작성자: Jonathan Smith, 북유럽 지역 관리자, Donaldson 공정 필트레이션 부문
산업: 사과주
문제: 영국의 유명한 사과주 생산업체인 Thatchers Cider는 에너지와 천연자원 절약을 통한 지속가능성을 실현하기 위한 목적으로 시추공에서 나오는 지하수를 활용할 수 있는 새로운 응용 분야를 찾고 있었습니다.
솔루션: 지난 몇 년간 Donaldson에서 압축 공기 및 스팀 필트레이션 시스템을 공급받아 온 Thatchers Cider가 Donaldson에 연락해 필트레이션 솔루션에 대해 문의했습니다. 지속가능성 전략의 일환으로, 이제 이 기업은 자체적인 지하수 시설에서 공급받은 물을 생산 단계의 세척 공정에 사용할 수 있게 되었습니다. 백플러시 시스템이 내장된 Donaldson의 3단계 필터 시스템은 높은 수준의 작동 안전을 보장하는 동시에 운영 비용을 낮춰 줍니다.
상황
사과주는 영국, 프랑스, 핀란드 등 많은 국가에서 많은 사랑을 받는 인기 음료입니다. 예를 들어, 영국의 술집에는 사과주 탭이 없는 바가 없을 정도입니다!
서머셋에 기반을 두고 있는 Thatchers Cider는 세계 10위권의 글로벌 사과주 제조업체입니다. 1904년에 설립되어 현재 4번째 세대가 가업을 잇고 있는 가족 경영 기업인 Thatchers Cider는 가장 엄격한 품질 표준을 유지하기 위해 항상 노력하고 있으며, 수십 년간 우수한 사과주 제조업체로 인정받으며 여러 권위 있는 상을 수상했습니다.
세척 공정에 지하수 사용
지속가능성과 관련해서 Thatchers 역시 큰 목표를 갖고 있습니다. 이 기업은 에너지 및 천연자원 절약에서 지속적으로 성공을 거두고 있습니다. 현재 프로젝트를 위해 경영진은 시추공에서 솟아나는 지하수를 활용할 수 있는 새로운 응용 분야를 찾았습니다. 지금까지 이 지하수는 트럭 세차처럼 정화가 필요하지 않은 작업에만 사용되어 왔습니다. 그러나 현재는 플랜트 내의 기계 및 장비 세척에 지하수를 사용할 수 있도록 안정적이고 매우 효과가 높으며 비용 효율적인 정화 시스템을 설치하는 것으로 목표가 확장되었습니다.
지난 몇 년간 Donaldson에서 압축 공기 및 스팀 필트레이션 시스템을 공급받아 온 Thatchers Cider는 Donaldson의 정화 전문가에게 연락해 제안을 전달했습니다.
솔루션
3단계 정화 – 비용 효율성 및 신뢰성
Donaldson 엔지니어가 3단계 정화 시스템 설치를 제안했고, Thatchers는 이 솔루션을 설치하는 데 동의했습니다. 첫 번째 단계에서는 P-GSL N 필터가 직경이 5 미크론(이미지 2)보다 큰 파티클(Particle)을 제거합니다. 두 번째 단계도 P-GLS N 필터로 구성되어 있지만, 공칭 기공 직경이 1 미크론으로 더 작습니다. 세 번째 단계에는 PP N 시리즈 LifeTec™ 필터가 사용됩니다. 이러한 공칭 등급 카트리지 필터는 정화된 물이 가장 엄격한 품질 표준을 충족할 수 있게 해 줍니다.
1단계 및 2단계: 순금속 필터 카트리지 및 백플러시 시스템
Donaldson 프로젝트 엔지니어가 처음 두 단계에서 P-GSL N 시리즈를 사용한 이유는 무엇일까요? 품질과 비용을 모두 고려했기 때문입니다. 먼저, 매우 미세한 스테인리스 스틸 와이어 메시로 제작된 플리츠 필터 미디어(Media)가 지하수의 다양한 오염물과 파티클(Particle)을 안정적으로 제거합니다. 그뿐만 아니라 이러한 카트리지는 필터 표면의 체류율이 매우 높습니다. 백플러시 시스템을 사용하는 정화에서는 이러한 요건이 반드시 충족되어야 합니다. 또한 백플러시 시스템을 사용하면 사용자가 카트리지를 정기적으로 교체할 필요가 없으므로, 운영 및 수명 비용 측면에서 실제적인 이점을 누릴 수 있습니다. 다시 말해, 단 한 번의 백플러시로 파티클(Particle)이 제거되어 운전 차압이 거의 새 장치 상태로 감소됩니다.
앞서 설명한 응용 분야(그리고 기타 여러 응용 분야도 마찬가지)의 경우, P-GSL N 시리즈가 식품 접촉용으로 FDA의 승인을 받았으며 모든 필터가 결합제, 접착제, 점착제 또는 계면활성제를 사용하지 않고 제작되었다는 점이 중요합니다. 따라서 정제할 파티클(Particle)이 필터에서 미디어(Media)로 방출되어 생산할 식품 또는 음료에 유입될 위험이 없습니다.
낮은 서비스 비용
Thatchers의 사과주 제조에서는 처음 2개의 필트레이션 단계가 깨끗한 물을 이용한 자동 백플러시 과정에 통합됩니다. 백플러시는 일정한 간격으로 시작되거나, 특정 레벨의 운전 차압(500 mbar)에 의해 시작됩니다. 매우 견고한 순금속 카트리지를 이용하므로 서비스 비용이 절감됩니다. PF-IG 시리즈의 2개의 하우징에는 각각 8개의 30" 카트리지가 포함되어 있습니다.
물 및 기타 리퀴드 필트레이션은 P-GSL N 필터의 여러 응용 분야 중 하나에 불과하며, 가장 자주 사용되는 분야는 아닙니다. 이러한 필터는 대개 제균 공정의 가스 또는 포화 스팀 정화에 사용됩니다. 여기서는 최대 200 °C(392 °F)의 고온에 대한 필터의 내성과 백플러시 옵션이 중요합니다.
3단계: 공칭 등급 카트리지
3단계에 사용되는 LifeTec 시리즈 필터는 다른 필트레이션 기술과 다른 카트리지 소재를 사용합니다(이미지 4). 이러한 필터는 식음료 산업의 리퀴드 사전 필트레이션 및 미세 필트레이션을 위해 개발되었으므로, 기공 직경이 1 미크론 미만으로 매우 작으며 여기서는 0.4 미크론이 사용됩니다. 또한 정적 상태를 최적화할 뿐 아니라 흐름 조건을 개선하는 마름모꼴 구조의 훨씬 더 견고한 폴리프로필렌 필터 라이너를 사용하므로 기존의 필터 디자인과 차별화됩니다. 이러한 라이너 구조로 인해 압력 안정성과 비틀림 경도가 크게 개선되었습니다.
깨끗하고 비용 효율적인 솔루션
3가지 필트레이션 단계 모두 CFR(연방규정집) 21편 및 EC/1935/2004에 따른 FDA 식품 접촉 규정을 준수합니다. 이 정화 시스템이 현재 사용되고 있으며, 다음과 같은 Thatchers Cider의 요구사항을 완전히 충족해 줍니다. 플랜트의 세척 공정에 지하수를 사용하여 식수원을 절약할 수 있으며, 스테인리스 스틸 필터의 백플러시 기능이 정화 비용을 낮은 수준으로 유지해 줍니다.
