[투데이에너지 홍시현 기자] 한국에너지기술연구원(원장 김종남) EMS연구실 김성일 박사 연구진은 정밀화학 제품생산에 필수공정인 건조기술에 적용 가능한 고효율, 고품질의 ‘고점도 물질용 복합건조장치‘를 개발했다고 밝혔다.
고점도 물질은 산업 영역 전반에 활용되는 제품의 원료물질의 성상으로 정밀화학 원료, 식품, 의약품 등 점착성이 강한 상태로 존재한다. 기존에는 고점도 물질 건조를 위해서 다량의 수분 또는 용제를 투입해 피 건조물을 슬러리 상태로 만들어 분무 건조장치를 사용하거나 단속식 통기 건조장치를 사용했다. 이러한 방식은 건조효율과 건조품질이 낮은 단점뿐 아니라 건조수율이 낮다는 한계가 있다.
연구진은 고점도 물질의 점착특성에 적합한 새로운 형태의 연속식 복합건조장치를 국내 최초로 개발했다. 이번에 개발된 장치는 열풍이 전도와 대류의 순차적 전열을 통해 피 건조물을 건조시키는 하이브리드 방식의 회전 전열 실린더 방식을 적용했다.
복합건조장치에 적용된 실린더 건조 방식은 열매체로 공기(열풍)를 사용하며 회전 전열 실린더 내부로 유입돼 전도가열 방식에 사용된 열풍을 피 건조물의 건조에 대류가열에 순차적으로 사용함으로써 기존의 단속식 통기 건조장치대비 높은 에너지효율을 확보했다.
또한 피 건조물의 균일한 품질 확보를 위해 고점도 물질에도 균질하게 도포 가능한 슬롯다이 방식을 적용한 시료 공급장치를 적용했다. 실린더 전면의 온도 균일화를 위해 내부를 통과하는 열매체를 양쪽에서 번갈아 공급하는 기술을 적용함으로써 고점도 물질에 온도편차가 적은 열풍 공급으로 균일한 품질의 결과물 확보가 가능하다.
개발된 고점도 물질용 건조장치는 열풍 교번속도 30s, 열풍투입온도 약 150℃, 열매체 질량유량 115.2Nm³/hr, 시료 투입량 5,430g/hr 등의 실험조건에서 건조효율은 55.5%로 기존 단속식 통기 건조장치 30~40%보다 15% 이상 향상됐다.
연구책임자인 김성일 책임연구원은 “이번에 개발한 건조기술은 정밀화학을 포함한 식품, 바이오 등 원료 제품의 고부가가치화에 활용 가능한 공정기술이며 건조효율 및 건조수율에 근거해 경제성을 확보했으므로 즉시 상용화가 가능한 기술”이라며 “향후 정밀화학 제품생산에 이용할 수 있는 상용화 규모(400kg/day)의 장치로 현장실증도 할 계획” 이라고 밝혔다.