중국 남동부에 위치한 한 하이테크 기업은 PLA(폴리락타이드)와 내열성이 강화된 PLA의 산업화 생산에 주력하고 있습니다. 이 회사는 옥수수, 카사바 및 기타 식물 등 재생 가능한 자원을 원료로 한 플라스틱을 개발하고 있습니다. 미생물 발효를 거쳐 젖산을 추출한 뒤, 정제, 탈수 중합, 고온 열분해, 최종 중합 과정을 거쳐 PLA를 생산합니다. PLA는 뛰어난 생분해성을 지니고 있어, 폐기 후 1년이 지나면 미생물에 의해 이산화탄소와 물로 분해되기 때문에 환경에 해를 끼치지 않습니다.

 

참고로 PLA는 3D 프린팅 소재를 비롯해 식품 포장, 열수축 필름, 쓰레기 봉투, 물티슈 등 일상 속 다양한 분야에 활용되고 있습니다.

 

 

 

■ KEY FACTS

고객: 글로벌 PLA 생산업체

지역: 중국

분야: 산업용 진공 – 정밀 화학

장점: 시스템당 연간 최대 3만 달러의 운영비 절감

 

 

 

1. 문제점

PLA 제조 공정의 에스테르화 단계에서는 물과 공정 가스의 흔적을 제거하기 위해 진공이 사용됩니다. 락타이드가 응축되면 높은 부식성을 띠기 때문입니다. 무엇보다 고객사는 안정적인 제품 품질을 요구하며, 이를 위해서는 0.5mbar 미만의 연속적이고 높은 수준의 진공이 필요합니다. 또한 기존의 3단 루츠펌프와 수봉식 펌프가 결합된 시스템보다 폐수를 적게 발생시키고 전력 소비도 줄이기를 원했습니다.

 

 

고객사 PLA 공정 내 설치되어 있는 에드워드 GXS Dry Pump

 

 

2. 솔루션

신중한 검토 과정을 거쳐, 고객사는 에드워드의 GXS 450/4200 건식 진공 시스템을 공급받기로 하였고, 특히 혹독한 증류 공정에서도 높은 신뢰성을 제공하는 에드워드 GXS만의 특수 설계 스크루 진공 기술에 깊은 인상을 받았습니다. 또한 고객사의 공정을 깊이 이해하고 있는 에드워드 애플리케이션 전문가들의 풍부한 지식과 노하우가 선택의 핵심 요인이 되었습니다.

 

 

3. 결과

GXS의 뛰어난 신뢰성은 펌핑 속도를 안정적으로 유지하여, 고객사가 가장 중요하게 여기는 제품 품질의 안정성을 보장합니다. 또한 GXS는 혁신적인 자동 원격 제어 기능을 갖추고 있어 일관된 생산성과 안전한 운영을 가능하게 합니다.

 

젖산은 물과 함께 응축되면 강한 부식성을 띱니다. 에드워드의 GXS는 공정 중 가스를 기화 상태로 유지하기 위해 내부를 고온으로 운전할 수 있습니다. 또한 냉간 고착(Cold seizure)의 위험을 최소화하기 위해, 시스템을 정지하거나 대기 모드로 전환하기 전에 용제를 이용해 세정(Solvent flushing) 하여 펌프 내부에 공정 가스가 응축되지 않도록 합니다. 냉간 고착이란 펌프가 정지 후 냉각되면서 이물질이 축적되어 다시 기동하지 못하는 현상을 말합니다.

 

고객사는 에드워드의 권고에 따라 시스템을 정지할 때마다 알코올을 사용한 용제 세정을 실시하여 내부에 축적될 수 있는 이물질을 용해시켜 왔습니다. 그 결과, 약 1년 반 내내 냉간 고착 현상은 전혀 발생하지 않았습니다.

 

이전에는 해당 공정에 3단 루츠 펌프와 수봉식 펌프가 사용되어 폐수 처리 비용과 전력 소비가 높았으나, GXS 건식 진공 기술은 완전한 건식 시스템으로, 오일이나 물이 오염되거나 폐기되지 않습니다. 또한 전력과 유틸리티 소비가 낮고, 유지보수 요구 사항 또한 적어 운영 비용이 낮습니다. 전력 비용만으로도 연간 약 3만 달러(약 20만 위안)의 절감 효과가 있어 투자 회수 기간이 빠릅니다. 고객사는 이에 매우 만족하여 이후 공정을 완전히 건식 진공 시스템으로 전환했습니다.

 

 

 

 

 

 

 

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