• 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.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2003년도 The 4th Korea-Italy Workshop
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• pp.77-80
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• 2003

Hydrocarbon-hydrocarbon separations are one of the most important processes in petroleum refining. Distillation process has been used for separating hydrocarbons, but this conventional process is very energy consuming. Pervaporation separation through polymeric membranes is an emerging process alternative to distillation because of energy savings, compact system installation, reduced capital investment, and other performance attributes. In hydrocarbon separations, polymeric membranes are easily swollen by hydrocarbons and can lose mechanical strength. Chemically robust membranes are needed for the separation of hydrocarbons. In this study, the blend membrane was applied to separate benzene and cyclohexane. This is a model system for aliphatic and aromatic separation. Cyclohexane is also physically very similar to benzene and as a result of the very closing boiling points (0.6$^{\circ}C$), benzene and cyclohexane form an azetrope. Thus the system provides a good model for azeotrope breaking by pervaporation. The semi-quantitative thermodynamic model predicts that the calculated selectivity increases with increasing Hydrin contents in the blend membranes. Pervaporation experiments utilizing various operating temperatures and feed concentrations with different blend membranes are compared with the result from semi-quantitative thermodynamic calculations.

• 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.

• 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.226-239
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• 2002

유기용매의 탈수화 공정의 거동을 예측할 수 있는 투과증발 판틀형 모듈에 대한 전산모사 모델을 확립하였는데 이는 공정의 분석 및 최적화의 도구로 사용할 수 있다. 확립한 모델은 물질, 열 및 농도 수지식으로 이루어졌으며 유한요소법의 수치해석을 사용하여 각 투과 특성들은 계산하였다. 본 전산모사에서는 모듈내 각 두개의 막 사이에 있는 단일 공급유로를 기본 미분단위부피로 사용함으로써 계산과정을 단순화하초 계산시간을 단축할 수가 있었다. 또한 모델식에 각 파라메타들을 실제 공정에서 직접 구하여 사용함으로써 공정모사의 정확성을 얻을 수가 있었다. 모사모델의 타당성을 화인하기 위해서 에탄올/물 혼합물을 모델 혼합물로 선정하여 상업 투과막인 $AzeoSep^{TM}$-2002를 통한 투과실험을 행하여 각 투과 특성들을 얻었으며 얻은 이들 값들과 모사 모델식으로부터 계산된 값들과 비교한 결과 서로 잘 일치함을 보여 본 모사모델의 타당성을 입증하였다. 또한 모사모델을 사용하여 연속식 및 회분식 투과공정에서의 에탄을 탈수 공정을 모사하였는데 모사 결과들은 공정 분석 및 최적화를 위한 기본자료로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 모사결과를 토대로 회분식 공정과 연속식 공정을 비교 분석하였다.

• 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.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1991년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.1-3
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• 1991

A novel membrane separation process for the separation of liquid mixture is Pervaporation. The term, 'pervaporation', is a combination of permeation and evaporation, and was first introduced by kober[1] in 1917. In this technique, the liquid mixture in feed is in contact with one side of a dense non-porous membrane and after diffusing through the membrane is removed from the downstream side in the vapor phase, but is usually condensed afterwards to obtain a permeate in liquid from.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.369-376
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• 2023

본 연구에서는 에너지 소모가 큰 기존 진공 증류 공정의 대안으로 친환경이면서 에너지 효율적인 투과증발 분리공정을 이용하여 1,2 hexane diol/water (1,2 HDO/water) 혼합물에서 물을 분리하는 데 적용되었다. 사용한 분리막은 glutaraldehyde (GA)로 가교된 PVA를 알루미나 중공사 막(Al-HF) 내부에 코팅하여 사용하였다. 1,2 HDO/water 투과증발 분리공정에서는 PVA/GA 비율, 경화 온도 및 투과증발 분리공정 운전 조건에 대한 막의 최적화를 연구하였다. 장기 안정성 시험에서 PVA/GA (몰 비율 = 0.08, 경화 온도 = 80℃) 로 코팅된 Al-HF 막이 공정온도 40℃에서 1.90~2.16 kg/m²h 범위의 투과도를 보였으며, 투과용액의 수분 함량은 99.5% (separation factor = 68) 이상이었다.

• 멤브레인
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• 제23권4호
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• pp.257-266
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• 2013

본 연구에서는 고온에서 유기용매를 정제할 수 있는 고온, 고압에서 안정한 상업화 규모의 고효율 중공사 투과증발막, 막모듈 개발, 상업 규모의 막분리 장치시스템 개발을 수행하였는데 구성 요소기술은 1) 고온 고압 하에서 사용할 수 있는 브레이드 강화 중공사 막제조, 2) 중공사 막모듈 제조, 3) 막 탈수, 정제장치 시스템 설계 및 제작기술등을 개발하였다. 개발 중 공사 투과증발막은 독일의 슐츠막 보다 막 안정성과 막 성능이 우수하였으며, 막면적 4.6 $m^2$의 고효율 상업적 규모의 중공사막모듈을 개발하였고, 200 L/hr 이상의 처리용량의 Pilot 규모의 투과증발 막장치 시스템을 개발하였다. 기존 평막 혹은 중공사막에서 모듈에서 볼 수 있었던 모듈내부에 공급액의 dead volume형성, 공급액의 채널링 현상들을 제거하기 위해서 본 개발 중공사막과 막모듈의 특징은 고온, 고압의 유기용매를 중공사막 내부로 공급되어 흐르도록 설계되어 있어 막분리 효율이 우수하며 특히 기존의 막제품의 대비 막모듈 가격이 저렴하고, 막성능 및 치수안정성이 우수하다. 또한 공급액의 열손실 적어 에너지 효율이 우수할 뿐 아니라 막모듈 내에 중공사막 사이의 간격이 일정하여 가해주는 진공이 균일하게 각 중공사막의 투과부 표면에 전달될 수 있기 때문에 투과된 투과물을 막 표면으로부터 효과적으로 제거할 수 있으므로 투과속도 또한 우수하다.