식품포장에 에너지 효율이 높은 진공 방식 도입

경제성을 높이기 위해 식품 포장에 에너지 효율이 좋은 진공 방식을 검토하는 식품 제조업체가 점차 늘어나고 있습니다. 이 경우, 진공 기술 자체에 국한되지 않고 전체 포장 공정을 검토한다는 사실이 중요합니다.
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포장기 챔버, 씰링 트레이나 열성형 포장 기계는 신선한 식품을 위생적으로 포장하여 유통기한을 길게 유지하기 위해 진공을 사용합니다. 포장기가 많이 사용되고, 가동 시간이 늘어날수록 필요한 에너지는 더욱 증가하기 때문에, 운영비에 대한 점검이 반드시 필요합니다


진공 공급
진공 펌프는 진공 포장기의 핵심입니다. 진공 펌프는 진공 챔버에서 공기를 빼내어, 포장 전에 미리 세팅 된 포장 압력에 최대한 빠르고 안정적으로 도달합니다.  로터리베인 진공 펌프는 진공 챔버에서 공기를 빼낼 때 주로 사용됩니다. Busch Vacuum Pumps and Systems는 R 5 진공 펌프 시리즈를 필두로 50년 이상 포장 기의 진공에 대한 글로벌 표준을 수립해 왔으며, 지금도 끊임 없는 개발로 완성도를 높이고 있습니다. 신제품 R 5 RD 모델은, 프랑크푸르트에서 열린 IFFA 2016에서 첫 선을 보였으며, 기존 제품 대비 에너지 소비량이 20% 적습니다.

예를 들면, 열성형 포장기에 R 5 RD 0360 A(그림 1)를 설치하면, 전기료가 2교대 운영을 기준으로 연간 약 1,500유로 절감할 수 있습니다(전기료 = 0.18유로/kWh).


그림 1: R 5 RD 0360 A는 Busch에서 생산한 에너지 효율적인 새 로터리베인 진공 펌프의 첫 번째 제품으로, IFFA 2016에서 처음 공개되었습니다.

R 5 로터리 베인 진공 펌프의 이번 새 시리즈는 식품의 진공 포장을 위해 특별히 설계된 제품으로, 매끄럽고 경사진 표면과 자가 배수 설계를 채택하여 청소가 간편하며 하우징에 냉각 핀이 없습니다. 모든 유지보수 요소가 한 측면에 구성되어 있기 때문에 유지보수 작업이 매우 편리합니다. 에어/오일 세퍼레이터 하나만 교체해 주면 됨으로 유지보수 비용 또한 절감됩니다.

열부하 감소
일반적으로 진공 펌프는 열을 발생하며, 이는 포장기의 내부 온도에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

R 5 로터리베인 진공 펌프의 오일/물 열교환기는 펌프가 발생시키는 열을 크게 줄여, 냉방을 위한 에너지 비용을 절약할 수 있습니다. 또한, 생성된 온수를 활용할 수도 있습니다. 열교환기는 R 5 로터리베인 진공 펌프에 추가 장착할 수 있습니다.  

예를 들어, 1개의 포장실에서 4대의 포장기를 운영하며 각각 5.5kW 모터가 장착된 R 5 로터리베인 진공 펌프를 설치할 경우, 냉각에 필요한 전체 에너지는 약 6.0kW입니다. 열교환기를 진공 펌프와 함께 사용하면 냉각에 필요한 에너지가 약 1.5kW로 줄어듭니다. 연간 가동 시간이 4,500시간이고 전기 요금을 0.18유로/kWh라고 가정하면, 연간 절약되는 에너지 비용은 약 3,700유로에 달합니다.

이 예에서 온수 사용은 고려하지 않았습니다.

포장 공정 제어
최적화된 제어 시스템부터 진공 컨테이너 사용에 이르기까지 다양한 지능형 기술을 진공에 활용하여 포장 공정을 더욱 경제적으로 설계할 수 있습니다. Busch는 진공 전문가들과 함께 고객의 현장에서 기존 설비를 직접 점검하고 분석한 내용을 토대로 고객의 잠재적인 비용 절감 방안을 제안합니다.

부쉬의 목표는 고객이 최적의 에너지 효율을 실현할 수 있는 맞춤화된 진공 솔루션을 개발하는 것입니다.



그림 2: 대형 육류 가공 회사에서 사용하는 Busch의 중앙집중식 진공 시스템

중앙집중식 진공
열성형 포장 기계, 씰링 트레이 또는 챔버형으로 식품을 포장한다면 중앙집중식 진공 사용을 고려해야 합니다. Busch는 이러한 중앙집중식 진공 시스템(그림 2) 분야에서 세계 최대 규모의 제조업체로, 가장 풍부한 경험을 보유하고 있습니다. 중앙집중화를 실현할 경우, 통상적으로 50% 이상의 에너지 비용 절약을 기대할 수 있습니다. 그뿐만 아니라, 전반적인 운영에 맞춰 성능을 정확하게 조정할 수 있습니다. 일반적으로 모든 포장 기계가 최대 부하로 가동되는 것은 아닌 만큼, 모든 진공 펌프가 항상 가동 상태에 있지는 않습니다. 따라서, 분산형 진공 공급의 경우에 비해 필요한 진공 펌프의 수가 더 적습니다. 여기에 중앙집중식 진공 시스템은 모든 시스템 관련 구성 요소가 이중으로 설계되어 있어 최고의 신뢰도와 안전성을 제공합니다. 진공 펌프에 문제가 발생하거나 유지보수 작업 중인 경우에도 전체 진공이 유지됩니다. Busch 중앙집중식 진공 시스템에는 다양한 진공 펌프를 설치할 수 있습니다. R 5 로터리베인 진공 펌프 외에도 Mink 건식 클로 진공 펌프나 COBRA 스크류 진공 펌프를 구성 요소로 사용할 수 있습니다. 시스템 설치에 이미 사용 중인 기존의 진공 펌프를 포함하여 투자 비용을 절감할 수 있습니다.

다음 도표에서 실제 사례를 확인할 수 있습니다. 중앙집중식 진공 프로세스를 통해, 이 육류 제조업체에서는 연간 151,000유로의 에너지 비용 절감을 실현하였습니다.


그림 3: 중앙집중식 진공 공급과 분산형 진공 공급의 에너지 비용 비교


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