건조 아이스 기계는 어떻게 작동합니까? 액체 CO₂가 고체 블록으로 변하는 과정
건조 아이스 블록은 현대의 냉동 체인 물류, 식품 보존 및 산업용 세정 분야의 초석입니다. 그러나 이러한 초저온 고체 블록이 액체 상태에서 시작해 어떻게 만들어지는지 궁금해 본 적이 있나요? 그 답은 정교한 장비인 건조 아이스 블록 프레스에 있습니다.
건조 아이스 기계가 어떻게 작동하는지 이해하는 것은 그 효율성과 가치를 이해하는 데 핵심입니다. 이 과정은 물리학과 정밀 공학의 매혹적인 응용으로, 액체 이산화탄소(LCO₂)를 짙고 고체 형태의 블록으로 수 초 만에 변환합니다.
유압식 건조 아이스 프레스의 핵심 구성 요소
공정을 시작하기 전에 기계 내부의 주요 구성 요소를 이해하는 것이 도움이 됩니다. 현대적 자동 건조 아이스 프레스는 여러 중요한 시스템이 조화를 이루어 작동합니다.
- CO₂ 흡입 시스템: 원료인 액체 CO₂가 외부 저장 탱크 또는 실린더에서 기계로 공급되는 부분입니다.
- 압축 챔버: 종종 “스노우 혼(”) 또는 프레스 박스로 불리며, 액체가 고체로 변하는 과정이 일어나는 강하게 보강된 챔버입니다.
- 유압 시스템: 이 작용의 근력입니다. No. 46 윤활유를 사용하는 강력한 유압 펌프가 피스톤을 구동하여 새로 형성된 건조 아이스 스노우에 강한 압력을 가합니다.
- 제어 시스템: 기계의 두뇌. 고급 모델에서는 Siemens PLC와 터치스크린으로 관리됩니다. 이 시스템은 신뢰할 수 있는 Schneider 계전기와 Omron 릴레이가 지원하며, 자동 사이클의 모든 단계를 정확하게 제어합니다.
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건조 아이스 생산 공정의 단계별 설명
건조 아이스 블록의 생성은 정밀하고 다단계적인 과정입니다. 각 단계의 구성은 아래와 같습니다.
1단계: 액체 CO₂ 주입
제어 시스템이 밸브를 열어 저장 소스에서 압축 챔버로 고압 액체 이산화탄소가 흐르도록 시작하면 공정이 시작됩니다.
2단계: 급팽창(주울-토모슨 효과)
가장 중요한 단계입니다. 고압 액체 CO₂가 저압 환경의 압축 챔버로 들어가면 급속 팽창이 일어납니다. 주울- 토모슨 효과로 알려진 이 현상은 온도의 순간적이고 극심한 하강을 유발합니다. 액체 CO₂는 즉시 끓어 고체 CO₂로 변해 대략 50%의 액체가 고체 CO₂로, 나머지 50%은 차가운 CO₂ 가스로 변해 venting됩니다.
3단계: 유압 압축
챔버가 미리 정해진 양의 fluffy CO₂ 스노우로 채워지면 주입 밸브가 닫힙니다. 즉시 강력한 유압 시스템이 작동하여 챔버에 큰 피스톤을 밀어 넣습니다. 이 램은 저밀도 스노우를 강한 힘으로 압축하고 남아 있는 CO₂ 가스를 배출시키며 고체 입자를 하나의 단단한 건조 아이스 블록으로 융합합니다. 이것이 고품질 블록을 만들어내는 유압식 건조 아이스 프레스의 핵심입니다.
4단계: 완성 블록의 배출
압축 후 유압 램이 들어가고 ejection 플레이트가 완성된 고체 건조 아이스 블록을 챔버 밖의 컨베이어 또는 수집 구역으로 밀어냅니다. 주입에서 배출까지의 전체 사이클은 완전히 자동화되어 있으며 1분 이내에 반복될 수 있습니다.
공정과 블록 크기는 어떻게 제어됩니까?
그렇다면 이렇게 높은 정밀도로 건조 아이스 기계가 작동하는 이유는 무엇일까요? 블록의 무게와 크기의 일관성은 우연이 아닙니다. 이는 Siemens PLC에 의해 관리됩니다. 터치스크린 인터페이스를 통해 운전자는 CO₂ 분사 시간(“ice spraying time”)을 정확히 설정할 수 있습니다. 더 긴 시간은 CO₂ 스노우가 더 많이 형성되어 더 무거운 블록을 만들어냅니다. 이 간단한 조정으로 특정 고객 요구에 맞춘 생산량 제어가 가능합니다.
팽창과 압축의 이 통제된 공정을 이해하는 것이 자사에서 건조 아이스를 자체 생산하는 것이 비용을 크게 낮추고 품질 관리에 도움을 주는 첫걸음입니다. 공급망 최적화를 모색 중이라면 현대 산업용 건조 아이스 블록 기계에 대해 더 배우는 것이 논리적 다음 단계입니다.