1. Title & Journal
Numerical and experimental study of mass transfer in lysozyme ultrafiltration

Journal: DESALINATION (2002)

2. Background of authors
Vitor Magueijo, Maria Norberta de Pinho*, Vitor Geraldes

Chemical Engineering Department, Instituto Superior Tecnico, Av. Rovisco Pais, 1, 1049-001 Lisbon, Portugal

3. Summary
이 논문의 연구 목적은 단백질의 한외여과를 전산유체역학(Computational fluid dynamics, CFD) 시뮬레이션을 통하여 막의 특성 규명을 위함이다. 특히, 셀룰로오즈 아세트산염 비대칭성 막(Cellulose acetate asymmetric membranes, CA)의 투과율과 단박질 제거율(rejection rate) 시뮬레이션 테스트를 수행하였다. 0.3kg/m3 의 리소자임(단백질 효소) 용매에 각기 다른 농도의 염화나트륨(NaCl) 용질을 혼합하여, 서로 다른 이온 강도에서의 투과율 및 단백질 제거율 시뮬레이션을 수행하고 있다. CA막의 투과성 계수(hydraulic permeability, A(?))는 증류수에서 2, 4, 6, 그리고 8 bar 압력과 레이놀드수 1000조건에서의 투과 측정을 통해 결정되었다. 또한 CA막의 분자크기에 따른 제거(molecular weight cut-off, MWCO) 측면에서의 특징분석을 위해, 2 bar, 25°C, 유입수 농도 0.6 kg/m3, Re=1200 조건에서 실험을 수행하였다. 최종적으로, 앞에서 언급한 실험을 통해 얻어진 값들을 기본 조건으로 하여 수행한 CFD 테스트 결과, 이온강도가 증가함에 따라 투과 유량이 감소한다는 것을 보여주고 있다.
한편, 이 논문에서 두 가지의 개별적인 시뮬레이션이 수행되었는데, 하나는 투과용액의 속도를 예측하기 위한 것이고, 다른 하나는 리소자임 단백질에 대한 농도분극을 예측을 위함 이다.       

4. Originality & Contribution
위 논문에서 수행된 실험 방법처럼, 현재 우리가 운영중인 2.5톤/일 급 파일럿 플랜트에서 사용하고 있는 SWRO30-4040 모델의 Pure water에서의 A(water permeability) 측정 실험을 수행해 보는 것도 좋은 연구적 시도가 될 것이다. 현재 우리가 사용중인 SWRO membrane 모델의 A값은 특정 조건의 실험에서 맞춰진(피팅) 값이기 때문에, 특정 조건에서만 정확성이 높은 모델이지만, 직접 실험을 통해 A값을 도출하여 RO모델에 사용한다면 보다 신뢰성이 있는 모델을 만들 수 있을 것이다.

5. Reviewer: 정관호 jkh@gist.ac.kr