십자류 여과방식

십자류 여과방식(Cross-flow filtration)은 막 여과의 한 형태로, 공급액이 막 표면에 수직으로 흐르는 일반적인 여과 방식(사류 여과 또는 Dead-end filtration)과는 달리, 막 표면을 따라 흐르는 방식으로 여과하는 기술이다. 접선류 여과(Tangential flow filtration, TFF)라고도 불린다.

십자류 여과 방식은 막 표면에 쌓이는 케이크 층(cake layer) 형성을 억제하여 막힘(fouling) 현상을 줄이고, 여과 효율을 높이는 장점을 가진다. 공급액이 막 표면을 따라 흐르면서 입자들을 지속적으로 쓸어내려 막 표면을 깨끗하게 유지하기 때문이다.

원리

십자류 여과 방식에서는 공급액이 압력을 받아 막 표면을 따라 흐르면서, 용매와 작은 입자는 막을 통과하여 여과액(permeate)이 되고, 큰 입자는 막에 의해 걸러져 농축액(retentate)으로 남게 된다. 공급액의 흐름은 막 표면에서의 농도 분극 현상을 줄이고, 막힘을 최소화하는 역할을 한다.

응용 분야

십자류 여과 방식은 다양한 분야에서 활용된다. 주요 응용 분야는 다음과 같다.

• 생명공학: 단백질, 항체, 백신 등의 분리 및 정제
• 식품 산업: 주스, 와인 등의 청징 및 농축, 유제품 가공
• 제약 산업: 의약품 제조 과정에서의 분리 및 정제
• 수처리: 폐수 처리, 정수 처리, 해수 담수화

장점 및 단점

• 장점:
  • 막힘 현상 감소로 긴 수명
  • 높은 여과 효율
  • 지속적인 여과 가능
• 단점:
  • 사류 여과 방식에 비해 복잡한 시스템 구성
  • 높은 에너지 소비
  • 초기 투자 비용이 높음

관련 용어

• 막 여과 (Membrane filtration)
• 사류 여과 (Dead-end filtration)
• 한외 여과 (Ultrafiltration)
• 정밀 여과 (Microfiltration)
• 역삼투 (Reverse osmosis)
• 나노 여과 (Nanofiltration)