전기 건조

전기 건조의 정의

전기 건조는 불 대신 전력으로 물체를 데워 수분을 날려 보내는 방식이다.

정식으로는 전기 에너지를 열이나 전자기파로 바꾸어 함수율을 낮추는 단위조작이다.

열전달과 물질전달이 동시에 일어나며, 가열 방식에 따라 여러 종류로 나뉜다.

열이 생기는 위치

가열 방식마다 열이 생기는 위치가 다르고, 그것이 건조 속도를 가른다.

적외선은 복사열을 표면에 흡수하고, 열풍은 대류로 표면부터 데운다.

유전과 마이크로파는 물 분자가 전계 방향에 맞춰 회전하며 내부에서 열을 만든다.

분자끼리 마찰이 생겨 열이 물체 내부 전체에서 동시에 발생하므로 가열이 균일해진다.

그래서 두꺼운 목재나 식품 건조에 유리하다.

계산 예제

수분을 증발시키는 데 필요한 열량은 질량과 증발잠열을 곱해 구한다.

물 10kg을 100℃에서 증발시키려면 Q = m × L 로 계산한다.

10 × 2,257 = 22,570kJ 이고, 3,600으로 나누면 약 6.27kWh 이다.

실제 설비는 열손실이 더해지므로 이보다 큰 전력이 필요하다.

장점과 한계

전기 건조의 장점은 가열 속도를 세밀하게 제어하고 청정하다는 점이다.

반면 전기는 열원보다 단가가 높아 운전비가 크다.

표면이 과열되면 균열이나 변색이 생길 위험도 있다.

배기열 회수, 함수율 센서, 인버터 제어로 에너지와 품질을 함께 관리한다.

헷갈리는 점과 시험 포인트

건조와 증발은 같은 말이 아니다. 건조는 전체 과정이고 증발은 그 한 단계다.

건조는 수분이 충분한 항률 구간과, 수분이 줄어 내부 확산이 속도를 정하는 감률 구간으로 나뉜다.

감률 구간에서는 과열을 피하도록 온도를 낮추는 제어가 필요하다.

채점에서는 열원 위치, 특징, 응용 분야를 각각 구분해 써야 한다.

정리

정리하자. 전기 건조는 전력으로 열을 만들어 수분을 증발시키는 방식이다.

열이 표면에서 생기는지 내부에서 생기는지를 먼저 구분한다.

그다음 속도, 제어성, 에너지 효율을 비교하면 답안이 완성된다.