슬러리·필터 케이크 건조, 어떻게 운영하고 계신가요? 탈수까지는 매끄럽게 흘러가는데, 막상 건조 구간에서 공정이 흔들리는 경우가 적지 않습니다.
건조 과정에서 덩어리가 생기고 내벽에 붙으면서 운전이 불안정해지거나, 겉은 말랐는데 내부 수분이 남아 품질이 들쭉날쭉해지기도 합니다. 열에 민감한 원료라면 장시간 가열 자체가 부담이 되고요. 그러다 보면 건조 단계가 전체 공정의 병목이 됩니다.
화학·제약·고분자 합성 공정에서 슬러리나 케이크를 다루는 분이라면 공감하실 상황인데요.
그렇다면 이 문제를 어디서부터 풀어야 할까요? 핵심은 ‘물성(점도·점착성·입도·고형분)에 맞는 건조 방식 선택입니다. 그래서 장비 비교에 앞서, 먼저 건조 방식 자체를 점검해보는 것이 필요합니다.
이런 고민을 해결하는 대안으로, 오늘 씨엔지유니티에서는 Riera Nadeu RINA Flash Dryer를 소개해 드립니다.
슬러리와 케이크 건조, 현장에서 발생 하는 문제
화학·제약 공정에서 탈수 후 남은 슬러리(Slurry)나 케이크(Cake)를 말리는 일은 생각보다 까다롭습니다. 액체 용액으로 구성된 Liquid 샘플과 달리 고형분 함량이 많은 경우 일반적인 분무 드라이어를 사용할 수 없는 경우가 많은데요. 크게 다음과 같은 문제가 대두됩니다.
중간 수분 구간에서 입자가 덩어리지고 내벽에 달라붙어 이송이 불안정해지는 점착·응집 문제
겉은 말랐는데 안쪽에 수분이 남아 분쇄·분급·타정 등 후공정 부담으로 이어지는 불균일 건조
장시간 가열이 불가피할수록 커지는 열 민감성 리스크(API·고분자의 변색·산화·성질 변환)
탈수 이후 건조 구간이 전체 처리량을 결정하게 되는 공정 병목
현장에서 가장 자주 발생하는 4가지 고충, 공감하시나요?
이 문제는 단순히 장비 성능의 차이가 아닙니다. 샘플 물성에 맞는 올바른 장비를 사용하지 않았기에 생겨나는 경우가 많습니다. 그래서 장비를 비교하기 전에, 건조 방식 자체를 먼저 살펴봐야 합니다. 그럼 이러한 문제에 알맞은 건조 장비는 무엇일까요?
Flash Dryer는 왜 고형분 슬러리·케이크에 유리할까요?
핵심은 체류시간입니다.
트레이 건조나 오븐 건조는 수 시간에 걸쳐 가열합니다. 그 시간 동안 응집이 일어나고, 열 손상 리스크가 쌓입니다. 반면 Flash Dryer는 젖은 물질을 고온 기류 안에 분산시켜 약 3초 안에 건조를 끝냅니다.
원리는 간단합니다. 슬러리나 습윤 고형물을 기류 안에서 미립화해 표면적을 최대한 늘리고, 고속 기류로 열·물질 전달을 강하게 일으키는 것입니다. 덩어리가 생길 틈이 없고, 장시간 가열로 인한 변색·산화 걱정도 줄어듭니다.
스프레이 드라이어도 체류시간이 짧은 건 마찬가지지만, 고형분이 높은 케이크 형태는 노즐로 분무 자체가 안 됩니다.
RINA Flash Dryer는 여기서 차이가 납니다. 슬러리와 케이크, 두 형태 모두 직접 투입이 가능하도록 투입 경로가 분리 설계되어 있습니다.
액상에 가까운 슬러리는 이중 유체 노즐로 미립화하고, 점도가 높거나 고형분이 많아 분무가 어려운 케이크는 스크류 컨베이어와 로터리 밸브로 투입합니다. 건조 챔버 안에서는 토로이달 구조의 난류와 원심력이 더 젖은 입자를 재순환시켜 균일한 건조를 유도합니다. 또한 입자 간 충돌을 통해 재응집을 방지 합니다.
건조 후 분체는 사이클론 → 백필터 → 스크러버 순서로 회수하여 손실을 최소화하고, 배출 규정에도 대응합니다. 가연성 용매를 쓰는 공정이나 산소에 민감한 원료라면 질소 폐쇄회로 운전도 가능하고, ATEX 방폭 인증도 보유하고 있습니다.
어떤 공정에서 검토해볼 수 있을까요?
고분자 합성에서는 원심분리 후 남는 필터 케이크를 연속으로 투입해 처리량을 올리고 싶을 때 가장 먼저 검토하게 됩니다. 점착 문제로 후단 건조에서 자꾸 막힌다면 투입 방식부터 달리 가져가는 것이 현실적인 접근입니다.
제약·의약 공정에서는 API의 열 민감성과 입도 관리가 관건입니다. 짧은 체류시간과 질소 루프 운전 옵션은 어떨까요? 분체 오염·손실 관리와 배출 규정 대응도 한 라인에서 처리할 수 있습니다.
정밀 화학·배터리 소재·안료 분야에서는 슬러리 상태를 빠르게 파우더로 전환하면서 균일한 입도를 유지해야 하는 경우가 많습니다. 토로이달 챔버 구조가 입자 재응집을 줄이는 데 효과적입니다.
파일럿 규모가 필요하다면 S-Lab(증발수량 1~4 kg/h)부터 시작할 수 있고, 테스트 결과를 기반으로 같은 계열로 대규모 생산용 스케일업이 이어집니다.
궁금한 게 있어요! Q&A
Q 고형분이 높은 슬러리와 케이크도 직접 투입이 되나요?
A 가능합니다. 스크류 컨베이어와 로터리 밸브를 통한 투입 경로가 따로 설계되어 있어서, 이송이 불가능하고 노즐 분무가 안 되는 물질도 그대로 투입할 수 있습니다.
Q 노즐 막힘이 걱정됩니다.
A 슬러리 점도가 높거나 섬유 성분이 있다면, 건조기 단독이 아니라 전처리(믹싱·분산·균질화) 단계부터 함께 설계해야 막힘과 운전 불안정을 줄일 수 있습니다. 씨엔지유니티는 전처리부터 건조·회수까지 공정 패키지로 검토해드릴 수 있습니다.
Q 수입 장비라 A/S가 걱정됩니다.
A 씨엔지유니티는 Riera Nadeu의 한국 공식 파트너로, 단순 판매가 아닌 설치 이후 운영 안정성까지 함께 관리합니다. 이슈 발생 시 현장 기준으로 먼저 대응하고, 필요하면 제조사와 연계해 부품·수리·점검으로 이어집니다.
고형분 함량과 슬러리 건조에 난항을 겪고 계시다면, 씨엔지유니티로 바로 연락 해주세요. 여러분과 함께 공정의 문제를 해결하겠습니다!
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