산업용 건조 기술: 센서 기술을 통한 정밀 제어

Eva Schönhart
산업현장에서 작업복과 헬멧을 착용한 작업자들이 서있는 모습

산업용 건조 기술은 건설, 화학, 식품 가공, 제약, 섬유 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용되고 있습니다. 이 기술의 주된 목적은 제품의 품질과 유통기한을 유지하면서 에너지 효율을 극대화하기 위해 각종 자재의 수분을 정밀하게 제거하는데 있습니다. 하지만 많은 기업들이 과도한 에너지 소비, 품질 저하 그리고 공정 제어의 어려움 등 지속적인 과제에 직면해 있습니다.

E+E의 최신 센서 기술은 이러한 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다. 온도, 습도, 노점, 풍속 등 핵심 요소를 실시간으로 모니터링함으로써 건조 공정의 균일성을 확보하고, 폐기물 발생을 줄이며, 비용 효율적인 생산 환경을 구현할 수 있습니다.

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산업용 건조 기술 설명

열풍 건조

열풍 건조는 가열된 공기를 순환시켜 자재의 수분을 제거하는 방식입니다. 자연 바람이나 강제 송풍을 통해 열이 자재에 전달되면, 내부의 수분이 증발하게 됩니다.

이 방식은 구조가 단순하고 다양한 자재에 적용할 수 있어 목재, 벽돌, 섬유, 식품 등 여러 분야에서 널리 사용됩니다.

  • 필요 센서: 공기 흐름과 건조 시간을 정밀하게 제어하기 위한 온도, 습도, 풍속 센서.
     

분무 건조

분무 건조는 액체 원료를 미세한 입자로 분무한 뒤, 고온의 가스 흐름에 노출시켜 순간적으로 수분을 증발시키는 방식입니다. 이 과정에서 액체는 순식간에 건조되어 미세한 분말 상태로 만들어집니다. 이 기술은 열에 취약한 원료나 액체 상태의 원료도 손상 없이 처리할 수 있는 고효율 건조 솔루션입니다.

주요 적용 분야로는 분유, 인스턴트 커피, 이유식, 의약품, 잉크 카트리지 등이 있으며, 균일한 입자 구조를 형성할 수 있어 고순도와 높은 품질이 요구되는 산업에서 선호됩니다.

  • 필요 센서: 정밀한 온도 습도 제어와 수분 함량을 모니터링하기 위한 온도, 습도, 노점 센서.
     
산업용 정밀 수분 제거를 위해 설계된 제어 패널과 콘 형태 하부를 갖춘 스테인리스 스틸 소재의 분무 건조기로, 산업 공정에서 정밀한 수분 제거를 위해 설계되었습니다.
분무 건조는 액체를 단 몇 초 만에 미세한 분말로 전환하는 기술로, 고순도가 요구되는 분유, 의약품, 잉크 카트리지 등에 적합합니다.

유동층 건조

유동층 건조는 분말이나 과립과 같은 고체 원료를 상승하는 공기 흐름에 떠오르게(유동화)하는 방식입니다. 이때 원료는 공기 중에 떠올라 유체처럼 움직이게 되고 입자 간의 간격이 넓어져 효율적인 열 전달이 가능합니다.

그 결과 빠르고 균일하며 정밀하게 제어가 가능한 건조가 실현됩니다. 이 기술은 제약, 화학, 식품 산업에서 주로 사용되며, 의약품이나 식품 첨가물 등의 건조에 적합합니다.

  • 필요 센서: 건조 공정을 제어하기위한 습도, 풍속, 온도, 노점 센서.
저온 건조를 위한 목재 적재 구조의 산업용 진공 건조 챔버
진공 건조는 수분을 부드럽고 효율적으로 제거하여 목재, 화학 물질, 의약품 같이 열에 민감한 제품을 안전하게 보호합니다.

진공 건조

진공 건조는 주변 압력을 낮춰 물의 끓는점을 크게 낮춤으로써, 비교적 낮은 온도에서도 수분을 부드럽게 증발시킬 수 있는 기술입니다.

이 방식은 열에 노출될 경우 구조나 효능이 손상될 수 있는 제품의 건조에 적합합니다. 대표적인 적용 분야로는 의약품의 유효 성분, 민감한 화학 물질, 정밀 식품 건조 등이 있습니다.

  • 필요 센서: 진공 수준 및 잔류 수분을 모니터링하기 위한 압력, 온도, 습도 센서.

마이크로파 건조

마이크로파 건조는 고주파 전자기파를 이용해 제품 내부의 수분 분자를 직접 가열하여 빠르게 증발시키는 방식입니다.

가열이 내부에서 외부로 진행되기 때문에, 빠르고 균일한 건조가 가능하며, 속도와 제품 품질 유지가 중요한 식품 가공, 목재 산업, 특수 화학 공정 등에 적합합니다.

  • 필요 센서: 균일한 건조와 과열을 방지하기위한 습도, 온도 센서

동결 건조

동결 건조는 제품을 먼저 냉동시킨 후, 진공 상태에서 고체 상태의 수분을 액체로 거치지 않고 바로 기체로 승화시켜 제거하는 방식입니다. 이 기술은 매우 부드럽고 섬세한 건조 방법으로, 열에 민감한 물질의 구조와 성분을 잘 보존할 수 있습니다.

주로 인스턴트 커피, 티, 동결 건조 과일등의 생산에 활용되며, 온도에 민감한 의약품 및 백신 보존을 위해 제약 산업에서도 널리 사용됩니다.

  • 필요 센서: 건조 과정을 정밀하게 제어하기 위한 습도, 압력 센서.
멀티 동결 건조기를 운용중인 클린룸 기술자.
동결 건조는 제품을 얼린 뒤 수분을 승화시켜 제거하는 방식으로, 백신, 의약품, 동결 건조 식품 등에 널리 사용됩니다.

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산업용 식품 건조 공정 중 건조 선반에 놓인 신선한 파스타.

산업용 건조 공정에서 정밀 센서 기술의 중요성

정밀한 센서 기술은 산업용 건조 공정을 최적화에 핵심적인 역할을 합니다. 온도, 습도 풍속 등의 주요 요소를 정확하게 측정함으로써 에너지 사용을 세밀하게 제어할 수 있으며, 이를 통해 전반적인 에너지 효율을 향상시킬 수 있습니다.

또한, 실시간 모니터링을 통해 건조 상태를 균일하게 유지함으로써 균열이나 뒤틀림 같은 소재 손상을 예방하고, 제품 품질을 안정적으로 유지할 수 있습니다. 아울러, 정밀한 센서는 공정 중 발생할 수 있는 미세한 편차를 조기에 감지하여 적시에 신속한 대응이 가능하도록 하여, 불량률 감소와 생산성 향상에 크게 기여합니다.

건조 시스템에서 요구되는 센서 기술

산업용 건조 시스템에 사용되는 센서는 고온, 고습, 먼지, 화학물질 등 극한 환경에서도 안정적으로 작동해야 합니다. 따라서 센서의 재질과 설계구조에 있어 높은 내구성이 필수적입니다.

또한, 측정값의 장기적인 안정성 역시 중요한 요소입니다. 신뢰도 높은 센서만이 잦은 보정이나 유지보수 없이도 정밀한 공정 제어를 가능하게 합니다.

아울러, 센서 기술이 기존 제어 시스템과 원활하게 연동될 때 건조 공정이 효율적으로 운영됩니다. 이를 통해 건조 상태를 지속적으로 모니터링하고 공정을 최적화하며, 갑작스러운 가동 중단을 예방할 수 있습니다.

보호 설계에 대한 자세한 내용 보기
 

효율적이고 지속 가능한 산업용 건조 공정의 핵심 요소, 최신 센서 기술

최신 센서 기술은 산업용 공정에서 에너지 절감과 품질 향상을 동시에 이끄는 중요한 역할을 합니다. 온도, 습도, 풍속 등을 정밀하게 제어함으로써, 불필요한 에너지 낭비를 줄이고, 항상 일정한 품질을 유지할 수 있게 합니다. 또한, 견고한 설계 구조와 뛰어난 호환성 덕분에 기존 시스템에 쉽게 연동되어, 공정 전반의 안정성과 효율성 향상에 크게 기여합니다.

그렇다면 각 건조 방식별로 최적의 결과를 얻기 위해 가장 적합한 센서 기술은 무엇일까요? 주요 건조 방식별 특징과 필요한 센서를 정리하면 다음과 같습니다:

건조 방식특징필요 센서
열풍 건조구현이 간단하고 활용도가 높으며, 목재, 벽돌 식품, 섬유 건조에 주로 사용됩니다.온도, 습도, 풍속 센서
분무 건조부드럽고 효율적인 건조 방법으로, 열에 민감하거나 액체 상태의 물질에 적합하며 식품 및 제약 분야에 널리 활용됩니다.온도, 습도, 노점 센서
유동층 건조균일하고 빠른 건조가 가능하며 제약, 화학, 식품 산업에 적용됩니다.습도, 풍속, 온도, 노점 센서
진공 건조비교적 낮은 온도에서 수분을 부드럽게 증발시키며 API, 민감한 화학 물질, 프리미엄 식품 건조에 사용됩니다.압력, 온도, 습도 센서
마이크로파 건조내부에서 외부까지 빠르고 균일한 건조가 가능합니다. 식품 가공 및 목재 산업에 적용됩니다.습도, 온도 센서
동결 건조민감한 제품의 구조와 유효 성분을 보존하는 부드러운 건조 기술로, 식품 및 제약 분야에서 사용됩니다.습도, 압력 센서

인공지능과 예측 유지보수의 발전으로, 건조 공정은 더욱 선제적이고 효율적으로 운영될 것으로 기대됩니다. 이에 따라 센서 기술은 지능적이고 자원 효율적인 생산을 위한 핵심 요소로 자리매김하고 있습니다.

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