적외선 건조방식, 효율향상 '최상'
복사파 건조는 열원에 의해 발생된 열을 복사전열 방식으로 피 건조물에 열을 공급하여 건조시키는 방식이다.
복사파 건조에는 복사열의 공급형태에 따라 적외선 건조기, 고주파 건조기, 초단파 건조기, 마이크로 건조기 등으로 구분된다. 이 가운데 적외선 건조방식은 가시광선의 적색영역보다 파장이 길어 전열효과가 큰 적외선 영역의 파장을 이용하기 때문에 시스템을 효율적으로 구성하면 건조효율을 크게 향상시킬 수 있다.
산업분야에서는 2.5~25㎛의 파장영역이 많이 이용되기 때문에 적외선 건조 대신 원적외선 건조라 부란다. 적외선 영역중에서 파장이 4㎛보다 긴 적외선을 원적외선으로 구분한다. 열원으로부터 방출되는 복사에너지의 파장은 복사체의 온도에 따라 다르다. 복사체의 온도가 낮아질수록 파장은 길어진다.
파장의 길이가 길어지면 피건조물의 깊은 곳까지 열이 흡수되기 때문에 전열효율이 좋아진다. 따라서 복사체의 온도를 낮게 유지하는 것이 건조효율을 향상시키는데 유리하다. 저온 촉매연소기는 촉매가 세라믹 물질을 이용하여 열을 방출하기 때문에 대부분의 열이 원적외선 형태로 배출된다.
최근 일본을 비롯한 선진국에서 농산물을 비롯한 수분 건조분야에서 원적외선을 이용하여 건조속도를 증진시켜 생산성을 높이고 에너지 이용효율을 향상시키기 위한 연구가 활발히 추진되고 있다.
복사파 건조기와 관련된 적외선 건조기는 대성전기(주)에서 근 적외선을 이용한 통기건조장치를, 얼라이드레이테크놀로지(주)에서 코일 코팅용 순간건조기 개발 등이 추진됐다. 다양한 방식의 적외선 방사기술이 건조공정에서 활용되고 있는데 촉매연소기를 이용한 방사기술은 에너지원으로 도시가스를 이용하기 때문에 전기를 이용하는 방식에 비해 상당히 낮은 가격으로 동일한 열량을 얻을 수 있는 건조기술이다.
도시가스를 이용하여 원적외선 형태의 복사파로 열원을 공급하기 위해선 반드시 촉매연소 기술이 필요하다.
현재 국내에선 매트 형태의 촉매를 이용하여 연소열을 원적외선으로 만드는 촉매연소장치에 대한 연구는 기초 연구단계에 머물고 있다. 촉매연소를 이용하여 도시가스의 연소열을 직접 건조공정에 활용하여 운전에너지를 줄이는 연구가 일부 시도되고 있다. 매트 촉매연소장치를 이용하여 연소열을 원적외선 형태로 직접 공급하면 에너지 이용 효율을 현격히 높일 수 있기 때문이다.
아직은 초기 투자비용이 문제가 될수 있지만 현재 운전에너지의 비용이 매우 증가했기 때문에 복사파 발생 촉매연소장치의 개발을 통해 가격을 약간 낮추면 충분한 경제성을 확보할 수 있다.