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본 연구에서는1축 회전판형 한외여과막 모듈의 순수 투과율 예측모델과 기름 에멀션의 분리 특성 및 투과율 예측모델을 유도하였다. 1축 RDM은 한외여과막(UOP사, 직경 0.22m)으로 제작된 회전판막을 장착하여 25℃ 에서 압력, 각속도(ω ), 농도 변화에 따라 분리특성을 조사하였다. 회전판막의 각속도가 0에서 52.36rad/s로 증가할수록 회전판내 유체가 받는 원심력에 의한 압력 강하와 분리막 표면의 미끄럼 흐름에 의한 압력 강하로 순수 투과율은 최대 각속도에서 3.9% 감소하였다. 원심력과 미끄럼 흐름에 의한 압력 강하는 선속도(ωr )의 자승에 비례하였다. 회전판의 각속도가 52.36에서 2.62rad/s로 감소할 때 5% 절삭유의 투과율은 30.16% 감소하였고 농도가 낮을수록 막회전과 투과율에 미치는 영향은 적었다. 절삭유의 투과율(J; kg/m2ㆍs )은 회전에 의한 압력 강하를 고려한 유효압력차(Delta PT ; Pa), 벌크농도(CB ; %), 선속도(ω r; m/s) 등에 영향을 받으며 실험 결과에 저항 모델을 적용하여 다음과 같은 식을 유도하였다.
Rotary disc ultrafiltration module(RDM) was developed for the separation of oil emulsions. This module was devised to reduce the gel polarization phenomenon by decoupling the operation pressure and the surface velocity of solution in ultrafiltration(UF) processes. The rotary disc membrane consists of 3mm-thick ABS plate covered with UF membrane (UOP, U.S.A.). When the angular velocity(ω ) was increased, the pure water flux was slightly decreased due to pressure drop caused by centrifugal force and slip flow at the surface of membrane. The pressure drop was proportional to the square of linear velocity(ωr ). When the angular velocity was changed from 52.36rad/s to 2.62rad/s, the flux decline for 5% cutting oil in one-shaft RDM at 25℃ and 0.1MPa was 30.16%. In the lower concentrations, angular velocity tends to give less effect on the flux. Flux(J; kg/m2ㆍs ) in a rotating disc module is mainly a function of the bulk concentration(CB ; %), the linear velocity(ωr ; m/s) and the effective transmembrane pressure(Delta PT ; Pa). Using a modified resistance-in-series model, the flux data of cutting oil experiments were fitted to give the following equation.
