멤브레인 테스트 셀에 사용되는 스페이서 선택 방법
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작성일 25-02-03 16:30본문
◼︎ 멤브레인 테스트 셀에 사용되는 스페이서와 틈새용 삽입물의 목적은 무엇이며, 꼭 필요한가요?
교차 흐름 속도(CFV)는 공급 용액이 멤브레인 필터 표면을 접선으로 통과할 때의 선형 흐름 속도를 의미하며, 초당 미터 또는 피트로 측정됩니다. 일부 용액은 멤브레인을 통과하고, 나머지는 멤브레인 표면을 따라 흐르며 농축액으로 수집되어 시스템을 통해 재순환될 수 있습니다.
CFV는 파울링 속도 및 농도 분극에 직접적인 영향을 미칩니다. 농도 분극은 멤브레인 표면 근처의 유체에서 농도 구배가 형성되는 현상을 뜻합니다.
✅ 교차 흐름 속도(CFV) 계산 방법
CFV를 계산하려면, 유동 채널 내 공급 용액의 체적 유량을 유동 채널의 단면적으로 나누어야 합니다.
◼︎ 멤브레인 테스트 셀에 스페이서와 틈새를 사용하는 이유
유동 채널에 공급 스페이서(Shims)를 삽입하면 유동 채널의 깊이와 단면적이 감소합니다. 단면적이 줄어들면 교차 흐름 속도가 증가하게 됩니다.
스페이서는 다양한 두께와 개방 면적 비율로 제공됩니다.
심(Shims)은 스페이서와 함께 사용되며, 대형 멤브레인 요소의 흐름 조건을 시뮬레이션합니다.
적절한 심 두께 선택이 중요하며, 효율적인 작동을 위해 캐비티에 소량의 헤드스페이스를 남겨둡니다.
◼︎ 스페이서를 선택하는 방법
스페이서를 선택할 때 고려해야 할 두 가지 주요 요소:
스페이서 두께: 두꺼운 스페이서는 막힘이 적고 큰 입자를 처리할 수 있습니다. 반면, 얇은 스페이서는 낮은 교차 흐름 속도를 제공하지만 막힘이 발생하기 쉽습니다.
올바른 크기의 심과 조합: 피드 스페이서 두께는 교차 흐름 속도에 영향을 미치며, 캐비티에는 항상 약간의 헤드스페이스가 필요합니다.
⚖️ 스페이서 선택의 균형
얇은 피드 스페이서 → 낮은 교차 흐름 속도, 막힘 발생 가능성 증가 ⚠️
두꺼운 피드 스페이서 → 높은 교차 흐름 속도, 큰 입자 처리 가능
흐름 유형(난류 또는 층류)에 따라 적절한 스페이서를 선택하는 것이 중요합니다. 난류에서는 입자가 멤브레인에 축적되지 않고 씻겨 나가며, 스케일링 발생을 방지할 수 있습니다.
◼︎ 결론
입자 부하가 높으면 더 두꺼운 피드 스페이서를 사용하는 것이 좋습니다.
입자 부하가 낮다면 더 얇은 스페이서가 적절합니다.
각 환경과 요구 사항에 맞는 최적의 스페이서를 선택하세요!