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[Tech Trends] 공장자동화 도입 이전 '힘든 육체 노동 시간' 보내

맥아처리 공장, 자동화 통해 생산공정 혁신

기사입력 2017-01-12 08:26:51
[Tech Trends] 공장자동화 도입 이전 '힘든 육체 노동 시간' 보내
경험이 풍부한 맥아 처리공장의 공급업체인 체코의 설비 제조업체, MOPOS는 살라딘(Saladin) 박스의 8개의 터너(Turner)를 현대식으로 교체했다.

[산업일보]
최근 맥아 처리공장은 자동화를 통해 세기의 전통을 지닌 기존의 생산 공정을 새롭게 혁신하고 있다.

식품 및 음료 산업을 위한 드라이브를 선택 및 구성하는 경우, 식품 안전 문제가 가장 중요한 우선순위로 고려돼야 한다. 또한 처음부터 반드시 제어돼야 하는 불리한 환경조건을 비롯해 공통적인 문제들과 여러 다른 이슈들도 해결돼야 한다. 이 분야의 전문적인 솔루션 업체인 노드 드라이브시스템즈(Nord Drivesystems)는 체코의 맥아 처리공장을 위해 효율적인 활면 모터를 기반으로 청결하고, 탄성을 갖춘 시스템을 구성했다.

전통적으로 맥주 양조업체들은 자체적으로 맥아를 준비하곤 했지만, 최근에는 전문적인 맥아 처리공장에서 이러한 작업을 대신 수행하고 있다. 이러한 설비의 프로세스는 대부분 자동화돼 최신 장비로 처리된다. 체코의 수도인 프라하의 님부르크에 대규모 최신 맥아 처리공장이 위치해 있다. 이 지역의 사람들은 전세계에서 체코 맥주를 유명하게 만든 높은 수준의 조건을 만족시키기 위해 여전히 노력하고 있다. 보통 곡물은 살라딘(Saladin)이라고 하는 박스에 놓여진 다음, 잎과 뿌리가 싹트고, 그런 다음 효소가 형성되고, 농축되게 되며, 이후 전분을 맥아당으로 전환시키게 된다. 그러는 동안 곡물은 주기적으로 갈퀴질을 통해 통풍 건조를 시키게 되며, 5일 후에 녹색 맥아는 킬른(Kiln) 방식의 건조실로 옮겨진다.

100개 이상의 새로운 드라이브 장착
자동화를 도입하기 이전에는 보리를 돌리거나 맥아 바닥을 청소하는 것은 상당한 시간이 소요되는 힘든 육체 노동이었다. 최신 맥아 처리공장은 오래 전에 연간 수만 톤을 생산할 수 있는 대형 기계식 터너로 교체됐다. 님부르크의 맥아 처리공장은 이러한 장비들에 대한 대대적인 개조가 필요했을 때, 체코의 식품 산업을 위한 OEM 업체로, 특히 맥아 처리공장과 베이커리 장비에 주력하고 있는 MOPOS(Moravské potravinářské strojírny)에 위탁했다. 각각의 폭이 7m에 이르고, 무게는 7.5톤에 달하는 8개의 터너는 재정비됐고, 총 120개의 드라이브가 최신 시스템으로 교체됐다. 각 터너는 길이가 53m에 이르는 살라딘 박스에 설치된 레일에서 장비를 움직이는 메인 드라이브를 포함하고 있다. 이러한 박스는 깊이가 약 2m에 이른다. 또한 터너 당 개별적으로 구동되는 14개의 수직 나사가 있다. 이는 발아곡물을 필요에 따라 하루에 1~2번 갈퀴질을 해 시원하고, 통기성이 유지되도록 한다. 마지막으로 장비에 장착된 스크레이퍼(Scraper)가 녹색 맥아를 배출시키는 역할을 한다.

[Tech Trends] 공장자동화 도입 이전 '힘든 육체 노동 시간' 보내
MOPOS 설비에서 성공적으로 시험운행이 완료된 후, 이 장비는 프라하에서 그리 멀지 않은 주요 맥아 처리공장에 설치됐다.

새로운 활면 모터 채택
이 프로젝트에서 노드 드라이브시스템즈는 단일 드라이브 솔루션 공급업체였다. 노드는 나선형 교반장치는 물론, 속도 제어를 위한 드라이브 전자장치를 갖춘 8개의 메인 드라이브를 위해 112개의 기어드 모터를 공급했다. 노드 드라이브시스템즈의 체코 자회사(NORD-Poháněcí technika)는 이러한 애플리케이션에 적합한 시스템을 구성하기 위해 오랜 기간 MOPOS와 긴밀하게 작업해 왔다. 맥아 처리공장의 주변 조건은 매우 열악하다. 대기는 습도가 100%로 포화상태인데다 이산화탄소와 반응하는 수증기는 영구적으로 약한 탄산(H2CO3)을 유발하게 된다. 이러한 매우 열악한 동작 조건하에서 MOPOS는 노드사가 처음으로 지난 2013년부터 생산하고 있는 활면 모터를 채택했다. 기존의 모터 타입과 달리, 이러한 모터의 케이스는 응축된 습기를 끌어당기는 표면이나 전형적인 먼지 트랩을 제거함으로써 쿨링 핀이 필요없으며, 이 시스템의 표준 버전은 이미 IP66 침투 보호기능을 갖추고 있다. 터미널 박스는 견고한 수지로 채워져 있고, 로터와 고정자는 특수 방습 래커칠로 처리됐다.

효율적인 열 관리
이 모터의 매끈한 케이스는 위에서 언급한 것처럼, 유해한 영향들로부터 부가적인 내성을 제공한다. 하지만 이러한 디자인은 특히 MOPOS 장비의 드라이브가 연속적으로 동작하기 때문에 세심한 열 관리가 요구된다. 나선형 교반장치의 활면 모터는 온도 센서와 쿨링 팬을 갖추고 있기 때문에 과열에 대한 위험없이 더욱 작은 크기의 모터를 구현할 수 있다. 메인 드라이브의 모터는 환기가 되지 않기 때문에 표면의 열 손실만으로 냉각된다. 이러한 모터는 여러 프로세스 단계에서 각기 다른 속도로 구동되도록 주파수 인버터로 제어되는데, 노드사가 생산하는 모든 AC 벡터 드라이브처럼, 메인 드라이브의 SK 500E 장치는 필드-지향 벡터 제어 및 부분 부하 감지 기능을 사용한다. 혹독한 환경조건에 부합하도록 이 인버터는 제어 캐비닛 안에 설치됐다.

견고한 식품-등급의 드라이브 구성
견고한 BLOCK 시리즈 평행-샤프트 기어박스가 메인 드라이브에 채택됐다. 이러한 다중-스테이지 기어박스는 높은 기어비를 갖추고 있어 곡물을 부드럽게 천천히 교반시킬 수 있다. 교반장치의 평행-샤프트 기어박스는 식품 산업에서 인증받은 완전 합성 오일로 채워져 있으며, 스테인리스 스틸 소재의 출력 샤프트를 갖추고 있다. 따라서 설비에서 사용되는 세척약품에 대한 높은 내성 및 내부식성을 보장한다. 모든 드라이브는 맥아 처리공장의 습한 환경에 적합하도록 특수 코팅이 처리돼 있다.
김우겸 기자 kyeom@kidd.co.kr

국제산업부 김우겸 기자입니다. 독일과 미국 등지의 산업현안 이슈들을 정확하면서도 신속히 보도하겠습니다.

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