 5% (w/v) of soluble starch was partially cyclized, in the 0.1 l first-stage immobilized enzyme reactor, up to CD conversion yield of 10% (w/w) at retention time of 0.56hr and 1.5 units of immobilized CGTase/1g of carrier. In the second stage main immobilized enzyme reactor capacity of 1.5 l, the maximum CD conversion yield of 39% (w/v) was achieved at retention time of 2.8hr and 0.47 unit of CGTase/1 g of carrier. Unreacted residual dextrin was fractionated with ultrafiltration membrane, and then, recycled into the second-stage main bioreactor to increase the CD conversion yield. The most suitable membrane size and the volume concentration ratio (concentrate: filterate) for recycling of unreacted residual dextrin were found to be 5K dalton and 4:6, respectively. CD conversion yield was increased about 3~4% upon co-immobilization of pulluanase along with CGTase. Spent Amberite IRA 900 can be reutilized consecutively more than 3 times for immobilization of CGTase after regeneration.

• 멤브레인
• /
• 제28권4호
• /
• pp.252-259
• /
• 2018

실 산성 도금폐수를 입상활성탄(GAC)이 유동메디아로 첨가된 유동상 멤브레인 반응기를 이용하여 처리하였다. GAC 유동조건에서 적용 투과플럭스에 대해 시간에 따른 흡입압의 증가는 관찰되지 않았다. 폐수의 중성 pH에서 파울링 속도는 산성 조건에 비해 GAC 유동조건에서 크게 감소하였다. 해당 폐수의 용액 pH 증가는 입자크기의 증가를 가져왔고 이는 멤브레인 표면에서 상대적으로 성긴 구조의 케이크층 형성을 야기시켰다. 유동상 멤브레인 반응기에서 GAC 유동 하에 95%이상의 COD 제거율이 관찰되었으며 총부유물질은 거의 완벽하게 제거되었다. 실 도금폐수의 pH에서, 유동상 멤브레인 반응기의 구리 및 크롬의 제거는 거의 관찰 되지 않았다. 그러나 pH를 중성으로 증가 시켰을 시 구리와 크롬의 제거율은 각각 99%와 94%까지 증가를 하였다. 적용해 준 pH에 상관 없이, 시안의 경우 95% 이상의 제거율을 달성하였다. 이는 유기물과 시안 착물 형성으로 인해 유동상 멤브레인 반응기 내 GAC의 강한 흡착으로 제거된 것으로 사료된다.

• 한국막학회:학술대회논문집
• /
• 한국막학회 2003년도 The 4th Korea-Italy Workshop
• /
• pp.21-24
• /
• 2003

Methane steam reforming (MSR) was studied in a membrane reactor (MR) with a Pd-based and a porous alumina membranes. MRs showed methane conversion higher than that foresaw by the thermodynamic equilibrium for a traditional reactor (TR). Silica membranes prepared at KRICT were characterized with permeation tests on single gases ($N_2$, $H_2$ and $CH_4$). These silica membranes can be also used for high temperature applications such as $H_2$ separation $CO_2$ hydrogenation for methanol production is another reaction where $H_2O$ selective removal can be performed with these silica membranes.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제13권3호
• /
• pp.249-258
• /
• 2002

Thermochemical water-splitting IS(Iodine-Sulfur) process has been investigating for large-scale hydrogen production. For the construction of an efficient process scheme, two kinds of membrane technologies are under investigating to improve the hydrogen producing HI decomposition step. One is a concentration of HI in quasi-azeotropic HIx ($HI-H_2O-I_2$) solution by elecro-electrodialysis. It was confirmed that HI concentrated from the $HI-H_2O-I_2$ solution with a molar ratio of 1:5:1 at $80^{\circ}C$. The other is a membrane reactor to enhance the one-pass conversion of thermal decomposition reaction of gaseous hydrogen iodide (HI). It was found from the simulation study that the conversion of over 0.9 would be attainable using the membrane reactor using the gas permeation properties of the prepared silica hydrogen permselective membrane by chemical vapor deposition (CVD). Design criterion of the membrane reactor was also discussed.

• 상하수도학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.539-545
• /
• 2009

A feasibility of a pilot scale two-phase anaerobic digestion with ultra filtration system treating garbage leachate were evaluated. The treatment system consisted of a thermophilic acidogenic reactor, a mesophilic methanogenic reactor, and an UF membrane. The average COD removal efficiency of the treatment system was 95% up to the OLR of 3.1 g COD/L/d. The higher COD removal efficiency with membrane unit resulted from the removal of some portion of soluble organics by membrane as well as particulate materials. When the membrane unit was in operation, bulk liquid in acidogenic and methanogenic reactors was partially interchanged, which maintained the acidogenic reactor pH over 5.0 without external chemical addition. Also, with the production of methane in the acidogenic reactor, the organic loading rate of the methanogenic reactor reduced. The initial flux of the membrane unit was $50{\sim}60L/m^2/hr$, but decreased to $5 L/m^2/hr$ after 95 days of operation due to clogging caused by particulate materials such as fibrous materials in garbage leachate. To prevent clogging caused by particulate materials, a pretreatment system such as screening is required. With the improvement with membrane unit operation, the two-phase anaerobic digestion with ultra filtration system is expected to have the possibility of treating garbage leachate.