멤브레인(Membrane) 공정이 어떤 응용 분야에 응용이 가능한 지 어떻게 알 수 있나요?
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작성일 24-08-12 14:03본문
일반적으로 연구를 시작할 때 벤치 스케일로 타당성 여부를 확인합니다.
이것은 대규모의 멤브레인 모듈에서 사용하는 것과 동일한 멤브레인을 이용하여 벤치 스케일에서 여과성 테스트를 하는 것을 의미합니다.
연구 단계에서는 소량의 물질로 테스트를 하기 때문에 대규모의 모듈이 없어도 나선형 막 모듈의 유체역학적 조건과 유사하게 실험을 할 수 있습니다. 유사한 실험을 위해 적절한 스페이서(spacer)와 심(shim)을 사용하면 가장 적절한 재료와 기공 크기/분자량 컷오프(MWCO)를 결정할 수 있습니다.
분리 공정을 개발하기 위한 최적의 작동 조건을 엄격하게 제어하고 찾을 수 있습니다.
정밀여과(MF)는 상대적으로 큰 기공(약 0.1~1 마이크로미터)을 사용하며, 박테리아, 조류, 원생동물, 퇴적물 및 유사한 입자를 안정적으로 여과할 수 있습니다.
한외여과(UF) 는 유제품, 탈지유 가공 및 농,축산업에서 일반적으로 사용되며, 단백질과 같은 큰 거대분자의 분리를 필요로 하는 생명 과학 연구에도 유용합니다. 한외여과에 사용하는 멤브레인의 기공 크기는 0.01~0.1 마이크로미터입니다.
나노여과(NF) 에 사용하는 멤브레인의 기공 크기는 약 1 ~ 10나노미터 정도이며, 물의 회수, 제약, 정밀화학 산업 등 다양한 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다. NF 멤브레인으로 2가 이온과 용해된 유기 분자를 제거하는 것의 예로 들 수 있습니다.
역삼투(RO) 에 사용하는 멤브레인의 기공 크기는 1나노미터보다 작습니다. 1가 이온 또는 매우 작은 용해된 유기 화합물을 제거해야 하는 해수 담수화 및 기타 정수 응용 분야에 일반적으로 많이 사용됩니다.
이 Diagram을 통해 위에 제시된 내용의 상대적 척도에 대해 확인할 수 있습니다.
Scaling up
벤치 스케일로 타당성 테스트를 한 후 벤치 스케일 시스템을 사용하여 소규모 배치 생산을 하거나 공정을 확장하게 됩니다. 만약 이러한 경우 어떻게 더 확장된 시스템으로 전환할 수 있을까요?
벤치탑(Bench-Top) 공정이 만족스러워 더 큰 규모의 파일럿 시스템을 적용하거나 상용화를 위해 시스템을 구축하고자 한다면 코리아사이언스와 협력하여 공정을 상용화할 수 있습니다.
어떠한 선택이든, 벤치 스케일의 타당성 테스트를 거쳤기 때문에 다음 단계에서 투자 규모가 커지더라도 원하는 결과를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있습니다.