증류한 솔벤트에서 물 분리

지난달에는 솔벤트 응축 과정 그리고 이와 연관된 문제점들에 관해 알아보았다. 이달에는 응축된 솔벤트에서 원치 않는 물을 제거하는 과정을 알아본다.

유수 분리란 무엇인가?

옷은 대기 중에 노출되면서 습기를 흡수한다. 이렇게 옷이 머금고 있는 습기가 빨래하는 동안 솔벤트로 들어가고, 증류 과정에서 솔벤트와 함께 기화됐다가 액체로 응축된다. 따라서 증류한 솔벤트에 따라온 물을 어떤 형태로든 “분리”가 필요하다. 두 액체가 섞여 있는데 혼합될 수 없다면 (녹아 하나가 될 수 없다면), 더 가벼운 액체가 위로, 더 무거운 액체가 아래로 가라앉는다 (물과 기름을 생각하라). 증류한 드라이클리닝 솔벤트에서 유수 분리를 하는 것이 바로 이 원칙에 따른 것이며, 이를 “중력 분리”(gravity separation)라고 부른다. 이 방식의 유수 분리의 효과는 다음과 같은 변수의 영향을 받는다:

1. 사용하는 솔벤트와 물 간의 비중 차이. 비중 차이가 클수록 분리가 잘 된다. 이 때문에 펄크 머쉰에서는 펄크가 훨씬 무거운 관계로 세퍼레이터가 하나만 있어도 충분했다. 하지만 물보다 가벼운 솔벤트는 비중이 물보다 크게 차이가 나지 않아 세퍼레이터를 여러 개 사용해야 한다.
2. 세퍼레이터 용량. 세퍼레이터의 용량이 크면 클수록 유수 분리 효율이 높아진다.
3. 세퍼레이터 내 요동. 세퍼레이터 안에서 액체가 서로 섞이게 만드는 요동이 적을수록 유수 분리 효율이 높아진다.
4. 유수 분리 시간. 두 액체가 분리할 수 있는 시간을 오래 줄수록 효율도 높아진다.
5. 액체 온도. 일반적으로 얘기해 액체 온도가 낮을수록 유수 분리 효율이 높아진다.

펄크 솔벤트용 세퍼레이터는 비교적 단순해 제조 업체 간 차이가 별로 없다. 응축된 솔벤트/물 혼합액이 세퍼레이터에 모이고, 가라앉을 시간을 준다. 더 무거운 펄크 솔벤트가 아래로 가라앉고 위에 뜬 물은 배수 튜브를 통해 세퍼레이터 밖으로 빠져나간다.

물보다 가벼운 솔벤트용으로 설계된 세퍼레이터는 구조가 전혀 다르다. 제조 업체마다 선호하는 방식이 달라 이를 일반화해서 설명할 수가 없다. 솔벤트와 물의 비중 차이가 크지 않아 다음과 같은 디자인이 필요하다:

1. 세퍼레이터를 여러 개 연결해 유수 분리가 다단계로 이뤄지게 한다.
2. 프리-세퍼레이터라고 불리는 전용 세퍼레이터를 달아 유수 분리가 이루어질 수 있는 시간을 더 준다. 이 단계에서 첫 6~10분 동안 대부분의 물이 분리된다.
3. 별도의 메인 워터 세퍼레이터를 달아 유수 분리 공간을 늘린다.
4. 대용량의 배수통을 설치한다.

자, 이제 증류에 관한 얘기를 마쳤다. 과연 다음 달에는 무엇을 주제로 할지 정하지 못했다. 만일 궁금한 주제가 있다면 언제든지 연락 주시기 바란다.