최적의 진공 기술 사용을 위한 10가지 고려 사항

진공 기술은 식품 및 음료와 기타 제품의 포장에서 매우 커다란 역할을 수행합니다. 진공 포장에서 튜브형 백, 블리스터 및 열성형 포장에 이르기까지 모든 포장에 진공이 필요합니다. 진공이 없으면 상자를 취급 및 운반하거나 적재 및 주문 선적 시스템의 자동화도 불가능합니다. 다양한 충전 머신도 진공을 사용하여 제품을 공급하거나 포장을 처리합니다(픽 앤 플레이스).

압축 공기 기술과 달리, 많은 사용자는 진공 기술을 이해하는 것에 어려움을 겪고 있습니다. 이것이 바로 진공 펌프가 종종 잘못 사용되거나 불필요한 출력이 과도하게 발생하는 이유입니다. 이로 인해 만족스럽지 못한 결과, 중단이 발생하기 쉬운 공정 또는 과도한 에너지나 운영 비용이 발생하게 됩니다. 다음의 10가지 고려 사항을 통해 고객은 진공 기술을 최대한 효과적이고 효율적으로 사용하여 공정을 최적화하고 운영 비용을 절감할 수 있습니다.

1. 진공의 물리적 특성 이해

진공 펌프 및 진공 시스템의 주요 목적은 폐쇄 시스템에서 공기를 흡입하여 진공을 생성하는 것입니다. 즉, 대기압 또는 주변 압력보다 낮은 수준의 압력이 생성됩니다.

포장 기술에서는 진공을 사용하여 흡입, 배기, 성형, 프레스, 고정, 이동, 충전 및 이송을 수행할 수 있습니다. 사용되는 진공 레벨은 응용 분야에 따라 다르지만 범위는 항상 1~900밀리바[mbar](절대)입니다. 대기압(기압)이 1,000mbar라고 가정하면 이러한 진공 레벨은 10~ 99.9%입니다(그림 1).

진공 펌프(최대 진공도)에 의해 달성된 진공 레벨 외에도 진공 펌프의 흡입 용량은 또 다른 주요 변수입니다. 흡입 용량은 진공 펌프가 일정 시간 동안 추출할 수 있는 공기의 양을 나타냅니다. 흡입 용량은 일반적으로 시간당 세제곱 미터 [m3/h]로 지정됩니다. 이러한 두 개의 기술 파라미터는 서로 관련되어 있습니다. 이러한 관계는 흡입 용량 곡선에서 설명되어 있습니다(그림 2).

2. 이상적인 진공 펌프 선택

진공 기술의 유형은 매우 다양합니다. 주로 포장 기술 분야에서 사용되는 기계식 진공 펌프 또는 블로어는 다음과 같습니다(그림 3).

1. 건식 로터리 베인 진공 펌프
건식 로터리 베인 진공 펌프는 다양한 포정 공정에 매우 적합합니다. 이 펌프는 100mbar의 최대 진공 레벨에 도달할 수 있습니다. 그러나 이러한 유형의 대형 진공 펌프의 베인에서는 더 많은 마모가 발생하여 유지보수 노력과 관련 비용이 과도하게 증가하므로 흡입 용량이 40m3/h를 초과해서는 안됩니다.

2. 윤활유 공급 로터리 베인 진공 펌프
윤활유 공급 로터리 베인 진공 펌프는 0.1mbar의 진공 레벨을 달성할 수 있습니다. 그리고 진공 포장의 표준이지만 산업 전반에서 다양한 많은 응용 분야에서도 사용할 수 있습니다. 로터리 베인 진공 펌프는 3~1,600m3/h의 흡입 용량을 처리할 수 있습니다. 사용 유체 오일은 내부 회로를 통해 운반됩니다.

3. 건식 클로 진공 펌프
건식 클로 진공 펌프에서는 컴프레서 챔버에 사용 유체가 필요하지 않습니다. 비접촉식 작동 원리가 적용되어 유지보수가 거의 필요하지 않습니다. 최대 40mbar의 최대 진공도를 달성하고 20~80Hz의 회전 속도로 조절할 수 있으므로 수요에 따라 변화하는 출력 요구 사항을 충족해야 하는 공정에 적합합니다. 일반적인 흡입 용량은 40~1,000m3/h입니다.

4. 건식 스크류 진공 펌프
건식 스크류 진공 펌프에서도 추출된 공기를 압축하기 위해 사용 유체가 필요하지 않습니다. 그리고 0.1mbar 이하의 진공 레벨을 달성합니다. 대부분의 응용 분야에서는 훨씬 더 높은 압력에서 작동하기 때문에 스크류 진공 펌프는 일반적으로 추가 진공 부스터가 장착된 로터리 베인 진공 펌프의 대안으로 대형 진공 포장 기계에서만 사용됩니다.

5. 사이드 채널 블로어
사이드 채널 블로어의 차별화되는 특징 중 하나는 높은 흡입 용량입니다. 낮은 차압만 달성되기 때문에 500mbar의 최대 진공 레벨만 달성하는 것이 가능합니다. 따라서 낮은 진공 레벨과 함께 높은 흡입 용량이 필요한 응용 분야에 매우 적합합니다. 사이드 채널 블로어는 유지보수가 필요하지 않지만 성능 한계 근처에서 사용하면 에너지 효율성이 감소합니다.

3. 진공 공급 치수 측정

사용자가 특정 공정을 정확히 이해하고 어떤 진공 레벨과 흡입 용량이 필요한지 아는 것이 중요합니다. 불확실성으로 인해 과도한 치수의 진공 펌프를 선택하여 불필요한 에너지와 운영 비용이 초래되는 경우가 있습니다. 공정 파라미터가 변경되는 경우에는 수요에 따라 제어되고 일정한 흡입 용량을 보장하거나 필요한 진공 레벨을 일정하게 유지하는 진공 펌프를 사용하는 것이 좋습니다. Busch (부쉬)는 항상 진공 전문가와 상담하는 것을 권장합니다. Busch (부쉬) 진공 솔루션은 현재 공정을 검사하고 개선이 가능한 영역을 강조하는 특수 진공 감사를 제공합니다.

4. 중앙집중식 또는 로컬 진공 공급 중에서 선택

전체 플랜트 또는 여러 진공 소비자를 위한 중앙 진공 공급 장치와 각 개별 시스템에 자체 진공 펌프가 장착된 분산형 진공 공급 장치 중에 결정하는 것은 조달 및 운영 비용에 결정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 옵션을 신중하게 검토하는 것이 중요합니다. 장치 내부에 설치되거나 인근에 위치하는 개별 진공 펌프는 중앙 진공 공급 장치보다 저렴합니다. 왜냐하면 파이프라인 시스템의 조달 및 설치에 소요되는 비용이 더 이상 필요하지 않기 때문입니다. 그러나 중앙 진공 공급 장치에서는 분산형 솔루션보다 사용되는 진공 펌프의 수가 훨씬 더 적습니다. 유지보수 및 에너지 비용이 낮기 때문에 운영 비용이 절감됩니다. 또한, 중앙 진공 공급 장치는 포장 또는 생산 구역 외부에도 설치할 수 있습니다. 그러므로 작업장에서 소음 또는 열이 발생하지 않습니다. 조절 장치가 장착된 중앙 진공 공급 장치를 사용하면 수요 기반의 출력 요구 사항을 보다 편리하게 충족할 수 있으며 작동이 가능한 범위가 더 넓습니다. 중앙 진공 공급 장치를 결정할 때도 진공 전문가와 상담해야 합니다. Busch (부쉬) 진공 솔루션은 중앙 진공 시스템의 설계 및 구축과 관련하여 수십 년의 경험을 보유하고 있으며 고객에게 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있습니다.

5. 진공 탱크 또는 완충장치를 통한 효율성 향상

개별 진공 펌프와 대형 진공 공급 시스템의 진공 탱크를 사용하면 에너지를 크게 절약할 수 있습니다. 이러한 펌프는 진공 펌프 또는 진공 시스템과 소비자 사이에 설치할 수 있습니다. 간단한 제어 메커니즘을 사용하여 탱크의 진공을 특정 수준으로 유지할 수 있습니다. 이 수준에 도달하면 진공 펌프가 자동으로 종료되거나 유휴 모드로 전환됩니다. 탱크의 압력이 정의된 값 이상으로 상승하면 진공 펌프가 다시 작동합니다. 이러한 업스트림 진공 탱크를 사용하지 않는 경우, 진공 펌프는 항상 최대 전력으로 작동하므로 에너지 소비량이 증가하게 됩니다. 가변 속도 구동이 장착된 진공 펌프를 사용하면 에너지를 더 많이 절약할 수 있습니다. Busch (부쉬) 진공 솔루션은 제어 진공 펌프 및 진공 탱크가 장착된 완전한 장치를 표준으로 제공하며 업스트림 탱크가 장착된 개별 진공 시스템을 구축합니다.

6. 진공 전문가와 협력

모든 형태의 진공 기술과 모든 진공 시스템의 구성에는 장점과 단점이 있습니다. 최상의 진공 솔루션을 선택하려면 진공 기술에 대한 심층적인 지식과 사용자의 공정에 대한 이해가 필요합니다. 그렇기 때문에 항상 진공 전문가와 함께 협력하는 것이 좋습니다. Busch (부쉬) 진공 솔루션은 특정 응용 분야 및 시장에 초점을 맞춘 글로벌 진공 전문가 네트워크를 보유하고 있습니다. Busch (부쉬)는 광범위하고 포괄적인 진공 기술 포트폴리오를 제공하므로, 이러한 전문가들은 각 개별 응용 분야에 이상적인 솔루션을 제공할 수 있습니다.

7. 에너지 비용 고려

진공 펌프의 에너지 비용은 정격 모터 정격을 기준으로 계산할 수 없습니다. 왜냐하면 소비된 실제 전력만 제한적으로 반영되기 때문입니다. 모터정격 소비전력 및 서비스 영향 요소의 추가 사양에 대한 정보가 다양하여 문제가 보다 복잡해집니다. 이 형식은 미국 NEMA 표준에 따라 허용되지만, 실제로는 실무에서 달성할 수 있는 전력 소비량보다 소비 전력이 더 낮습니다. 또한, 다양한 유형의 진공 기술은 다양한 압력 범위에서 소비 전력이 다릅니다. 0.1~10mbar의 진공 레벨에서 윤활유 공급 로터리 베인 진공 펌프는 지정된 공칭 정격의 40~60%만을 필요로 합니다. 에너지 소비량은 전체 압력 프로파일에 대한 샤프트 동력을 알고 포장 공정 중의 압력 조건을 아는 경우에만 직접 비교가 가능합니다. 우수한 것으로 알려진 진공 펌프 및 시스템 제조사는 고객의 예상 에너지 소비량을 계산할 수 있습니다.

8. 총 비용 계산

진공 기술의 구매 결정 시에는 다양한 진공 펌프 및 제조사의 투자 및 에너지 비용 비교 이상의 사항을 확인해야 합니다. 항상 장기 예상 총 비용을 확인해야 합니다. 에너지 비용과 마찬가지로 운영 비용도 크게 다를 수 있습니다. 유지보수 작업과 그에 따른 가동 중지 시간, 부품 비용, 사용 유체의 조달 및 폐기를 고려하는 것이 중요합니다.

9. 서비스 및 부품의 가용성 확인

포장 공정의 신뢰성은 일반적으로 진공 펌프 또는 진공 시스템의 작동 안전성에 따라 크게 달라집니다. 따라서 고객의 현장에서 신속하고 안정적인 서비스를 제공하며 부품을 신속하게 공급할 수 있는 신뢰할 수 있는 공급자를 선택하는 것이 중요합니다. Busch (부쉬) 진공 솔루션은 전 세계 최대 서비스 네트워크를 보유하고 있으며 24시간 비상 서비스를 제공합니다.

10. 미래 대비: 4.0차 산업혁명

최근의 진공 펌프를 사용하면 모든 수리 관련 부품에 쉽게 접근할 수 있어 편리한 유지보수가 가능합니다. Busch (부쉬)는 또한 고정된 요율로 계약 서비스를 제공하며 진공 펌프 및 진공 시스템의 운영 안전을 책임집니다. 따라서 작업자가 보호되며 자체 서비스 기술자 팀이 필요하지 않습니다. Busch (부쉬)의 제품 포트폴리오에는 최근 지능형 센서가 탑재된 진공 펌프가 추가되어, 실시간으로 대기 중인 유지보수 작업에 대해 운영자 또는 서비스 기술자에게 알림이 제공됩니다. 또한, 기존 진공 펌프를 4.0차 산업혁명에 대비하기 위해 사용할 수있는 개조 키트도 제공됩니다.