[스터디 노트] 진공 건조기의 작동 원리

 

Vacuum Dryer - How it Works?

본 글은 위 내용을 요약 정리한 것입니다.

 

구체적인 내용은 위 링크를 참고하세요. (덧붙인 추가 설명은 파란색으로 표기함 / 모르는 내용은 붉은색)

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진공건조기란?

- 간접적인 열(대류열?)을 이용

 

- 용매의 비등점을 낮추기 위하여 진공을 건다. 

   * 비등점=Boiling Point(BP)=끓는점

 

- 열 + 진공 이용하면 낮은 온도에서 효과적으로 건조할 수 있음 → 낮은 온도에서 열에 민감한 재료를 건조하는데 가장 적합

 

 

진공건조기의 원리

- 진공 펌프를 이용하여 해당 계에 진공을 형성하여 해당 용매의 증기압 아래로 낮춘다. → 반제품에 존재하는 수분 또는 용매가 기화되어 떠오른다-

 

 

진공건조기의 구조

-  STS 또는 주철로 만든 오븐 형상으로 높은 진공을 견디도록 제작됨.

- 열 전도를 위한 Tray 넣는 구역이 포함됨.

- Door는 신속하게 잠기고 진공 펌프를 이용하여 압력을 낮출 수 있어야 함

https://www.solnpharma.com/2022/03/vacuum-dryer-how-it-works.html

 

진공건조기의 작동

1) 진공건조기 내부 트레이에 건조대상물을 놓는다.

2) 진공펌프를 사용하여 건조기 내부에 진공을 잡는다

3) 열 전도를 통해 대상물에 열 전달

4) 분리된 수증기(용매)는 응축기로 전달

 

- 건조 온도(℃)를 작업자가 제어할 수 있다 ; 건조 Cycle 적용 시 비등점 근처에서 대부분 유지됨.

- 건조 시간은 대체로 12~48 hr (길다)

- 건조기 표면에 전달된 열이 재료로 전달되어 전도에 의해 반제품을 건조함.

 

 

진공 건조기 장점 

- 열에 불안정한 물질(열에 약한 물질)의 경우 저온건조가 가능해짐 수율 보존 또는 증대

- 일반 건조기에 비해, 함습도가 낮고 건조 재료 품질이 좋음(?)

- 표면적이 넓어서 건조가 더빨리 진행된다. 

- 에너지가 절약됨 → 건조 열도 적고 시간도 짧아지고... 제품 제조에 필요한 경제적, 환경적 비용 측면에서의 절감

- 건조 과정이 덜 손상적

- 완전 밀폐 형태이므로 건조하는 동안 작업자의 위험이 덜함

 

 

진공 건조기 단점

- 유지관리 비용이 비교적 높음.

- 온도 상승 속도가 제한되며 온도 상한선이 있다(약 화씨 600도)

 

진공 건조기 응용분야 (관련 키워드)

1. 산업: 대부분의 산업 분야에 사용 (화학, 제약, 식품, 플라스틱 등)

2. 작업 유형: Batch Process에 적용, 용매를 제거 및 회수하는 경우나 습기를 제거할 때 주로 사용

3. 물리적 상태 변경 : 상 변화에 사용하기도 함 (화학 반응 또는 고분자 고체)

4. 분리: 분말, 케이크, 슬러리 또는 기타 습한 물질에서 용매(휘발성 액체)를 분리할 때

5. 간접 열 건조: 반제품을 직접 가열하는 것이 아니고, 건조기의 데워진 표면에 반제품이 닿음

6. 안전: 별도의 환기가 없고, 건조 하는 동안 작업자가 지키고 있지 않아도 됨. 침전된 용매는 회수하여 사용할 수도 있음

8. 건조제 제조 / 단백질 건조 / 박테리아 건조(프로바이오틱박테리아 등) / 백신 및 기타 주사제 건조 등.