혹시 사용하시는 증기의 질에 대해서 생각해보신 적 있으신가요? 식품, 전자제품, 의약품과 같은 특정 제품에서는 고도의 증기의 질적 향상이 필수적입니다. 이러한 요구조건를 충족시키기 위해서는 응축수와 이물질등의 불순물이 제거된 증기의 사용이 이상적입니다. 여과된 청정 또는 순수증기의 목표는 각각의 특정 공정에서 최대한 이상적 수준에 근접하는 것 입니다.

증기는 물을 끓여 생성하기 때문에 증류수 또는 정화수로부터 생성된 증기는 충분히 청정하다고 생각할 수 있습니다. 그러나 과정이 그리 간단하지 만은 않은 것이 사실입니다. 청정증기는 초고도의 상태에서 생성되고, 그 품질은 증기의 공급 및 적용 전반에 걸쳐 유지되어야만 합니다. 순수증기는 더욱 엄격한 요구사항을 가집니다.

증기의 질에 영향을 미치는 3가지의 중요요소

• 보일러 급수의 수질 (가공 및 수처리)
• 증기 생성 장비
• 증기 공급 파이프 & 밸브

증기 보일러에서 사용하는 물 자체가 포함하고 있는 일정 수준의 Mg(마그네슘), Ca(칼슘) 이온을 제거하기 위해 연수처리 과정을 거칩니다. 눈에 보이는 불순물의 경우라면 이 단계에서 제거됩니다.

이온 처리를 함에도 불구하고, 미량의 이온과 타겟에 포함되지 않았던 이온 역시 잔존하고 있습니다. 또한, 보일러 급수는 O2(산소), CO2(이산화탄소) 등과 같은 기체를 포함하고 있으며, 심지어 대부분의 표준 보일러 및 배관에 적용되는 보호 코팅으로 인한 오염이 발생할 가능성이 있습니다.

물이 증기로 변하여 보일러로부터 상승할 때, 물에 용해된 기체 역시 상승하여 증기와 함께 기류를 형성할 수 있습니다. 또한, 보일러수의 수적(물방울)은 물의 표면을 깰 때 증기 기포의 바깥 쪽을 코팅 할 수 있으며, 물에 담긴 모든 이온과 화학적 성분을 증기와 함께 운반합니다. 결과적으로, 세퍼레이터를 통해 이러한 오염물질 제거가 이루어지지 않는다면 품질과 안정성을 보장해야만 하는 증기사용 장비에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 민감한 어플리케이션에서는 어떤 오염물질이 보일러수 내에 존재하고, 또 그를 제거하기 위해서 어떤 방법이 선행되어야 하는지에 대해 철저한 고려가 필요합니다.

증기의 질에는 어플리케이션에 따라 등급이 존재합니다. 그리고 시스템은 요구되는 증기의 수준과 질을 맞출 수 있도록 디자인 되어야만 합니다. 여기에 몇 가지 일반적인 예가 있습니다.

일반적인 증기 시스템(공장에서 사용하는 증기)

• 증기가 간접가열 어플리케이션에 사용되는 경우라면 적은 양의 불순물은 일반적으로 큰 문제를 일으키지는 않을 것입니다.

여과 증기

• 식품업계의 제조공정에서 사용되는 증기의 경우에는 사용하기 전에 필터를 통해 직접적인 여과과정을 거칩니다.

최상위 등급의 증기(청정증기/순수증기)

• 보일러 수는 잠재적인 오염을 제거하기 위해 수처리 과정을 거칩니다. 그 후, 이송중의 오염을 방지하기 위하여 스테인리스 스틸 장비를 사용하여 생산 및 수송을 실시합니다.

청정증기와 순수증기는 최종 어플리케이션에 따라 변할 수 있는 엄격한 요구조건을 만족해야만 합니다. 두 가지 형태의 고순도 증기에 사용하는 물은 불순물이 전혀 없어야만 합니다. 그를 만족하기 위한 공정이 바로 미세한 반투과성 막을 사용하여 물리적으로 불순물을 제거하는 RO법(역삼투법)입니다.

수질을 보장하는 것 이외에도, 물과 접촉하는 가열 표면 및 증기 공급에 사용하는 모든 밸브/배관은 오염을 최소화하며, 증기의 품질을 보존하기 위하여 고급 스테인리스 스틸로 만들어져야만 합니다. 결과적으로 많은 청정/순수 증기 공정은 별도의 스테인리스 스틸로 제작된 증기 발생기를 사용하고, 그 증기를 통해 발생장치에 열을 공급하는 독립된 증기라인을 형성합니다.

산업규격(JIS)은 수질의 최고 수준의 순도에 대한 정의에 있어서 매우 낮은 수준의 총유기탄소(유기물질에 함유된 탄소의 양)와 18MΩ/cm 이상의 전기저항과 같은 기준을 포함합니다만, 모든 불순물에 대하여 언급하며 특정 한계를 짓지는 않습니다.

수질은 활성탄소를 통한 처리, X-ray 처리, 한외여과 등의 여러가지 방법을 적용하여 제어할 수 있습니다. 최고 수준의 순수증기를 생성하기 위해서는 화학물질이나 미생물의 철저한 제거가 필요합니다. 청정증기는 제약공정 또는 소독에 사용하는 SIP공정에 일반적으로 사용됩니다.

어플리케이션에 일반적으로 사용되는 증기의 질적 차이를 간단한 예로 보여주는 차트입니다.