KR20220144050A - 스프레이 건조 시스템 및 스프레이 건조 방법 - Google Patents

스프레이 건조 시스템 및 스프레이 건조 방법 Download PDF

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KR20220144050A
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volatile
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김희진
박현기
이종근
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주식회사 그랩실
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Abstract

본 기재의 스프레이 건조 시스템은 액체 상태의 원료를 분사하고, 분사된 원료와 건조용 기체를 혼합하여 원료를 건조하는 건조 장치; 상기 건조 장치와 연결되고, 원료로부터 건조된 제조물과 잔여 기체를 분리하며, 제조물을 수거하고, 잔여 기체를 배출하는 수거 장치; 상기 수거 장치와 연결되고, 상기 수거 장치에서 배출되는 기체에 포함되는 이물질을 제거하고, 잔여 기체를 배출하는 이물질 제거 장치; 상기 이물질 제거 장치와 연결되고, 상기 이물질 제거 장치에서 배출되는 기체를 응축시키는 배출 가스 응축 장치; 및 상기 건조 장치로 공급되는 외부 공기에 포함되는 수분을 제거하는 수분 제거 장치;를 포함한다.

Description

스프레이 건조 시스템 및 스프레이 건조 방법{Spray drying system and spray drying method}
본 발명은 스프레이 건조 시스템 및 스프레이 건조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체원료를 챔버 내부에 분무하고 고온고압의 공기로 건조하여 분말 형태로 변환하는데 사용될 수 있는 스프레이 건조 시스템 및 스프레이 건조 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래기술이라고 인정되는 것은 아니다.
일반적으로, 스프레이 건조 방식은 미립자(micro particles)를 포함하여 다양한 크기의 입자들을 만드는데 사용되는 방식으로, 스프레이 방식으로 건조된 입자들은 많은 생물 의학적, 약학적 응용분야에서 유용하게 사용되고 있다.
특히, 스프레이 건조방식은 많은 분야에서 응용되는 입자들을 생산하는데 주로 사용되는 방식으로, 음식물, 화장품, 비료, 염료, 및 연마재 등의 제조에 사용될 수 있다.
스프레이 방식 건조공정을 이용하여 입자들을 만드는 전형적인 공정으로는 거대 입자(bulk of particle)를 만들기 위하여 중합체(polymer)와 같은 고체 형성 물질을 적당한 용매에 녹여서 용액을 만든다. 용액은 미세한 안개 방울들(mist droplets)을 형성하도록 분무된다. 다음으로 미세 방울들은 건조실로 투입되어 건조가스와 접촉된다. 건조가스 속에서 미세 방울들은 용매가 증발된 후, 고체화되어서 입자들을 형성하게 된다. 다음으로 입자들은 건조가스로부터 분리된 후 수집된다.
이와 같은 스프레이 건조방식을 진행하는 과정에서 배출되는 기체에 휘발성 물질이 포함될 수 있다. 이러한 휘발성 물질이 대기중으로 배출되는 경우, 환경 문제를 발생시킬 수 있다. 또한, 스프레이 건조방식을 진행하는 과정에서 건조가스에 포함된 수분에 의하여 입자들이 산화되면서 제조물이 산화될 수 있다.
대한민국 공개특허 제2018-0080285호
본 발명의 목적은 원료가 건조되는 과정에서 수분과 접촉되는 것을 방지할 수 있는 스프레이 건조 시스템 및 스프레이 건조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 스프레이 건조 시스템은 액체 상태의 원료를 분사하고, 분사된 원료와 건조용 기체를 혼합하여 원료를 건조하는 건조 장치; 상기 건조 장치와 연결되고, 원료로부터 건조된 제조물과 잔여 기체를 분리하며, 제조물을 수거하고, 잔여 기체를 배출하는 수거 장치; 상기 수거 장치와 연결되고, 상기 수거 장치에서 배출되는 기체에 포함되는 이물질을 제거하고, 잔여 기체를 배출하는 이물질 제거 장치; 상기 이물질 제거 장치와 연결되고, 상기 이물질 제거 장치에서 배출되는 기체를 응축시키는 배출 가스 응축 장치; 및 상기 건조 장치로 공급되는 외부 공기에 포함되는 수분을 제거하는 수분 제거 장치;를 포함한다.
한편, 상기 수분 제거 장치는, 외부로부터 유입되는 공기의 유량을 측정하는 유량 측정 라인; 상기 유량 측정 라인과 연결되고, 상기 건조 장치로 공기를 공급하는 건조 공기 공급 라인; 및 상기 건조 공기 공급 라인 상에 설치되는 하나 이상의 수분 흡수 부재;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 배출 가스 응축 장치와 상기 건조 장치를 연결하고, 상기 배출 가스 응축 장치에서 응축된 용액을 제외한 기체를 상기 건조 장치로 이송하는 제1 순환 라인을 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 순환 라인 상에 설치되어 상기 제1 순환 라인을 따라 이송되는 기체에 포함되는 산소의 농도를 측정하는 산소 농도 측정 부재;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 배출 가스 응축 장치와 연결되고, 응축된 용액에 포함된 수분을 제거하며, 응축된 용액에 포함되는 휘발성 물질을 회수하는 휘발성 물질 회수 장치;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 휘발성 물질 회수 장치는 투과 증발법으로 응축된 용액에 포함되는 수분을 제거하여 휘발성 용액의 농도를 증가시킬 수 있다.
한편, 상기 휘발성 물질 회수 장치와 상기 배출 가스 응축 장치를 연결하고, 상기 휘발성 물질 회수 장치의 잔여 기체를 상기 배출 가스 응축 장치로 이송하는 제2 순환 라인을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 스프레이 건조 방법은 원료의 건조에 사용되는 기체의 수분을 제거하는 건조 공기 생성 단계; 원료를 건조하는 건조 단계; 상기 건조 단계에서 원료로부터 건조된 제조물을 수거하는 수거 단계; 상기 수거 단계에서 배출되는 기체에 포함되는 이물질을 제거하는 이물질 제거 단계; 및 상기 이물질 제거 단계에서 배출되는 기체를 응축시키는 배출 가스 응축 단계;를 포함한다.
한편, 상기 배출 가스 응축 단계에서 응축된 용액을 공급받아서 수분을 제거하여 휘발성 물질을 회수하는 휘발성 물질 회수 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 휘발성 물질 회수 단계에서는 투과 증발법으로 응축된 용액에 포함되는 수분을 제거하여 휘발성 용액의 농도를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템은 수분 제거 장치를 포함한다. 수분 제거 장치는 외부 공기에 포함된 수분을 제거한다. 수분이 제거된 건조 공기가 건조 장치로 공급될 수 있다. 따라서, 원료가 건조과정에서 수분과 접촉되어 산화되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 스프레이 건조 시스템은 최종적으로 제조된 제조물의 품질이 종래의 스프레이 건조 시스템으로 제조된 제조물보다 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스프레이 건조 시스템은 휘발성 물질 회수 장치를 포함한다. 휘발성 물질 회수 장치는 응축된 용액에 포함되는 휘발성 물질을 회수한다. 즉, 휘발성 물질 회수 장치는 그냥 폐기될 수 있는 휘발성 물질의 순도를 높여서 재사용할 수 있도록 할 수 있다. 그리고, 휘발성 물질 회수 장치는 알코올이 대기중으로 방출되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 따로 비용을 소요하지 않고도 알코올과 같은 휘발성 물질을 획득하여 재사용할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 수분 제거 장치를 발췌하여 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스프레이 건조 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(100)은 건조 장치(110), 수거 장치(120), 이물질 제거 장치(130), 배출 가스 응축 장치(140) 및 수분 제거 장치(160)를 포함한다.
건조 장치(110)는 액체 상태의 원료를 분사하고, 분사된 원료와 건조용 기체를 혼합하여 원료를 건조한다. 이를 위한 건조 장치(110)는 진공 건조 챔버(111), 히터(112), 저장 탱크(113), 공급 펌프(115) 및 분무기(114)를 포함할 수 있다. 분무기(114)는 일례로 압력 노즐, 압축공기 노즐, 음파 노즐, 및 회전식 노즐 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
진공 건조 챔버(111)는 원료와 건조용 기체가 혼합되는 부분이다. 히터(112)는 진공 건조 챔버(111)로 공급되는 건조용 기체를 가열한다. 진공 건조 챔버(111)는 고압 및 고열의 건조 기체와 함께 분무되는 액체 상태의 원료가 내부공간으로 소량씩 신속하게 확산되게 함으로써, 미세 분말화된 제조물을 생성할 수 있다.
히터(112)는 건조용 기체를 목표 온도까지 가열할 수 있다. 여기서, 목표 온도는 원료를 건조시키기에 충분할 수 있는 온도이며, 목표 온도는 200도 이상일 수 있으나 건조 장치(110)의 설계에 따라 가변될 수 있으므로, 특정 온도로 제한하지는 않는다.
저장 탱크(113)는 원료를 혼합하고 저장할 수 있다. 원료인 스프레이 용액은 용매에 용해된 약물 및 중합체를 함유할 수 있다. 용매로 사용되는 물질은 일례로 알코올과 같은 휘발성 물질일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
공급 펌프(115)는 진공 건조 챔버(111)와 저장 탱크(113) 사이에 설치될 수 있다. 공급 펌프(115)는 원료를 펌핑하여 진공 건조 챔버(111)로 공급할 수 있다.
분무기(114)는 진공 건조 챔버(111)의 상측에 설치될 수 있다. 분무기(114)는 공급 펌프(115)에 의해 저장 탱크(113)로부터 원료를 공급받아서 진공 건조 챔버(111)의 내부에 분사할 수 있다. 이때, 히터(112)에 의해 가열된 건조용 기체는 분무기(114) 주변에서 분사될 수 있다.
이후, 용매는 진공 건조 챔버(111) 내에서 증발되고, 이로 인하여 약물과 중합체의 고체 무정형 분산액 입자가 생성된다. 고체 무정형 분산액 입자와 배출 건조 기체(냉각된 건조용 기체와 증발된 용매)는 진공 건조 챔버(111)의 하단을 통하여 배출될 수 있다.
수거 장치(120)는 상기 건조 장치(110)와 연결되고, 원료로부터 건조된 제조물과 잔여 기체를 분리한다. 수거 장치(120)는 제조물을 수거하고, 잔여 기체를 배출한다.
이를 위한 수거 장치(120)는 일례로 원심력 집진기(Cyclone)일 수 있다. 원심력 집진기는 여과제, 물, 전기 등의 다른 장치의 사용이 없이 가스와 먼지의 원심력과 관성력의 차이를 이용하여 제거하는 장치일 수 있다. 상기와 같은 수거 장치(120)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 원료는 분말 형태로 수거 장치(120)의 하단으로부터 배출되고, 잔여 기체는 후술할 이물질 제거 장치(130)로 이송될 수 있다.
이물질 제거 장치(130)는 상기 수거 장치(120)와 연결되고, 상기 수거 장치(120)에서 배출되는 기체에 포함되는 이물질을 제거하고, 잔여 기체를 배출한다. 강제 순환 팬(F)이 이물질 제거 장치(130)와 후술할 배출 가스 응축 장치(140) 사이에 설치되어 기체가 이물질 제거 장치(130)로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
배출 가스 응축 장치(140)는 상기 이물질 제거 장치(130)와 연결되고, 상기 이물질 제거 장치(130)에서 배출되는 기체를 응축시킨다. 배출 가스 응축 장치(140)는 이물질 제거 장치(130)로부터 배출되는 배출 가스로부터 휘발성 물질을 분리할 수 있다.
이러한 배출 가스 응축 장치(140)는 냉각기(141)를 사용하여 건조 기체를 냉각시켜서 용매를 제거한다. 응축된 응축물은 배출 가스 응축 장치(140) 하부의 드레인(drain)을 통하여 후술할 휘발성 물질 회수 장치(150)로 이송될 수 있다.
수분 제거 장치(160)는 상기 건조 장치(110)로 공급되는 외부 공기에 포함되는 수분을 제거할 수 있다. 이를 위한 상기 수분 제거 장치(160)는 일례로, 유량 측정 라인(161), 건조 공기 공급 라인(162) 및 하나 이상의 수분 흡수 부재(163)를 포함할 수 있다.
유량 측정 라인(161)은 외부로부터 유입되는 공기의 유량을 측정할 수 있다.
건조 공기 공급 라인(162)은 상기 유량 측정 라인(161)과 연결되고, 상기 건조 장치(110)로 공기를 공급할 수 있다. 건조 공기 공급 라인(162)과 유량 측정 라인(161)의 입력단은 서로 연결될 수 있다. 공기는 하나의 유입구(H)를 통하여 외부로부터 유입되고, 건조 공기 공급 라인(162)과 유량 측정 라인(161) 각각으로 이송될 수 있다.
수분 흡수 부재(163)는 상기 건조 공기 공급 라인(162) 상에 설치되고, 수분 제거 장치(160)로 유입된 공기에 포함된 수분을 제거할 수 있다. 한편, 수분 흡수 부재(163)는 유량 측정 라인(161) 상에도 설치될 수 있다.
이와 같은 수분 흡수 부재(163)는 복수개일 수 있다. 복수의 수분 흡수 부재(163)가 상기 건조 공기 공급 라인(162) 상에 일정 간격마다 배치될 수 있다.
한편, 수분 제거 장치(160)는 하나 이상의 밸브(V1, V2)를 포함할 수 있다. 어느 하나의 밸브(V1)는 유입구에 설치되고, 나머지 하나의 밸브(V2)는 건조 공기 공급 라인(162)에 설치될 수 있다. 밸브들(V1, V2)은 수분 제거 장치(160)를 통해 이송되는 기체의 흐름을 제어할 수 있다.
상기와 같은 수분 제거 장치(160)의 동작과정을 설명한다. 공기는 외부로부터 유입구(H)를 통하여 공급되고, 유량 측정 라인(161)과 건조 공기 공급 라인(162)으로 나뉘어질 수 있다.
유량계가 유량 측정 라인(161) 상에 설치되어 공기가 공급되는 양을 측정할 수 있다. 그리고, 외부 공기에 포함된 수분은 복수의 수분 흡수 부재(163)를 거치면서 제거되고, 수분이 제거된 건조 공기가 건조 장치(110)로 공급될 수 있다.
이때, 수분 제거 장치(160)는 산소를 퍼지하여 건조 장치(110)로 공급할 수 있다. 이에 따라, 건조 공기가 히터(112)에 의해 가열되면서 건조 공기에 포함된 산소에 의해 폭발이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(100)은 제1 순환 라인(C1)을 포함할 수 있다.
제1 순환 라인(C1)은 상기 배출 가스 응축 장치(140)와 상기 건조 장치(110)를 연결하고, 상기 배출 가스 응축 장치(140)에서 응축된 용액을 제외한 기체를 상기 건조 장치(110)로 이송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(100)에서 실시되는 스프레이 건조 공정은 다량의 건조 기체를 필요로 할 수 있다. 제1 순환 라인(C1)은 배출 가스 응축 장치(140)에서 배출되는 기체를 건조 장치(110)로 재차 공급할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(100)은 제1 순환 라인(C1)을 포함하여 외부와 연통되지 않는 폐쇄 루프를 구현할 수 있다.
한편, 전술한 수분 제거 장치(160)는 전술한 제1 순환 라인(C1)에 연결될 수 있다. 즉, 외부 공기는 수분이 제거된 상태에서 제1 순환 라인(C1)으로 공급되고, 수분이 제거된 건조 공기가 건조 장치(110)로 공급될 수 있다.
따라서, 수분 제거 장치(160)는 원료가 건조과정에서 수분과 접촉되어 산화되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(100)은 최종적으로 제조된 제조물의 품질이 종래의 스프레이 건조 시스템으로 제조된 제조물보다 향상될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(100)은 산소 농도 측정 부재(170)를 더 포함할 수 있다.
산소 농도 측정 부재(170)는 상기 제1 순환 라인(C1) 상에 설치되어 상기 제1 순환 라인(C1)을 따라 이송되는 기체에 포함되는 산소의 농도를 측정할 수 있다. 산소 농도 측정 부재(170)는 측정된 산소 농도를 모니터링 장치로 전송할 수 있다. 사용자는 모니터링 장치를 확인하여 산소 농도를 확인할 수 있다.
제1 순환 라인(C1)의 공기는 건조 장치(110)로 공급되고, 히터(112)에 의해 가열될 수 있다. 사용자는 제1 순환 라인(C1)의 공기의 산소 농도가 화재를 발생시킬 수 있을 정도의 값에 근접한 것으로 판단하는 경우, 스프레이 건조 시스템(100)의 동작을 정지할 수 있다.
이와 같이 산소 농도 측정 부재(170)는 제1 순환 라인(C1)의 공기의 산소 농도를 사용자가 쉽게 모니터링 할 수 있게 함으로써, 화재가 발생되지 않게 하여 안전 사고가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
전술할 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(100)은 수분 제거 장치(160)를 포함한다. 수분 제거 장치(160)는 외부 공기에 포함된 수분을 제거한다. 수분이 제거된 건조 공기가 건조 장치(110)로 공급될 수 있다. 따라서, 원료가 건조과정에서 수분과 접촉되어 산화되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 스프레이 건조 시스템(100)은 최종적으로 제조된 제조물의 품질이 종래의 스프레이 건조 시스템에 의해 제조된 제조물보다 향상될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(100)은 휘발성 물질 회수 장치(150)를 더 포함할 수 있다.
휘발성 물질 회수 장치(150)는 상기 배출 가스 응축 장치(140)와 연결되고, 응축된 용액에 포함된 수분을 제거한다. 휘발성 물질 회수 장치(150)는 응축된 용액에 포함되는 휘발성 물질을 회수한다. 이러한 휘발성 물질 회수 장치(150)는 투과 증발법으로 응축된 용액에 포함되는 수분을 제거하여 휘발성 용액의 농도를 증가시킬 수 있다.
투과 증발법은 막의 분리특성을 이용하여 알코올과 물을 분리하는 방법이다. 투과 증발법에서 설정될 수 있는 응축된 용액의 온도 및 압력은 휘발성 물질 회수 장치(150)의 설계에 따라 상이할 수 있으므로, 특정 수치로 한정하지는 않는다. 그리고, 투과 증발법에서 사용되는 막은 알코올과 물을 분리하는데 사용되는 막일 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(100)에서 사용될 수 있는 물질은 알코올일 수 있으며, 휘발성 물질 회수 장치(150)는 사용 후 배출되는 알코올에 포함된 수분을 제거하여 고순도의 알코올을 회수할 수 있다. 회수된 알코올은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(100)에서 재사용될 수도 있고, 이와 별도의 용도로 사용될 수도 있다.
휘발성 물질 회수 장치(150)가 설치되지 않은 스프레이 건조 시스템의 경우, 응축된 휘발성 물질의 순도가 낮아서 폐기되는 것이 일반적이다. 전술한 바와 같이 휘발성 물질 회수 장치(150)는 그냥 폐기될 수 있는 휘발성 물질의 순도를 높여서 재사용할 수 있도록 할 수 있다. 그리고, 휘발성 물질 회수 장치(150)는 알코올이 대기중으로 방출되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 따로 비용을 소요하지 않고도 알코올과 같은 휘발성 물질을 획득하여 재사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(200)은 제2 순환 라인(C2)을 포함할 수 있다.
제2 순환 라인(C2)은 상기 휘발성 물질 회수 장치(150)와 상기 배출 가스 응축 장치(140)를 연결하고, 상기 휘발성 물질 회수 장치(150)의 잔여 기체를 상기 배출 가스 응축 장치(140)로 이송할 수 있다. 따라서, 제2 순환 라인(C2)은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 시스템(200)이 폐쇄 루프로 구현하도록 할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 전술한 스프레이 건조 시스템으로 원료를 건조하는 스프레이 건조 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 건조 방법(S100)은 건조 단계(S110), 수거 단계(S120), 이물질 제거 단계(S130), 배출 가스 응축 단계(S140) 및 건조 공기 생성 단계(S150)를 포함한다.
건조 단계(S110)는 원료를 건조한다. 건조 단계(S110)는 전술한 건조 장치에서 실시될 수 있다.
수거 단계(S120)는 상기 건조 단계(S110)에서 원료로부터 건조된 제조물을 수거한다. 수거 단계(S120)는 전술한 수거 장치에서 실시될 수 있다.
이물질 제거 단계(S130)는 상기 수거 단계(S120)에서 배출되는 기체에 포함되는 이물질을 제거한다. 이물질 제거 단계(S130)는 전술한 이물질 제거 장치에서 실시될 수 있다.
배출 가스 응축 단계(S140)는 상기 이물질 제거 단계(S130)에서 배출되는 기체를 응축시킨다. 배출 가스 응축 단계(S140)는 배출 가스 응축 장치에서 실시될 수 있다.
건조 공기 생성 단계(S150)는 상기 원료의 건조에 사용되는 기체의 수분을 제거할 수 있다. 건조 공기 생성 단계(S150)는 전술한 수분 제거 장치에서 실시될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스프레이 건조 방법(S200)은 휘발성 물질 회수 단계(S160)를 더 포함할 수 있다.
휘발성 물질 회수 단계(S160)는 상기 배출 가스 응축 단계(S140)에서 응축된 용액을 공급받아서 수분을 제거하여 휘발성 물질을 회수한다. 상기 휘발성 물질 회수 단계(S160)에서는 투과 증발법으로 응축된 용액에 포함되는 수분을 제거하여 휘발성 용액의 농도를 증가시킬 수 있다. 이러한 휘발성 물질 회수 단계(S160)는 휘발성 물질 회수 장치에서 실시될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 스프레이 건조 방법(S200)의 각 단계는 스프레이 건조 시스템(200, 도 3 참조)을 설명하면서 상세하게 설명하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 200: 스프레이 건조 시스템.
110: 건조 장치
120: 수거 장치
130: 이물질 제거 장치
140: 배출 가스 응축 장치
150: 휘발성 물질 회수 장치
160: 수분 제거 장치
161: 유량 측정 라인
162: 건조 공기 공급 라인
163: 수분 흡수 부재
170: 산소 농도 측정 부재
C1: 제1 순환 라인
C2: 제2 순환 라인

Claims (10)

  1. 액체 상태의 원료를 분사하고, 분사된 원료와 건조용 기체를 혼합하여 원료를 건조하는 건조 장치;
    상기 건조 장치와 연결되고, 원료로부터 건조된 제조물과 잔여 기체를 분리하며, 제조물을 수거하고, 잔여 기체를 배출하는 수거 장치;
    상기 수거 장치와 연결되고, 상기 수거 장치에서 배출되는 기체에 포함되는 이물질을 제거하고, 잔여 기체를 배출하는 이물질 제거 장치;
    상기 이물질 제거 장치와 연결되고, 상기 이물질 제거 장치에서 배출되는 기체를 응축시키는 배출 가스 응축 장치; 및
    상기 건조 장치로 공급되는 외부 공기에 포함되는 수분을 제거하는 수분 제거 장치;를 포함하는 스프레이 건조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수분 제거 장치는,
    외부로부터 유입되는 공기의 유량을 측정하는 유량 측정 라인;
    상기 유량 측정 라인과 연결되고, 상기 건조 장치로 공기를 공급하는 건조 공기 공급 라인; 및
    상기 건조 공기 공급 라인 상에 설치되는 하나 이상의 수분 흡수 부재;를 포함하는 스프레이 건조 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배출 가스 응축 장치와 상기 건조 장치를 연결하고, 상기 배출 가스 응축 장치에서 응축된 용액을 제외한 기체를 상기 건조 장치로 이송하는 제1 순환 라인을 포함하는 스프레이 건조 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 순환 라인 상에 설치되어 상기 제1 순환 라인을 따라 이송되는 기체에 포함되는 산소의 농도를 측정하는 산소 농도 측정 부재;를 더 포함하는 스프레이 건조 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배출 가스 응축 장치와 연결되고, 응축된 용액에 포함된 수분을 제거하며, 응축된 용액에 포함되는 휘발성 물질을 회수하는 휘발성 물질 회수 장치;를 더 포함하는 스프레이 건조 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 휘발성 물질 회수 장치는 투과 증발법으로 응축된 용액에 포함되는 수분을 제거하여 휘발성 용액의 농도를 증가시키는 스프레이 건조 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 휘발성 물질 회수 장치와 상기 배출 가스 응축 장치를 연결하고, 상기 휘발성 물질 회수 장치의 잔여 기체를 상기 배출 가스 응축 장치로 이송하는 제2 순환 라인을 포함하는 스프레이 건조 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 스프레이 건조 시스템으로 원료를 건조하는 스프레이 건조 방법에 있어서,
    원료의 건조에 사용되는 기체의 수분을 제거하는 건조 공기 생성 단계;
    원료를 건조하는 건조 단계;
    상기 건조 단계에서 원료로부터 건조된 제조물을 수거하는 수거 단계;
    상기 수거 단계에서 배출되는 기체에 포함되는 이물질을 제거하는 이물질 제거 단계; 및
    상기 이물질 제거 단계에서 배출되는 기체를 응축시키는 배출 가스 응축 단계;를 포함하는 스프레이 건조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배출 가스 응축 단계에서 응축된 용액을 공급받아서 수분을 제거하여 휘발성 물질을 회수하는 휘발성 물질 회수 단계;를 더 포함하는 스프레이 건조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 휘발성 물질 회수 단계에서는 투과 증발법으로 응축된 용액에 포함되는 수분을 제거하여 휘발성 용액의 농도를 증가시키는 스프레이 건조 방법.
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