냉연삭이라고도 하는 극저온 연삭은 액체 질소와 같은 극저온 유체를 사용하여 재료를 매우 낮은 온도로 냉각한 후 미세한 입자로 분쇄하는 특수 기술입니다.
이 방법은 저온에서 부서지기 쉬운 재료에 특히 효과적이며, 보다 효율적이고 효과적인 연삭을 가능하게 합니다.
극저온 연삭의 주요 이점으로는 휘발성 오일과 향의 보존, 제품 외관 개선, 변색 감소 등이 있습니다.
극저온 연삭은 열 발생, 산화, 재료 뭉침과 같은 기존 연삭의 일반적인 문제를 해결하여 재료를 극저온에서 연화시켜 상온 연삭의 단점 없이 쉽게 연삭할 수 있습니다.
7가지 핵심 포인트 설명
1. 극저온 연삭의 정의 및 기본 사항
극저온 연삭 정의: 극저온 연삭은 액체 질소(LN2)와 같은 극저온 유체를 사용하여 재료를 극저온으로 냉각시킨 후 미세한 입자로 분쇄하는 공정입니다.
극저온 연삭의 기원: '극저온학'이라는 용어는 그리스어 '크리오스'(차갑거나 얼다)와 '유전자'(태어나다, 생산하다)에서 유래했습니다.
극저온 연삭에 적합한 재료: 이 기술은 극저온 강철, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 폭발물, 향신료 등 다양한 분야에서 사용됩니다.
2. 극저온 연삭의 장점
휘발성 오일 및 풍미 보존: 향신료 가공과 같은 산업에서 극저온 연삭은 제품 품질에 중요한 휘발성 오일과 향료의 손실을 크게 줄여줍니다.
제품 외관 개선: 이 공정은 제품의 원래 외관을 유지하는 데 도움이 되며, 기존 연삭 과정에서 종종 발생하는 변색을 방지합니다.
열 손상 감소: 극저온 연삭은 연삭 중 온도를 제어함으로써 기존 연삭 공정의 일반적인 문제인 열 손상을 최소화합니다.
3. 극저온 연삭의 메커니즘
재료의 취성: 거의 모든 재료는 저온에 노출되면 부서지기 쉽습니다. 극저온 연삭은 극저온 유체의 차가운 에너지를 사용하여 연삭 공정 전과 공정 중에 재료를 취화시킴으로써 이 특성을 활용합니다.
주변 연삭 문제 극복: 기존 상온 연삭은 탄성 재료가 연화되고, 서로 달라붙고, 뭉쳐서 막힘과 효율 저하로 이어질 수 있습니다. 극저온 연삭은 재료를 연화시켜 이러한 문제를 해결하여 뭉치지 않고 미세한 입자로 쉽게 연삭할 수 있습니다.
4. 극저온 유체 사용
일반적인 극저온 유체: 드라이아이스와 액체 질소는 향신료 분쇄 산업에서 가장 많이 사용되는 극저온 제제입니다. 액체 질소는 -196°C까지 내려가는 극저온으로 인해 특히 효과적입니다.
재료 특성에 미치는 영향: 액체 질소로 재료를 냉각하면 재료의 특성이 변화하여 열과 산화의 단점 없이 더 잘 부서지고 더 쉽게 분쇄할 수 있습니다.
5. 응용 및 개발
향신료 가공 산업: 극저온 연삭은 향신료 가공 산업에서 향신료에 존재하는 향과 향료 화합물을 보존하기 위해 광범위하게 사용됩니다. 제분소 내에서 지속적으로 저온을 유지하여 향신료의 단위 질량당 향미 강도를 대부분 유지하는 데 도움이 됩니다.
냉각 시스템 개발: 저온 분쇄기의 개발에는 냉각 코일(증발기)을 설계하고 분쇄 챔버의 치수에서 계산된 냉동 부하에 따라 냉매와 컴프레서를 선택하는 것이 포함됩니다.
6. 기존 연삭과의 비교
에너지 효율: 기존 연삭에서는 총 적용된 에너지의 1%만이 연삭 공정에 사용되며 나머지 99%는 열로 손실됩니다. 반면 극저온 연삭은 극저온 유체의 차가운 에너지를 활용하여 연삭 공정을 더욱 효율적으로 만듭니다.
문제 해결: 극저온 연삭은 열 발생, 인장 응력 발생, 공구 수명 단축, 밀의 막힘 및 거밍, 산화 등 기존 연삭의 일반적인 문제를 극복합니다.
7. 실용적인 응용 분야
점탄성 및 플라스틱 소재의 미세 연삭: 극저온 연삭은 점탄성 및 플라스틱 소재의 미세 연삭에 특히 유용하며, 상온에서 연삭할 경우 에너지 소비와 비용 집약적인 경우가 많습니다. 액체 질소로 이러한 재료를 냉각하면 재료가 부서지기 쉬워져 더 효과적으로 연삭할 수 있습니다.
혁신적인 연삭 공장: 메서 그룹과 같은 기업들은 패들 스크류 쿨러가 장착된 혁신적인 연삭 플랜트를 사용하고 연삭 공정 중에 제품 품질을 유지하기 위해 극저온 액체 질소 또는 이산화탄소를 공급합니다.
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