DAILY PAPER REVIEW

0927_JMS_Ethanol FO

 

 

1. Title & Journal
? Title
Water, salt, and ethanol diffusion through membranes for water recovery by forward (direct) osmosis processes (JMS)

? Corresponding authors
? John Pellegrino
? 소속: Civil, Environmental, and Architectural Engineering Department, University of Colorado
? 분야: JMS, AlChE 등에 멤브레인 공정의 현상, 성능, 파울링 등 다양한 주제에 관해 다수의 논 문 발표하였음 
* Modification, formation, characterization, and performance of membranes
* Electrokinetic processes
* Water treatment and supply
* Biomass-to-fuels process development

2. Summary

본 논문은 FO 공정에서의 유도용액으로 ethanol 의 적용 가능성을 검토한 내용을 담고 있습니다. 실험에서는 AMV & CMV(anion and cation exchange membranes) 와 PVA(cross-linked poly vinylalcohol)을 멤브레인으로 사용하였고, feed 농도 및 ethanol 농도에 따른 성능을 평가하였습니다. 공정성능을 평가하기 위해 membrane selectivity (α W/E , water vs. ethanol ? the ration of permeances) 파라미터를 사용하였습니다.
평균 수리학적 mass-transfer boundary layer dimension을 구하기 위해 diffusion cell test를 수행하였습니다. 실험을 통해 mass transfer coefficient 을 구한 후 일련의 관계식을 통해 boundary layer 가 구해지며 다른 solute, 다른 solution 을 사용하는 경우에는 수정이 필요합니다. 


? 실험결과
아래 그래프와 같이 PVA 멤브레인의 경우 ethanol의 permeance 와 water 의 permeance 는 역의 관계를 가짐을 알 수 있습니다. 


아래 그래프는 water permeance 에 따른 membrane selectivity을 나타낸 것으로 CMV 멤브레인이 가장 좋은 성능을 보임을 알 수 있습니다. 그러나 해당 공정이 실용화 가능성을 갖기 위해서는 성능을 개선해야 할 필요가 있습니다. 


3. Originality & Creativity
Ethanol 의 dehydration 에 이용되는 pervaporation 공정에서 얻은 아이디어를 FO 공정에 적용하고자 한 점이 독창적입니다. 

4. Further applications
실험 결과, 양이온 교환 멤브레인(CMV)에서 가장 성능이 좋은 것으로 나타났습니다. 멤브레인과 용액간의 계면에서 일어나는 현상이 공정의 성능에 미치는 영향이 있는 것으로 보입니다. 향후, 해당 과제 진행시 관련 내용의 검토가 필요해 보입니다.

5. Reviewer contact: 이지정(leejj@gist.ac.kr)

첨부 (1)
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