양조장의 압축 공기 및 질소 시스템 알아보기
양조장용 압축 공기 및 질소 발생 시스템은 컴프레서에서 시작합니다. 앞서 언급한 바와 같이, 공기 품질이 규제 기준을 충족하도록 오일프리 모델을 사용할 수 있으며, 식품 등급 오일과 적절한 공기 처리 장치를 사용하는 오일 주입식 모델도 선택할 수 있습니다.
다른 산업 분야와 달리 마이크로브루어리는 다양한 공기 용도에 대해 하나의 컴프레서만으로 충분합니다. 따라서 컴프레서 용량 산정이 매우 중요합니다.
일반적으로 Atlas Copco G-시리즈 또는 GA 7-11 kW 오일 주입식 스크류 컴프레서는 마이크로브루어리에 필요한 품질, 효율성, 저소음을 제공합니다. 완전한 오일프리 공기가 필요하다면, Atlas Copco SF 시리즈가 마이크로브루어리에 최적의 솔루션입니다. 해당 제품은 ISO 8573 기준에 따라 인증된 Class 0 오일프리 공기를 제공합니다.
생산량이 늘어날 경우, Atlas Copco는 대형 오일프리 컴프레서 라인업도 보유하고 있습니다.
최대 효율을 위해 가변 속도 구동(VSD) 컴프레서 도입을 고려해야 하며, 이를 통해 총 소유 비용(TCO)을 크게 절감할 수 있습니다.
다음 단계로는 고품질 드라이어가 필요합니다. 드라이어는 공기 중 수분을 제거하여 맥주 또는 설비에 손상이 발생하지 않도록 보장합니다.
많은 국가에서 ISO 8573-1 Class [1;2;1]이 맥주 양조 표준으로 적용됩니다. 이 중 수분에 대한 2등급 기준은 선택하는 공기 처리 장비에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 냉동식 드라이어는 수분 기준에서 "최대" 4등급만 달성할 수 있습니다. 2등급을 달성하려면 흡착식 드라이어를 선택해야 합니다. 만약 [1;4;1] 기준만 충족하면 되는 경우에는 냉동식 드라이어(VSD 모델)를 선택해 효율성과 지속 가능성을 높일 수 있습니다.
또한 다양한 여과 기술도 필요합니다. 필요한 여과 방식은 압축 공기의 용도에 따라 달라집니다.
질소 발생 용도에는 QDT 필터가 장착된 활성탄 타워가 압축 공기 내 오일 제거에 효과적이며, UD+ 오일 코알레싱 필터는 오일 에어로졸, 습한 먼지, 물방울을 처리할 수 있습니다.
공압식 용도의 경우, 멸균 공기가 필요한 공정에는 공정 여과가 필요합니다. 이는 제품과 직접 접촉하거나 접촉 위험이 있는 공정에 해당합니다. Atlas Copco는 스테인리스 하우징 및 유리섬유, 소수성 매체 등 특수 여과재를 적용한 전용 여과 솔루션을 제공합니다. 또한, 시추공 또는 상수도 처리용 액체 공정 여과 솔루션도 보유하고 있습니다.
총 소유 비용(TCO)이란 무엇이며, 중요한 이유는?
현장 질소 생산 장비, 특히 발전기와 컴프레서를 도입할 때는 항상 총 소유 비용(TCO, Total Cost of Ownership)을 고려해야 합니다. TCO는 장비 구매, 운영, 유지보수에 소요되는 모든 비용의 합계입니다.
일부 장비는 초기 투자 비용이 TCO의 대부분을 차지하지만, 컴프레서는 그렇지 않습니다.
컴프레서의 경우 초기 구매 비용은 TCO의 약 10%에 불과하며, 전체 수명 동안 에너지 비용이 최대 80%를 차지합니다.
따라서 에너지 효율이 높은 장비에 투자하면 빠르게 투자비를 회수할 수 있습니다.
필요한 공기 처리 방식을 결정하려면 요구되는 공기 품질 수준을 파악해야 합니다. ISO 8573-1(2010년판)은 압축 공기 품질을 정의하는 가장 중요한 표준으로, 7가지 공기 품질 등급과 입자, 오일, 수분의 3대 오염물질 기준을 명시합니다. 즉, 압축 공기 시스템 내 특정 지점에서 허용되는 오염물질의 양을 규정합니다. 일부 국가는 맥주 양조 표준으로 [1;2;1]을 적용하며, 이 경우 입자와 오일은 1등급, 수분은 2등급에 해당해야 합니다. 다른 국가에서는 [1;4;1]을 표준으로 사용합니다.
이후 공기는 질소 발생기로 이동합니다. 질소 발생기 기술에는 PSA(압력 스윙 흡착) 방식과 멤브레인 방식이 있습니다. 어떤 방식이 적합한지는 사용자의 요구에 따라 다릅니다. PSA 발생기는 운영 효율이 높으며, 저소음 멤브레인 발생기는 현장 설치에 적합합니다. Atlas Copco는 초소형 NGM부터 고효율 NGP+까지 다양한 질소 발생기 라인업을 제공합니다.
등급
고체 입자
m²당 최대 입자 수
수분
압력 이슬점(°C)
오일
(증기 포함 mg/m²)
0.1-0.5 마이크론
0.5-1.0 마이크론
1.0-5 마이크론
0
장비 사용자 또는 공급업체가 지정한 값(1등급보다 엄격)
1
≤ 20,000
≤ 400
≤ 10
≤ -70 (-94 °F)
≤ 0.01
2
≤ 400,000
≤ 6,000
≤ 100
≤ -40 (-40 °F)
≤ 0.1
3
명시되지 않음
≤ 90,000
≤ 1,000
≤ -20 (-4 °F)
≤ 1
4
≤ 10,000
≤ 3 (38 °F)
≤ 5
5
≤ 100,000
≤ 7 (45 °F)
해당 없음
6
≤ 10 (50 °F)
맥주 양조 과정에서 중요한 요소 중 하나는 온도 관리입니다. 과거에는 마이크로브루어리가 서늘한 계절에 양조를 하고, 적정 온도를 유지하기 위해 지하 저장고나 동굴을 활용했습니다. 현재는 연중 내내 적정 온도를 유지할 수 있는 다양한 솔루션이 마련되어 있습니다. 적절한 온도 제어를 통해 맥주의 품질과 맛을 최적화할 수 있습니다.
1. 급속 냉각(Crash cooling)먼저, 뜨거운 맥즙을 발효조로 이동시키기 전에 냉각하기 위해 칠러가 필요합니다. 발효조 내 효모는 온도 변화에 매우 민감하므로, 맥즙이 수냉식 열교환기를 거쳐 충분히 냉각된 후 발효조로 투입되어야 합니다. 칠러는 맥즙의 신속한 냉각을 위한 냉수 공급을 담당합니다. 2. 발효(Fermentation)
이후 맥즙은 재킷형 발효조에서 일정한 온도로 유지되어야 합니다. 이상적인 맥주 발효 온도는 20~22°C이며, 라거는 7~12°C의 더 낮은 온도가 필요합니다. 온도가 너무 높으면 발효가 중단될 수 있으므로, 발효 과정에서 발생하는 열까지 고려해 온도 제어가 매우 중요합니다.
Atlas Copco TCX 칠러 라인업Atlas Copco의 TCX 칠러 라인업은 양조 공정 중 맥주를 정확한 온도로 유지할 수 있는 효과적인 올인원 솔루션입니다.적합한 칠러를 선정할 때는 용량 산정이 매우 중요하며, Atlas Copco 전문가가 최적의 용량 산정에 도움을 드릴 수 있습니다.
에너지 절감은 기업 운영에 있어 매우 중요한 요소입니다. 이는 에너지 가격의 변동성, 강화되는 규제, 그리고 지속 가능성 추구가 강조되는 현 시점에서 더욱 중요합니다.
마이크로브루어리도 예외는 아닙니다.
에너지 소비 및 운영 비용 절감을 위해 기존 압축 공기 및 질소 장비를 고효율 신제품으로 교체하는 것이 효과적인 방법입니다.
초기 투자 비용이 발생하지만, 공기 압축기는 질소 생성에 필수적이며 에너지 소비가 많기 때문에 투자비 회수가 빠릅니다.
최근 컴프레서 기술의 혁신으로 최신 모델은 기존 장비 대비 훨씬 높은 효율을 자랑합니다. 예를 들어, Atlas Copco의 가변 속도 구동(VSD) 기술은 대표적인 혁신 사례입니다.
25년 전, 시장 선도 기업은 압축 공기 수요에 따라 모터 속도가 자동 조정되는 최초의 컴프레서를 개발하였습니다. 초기 모델은 고정 속도 컴프레서 대비 에너지 비용을 최대 35%까지 절감하였으며, 이는 컴프레서 총 소유 비용의 약 80%가 에너지 비용임을 감안하면 매우 큰 절감 효과입니다.
최근 Atlas Copco는 초고효율 VSDS 시리즈(3세대)를 출시하였으며, 최신 기술 적용으로 고정 속도 컴프레서 대비 에너지 비용을 60%까지 절감할 수 있습니다(초기 VSD 장치와 비교해도 상당한 개선).
초기 구매 시 VSDS 장치의 가격이 다소 높을 수 있지만, 도입 이후부터는 운영 비용을 대폭 절감할 수 있습니다.
손익분기점은 일반적으로 수개월 내에 도달하며, 이후에는 매일 수익성이 개선됩니다.
이는 단순히 경제적 이점일 뿐만 아니라, 향후 에너지 가격 변동이나 강화되는 환경 규제에도 흔들림 없는 ‘미래 대비’ 양조장 운영을 위한 최적의 방안입니다.
