Development of coalescence process of microemulsion using super-lipophilic nanofiber membrane

より広範な試料性状に対する本法の適用性を検討するため、界面活性剤で安定性を高めたマイクロエマルションならびに油分量を増やして油滴濃度を高めたマイクロエマルションを試料に用いて、本法による合一分離実験を行った。超純水に油（ドデカン）を加え、超音波ホモジナイザーで乳化させて、1μmから10μmまでの滴径分布をもつマイクロエマルション（油滴濃度650 ppm）を調製した。このとき、油の質量に対して2 wt%の割合で界面活性剤（SPAN20）を添加した。前年度の研究により最適コアレッサー材と認められたポリアクリロニトリル（PAN）ナノファイバー膜を用い、定量送液ポンプにより流量を種々に変化させて、マイクロエマルションをPAN膜に透過させた。その結果、操作条件を適切に制御することによって97～98%の分離度を達成し、分散安定化したマイクロエマルションに対しても高い分離性能を発揮することが明らかとなった。また、このときの圧力損失は40 kPa前後でほぼ一定値となり、比較的省エネルギー的に処理できることも明らかとなった。次に、界面活性剤の存在下で油滴濃度を500～5000 ppmの範囲で種々に変化させてマイクロエマルションを調製し、種々の流量でPANナノファイバー膜に透過させた。その結果、いずれの濃度に対しても操作条件を適切に制御することによって90%前後の高い分離度を維持することができた。一方、圧力損失は濃度の増加とともに上昇する傾向を示し、低圧損で操作を行うためには流量を下げる必要があることがわかった。すなわち、高濃度条件下では低動力で高処理量を得るのが困難になるため、最適な操作条件は所要動力あたりの処理量を考慮して決定する必要がある。

より広範な試料性状に対する本法の適用性を検討するため、界面活性剤で安定性を高めたマイクロエマルションならびに油分量を増やして油滴濃度を高めたマイクロエマルションを試料に用いて、本法による合一分離実験を行った。超純水に油（ドデカン）を加え、超音波ホモジナイザーで乳化させて、1μmから10μmまでの滴径分布をもつマイクロエマルション（油滴濃度650 ppm）を調製した。このとき、油の質量に対して2 wt%の割合で界面活性剤（SPAN20）を添加した。前年度の研究により最適コアレッサー材と認められたポリアクリロニトリル（PAN）ナノファイバー膜を用い、定量送液ポンプにより流量を種々に変化させて、マイクロエマルションをPAN膜に透過させた。その結果、操作条件を適切に制御することによって97～98%の分離度を達成し、分散安定化したマイクロエマルションに対しても高い分離性能を発揮することが明らかとなった。また、このときの圧力損失は40 kPa前後でほぼ一定値となり、比較的省エネルギー的に処理できることも明らかとなった。次に、界面活性剤の存在下で油滴濃度を500～5000 ppmの範囲で種々に変化させてマイクロエマルションを調製し、種々の流量でPANナノファイバー膜に透過させた。その結果、いずれの濃度に対しても操作条件を適切に制御することによって90%前後の高い分離度を維持することができた。一方、圧力損失は濃度の増加とともに上昇する傾向を示し、低圧損で操作を行うためには流量を下げる必要があることがわかった。すなわち、高濃度条件下では低動力で高処理量を得るのが困難になるため、最適な操作条件は所要動力あたりの処理量を考慮して決定する必要がある。