스테인리스 스틸 와이어 메쉬, 스트레이너 바스켓 및 카트리지가 모든 정제 단계에서 식용유를 여과하는 방법. 지금 KAIFIL에 견적을 문의하십시오.
식용유 여과는 스트레이너 바스켓, 필터 리프, 카트리지 및 제작형 필터 어셈블리에 설치된 다공성 스테인리스 스틸 와이어 메쉬 여과재를 사용하여 식물성 유지로부터 부유 고형물, 검질, 비누 잔류물, 폐백토, 왁스 및 서브마이크론 혼탁물을 기계적으로 분리하는 공정입니다. 상업용 정제 공장에서 이 작업은 매우 광범위한 영역을 아우릅니다. 즉, 40–80 mesh에서의 원유 스크리닝(180–420 micron 범위의 껍질 파편 및 압착 미분 제거), 10–40 microns 등급의 200–400 mesh 망을 통한 백토 포집, 그리고 70–105°C의 오일 온도 및 최대 2–3 bar의 차압 조건에서 1–5 micron 공칭 등급으로 진행되는 최종 폴리싱이 이에 해당합니다. 여과재는 고온의 오일, 가성소다 및 산성 세척 주기, 반복적인 증기 멸균을 견뎌야 하므로 304 및 316L 스테인리스 스틸 와이어 메쉬가 거의 보편적인 표준으로 자리 잡았습니다. 각 정제 단계에 어떤 메쉬, 직조 방식 및 필터 형상을 지정해야 하는지 이해하는 것은 안정적인 처리량을 유지하는 것과 빈번한 눈막힘, 압력 강하 급증 및 규격 미달 오일 발생 사이의 차이를 결정합니다. 본 문서에서는 식용유 정제 공정을 단계별로 살펴보고, 각 단계에 적합한 메쉬, micron 등급 및 필터 구조를 선택하는 방법을 설명합니다.
모든 오일 정제업체의 여과 문제는 물리적 문제일 뿐만 아니라 화학적 문제이기도 합니다. 정제유는 고온이며(일반적으로 백토 탈색 및 폴리싱 공정에서 70–105°C, 상류 공정에서는 이보다 더 높음), 유리 지방산을 함유하고 있으며, 중화 과정에서 가성소다로 세척되고, 온수와 증기로 반복해서 세척됩니다. 일반 탄소강은 이러한 환경에서 부식되어 제품을 오염시키며, 폴리머 여과재는 고온에서 연화되어 가혹한 세척 과정을 견디지 못합니다.
스테인리스 스틸 와이어 메쉬는 이러한 모든 제약 조건을 해결합니다.
정제업체에게 이는 CIP 세척이 가능한 필터 설계 가 되어, 매 작업 주기마다 교체해야 하는 소모품 대신 10년 동안 라인 내에 유지될 수 있음을 의미합니다.
식용유 정제는 일련의 화학적 및 물리적 단계로 이루어지며, 거의 모든 단계마다 한두 개의 여과 지점이 존재합니다. 대두유, 유채씨유, 해바라기씨유, 팜유, 땅콩유와 같은 오일의 전형적인 정제 공정은 다음과 같이 진행됩니다:
압착기 또는 용매 추출을 통해 얻은 원유에는 껍질 파편, 미세 분말, 압착 케이크 고형물 및 간혹 유입되는 금속 이물질이 포함되어 있습니다. 첫 번째 차단막은 일반적으로 40–80 mesh 평직의 조립 스크린으로, 펌프, 열교환기 및 후속 설비를 보호합니다. 이는 품질 개선 단계가 아니라 설비 보호 단계입니다. 스테인리스 스틸 원추형 스트레이너 제분기 입구 또는 이송 라인에 설치하는 것이 표준 형태이며, 전체 유량에서도 압력 강하가 약 0.5 bar 미만으로 유지되도록 개공 면적을 설계합니다.
수화성 인지질(검)은 물, 산 또는 효소 처리를 통해 제거된 후 원심분리기로 분리됩니다. 이 단계에서의 여과는 주로 보호 역할을 합니다. 원심분리기 하류에 설치된 80–150 메쉬 안전 스크린은 검 응집물과 여과조제 이월물이 중화기에 도달하기 전에 걸러냅니다. 이는 거칠고 저렴하며 돋보이지 않는 작업이지만, 단 하나의 검 슬러그가 단 몇 분 만에 미세 탈색 필터를 막아버릴 수 있습니다.
가성소다는 유리 지방산을 비누로 전환하며, 이는 원심분리기로 분리되고 온수로 세척됩니다. 잔류 비누와 세척수 고형물은 100–200 메쉬에서의 여과를 통해 제거되며, 이 단계는 정제소에서 316L로 전환하는 첫 번째 공정인 경우가 많습니다. 가성소다와 염분이 함유된 세척수가 여러 사이클에 걸쳐 304에 부하를 주기 때문입니다.
활성 탈색 백토(및 때로는 활성탄)를 90–110°C의 뜨거운 오일에 투입하여 색소, 과산화물, 미량 금속 및 비누를 흡착합니다. 접촉 후 백토는 완전히 제거되어야 합니다. 잔류 백토는 하류의 탈취 공정과 최종 색상을 망치기 때문입니다. 이는 공장 내에서 가장 까다로운 와이어 메쉬 작업입니다. 필터는 프리코팅 및 바디 피드 방식을 사용하는 누체(Nutsche), 수직 또는 수평 가압 리프 필터에서 200–400 메쉬 평직 또는 10–40 마이크론 등급의 더치 위브로 작동합니다. 탈색 백토 여과는 사각 메쉬에서 더치 위브로 전환하는 전형적인 이유입니다. 미로 같은 모세관 개구부가 사각 300 메쉬 망(약 48 마이크론 구멍 크기)을 통과할 수 있는 10–30 마이크론 크기의 점토 입자를 포집하기 때문입니다.
해바라기씨유, 옥수수유, 면실유 및 미강유에는 냉각 시 결정화되는 왁스가 포함되어 있습니다. 오일을 약 4–8°C로 냉각하여 유지한 다음, 냉장고에서도 병이 투명하게 유지되도록 왁스 결정을 여과하여 제거합니다. 윈터라이제이션 여과는 일반적으로 200–400 메쉬 또는 5–20 마이크론 등급의 미세 더치 위브를 사용하며, 절대적인 미세도보다 압력 강하 제어와 우수한 케이크 탈리성이 더 중요한, 서서히 막히는 필터에서 작동합니다.
최종 청징 단계는 이전 단계에서 빠져나간 잔류 미분, 탁도 유발 물질 및 미량의 탈색 백토를 제거합니다. 폴리싱은 미세 여과재를 사용하여 작동합니다. 일회용 카트리지 대신 세척 및 재사용이 가능한 스크린을 선호하는 경우, 1~10 마이크론 등급의 주름형 카트리지 또는 매우 미세한 사각 및 더치 위브 스크린과 함께 300–600 메쉬 사각 망(약 20–48 마이크론 구멍 크기)이 사용됩니다. 폴리싱 필터는 공장 전체의 상류 공정 이상 현상을 감당해야 하므로, 일반적으로 이중화된 병렬 하우징을 갖춘 대형 크기로 설계되어 생산을 중단하지 않고도 한쪽 뱅크를 오프라인으로 전환하여 정비할 수 있습니다.
올바른 메쉬를 선택하는 것은 입자 포집력, 유량 용량 및 세척성 사이의 절충입니다. 아래 표는 일반적인 사례를 요약한 것입니다. 원료, 처리량 및 허용 압력에 따라 수치가 달라질 수 있으므로 이 수치들을 보증치가 아닌 엔지니어링 시작 단계의 참고용으로 취급하십시오.
| 공정 단계 | 일반적인 직조 방식 / 메쉬 | 공칭 여과 정밀도 | 대상 오염 물질 | 일반적인 여과재 유형 |
|---|---|---|---|---|
| 조대 스크리닝 | 40–80 mesh 평직 | 180–420 µm | 외피; 압착 미분; 유입 고형물 | 스트레이너 바스켓; Y형 스트레이너 |
| 탈검 가드 | 80–150 mesh 평직 | 100–180 µm | 검 응집물; 여과조제 이월물 | 스트레이너 바스켓; 메쉬 라이닝 배관 |
| 중화 | 100–200 mesh 평직 | 74–150 µm | 잔류 비누 성분; 세척수 고형물 | 바스켓 또는 백 타입 메쉬 필터 |
| 백토 여과 | 200–400 mesh 평직 또는 더치 직조 | 10–40 µm | 폐백토; 탄소 | 가압 리프 / 판형 여과포 |
| 윈터라이제이션 | 200–400 mesh; 미세 더치 직조 | 5–20 µm | 결정화된 왁스 | 리프 필터; 캔들 필터 |
| 폴리싱 | 300–600 mesh 사각 메쉬 또는 플리츠 카트리지 | 1–10 µm | 잔류 미분; 탁도 유발 물질 | 카트리지 하우징; 폴리싱 스크린 |
모든 단계에 걸쳐 두 가지 경험 법칙이 적용됩니다. 첫째, 메쉬 단독으로는 제거 한계를 결정하지 않으며, 직조 방식이 이를 결정합니다. 사각 메쉬의 개구부는 직선형이어서 개구부보다 작은 입자를 그대로 통과시키는 반면, 더치 직조는 복잡한 삼각형 모세관을 형성하여 와이어 수가 시사하는 것보다 훨씬 더 미세한 입자를 포집합니다. 둘째, 공칭 여과 정밀도와 절대 여과 정밀도의 차이가 중요합니다. 공칭 10미크론 스크린은 간혹 규격 이상의 조대 입자를 통과시킬 수 있는 반면, 절대 정밀도는 버블 포인트 테스트를 거친 차단 한계를 보증합니다. 계약 사양을 충족해야 하는 오일의 경우, 정밀도가 공칭인지 절대인지 항상 확인하십시오.
| 특성 | 평직 | 평직 더치 직조 (PDW) | 능직 더치 직조 (TDW) |
|---|---|---|---|
| 와이어 배열 | 하나 위로; 하나 아래로 교차 | 경사 와이어는 넓은 간격; 미세 위사 와이어는 조밀하게 밀착 | 위사 와이어가 밀착 및 능직으로 직조; 더욱 조밀함 |
| 일반적인 여과 범위 | ~20 µm ~ 수 mm | ~5 ~ 100 µm | ~1 ~ 60 µm |
| 개구율 | 높음 (30–45%) | 낮음 (10–30%) | 가장 낮음 |
| 강도 / 강성 | 우수함 | 높음 — 압력 변형에 강함 | 가장 높음 |
| 세척성 | 탁월함 — 역세가 용이함 | 우수함 | 보통 — 여재가 조밀할수록 눈막힘이 더 빨리 발생함 |
| 최적 용도 | 조대 스크리닝; 스트레이닝 | 백토; 미세 케이크 포집 | 폴리싱; 미세 입자 포집 |
식용유 공정의 경우, 선택 기준은 간단합니다: 평직 와이어 메쉬 를 유량 확보와 용이한 세척을 원하는 약 50 마이크론 이상의 모든 분야에 사용하고, 백토 및 왁스와 같은 미세 고형물에는 더치 위브(Dutch weave)로 전환하며, 가장 미세한 세척 가능 스크린에는 능직 더치 위브(twilled Dutch weave)를 지정하십시오. 세척 가능한 메쉬를 사용할 경우 과도한 면적이 필요한 5 마이크론 미만의 폴리싱(정밀 여과) 단계에서는 플리츠 카트리지가 더 나은 선택인 경우가 많습니다.
메쉬는 절반에 불과합니다. 메쉬가 결합되는 기하학적 구조에 따라 세척의 용이성과 막힘 빈도가 결정됩니다. 정제업체는 크게 세 가지 형태 중에서 선택합니다:
거의 모든 정제 공장마다 특이한 하우징, 독특한 탱크 형상 및 비표준 유로를 가지고 있기 때문에, 대부분의 실제 여과 하드웨어는 주문 제작됩니다. 기존 스트레이너와 일치해야 하는 콘, 가압 용기에 맞아야 하는 리프, 특정 손잡이와 가스켓이 있는 바스켓 등이 이에 해당합니다. 바로 이 점에서 맞춤형 와이어 메쉬 가공 부품을 제작하는 제조업체와 협력하는 것이 진가를 발휘합니다. 귀사에서 micron 등급과 외형 치수를 지정하면, 제조업체가 직조, 백킹, 용접 및 마감 처리를 모두 해결해 드립니다.
몇 가지 수치를 통해 전체 시스템의 신뢰성을 검증할 수 있습니다. 오일 필터 성능은 일반적으로 다음과 같이 표기됩니다:
경제성은 기하학적 구조에서 비롯됩니다. 거친 40-mesh 바스켓은 비용이 적게 들면서도 모든 후단 설비를 보호합니다. 여기에 비용을 아끼면 결국 펌프 파손과 탈색 필터(bleaching filter)의 막힘 현상으로 이어집니다. 반면, 1–5 micron 폴리싱 카트리지(polishing cartridge)는 제곱미터당 가장 비싼 필터 엘리먼트이므로, 정제업체들은 전단 단계의 모든 필터로 이를 보호합니다. 올바른 사양은 구매할 수 있는 가장 미세한 mesh가 아니라, 허용 가능한 세척 주기를 유지하면서도 가장 미세한 mesh를 선택하는 것입니다.
재사용이 가능한 스테인리스 여과재(stainless media)는 정량화할 수 있는 지속 가능성 측면의 장점도 제공합니다. 단 하나의 300-mesh 스테인리스 엘리먼트만으로도 수년간 세척하여 재사용할 수 있어, 수천 개의 일회용 필터 백(filter bag)이나 뎁스 카트리지(depth cartridge)를 대체할 수 있습니다. 연속 가동되는 라인에서는 이러한 소모품 비용과 폐기물 처리 비용의 차이가 일반적으로 스테인리스 하드웨어의 구매 비용을 압도합니다.
식용유 여과에 필요한 마이크론 등급은 얼마인가요? 단 하나의 수치만 있는 것은 아닙니다. 거친 여과는 40–80 mesh (180–420 µm), 활성백토 포집에는 10–40 마이크론, 윈터라이제이션(탈랍) 공정은 5–20 마이크론, 최종 폴리싱(정밀 여과)은 공칭 1–10 마이크론을 목표로 합니다. 공장 전체의 단일 등급이 아닌 공정 단계별로 사양을 지정해야 합니다.
오일 여과에는 304와 316L 스테인리스 스틸 중 어느 것이 더 좋습니까? 둘 다 식품 안전 등급이며 표준적입니다. 304는 건조하고 중성인 환경에 적합하며, 오일을 염수로 세척하거나 산성 활성백토가 존재하거나 가성/산성 세정 주기가 가혹한 곳에서는 316L이 더 나은 선택입니다. 대부분의 정제업체는 중화 공정 이후의 모든 설비에 316L을 표준으로 사용합니다.
스테인리스 스틸 메쉬는 세척하여 재사용할 수 있습니까, 아니면 일회용입니까? 와이어 메쉬는 표면 여과 방식이며 재사용하도록 설계되었습니다. 스트레이너 바스켓과 필터 카트리지는 현장에서 역세척, 가성소다 세척, 산 세척 및 스팀 멸균을 거치며, 잘 관리된 필터 엘리먼트는 일반적으로 수년간 수백 번의 주기를 버틸 수 있습니다.
여과에서 메쉬 수(mesh count)는 무엇을 의미하며, 마이크론과는 어떤 관계가 있습니까? 메쉬 수는 선형 인치당 개구부(구멍)의 수입니다. 메쉬 수가 높을수록 개구부가 작아지지만, 마이크론 등급은 와이어 직경과 직조 방식에 따라서도 달라집니다. 평직의 경우 40 mesh ≈ 400 µm, 100 mesh ≈ 150 µm, 200 mesh ≈ 74 µm, 300 mesh ≈ 48 µm, 400 mesh ≈ 37 µm입니다. 더치 직조(Dutch weave)는 복잡한 유로 구조 덕분에 메쉬 수에서 예상되는 것보다 훨씬 더 미세한 입자를 포집할 수 있습니다.
탈색 필터(bleaching filter)가 왜 이렇게 빨리 막히는 건가요? 일반적인 원인은 전단 공정의 검(gum) 또는 비누 성분의 유입, 활성백토의 과다 투입, 또는 사용 중인 백토 등급에 비해 메쉬가 너무 미세하기 때문입니다. 먼저 전단의 분리 공정을 개선한 다음, 실제 백토 입자 크기 분포에 맞춰 메쉬 등급을 확인하십시오. 그리고 세척 성능이 더 우수하면서도 10–30 마이크론의 백토를 더 효율적으로 포집할 수 있는 더치 직조 메쉬의 사용을 고려해 보십시오.
식용유 정제 공정은 사양이 부족한 여과 설비를 용납하지 않지만, 관련 기술은 성숙하고 검증되어 있습니다. 40메쉬 원유 스트레이너 바스켓, 316L 더치 직조 탈색 필터 어셈블리, 1–5 마이크론 주름형 폴리싱 카트리지, 또는 기존 가압 엽상 여과기(pressure leaf filter)용 완전 맞춤형 제작 엘리먼트 등 무엇이 필요하든, KAIFIL은 귀사가 요구하는 정확한 마이크론 등급과 규격에 맞추어 스테인리스 스틸 와이어 메쉬 필터, 스트레이너 바스켓 및 맞춤 제작 여과 부품을 생산합니다.
귀사의 공정을 알려주십시오: 오일 종류, 처리량, 작동 온도 및 압력, 현재 메쉬 또는 마이크론 등급, 그리고 시스템이 가성(caustic) 또는 산성 CIP로 가동되는지 여부. 배치당 최저 비용으로 가장 긴 세척 주기를 제공하는 직조 방식, 재질 등급 및 필터 형상을 추천해 드리고, 도면 및 확정 견적서를 함께 제공해 드리겠습니다. 지금 바로 KAIFIL에 공정 상세 정보를 보내 문의해 주십시오. 유량과 목표 마이크론 등급이 포함된 간단한 이메일 한 통만으로도 상담을 시작하기에 충분합니다. 스테인리스 스틸 여과 기술이 더 넓은 범위의 식품 및 음료 가공 산업에 어떻게 적용되는지 개요를 확인하시려면 당사의 애플리케이션 가이드를 참조하십시오.
Square-opening woven wire mesh for screening, support layers and custom fabricated filter parts.
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