• KSBB Journal
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• 제15권4호
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• pp.380-387
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• 2000

An extractive fermentation process using pervaporation was studied in a 7 liter fermentor. Pervaporation was performed using a silicone membrane module and a low-acid-producing strain Clostridium acetobutylicu, B18 was used to produce butanol. In batch culture without pervaporation pH 5.5 and initial glucose concentration of 60 g/L resulted in the highest butanol productivity (0.216 g/L$.$h) with butanol yield of 0.261 Butanol flux through the membrane was best at 2.0 L/min-tubing of air flow rate In batch and fed-batch fermentation glucose consumption rate increased by 1.3 times with pervaporation.

• 멤브레인
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• 제12권4호
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• pp.193-206
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• 2002

투과증발법은 공비혼합물 등의 분리하기 어려운 액체혼합물을 효과적으로 분리하기 위한 분리법으로 각광을 받아오고 있는 막분리공정 중의 하나이다. 수용액의 탈수에 초점을 맞추어서 발전을 거듭해온 투과 증발막의 개발은 에탄을 탈수막과 이소프로판을 탈수막의 상용화에 성공하였으며, 현재 여러 분야에서 응용이 되고 있는 공정이다. 특히 최근에 와서 석유화학공정과 휘발성유기화합물의 분리에 유용한 효과적인 막재료와 공정의 개발이 이루어지고 있다. 투과증발분리막과 공정의 발전과 그 응용분야에 관하여 서술하여 보고자 한다.

• KSBB Journal
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• 제13권1호
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• pp.38-43
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• 1998

Application of pervaporative extraction of ethanol to simultaneous saccharification and fermentation(SSF) of cellulose was investigated. From batch experiments, optimum cellulose substrate and enzyme loadings were found to be 10% and 15 IFPU/g cellulose, respectively. The cellulose conversion was lowered in fed-batch system due to the ethanol accumulation. The activity of the yeast Saccharomyces uvarum used in this study was significantly reduced at ethanol concentrations above around 40 g/L. From pervaporation experiments using PDMS membrane, ethanol was efficiently separated at 38$^\circ C$ and 10 mmHg of a down stream pressure. The pervaporation unit with 240 cm$^2$ of surface area was combined into the SSF reactor. The continuous removal of ethanol by pervaporation during SSF resulted in an improved cellulose conversion. Within the scope of this experiment, ethanol yields in the pervaporative SSF and simple SSF were 68.3% and 56.6%, respectively. The permeate flux for SSF broth pervaporation was about one-half that for the pervaporation of aqueous ethanol solution. Accordingly, the development of a membrane with higher ethanol selectivity and flux will increase the feasibility of this technology.

• 멤브레인
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• 제1권1호
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• pp.34-43
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• 1991

물에 대해 수착선택성이 높은 아세트산 셀룰로오스 치밀막(CA막)과 에탄올에 대해 수착선택성이 높은 실리콘 고무막(SR막)을 통한 물(1)/에탄올(2) 이성분 혼합액의 투과증발에 있어서 막의 친화성과 최적 조업조건의 관계를 조사하였다. CA막과 SR막을 제조하여, 이들 막에서의 수착량, 수착선택도, 투과증발 분리도 및 투과증발 속도를 실험으로 구하고 서로 비교하였다. 하류압력의 영향을 Thompson다이아그램을 써서 분석하였고, 공급액 농도와 조업 온도 변화에 따른 수착 및 투과증발 특성을 활동도 계수, 가소화 효과, 활성화에너지 등으로 설명할 수 있었다. CA막을 사용한 물의 분리의 경우에는 물에 대한 투과증발 분리도 ($[\alpha^2_1]_{PV}$) 및 투과증발 속도 모두 하류압력이 낮고, 공급액의 농도가 중간 정도이고, 온도가 높은 조업조건이 유리하였다. 그러나 SR막을 사용한 에탄올의 분리의 경우에는 에탄올에 대한 투과증발 분리도 ($[\alpha^2_1]_{PV}$) 는 하류압력이 높을수록, 공급액 중의 에탄올 농도가 낮을수록, 조업온도가 낮을수록 증가하였지만, 투과증발 속도는 반대의 경향을 나타내었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.34-35
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• 1995

The unique feature of pervaporation is the mass transfer from a liquid phase to a vapor phase through a non-porous polymeric membrane. When a liquid mixture is brought into contact with a membrane at one side, it is sorbed into the membrane. Due to a driving force applied across the membrane, the sotbed liquid molecules permeate through the membrane and evaporate at the downstream side of the membrane. In pervaporation the permeated species are usually removed from the downstream side under a relatively low vapor pressure, for example by evacuation with a vacuum pump. As far as this condition is fulfilled, the evaporation step can be considered to be much faster than sorption or diffusion. Hence evaporation does not contribute to permselectivity. Therefore the separation by pervaporation results from the differences in the preferential sorption of the individual components of a mixture into the membrane together with the diffusion rates through the membrane. This postulation implies that both sorption and diffusion phenomena have to be accounted for to understand the physico-chemical nature of the pervaporation separation process.

• 멤브레인
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• 제14권3호
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• pp.258-262
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• 2004

Trifluoroethyl methacrylate (TFEMA)는 발수발유용 특수도료나 광섬유의 외관에 중요하게 쓰여지는 코팅제에 쓰여지는 산업적으로 중요한 단량체로, 주로 산촉매 하에 trifluoro ethanol (TFEA)와 methacrylic acid (MA)의 에스테르화 반응에 의해 제조된다. 이러한 TFEMA의 제조에 투과증발막의 적용가능성을 알아보기 위한 선행연구로서, 상용화된 폴리비닐알콜계 투과증발막(GFT Membrane $Pervap^{\circledR}1005$)을 대상으로 반응물의 하나인 trifluoroethanol (TFEA)을 대상으로 온도와 농도의 변화에 따른 투과증발실험을 실시하였다. 투과증발실험 결과 TFEA 농도가 90에서 99 wt%로 높아질수록 투과용액 내의 물의 감소에 기인한 전체투과량은 감소하였다. TFEA/물 선택도는 95 wt% TFEA 농도까지는 높아지는 경향을 보였지만 97 wt%부터 감소하여 99 wt%에서는 급격히 감소하였다. 운전온도가 상승함에 따라 투과도의 증가와 더불어, 선택도도 증가하는 경향을 보였다. 적용된 TFEA 농도와 운전온도의 범위에서 GFT막은 물에 대한 우수한 투과도와 선택성을 보였다. 이러한 TFEA/물 혼합용액에 대한 높은 탈수성능은 GFT 투과증발막이 TFEMA의 에스테르화 막반응기에 적용될 수 있음을 확인시켜 주었다.

• 멤브레인
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• 제17권1호
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• pp.1-13
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• 2007

분리막을 이용한 투과증발공정은 에너지 소모가 적고 설치비와 운영비면에서 우수한 효과를 볼 수 있기 때문에 증류공정을 대신할 수 있는 공정으로 주목받고 있다. 특히 석유화학공정은 공정 중에 에너지 소모가 크고, 많은 화합물들이 공비혼합물을 이루고, 새로운 공정을 설치하기 위해서는 작은 공간을 필요로 하기 때문에 투과증발공정은 증류공정을 대체할 수 있는 매우 유력한 후보이다. 벤젠/시클로헥산을 포함하는 방향족 화합물의 분리, 올레핀/파라핀 분리, 자일렌 이성질체의 분리, 반응성 단량체의 회수, 가솔린으로부터 황 화합물의 제거 등에 투과증발공정을 응용하는 많은 연구가 이루어졌으며, 상용화가 되고 있다.

• 한국염색가공학회지
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• 제17권4호
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• pp.21-26
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• 2005

A combination separation system is composed of three parts, simple microfiltration unit for the pretreatment of real waste IPA, pervaporation unit with plate and frame type module(the effective membrane area 9,040$cm^2$), and simple ultrafiltration unit as a refiner. Utrafiltration module with hollow fiber membrane(MWCO 10,000) used to purify waste aqueous IPA solution. In addition, the flux of $CMPA-K^+$ composite membrane for waste aqueous IPA solution was very steady-state with long experiment time(30 days). And the standard deviation($\sigma$) was 0.152 and then the coefficient of variation($CV\%$)was 10.82 The IPA concentration on the membrane performance using pervaporation module system could be increased from $89.85wt(\%)$ to more than $99.90wt\%$ in about 8hr at operation temperature of $70^{\circ}C$ using the pervaporation module system. Therefore, a combination separation process system of simple filtration and pervaporation was very effective for the purpose of the IPA purification and reuse front industrial electronic components cleaning process.

• 공업화학
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• 제3권2호
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• pp.327-334
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• 1992

저준위 방사성 액체폐기물의 새로운 감용방법으로써 cellulose acetate막을 사용한 투과증발법의 연구가 수행되었다. 실험결과에 의하면 일반적으로 유기물의 분리에 사용되는 투과증발법은 액체폐기물의 감용을 위한 제염효과가 우수하였고, 수분의 증발속도도 저준위 방사성 액체폐기물의 감용을 위해 널리 사용되는 자연증발에 비해 현저히 빨랐다. 또한 주입용액의 조건에 따른 실험결과를 토대로 투과증발특성을 평가하였으며, 투과증발량을 증가시키기 위해 cellulose acetate막의 최적제막조건을 설정하였다.

• Korean Membrane Journal
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• 제6권1호
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• pp.55-60
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• 2004

In recent years, an increasing interest in membrane technology has been observed in chemical and environmental industry. Membrane technology has advantages of low cost, energy saving and environmental clean technology comparing to conventional separation processes. Pervaporation is one of new advanced membrane technology applied for separation of azeotropic mixtures, aqueous organic mixtures, organic solvent and petrochemical mixtures. Sodium alginate composite membranes were prepared for the enhancement of long-term stability of pervaporation performance of water-ethanol mixture using pervaporation. Sodium alginate membranes were crosslinked with CaCl$_2$ and coated with polyelectrolyte chitosan to protect washing out of calcium ions from the polymer. The surface structures of PAN and hydrolysed PAN membrane were confirmed by ATR Fourier transform infrared (FT-IR). A field emission scanning electron microscopy (FE-SEM; Jeol 6340F) operated at 15 kV. Concentration profiles for Ca in the membrane surface and membrane cross-section were taken by an energy dispersive X-ray (EDX) analyser (Jeol) attached to the field emission scanning electron microscopy (Jeol 6340F). Pervaporation experiments were done with several operation run times to investigate long-term stability of the membranes.