본 연구에서는 상전이법을 이용하여 P(VDF-co-HFP) 분리막의 구조를 조절하였다. Macrovoid 없는 구조를 얻기 위하여 다양한 조건에서 비용매유도상전이(NIPS) 공법으로 분리막을 제막하였으나 고분자의 낮은 결정화 속도로 인해 macrovoid가 생성된다는 것을 관측하였다. 이를 극복하기 위해 증발유도상전이법(EIPS)과 증기유도상전이법(VIPS)을 도입하였으며 NIPS공법과 함께 제막되었을 때 이상적인 구조를 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 상전이법을 이용하여 P(VDF-co-HFP) 분리막의 구조를 조절하였다. Macrovoid 없는 구조를 얻기 위하여 다양한 조건에서 비용매유도상전이(NIPS) 공법으로 분리막을 제막하였으나 고분자의 낮은 결정화 속도로 인해 macrovoid가 생성된다는 것을 관측하였다. 이를 극복하기 위해 증발유도상전이법(EIPS)과 증기유도상전이법(VIPS)을 도입하였으 며 NIPS공법과 함께 제막되었을 때 이상적인 구조를 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.

압력-분배 탈기방식으로 막접촉기를 구성하여 바이오가스 정제를 하였다. 폴리프로필렌(PP) 중공사막 모듈과 물리흡수제를 이용하여 막접촉기 성능 평가를 수행하였다. 실험은 흡수 압력, 가스의 유량, 흡수 온도 및 흡수제의 농도등 다양한 조건에서 수행하였다. 특히 CO2 흡수능이 높은 상용 흡수제인 프로필렌카보네이트(PC)와 물의 혼합흡수제를 사용하여 회수성능이 향상되었다. 탈기 방법이 개선된 압력-분배 탈기방식의 막접촉기는 50% CO2/50% CH4의 바이오가스 모사가스로부터 바이오메탄을 98% CH4 순도와 91%의 회수율로 정제하였다. 따라서 압력-분배 막접촉기를 통해 바이오가스로부터 수송용 바이오메탄의 생산이 가능함을 확인하였다.

본 연구에서는 sol-gel법을 이용하여 세라믹 중공사 지지체 표면에 합성된 sol을 dip coating하고 활성층을 형성시켜 한외여과막을 제조하였다. 코팅 횟수 및 코팅 용액의 조성에 따른 코팅층 변화를 확인하여, 결함을 최소화하고 균일하게 제조할 수 있는 조건을 확립하고, 소결 후 투과 특성 측정을 통해 소결 온도의 영향을 고찰하였다. 제조된 한외여과막은 분획분자량(Molecular Weight Cut-Off, MWCO)과 gas-liquid displacement porometer (GLDP), liquid-liquid displacement porometer (LLDP)를 이용하여 기공크기를 측정하고 분리막의 성능과 기공크기의 연관성을 연구하였다.

Membrane separation processes have been widely used in water purification or gas separation applications because of their process simplicity, low cost operation and small footprint. Nowadays, applications of ceramic membranes with high thermal, chemical and mechanical resistance has rapidly grown in new separation applications where the polymeric membranes cannot be used (e.g., high temperature, strong acidic/basic or solvent-contained corrosive feed solution). In this study, robust ceramic hollow fiber membranes were prepared by extrusion-phase inversion followed by sintering. The effects of preparation conditions on membrane characteristics were studied to improve the separation performance of ceramic membranes. In addition, a variety of modification methods and applications based on ceramic hollow fiber membranes will be discussed.

In this study, we performed preparation and characterization of cellulosic hollow fiber membrane for the application of pressure retarded osmosis(PRO). We used high temperature nonsolvent induced phase separation (HT-NIPS) method to prepare robust hollow fiber membranes with cellulosic polymer blends at high concentration. Prepared hollow fiber membranes showed effective skin layer formation and sponge-like pore structure. In addition, the effects of pore-forming agents with different molecular weight and bore liquid composition on PRO performance were studied. The prepared membranes showed stable water flux and power density under the hydraulic pressure upto 10 bar. The highest power density of the membrane module was 5 W/m2 at 12 bar.

In membrane applications for wastewater treatment, polymeric membranes are dominant due to their processbility and low cost. To enlarge the membrane application in industrial effluent treatment, membrane materials with high mechanical and chemical tolerance should be needed. Although ceramics such as alumina would be good options for harsh environmental conditions, high cost and complex production methods hinder the application of ceramic membranes. Here, we demonstrate the preparation of cost-effective, robust alumina hollow fiber membranes (HFMs). Alumina HFMs prepared with phase inversion method followed by sintering showed narrow pore size distribution. Also, characteristics of the membrane can be easily tuned by controlling spinning and post treatment conditions.

미세 기공을 갖는 세라믹 중공사막의 기공 크기 및 분포도를 분석하기 위해 gas-liquid displacement porometer(GLDP)와 liquid-liquid displacement porometer(LLDP) 두 가지 측정법을 이용하였다. GLDP와 LLDP를 이용한 기공 크기 측정 및 분석과 관련하여 이론적 고찰을 진행하였고, 10-100 nm의 기공 크기를 갖는 세라믹 중공사막의 기공 크기 및 분포도를 비교 분석하였다. 또한, 서로 다른 기공크기를 가질 것으로 예상되는 세 종류의 세라믹 중공사막의 기공 크기 측정 결과와 수투과도, 배제율 측정 결과를 종합하여 분리막 특성의 연계성을 확인하였다.

we present a novel pressure-cascaded stripping configuration for membrane contactor biogas upgrading processes. Employing polypropylene (PP) hollow fiber membrane modules and water as physical absorbent, the effects of absorption pressure, gas-liquid flowrate, and vacuum mode were systematically studied. In addition, exploiting the solubility difference between CO2 and CH4, as well as the preferential absorption of CO2 in water, a pressure-cascaded stripping tank was implemented to recover and recycle the absorbed CH4 in high purity. The proposed configuration simultaneously enhanced the bio-methane yield (90%) and purity (97%). This project is supported by the "R&D Center for reduction of Non-CO2 Greenhouse gases (2013001690002)" funded by Korea Ministry of Environment(MOE) as "Global Top Environment R&D Program".

발효공정으로부터 생산된 유기산의 회수를 위하여 나노여과 분리막 공정을 이용하는 경우 유기산을 제외한 발효 액 내 존재하는 당, 단백질 등의 부산물을 배제하면서 유기산을 선택적으로 투과시킬 수 있는 나노여과막이 요구된다. 본 연 구에서는 발효액으로부터 분자량이 상대적으로 작고 카르복실산기를 갖는 유기산의 효과적인 회수를 위하여 분리막 표면에 양전하를 도입하여 전기적 인력에 의해 젖산의 투과도를 향상시킬 수 있는 신규 나노여과 분리막을 제조하였다. 분리막 표면에 고분자 전해질 PEI (Polyethyleneimine)를 그라프팅시켜 제조된 분리막의 제타전위 측정 결과 표면 층이 양전하를 나타내 는 것을 확인하였다. 실제 젖산 용액 배제율 확인 결과 고분자 전해질 그라프팅 층이 형성된 막에서 배제율이 크게 감소하는 것으로 보아 그라프팅 층에 의한 젖산 배제율 저감에 효과를 나타내었다.

나노 소재는 표면적이 매우 크고 크기나 기공이 균일하여 분리막에서 물질 전달 통로나 특수한 기능성을 갖게 하는 소재로 이용이 가능하다. 그러나 나노 소재 및 나노 기술을 기반으로 한 분리막의 상용화를 위한 여러 가지 기술적인 한계가 존재하며 최근 나노 소재 및 제조 기술이 발전하고 다양해짐에 따라 분리막에 나노 소재 및 기술을 활용하려는 연구가 많이 진행되고 있다. 나노 소재 및 기술을 활용하는 경우 기존 분리막의 투과도 및 선택도를 크게 높일 수 있으며 열적, 화학적, 기계적 안정성 및 내오염성을 향상시키거나 기능성 소재를 활용하여 분리막에 새로운 기능을 부여할 수 있다.

This study aimed to produce fermented soy-powder milk (FSPM) with Lactobacillus plantarum P1201 and to evaluate its anti-obesity activity. Isoflavone and conjugated linoleic acid (CLA) of unfermented soy-powder milk (UFSPM) and FSPM and were analyzed via high-pressure liquid chromatography (HPLC) and gas chromatography (GC). Their inhibitory activities against α-glucosidase, α-amylase, and pancreatic lipase were assayed. Their anti-obesity activities were evaluated on the basis of their inhibitory effects on adipocyte differentiation in 3T3-L1 cells, and the expression of mRNAs associated with adipogenesis and lipid metabolism were analyzed via real time-polymerase chain reaction (RT-PCR) and quantitative PCR (qPCR). FSPM with L. plantarum P1201 increased the isoflavone aglycones (daidzein, glycitein, and genistein) content and produced CLA in soy-powder milk (SPM), both of which possessed bio-activity. Both UFSPM and FSPM showed dose-dependent inhibitory activity for α-glucosidase, α-amylase, and pancreatic lipase. FSPM, but not UFSPM, suppressed adipogenesis in 3T3-L1 cells and reduced their triglyceride content by 23.1% after treatment with 1,000 μg/mL of FSPM, compared with the control group. The anti-obesity effect of FSPM can be attributed to CLA and isoflavone aglycones, which targeted CCAAT/enhancer binding protein α (C/EBP-α) and down-regulated lipoprotein lipase (LPL), adiponectin, adipocyte fatty acid-binding protein (aP2), fatty acid synthase (FAS), and acetyl CoA carboxylase (ACC) mRNA. Furthermore, FSPM enhanced the inhibitory activity of glucosidase and pancreatic enzymes and anti-obesity activity. Further studies are required to investigate whether the anti-obesity effect of FSPM persists in an in vivo mouse model of diet-induced obesity.

Riptortus clavatus, one of the many insects in major crops, damages pods and seeds, which reduces seed vigor and viability in soybeans. This study was conducted to examine the effect of diversely damaged seeds by R. clavatus on seed germination and seedling emergence and to determine the association of damaged seed with quality and yield of soybean sprouts. All seeds damaged by R. clavatus significantly (P<0.05) reduced seed vigor as measured by the rates of seed germination, germination speed, and seedling emergence. Mean seed germination rate of non-damaged seeds in sprout-soybean varieties was 97.8%, whereas the rates of seeds damaged at different levels, 31-50% and 51-80%, were 23.0 and 5.4%, respectively. The rates of seedling rot and abnormal, incomplete germination significantly (P<0.05) increased as the amount of seeds damaged by R. clavatus increased to 5, 10 and 15% against the total seeds for sprout production. Yield of soybean sprouts from seeds damaged at different levels decreased up to 13% as compared to that in normal seeds. In customer preferences on soybean sprout produce, 84% of customers participated in survey preferred to purchase sprouts from seeds with 5% of damaged seeds, but sprouts produced from seeds with 15% of damaged seeds were intended to purchase only by 22% of the customers. Areas of the seed damaged by R. clavatus were readily infected by pathogens as the seed germinated, resulted in deteriorated quality and reduced yield of sprout produce.