부산대학교 도서관

Dye production processes have been developed using automation and process optimization to maximize cost saving and to make a environmentally friendly systems. Membrane process is newly developed candidate process of refining, concentrating and desalting for the treatment of various dye products. Dye purification system could be promoted by membrane combined process for making a high purity dyes and lowering a contamination level of waste water.Membrane treatment process combined with microfiltration and nanofintration for the refining, concentrating and desalting a dye solution was studied. Suspedned solid in the dye dolution produced was removed by microfiltration and ultrafiltration membranes prepared. Iinorganic salts and organics unreacted were removed and dye was concentrated by spiral wound type nanofiltration membrane to make a high purity dye production.Microfiltration and ultrafiltration membranes of polysulfone and polyethersulfone were prepared through phase separation method. The membranes were characterized by pure water permeation, contact angle and cutoff test to optimized pore size and permeation properties. Lab scale and pilot scale tests using membrane elements composed of porous microfiltration membrane and support were investigated for the refining of fluorescent and disperse dye solution. Finally, membrane treatment system combined with microfiltration and nanofiltration was scaled up and applied to refining, desalting and concentration of commercial dye solution produced from the company.Turbidity of permeate through microfiltration membrane from the dye solution due to complete removal of sustained solid. Water molecule, dye molecules and inorganic salts were successfully penetrated throgh microfiltration membrane and inroganic salt such as Ca was contineously removed through nanofiltration membrane using diafiltration method and finally dye was conentrated and purified. Purity and whiteness of the dye concentrated were enhanced by removing of inoragnic salts. Utilization of this process using membranes offers the promise of extraordinary producitivity enhancement and cost saving when waste water containing inorganic salts is recycled and inorganics such as NaCl is not used in the refining process for the application of refining, desalting and concentrating of dye solutions.
염료 제조 공정은 제조공정의 합리화와 자동화를 통한 원가 경쟁력을 높이고 환경규제에 대응할 수 있는 기술을 필요로 한다. 이를 위해서 분리막 시스템을 활용한 정제/농축/탈염 처리기술의 개발이 필요하다. 분리막 시스템은 염료의 품질을 향상시키는 것 뿐만 아니라 발생되는 폐수의 양을 줄이며 폐수의 농도를 낮게 하여 염료제조공정의 효율성을 높이고 환경적으로 유리한 공정을 가능하게 해 준다.본 연구에서는 정밀여과막과 나노여과막을 이용한 분리막 시스템을 활용하여 염료의 정제, 농축, 탈염을 단일 공정으로 실시할 수 있는 실험을 실시하였다. 정밀여과 또는 한외여과로 염료 용액 속에 함유되어 있는 부유물질을 제거하여 하는 정제 공정을 거친 후, 나노여과를 통해 무기염류 및 미 반응된 유기물 등을 분리, 제거하고 농축하여 고순도의 염료를 얻는 연구를 수행하였다.상분리법을 이용하여 폴리술폰계의 고분자를 이용하여 정밀여과막과 한외여과막을 제조하였으며, 순수투과도 측정, 접촉각 측정, Cut-off 테스트를 통하여 제조한 분리막의 투과특성을 평가하였다. 제조한 분리막의 투과특성을 바탕으로 막 엘리먼트를 제조하여, 형광염료와 분산염료에 대한 랩 스케일과 파일롯트 스케일에서의 투과거동과 분리특성을 평가하였으며, 최종적으로 스케일업을 통하여 실제 제조공정에서 제조된 염료용액에 대한 투과특성을 평가하였다.정밀여과막과 나노여과막을 염료용액의 정제, 농축, 탈염에 적용한 결과 투과액의 탁도가 현저하게 감소하여 반응물 중에서 염료를 효과적으로 정제하는 것이 가능하였으며, 나노여과막을 이용하여 정제된 염료용액 중에서 염을 효과적으로 제거함으로써 제품의 순도를 높이고, 제품의 백색도를 증가시킬 수 있었다. 분리막을 이용한 염료의 정제, 농축, 탈염공정을 적용하는 경우 기존에 폐수로 버려졌던 미반응 무기염류의 재활용 하므로써 원가 절감이 되며, 염료를 정제할 때 사용하는 NaCl 등 무기물을 사용하지 않으므로써 폐수의 농도를 낮게하는 효과를 갖게 하여 생산성의 향상 및 원가 절감의 효과를 얻을 수 있을 것이 기대된다.