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표목차
칼라
목차
제1장 서론 18
제1절 연구개발의 목적 18
제2절 연구내용과 범위 19
제2장 기술정보 및 자료수집 22
제1절 Cheese Whey 발생현황 및 처리현황 22
제2절 한외여과막에 의한 Cheese Whey 회수 재사용 23
제3절 한외여과 시스템 26
제4절 분리막모듈의 종류와 특징 30
1. 평판형(Plate Type) 모듈 30
2. 중공사형(Hollow Fiber Type) 모듈 31
3. 관상형(Tubular Type) 모듈 34
4. 나권형(Spiral-Wound Type) 모듈 35
5. 각종 막모듈의 장단점 37
제5절 Polysulfone의 술폰화 38
제6절 막세정 39
제3장 이론적 배경 41
제1절 유청성분 및 특성 41
1. 유청단백질 41
2. 유당 (Lactose) 46
제2절 분리막 제조 49
1. UF용 다공성막의 제조방법 49
2. 한외여과막 소재 53
제3절 한외여과공정 56
제4절 한외여과에서의 투과이론 58
제4장 실험방법 및 장치 62
제1절 한외여과막 성능평가 62
제2절 Polysulfone의 친수화 68
제3절 한외여과막의 제조 및 성능평가 74
제4절 막 세정 77
제5절 분리막 형태에 따른 농축효율 비교 80
제5장 결과 및 고찰 89
제1절 상용 한외여과막의 성능평가 결과[원문불량;p.90] 89
제2절 Polysulfone의 Sulfonation 108
제3절 한외여과막의 제조와 성능평가[원문불량;p.123,128,136,142] 119
제4절 Membrane의 오염 및 세정대책 145
제5절 Batch식 자동화 UF 시스템 개발[원문불량;p.171] 157
제6절 UF 농축 Process의 효율비교 및 최적운전 176
제7절 UF 농축공정의 현장적용 194
제8절 에너지 절감효과 200
제6장 결론 202
참고문헌 207
표 1. 유청의 조성 (100g 당) 22
표 2. 분말 Whey 및 농축비에 따른 WPC의 조성 25
표 3. DDS사의 UF막의 사양 26
표 4. 각 모듈별 장단점 37
표 5. 한외여과막 제조용 각종 고분자 소재 54
표 6. 하전막의 종류 55
표 7. 실험에 사용한 한외여과막의 규격 62
표 8. LACPRODAN 80의 Specifications 63
표 9. LACPRODAN 80의 단백질 조성비 63
표 10. 부직포의 주요특성 74
표 11. 한외여과막 제조장치의 제원 및 주요구성부 75
표 12. 상용 한외여과막의 PEG 분자량에 따른 용액투과량과 용질배제율 92
표 13. Lactose 농도별 흡착에 따른 상대투과량 감소율 94
표 15. 흡착온도에 따른 한외여과막의 상대투과량 감소율 98
표 16. WPC 농도별 투과에 따른 상대투과량 감소율 101
표 17. WPC 투과시간에 따른 상대투과량 감소율 102
표 18. Dope Formulation 조성에 따른 제막용액의 점도 및 수투과성 120
표 19. 무기염 첨가에 따른 막성능 121
표 20. Coating Speed 변화에 따른 한외여과막의 성능 123
표 21. 응고제 온도에 따른 막성능 126
표 22. 평막제조설비의 운전조건 131
표 23. 부직포 및 후가공조건 에 따른 막성능 132
표 24. SPSF막의 연속제막조건 142
표 25. SPSF막의 투과특성 144
표 26. 상용세정제에 의한 SPSF막의 성능회복결과 151
표 27. 조제한 세정제의 세정효과 154
표 28. 설계기준표 160
표 29/16. UF System 부품 Specification 162
표 30. 연속 운전에서의 Pump & Solenoid Valve Control Scheme 166
표 31. 유업용 자동화 UP System Interlock 내용 167
표 32. Batch 운전시 Pump & Solenoid Valve Control Scheme 168
표 33. Data Monitoring 내용 169
표 34. 유업용 자동화UF System의 시운전결과 171
표 35. 개발된 UF System의 주요기능 175
표 36. 각공정의 운전조건 185
표 37. Process I 의 농축조건 186
표 38. ProcessII의 농축조건 189
표 39. Cheese Whey 농축조건 194
표 40. 탈지우유의 농축조건 198
표 41. Whey Protein Concentrate 농축공정의 에너지 소요량 비교 201
그림 1. Batch식 한외여과 시스템 28
그림 2. Continuous식 한외여과 시스템 (Single stage) 29
그림 3. Continuous식 한외여과 시스템 (Multi stage) 29
그림 4. DDS사 평판형 모듈 31
그림 5. 중공사형 모듈 32
그림 6. 중공사형 모듈의 정상운전과 역세정운전 33
그림 7. 관상형 모듈 34
그림 8. 나권형 모듈 36
그림 9. Bos β-lactoglobulin의 1차구조 42
그림 10. Bos α-lactalbumin의 1차 구조 44
그림 11. Bos Serum albumin의 1차 구조 45
그림 12. 유당(Lactose)의 구조 46
그림 13. a와 β유당의 용해도 48
그림 14. 3가지 상전환법의 phase diagram (a) 열적방법 (b) 건식법 (c) 습식법 49
그림 15. 열적방법의 공정 모식도 50
그림 16. 건식법의 공정 모식도 52
그림 17. 습식법의 공정 모식도 52
그림 18. 한외여과막을 통한 투과이론 58
그림 19. TMP와 유량에 따른 Flux의 변화 59
그림 20. 농도분극현상에 따른 Flux의 변화 60
그림 21. 한외여과에서의 투과현상에 미치는 각각의 인자 61
그림 22. 한외여과막 성능 측정에 사용한 Cross-flow System(Sysem) 65
그림 23. WPC 및 Lactose 흡착특성 실험 Flow 66
그림 24. WPC에 대한 상용 한외여과막의 투과특성 실험 Flow 67
그림 25. Procedure of Sulfonation 70
그림 26. Sulfonation 반응 장치 a) 3구 flask, b) dropping funnel, c) stirrer d) 온도계 e) cooling bath 71
그림 27. Procedure of Sulfonation 73
그림 28. 평막형 한외여과막 제조장치의 Schematic diagram및 장치사진 76
그림 29. SUPERANE SKUS-212-0810 중공사막 모듈의 구조 82
그림 30. 판틀형 모듈의 구조 83
그림 31. 판틀형 모듈의 내부구조 및 규격 84
그림 32. 판틀형 모듈의 조립형태 및 투과구조 85
그림 33. 연속식 다단 UF 농축시스템 Flow Diagram 87
그림 34. 연속식 다단 UF 농축시스템의 구조 88
그림 35. 상용 한외여과막의 수투과성 90
그림 36. 상용 한외여과막의 단면 전자현미경 사진[원문불량;p.90] 91
그림 37. Lactose 흡착시간 변화에 따른 상대투과량 감소율 95
그림 39. 시간에 따른 농축액의 부피감소율과 Flux 변화 104
그림 40. WPC 용액의 pH 변화에 따른 투과량 105
그림 41. WPC 용액의 온도변화에 따른 투과량 107
그림 42. PSF의 sulfonation mechanism 109
그림 43. CSA 농도에 따른 SPSF의 이온교환용량(반응시간 4hr, 반응온도 2℃) 110
그림 44. SPSF의 IR spectroscopy a) Polysulfone b) SPSF (IEC 0.25) c) SPSF (IEC 0.49) d) SPSF (IEC 0.69) 112
그림 45. SPSF의 DSC thermodiagrams a) Polysulfone b) SPSF (IEC 0.25) c) SPSF (IEC 0.49) d) SPSF (IEC 0.69) 113
그림 46. SPSF의 적외선 분광분석결과 a) Polysulfone b) SPSF ( IEC : 0.3) 115
그림 47. CSA의 농도에 따른 SPSF의 이온교환량 116
그림 48. 반응온도에 따른 SPSF의 이온교환량 117
그림 49. 반응시간에 따른 SPSF의 이온교환량 118
그림 50. Coating Speed 변화에 따라 제조된 한외여과막의 단면 전자현미경 사진 a) 2m／min, b) 4m／min, c) 6m／min d) 8m／min[원문불량;p.123] 124
그림 51. 제조된 한외여과막의 단면 전자현미경 사진[원문불량;p.128] 129
그림 52. Coating 두께변화에 따라 제조된 한외여과막의 투과특성 134
그림 53. 방사용액의 점도에 따라 제조된 한외여과막의 수투과 특성 135
그림 54. 방사용액의 점도에 따라 제조된 한외여과막의 용질배제율 136
그림 55. Coating 두께변화에 따라 제조된 한외여과막 단면의 SEM 사진 a) 82㎛ b) 142㎛ c) 177㎛ d) 194㎛[원문불량;p.136] 137
그림 56. CSA의 Mole비에 따라 제조된 한외여과막의 투과특성 139
그림 57. 반응온도 변화에 따라 제조된 한외여과막의 투과특성 140
그림 58. 반응시간에 변화에 따라 제조된 한외여과막의 투과특성 141
그림 59. SPSF Membrane의 단면구조[원문불량;p.142] 143
그림 60. CSA mole비 변화에 따른 여과량 변화 147
그림 61. 반응시간 변화에 따른 여과량 변화 148
그림 62. 반응온도 변화에 따른 여과량 변화 149
그림 63. CSA mole비 변화에 따른 막 세정력 150
그림 64. SPSF막의 상용세정제에 의한 반복 성능회복 결과 153
그림 65. SK-C05에 의한 반복세정 효과 156
그림 66. 유업용 자동화 UF System 의 Flow diagram 161
그림 67. 유업용 자동화 UF System[원문불량;p.171] 172
그림 68. 유업용 자동화 UF System에 적용된 Software 173
그림 69. 유업용 자동화 UF System 의 정면도, 평면도, 측면도 174
그림 70. WPC 농축에서의 중공사형 모듈과 관상형 모듈의 효율비교 177
그림 71. 선속도에 따른 중공사형모듈과 관상형모듈의 효율변화 비교 179
그림 72. 선속도에 따른 중공사형모듈과 관상형모듈의 효율변화 비교 180
그림 73. 중공사형모듈과 관상형모듈의 농축처리 시간 비교 182
그림 74. 중공사형모듈과 관상형모듈조합에 따른 운전결과 183
그림 75. Process I 의 농축결과 188
그림 76. ProcessII의 농축결과 190
그림 77. 운전시간에 따른 UF Permeate Flux 변화 197
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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