화학공학소재연구정보센터
Clean Technology, Vol.5, No.2, 69-78, December, 1999
오일/물 에멀젼의 분리막 투과 특성
Membrane Filtration Characteristics of Oil/Water Emulsions
초록
수용성 에멀젼형 절삭유의 한외여과 및 정밀여과 특성을 실험적으로 연구하였다. 한외여과막의 경우 오일/물 에멀젼의 투과 거동은 film model을 잘 따랐으나 정밀여과막인 ASYPOR막의 경우에는 이러한 거동을 벗어났다. 본 연구에서 사용된 모든 분리막의 경우 운전압력이 투과유속에는 큰 효과를 나타내지 않았다. 저압에서는 투과 초기 및 후기에서의 투과유속 감소율이 적은 반면 고압에서는 초기 투과유속은 매우 컸으나 투과유속의 감소율이 커서 후기에는 모두 비슷한 투과유속을 보여 주었다. 소수성이 큰 polycarbonate 정밀여과막의 경우 일반적인 경우와는 달리 운전시간이 증가함에 따라 투과유속이 증가하는 경향을 나타내었다. 교반하지 않은 cell에서의 임계투과압력은 150 ppm의 에멀젼 농도에서 약 2.2 kgf/cm(2)이었으나 500 ppm의 농도에서는 3.8 kgf/cm(2) 압력에서 나타났다.
Separation characteristics of cutting oil-in-water emulsions were studied experimentally by using various kinds of flat-type microfiltration and ultrafiltration membranes. For ultrafiltration membranes the permeation behavior of cutting oil emulsions obeys the film model, whereas a significant deviation from the model was observed for ASYPOR microfiltration membranes. The experimental data obtained for all the membranes showed that the effect of operating pressure on the permeation flux of oil-in-water emulsions is not very significant. At low transmembrane pressures the permeation flux decreased gradually with increasing filtration time, whereas the permeation flux at high transmembrane pressures decreased steeply for early filtration time. However, every flux eventually reached a constant value that depends only on the applied transmembrane pressure. For the hydrophobic polycarbonate microfiltration membrane the permeation flux increased with the filtration time. The critical permeation pressures were also determined from the data obtained from unstirred cell experiments.
  1. Cheryan M, "Ultrafiltration Handbook," Technomic Publishing Company, Lancaster, pp. 250-256 (1986)
  2. Mueller J, Cen YW, Davis RH, J. Membr. Sci., 129(2), 221 (1997) 
  3. Vigo F, Uliana C, Lupino P, Sep. Sci. Technol., 20, 213 (1985)
  4. 박진용, 박사학위논문: "회전막 여과기를 사용한 실리카 슬러리의 동역학적 분리에 대한 연구," 서울대학교 (1992)
  5. Howes T, Rudman M, AIChE J., 44(2), 255 (1998) 
  6. Moulin P, Rouch JC, Serra C, Clifton MJ, Aptel P, J. Membr. Sci., 114(2), 235 (1996) 
  7. Mallubhotla H, Hoffmann S, Schmidt M, Vente J, Belfort G, J. Membr. Sci., 141(2), 183 (1998) 
  8. Redkar S, Kuberkar V, Davis RH, J. Membr. Sci., 121(2), 229 (1996) 
  9. Ghosh R, Li QY, Cui ZF, AIChE J., 44(1), 61 (1998) 
  10. Kuruzovich JN, Piergiovanni PR, J. Membr. Sci., 112(2), 241 (1996) 
  11. Matsumoto K, Kawahara M, Ohya H, J. Ferment. Bioeng., 66, 199 (1988)
  12. Hlavacek M, J. Membr. Sci., 102, 1 (1995)
  13. Nazzal FF, Wiesner MR, Water Environ. Res., 68, 1187 (1996) 
  14. 정건용, 김재진, 김규진, Fane AG, Membr. J., 8, 203 (1998)
  15. Lipp P, Lee CH, Fane AG, Fell CJD, J. Membr. Sci., 36, 161 (1988) 
  16. Kobayashi T, Nagai T, Ono M, Fujii N, J. Chem. Technol. Biotechnol., 65(1), 49 (1996) 
  17. Lee S, Aurelle Y, Roques H, J. Membr. Sci., 19, 23 (1984) 
  18. Musale DA, Kulkarni SS, Rev. Macromol. Chem. Phys., C38, 615 (1998)