드라이아이스는 현대 산업에서 중요한 역할을 합니다. 산업용 청소, 저온 유통 운송, 식품 보존, 의료 물류 등에 널리 사용됩니다. 일반 얼음과 달리 드라이아이스는 -78.5도(-109.3도 F)에서 고체에서 기체로 직접 승화되므로 수분이나 잔류물이 남지 않습니다.
이 독특한 특성은 물이나 전도성을 피해야 하는 공정에 매우 중요합니다.
하지만 액체 CO2가 어떻게 고체 드라이아이스 알갱이로 변환되는지 궁금한 적이 있나요?
그 답은 산업용 장비의 특수 부품인 'A'에 있습니다.드라이아이스 펠렛타이저.
이 가이드에서는 드라이아이스 펠리타이저의 작동 원리, 주요 구성 요소, 생산 공정 및 산업 응용 분야를 탐구하면서 - 어떻게 작동하는지 자세히 살펴볼 것입니다.
드라이아이스 펠리타이저란 무엇입니까?
드라이아이스 펠렛타이저(Pelletizer)는 급속 감압 및 기계적 압축 과정을 통해 액체 이산화탄소(LCO2)를 고체 드라이아이스 펠릿으로 변환하도록 설계된 기계입니다.
기본적으로 고압에 저장된 액화 CO2를 다양한 산업에서 사용할 수 있는 밀도가 높은 원통형 펠릿으로 변환합니다.
드라이아이스의 물리적 특성
드라이아이스는 고체 형태의 이산화탄소이며 물- 기반 얼음과 매우 다르게 작용합니다.
–78.5도(–109.3도 F)에서 드라이아이스는 액체로 녹지 않고 - 직접 CO2 가스로 승화됩니다. 이는 다음을 의미합니다.
- 액체 잔여물이 남지 않으며,
- 비전도성-이며,
- 독성이 없으며-제품과 간접적으로 접촉해도 안전합니다.
이러한 "건식" 냉각 동작은 정밀 세척, 생물의학 운송, 냉장 보관과 같은 응용 분야에 사용되는 이유입니다.
펠릿 vs. 블록 vs. 슬라이스
드라이아이스는 여러 가지 형태로 제공됩니다.
- 펠릿 – 작은 원통형 조각(일반적으로 직경 3mm, 6mm 또는 9mm). 이는 드라이아이스 분사, 저온 유통 물류 및 주문형-냉각에 사용됩니다.
- 블록 – 장기간 냉장 보관 또는 대량 물품 배송을 위한 크고 컴팩트한 제품입니다.-
- 슬라이스 또는 슬래브 - 식품 가공 라인 또는 콜드 디스플레이용으로 설계된 플랫 시트입니다.
펠렛은 취급이 쉽고, 폐기물 발생량이 적으며, 자동 펠렛타이저를 사용하여 지속적으로 만들 수 있기 때문에 가장 널리 사용되는 형태입니다.
드라이아이스 형성 뒤에 숨은 과학
드라이아이스 펠렛타이저의 작동 방식을 이해하려면 먼저 CO2 상 변화의 물리학을 살펴봐야 합니다.
이 과정에는 이산화탄소 가스를 액체로 변환한 다음 고체 -로 변환하는 동시에 정상 압력에서 액체 단계를 건너뛰는 과정이 포함됩니다.
1단계: 액화
이 과정은 기체 CO2가 압축 및 냉각되어 액체 이산화탄소(LCO2)를 형성할 때 시작됩니다.
이는 일반적으로 약 6,250kPa(약 900psi)의 압력과 대략 –17도(1°F)의 온도에서 발생합니다.
그런 다음 액체는 절연 CO2 탱크에 저장되어 펠리타이저에 공급될 준비가 됩니다.
2단계: 확장(빠른 압력 강하)
펠리타이저 내부에서는 압력이 갑자기 떨어지는 팽창 챔버를 통해 액체 CO2가 방출됩니다.
이런 일이 발생하면:
- 액체의 일부가 즉시 기화(가스로 변함)되고,
- 이 기화는 열을 흡수하고,
- 액체의 나머지 부분은 드라이아이스 눈이라고 알려진 미세한 CO2 눈({0}})으로 응고됩니다.
이 "급속 냉동" 공정은 CO2에서 드라이아이스가 생성되는 방식의 기초입니다.
3단계: 압축(펠릿으로의 응고)
그런 다음 CO2 눈은 성형 챔버 내부에서 일반적으로 15~25MPa- 사이의 고압 - 하에서 압축됩니다.
이 압력 하에서 눈은 압축되고 융합되어 조밀하고 단단한 드라이아이스가 됩니다.
이 고체 물질은 압출 다이를 통해 밀어 넣어 나중에 펠렛으로 절단되는 연속 가닥을 형성합니다.
전체 공정은 녹지 않고 고체에서 기체로 직접 - 전이를 승화시키는 드라이아이스의 독특한 능력을 활용합니다.
이 특성으로 인해 드라이아이스는 "건조"하고 깨끗하며 민감한 산업 및 물류 응용 분야에 적합합니다.
드라이아이스 펠리타이저의 주요 구성요소
현대식 드라이아이스 펠리타이저는 극저온 엔지니어링, 유압 역학 및 자동화 제어를 통합한 복잡한 시스템입니다.
각 구성 요소는 함께 작동하여 CO2가 효율적으로 고밀도 펠릿으로 변환되도록 합니다-.
액체 CO₂ 저장 및 전달 시스템
이 시스템은 처리 전 CO2를 액체 상태로 유지합니다.
여기에는 액체 CO2를 펠리타이저로 운반하는 절연 탱크, 압력 조절기 및 전달 라인이 포함됩니다.
안정적인 액체 공급은 일관된 펠렛 밀도와 생산량을 보장합니다.
확장 챔버
여기서 액체 CO2는 급격한 감압을 거쳐 CO2 눈으로 변합니다.
확장 챔버는 압력 강하를 안전하게 처리하고 새로 형성된 고체 CO2에서 가스를 분리하도록 정밀하게 설계되었습니다.
적절한 챔버 설계는 변환 효율을 향상시키고 CO2 손실을 방지합니다.
유압 압축 시스템
이것이 펠리타이저의 "심장"입니다.
유압 프레스는 극도로 높은 압력으로 CO2 눈을 조밀한 덩어리로 압축합니다.
이는 펠릿의 밀도, 모양 및 경도를 결정하며 세척 또는 냉각 응용 분야에서 드라이아이스의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
고품질-유압 시스템은 안정성, 에너지 효율성 및 긴 서비스 수명을 보장합니다.
압출 다이 및 성형 헤드
압축 후 고체 드라이아이스는 여러 개의 구멍이 있는 다이 플레이트를 통과합니다.
이러한 구멍은 용도에 따라 펠릿 직경 -(일반적으로 3mm, 6mm 또는 9mm-)을 결정합니다.
다이는 고강도 합금강으로 제작되어 지속적인 압력과 온도 변화를 견딜 수 있습니다.-
절단 및 수집 시스템
드라이아이스 가닥이 다이에서 나오면 절단 메커니즘이 이를 균일한 알갱이로 자릅니다.
펠렛은 단열 수집 용기에 떨어지므로 승화 손실이 최소화됩니다.
일부 시스템에는 지속적인 작동을 위해 자동화된 포장 또는 운반 장치도 통합되어 있습니다.
자동화 및 제어 시스템
최신 펠리타이저에는 터치스크린 제어 패널, 센서 및 PLC 시스템이 장착되어 있습니다.
이는 압력, 공급 속도, 압출 속도 및 안전 모니터링을 실시간으로 관리합니다.
자동화는 안정적인 생산을 보장하고 작업자 작업량을 줄이며 전반적인 안전성을 향상시킵니다.
단계별-별-드라이아이스 펠릿 생산 공정
드라이아이스 펠릿 생산은 극저온 물리학과 고압 역학을 결합한 연속 산업 공정입니다.- 다음은 현대식 드라이아이스 펠리타이저 내부에서 발생하는 6가지 주요 단계를 간략하게 설명한 것입니다.
CO₂ 투입량
이 공정은 절연 저장 탱크에서 극저온 전달 라인을 통해 펠리타이저로 액체 CO2가 공급되는 것으로 시작됩니다. CO2를 안정적인 액체 상태로 유지하는 것은 일관된 펠릿 밀도와 생산 효율성을 위해 중요합니다.
급속한 압력 강하(플래시 확장)
확장 챔버 내부에서 액체 CO2는 급격한 압력 감소를 겪습니다. 이러한 급격한 하락으로 인해 CO2의 일부가 즉시 기화되는 반면 나머지는 미세한 CO2 "눈"으로 얼어붙습니다.
이 현상은 급속 동결로 알려져 있으며, 드라이아이스 펠렛이 될 원료를 형성합니다.
CO₂ 눈 수집
새로 형성된 CO2 눈은 압축실 내부에 축적되는 반면, 과잉 가스는 안전하게 배출되거나 회수됩니다. 적절한 수거는 다짐 단계에 균일한 공급을 보장하고 에너지 손실을 방지합니다.
고압-압축
그런 다음 유압 시스템은 CO2 눈을 조밀한 고체 덩어리로 압축합니다.
이 공정은 일반적으로 15~25MPa 사이에서 작동하며 밀도가 약 1.3~1.45g/cm3인 고체 드라이아이스 기둥을 형성합니다.
압축 압력은 펠릿의 경도, 승화 속도 및 전반적인 품질을 결정합니다.
압출 및 절단
응고된 드라이아이스 기둥은 드라이아이스를 연속 가닥으로 형성하는 여러 개의 구멍이 있는 플레이트인 압출 다이({0}})를 통과합니다.
이 스트랜드는 다이 구성에 따라 직경 3mm ~ 19mm 범위의 펠릿으로 즉시 절단됩니다.
YJCO2의YJ.GB500P 드라이 아이스 펠릿타이저 기계예를 들어, 15kW 유압 시스템을 사용하면 시간당 최대 500kg의 드라이아이스를 생산할 수 있습니다.
수집 및 보관
펠렛은 단열 수집 용기에 들어가 운송을 위해 포장되거나 발파 기계 또는 콜드체인 상자와 같은 사용 지점 시스템으로 직접 운반됩니다.- -
적절한 단열은 승화 손실을 최소화하고 더 오랫동안 사용할 수 있도록 펠렛의 무결성을 유지합니다.
드라이아이스 펠렛의 응용
드라이아이스 펠릿은 다목적이며 깨끗하고 강력한 냉각 매체입니다. 컴팩트한 형태와 균일한 밀도로 인해 광범위한 산업 및 상업용 용도에 적합합니다.
산업용 청소(드라이아이스 블래스팅)
3mm 펠릿은 일반적으로 드라이아이스 분사 시스템에 사용됩니다.
압축 공기에 의해 추진되는 이 펠렛은 마모나 2차 폐기물 없이 오일, 페인트, 탄소 및 오염 물질을 제거합니다.
이는 자동차 제조, 전자 제품 및 금형 유지 관리에 널리 채택됩니다.
식품 및 냉장-체인 운송
드라이아이스는 수분이 없고 녹지 않기 때문에 운송 중 부패하기 쉬운 식품이나 냉동식품을 보존하는 데 이상적입니다.
해산물, 빵집, 즉석식품 물류 분야에서 장거리 온도 안정성을 보장합니다.
의료 및 제약 사용
병원, 실험실, 제약 회사에서는 초저온이 필요한 백신, 생물학적 시료, 시약을 저장하고 배송하기 위해 드라이아이스 펠렛을 사용합니다.-
펠렛의 균일한 모양은 의료용 냉각기 내부의 정확한 온도 제어를 가능하게 합니다.
제조 및 산업 냉각
드라이아이스는 신속한 금형 냉각, 고무 부품의 플래싱 제거, 플라스틱 및 금속 제조 공정 온도 제어에 사용됩니다.
펠렛은 민감한 장비에 습기를 유입시키지 않고 빠른 열 전달을 제공합니다.
특수효과 및 이벤트 적용
엔터테인먼트 분야에서 드라이아이스 알갱이는 무대, 테마파크, 영화 세트장에 낮은{0}}안개 효과를 만드는 데 사용됩니다.
따뜻한 물과 섞이면 습도를 낮게 유지하면서 즉시 두껍고 하얀 안개를 생성합니다.
올바른 드라이아이스 펠렛타이저를 선택하는 방법
올바른 펠리타이저를 선택하는 것은 생산 규모, 운영 목표 및 비용 고려사항에 따라 달라집니다.
생산능력
필요한 생산량을 결정하세요. - 소규모- 단위는 30kg/h를 생산할 수 있고 산업용 시스템은 300 – 500kg/h 이상을 생산할 수 있습니다.
일일 소비량에 맞는 용량을 선택하여 낭비와 비용을 최소화하세요.
압력 및 구동 시스템
대부분의 산업 모델은 더 높은 밀도와 안정성을 위해 유압 시스템을 사용하는 반면, 더 작은 기계 유형은 유지 관리가 적고 설정이 더 쉽습니다.
다이 및 펠릿 크기 옵션
귀하의 응용 분야에 다양한 펠릿 직경(블라스팅의 경우 3mm, 냉각의 경우 9mm)이 필요한 경우 상호 교환 가능한 다이가 있는 기계를 선택하여 다양성을 극대화하십시오.
에너지 효율성 및 CO2 활용
최적화된 가스 회수와 낮은 전력 소비로 설계되어 운영 비용을 직접적으로 절감할 수 있는 기계를 찾으십시오.
자동화 및 제어
최신 펠리타이저는 안전하고 일관된 작동을 위해 터치스크린 패널, PLC 시스템 및 원격 모니터링 기능을 갖추고 있습니다.
자동화는 연중무휴 산업 생산에 특히 중요합니다.
비용 및 유지 관리 균형
고급 모델은 초기 비용이 더 높을 수 있지만 내구성, 자동화 및 CO2 효율성은 일반적으로 더 나은 장기 ROI로 이어집니다.-
실험실이나 소규모 시설의 경우 소형 반자동 장치로 충분할 수 있습니다.-
안전 및 유지 관리 팁
드라이아이스 펠리타이저를 안전하게 작동하려면 CO2 처리와 기계적 유지관리 모두에 주의가 필요합니다.
통풍
항상 생산 구역의 공기 흐름이 적절한지 확인하십시오. CO2 가스는 산소를 대체하여 밀폐된 공간에서 질식 위험을 초래할 수 있습니다.
방한
작업자는 동상을 예방하기 위해 드라이아이스를 취급할 때 절연 장갑과 보안경을 착용해야 합니다.
장비검사
유압 호스, 씰, 부품의 누출이나 마모 여부를 정기적으로 점검하십시오. 예방적 유지보수를 통해 비용이 많이 드는 가동 중지 시간을 방지할 수 있습니다.
전기 안전
모든 장비가 적절하게 접지되었는지 확인하십시오. 차가운 표면에서는 응결이 발생할 수 있으므로 전기 부품을 보호해야 합니다.
압력 완화 시스템
펠리타이저에는 항상 인증된 압력-릴리프 밸브가 포함되어 과압을 방지하고-안전한 작동을 보장해야 합니다.
압출 다이와 유압 시스템을 정기적으로 청소하면 최적의 성능과 펠렛 품질을 유지하는 데 도움이 됩니다.
결론
간단히 말해서, 드라이아이스 펠릿화기의 작동 원리는 급속한 감압, 압축 및 압출을 통해 액체 CO2를 고체 펠렛으로 변환하는 것입니다. 그런 다음 다양한 압출 금형을 사용하여 다양한 크기의 펠릿을 생산합니다.
업계가 친환경적이고 습기가 없는-비용 효율적인 냉각 및 세척 방법을 계속 추구함에 따라 드라이아이스 기술은 앞으로도 계속 선두를 유지할 것입니다. 귀하의 비즈니스가 세척, 냉각 또는 보관을 위해 드라이아이스를 사용하는 경우 생산 규모에 맞게 설계된 고급 펠렛화 시스템을 고려해 보십시오.
저자 소개
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