앞선 Part 33에서는 공정 조건을 계산했습니다. 원료가 얼마만큼 들어오고, 각 장비를 지나면서 온도와 압력이 어떻게 변하며, 최종적으로 얼마만큼의 제품이 나오는지를 Process Simulation을 통해 확인했습니다. 그런데 여기서 새로운 질문이 하나 생깁니다.“그래서 이 공장을 실제로 만들려면 장비가 얼마나 커야 하는가?” 공정도면 위에 그려진 Tank 하나, Pump 하나, Heat Exchanger 하나가 실제 공장에서는 어느 정도 크기가 되어야 하는지를 결정해야 합니다. 예를 들어 하루 100 ton의 맥주를 처리해야 한다고 가정해 보겠습니다. 그렇다면 단순히 “100 ton/day이니까 100 ton짜리 탱크를 설치하면 되겠지.”라고 생각할 수 있습니다. 하지만 실제 Process Desi..

앞선 Part 28에서 우리는 드디어 공정을 그리기 시작했습니다. 맥주가 원료 탱크에서 들어오고, 전처리와 알코올 분리 공정을 거쳐 최종적으로 무알코올 제품으로 나가는 흐름을 정했습니다. 그리고 Part 31에서는 한 가지 질문을 던졌습니다."맥주 속에 있던 성분들은 공정을 지나면서 어디로 이동하는가?" Material Balance를 통해 각 Stream의 유량과 조성을 계산했습니다. Part 32에서는 질문이 조금 달라졌습니다."그 과정에서 필요한 열은 어디에서 들어오고, 어디로 빠져나가는가?" Energy Balance를 통해 Heater와 Cooler, 열교환기 등에 필요한 열량을 계산했습니다. 그런데 여기에서 한 가지 문제가 생깁니다. 계산을 해보니 숫자는 나왔습니다. 그렇다면 이 숫자들이 실제..

맥주를 데우는 데 필요한 열만 계산하면 되는 걸까? 앞선 Part 31에서는 Material Balance를 살펴봤습니다. 맥주가 공장에 들어오고, 공정 안에서 알코올과 물, 기타 성분으로 나뉘고, 최종적으로 어떤 물질이 어느 Stream으로 빠져나가는지를 계산했습니다. 그런데 여기서 한 가지 문제가 생깁니다."맥주에서 알코올을 제거하려면 이 물질을 실제로 어떻게 움직이고 변화시켜야 하는가?" 물질을 분리하려면 대부분의 경우 에너지의 이동이 필요합니다. 예를 들어 맥주를 가열한다고 생각해 보겠습니다. 원료가 20℃인데 공정에서 60℃까지 가열해야 한다면 열이 필요합니다. 단순히 온도만 올리는 경우도 있지만, 알코올을 증발시키려면 이야기가 달라집니다. 액체의 온도를 올리는 데 필요한 열과 액체를 실제로 기..

앞선 Part 29에서는 맥주가 공장 안에서 어떻게 이동하는지를 Process Flow로 그려보았습니다. 원료에서 시작해 발효를 거치고, 알코올 제거 공정을 지나 최종 제품으로 이동하는 흐름을 하나의 선으로 연결했습니다. 그런데 엔지니어 입장에서는 한 가지 질문이 남습니다. “그래서 각 공정에서 물질이 얼마나 들어오고, 얼마나 나가는가?” 공정 배관을 아무리 정확하게 그려도 유량이 결정되지 않으면 펌프를 선정할 수 없습니다. 탱크 용량도 정할 수 없고, 열교환기의 Duty도 계산할 수 없습니다. 증류탑이나 막분리 설비를 설계하려고 해도 Feed와 Product의 조성이 필요합니다. 결국 Process Flow를 실제 설비로 바꾸기 위해서는 각 Stream에 숫자를 붙여야 합니다. 그 시작점이 바로 Mat..

지난 Part 29에서는 드디어 맥주가 공장 안에서 어떻게 이동하는지를 Process Flow의 관점에서 살펴보았습니다. 원료가 투입되고, 맥주가 만들어지고, 그리고 최종적으로 무알코올 맥주가 되어 제품 탱크로 이동합니다. 그런데 Process Flow를 한 장의 도면으로 그려놓고 나니 한 가지 문제가 눈에 들어왔습니다. “그래서 알코올은 도대체 어디서, 어떻게 빼는가?” 맥주에서 알코올만 쏙 빼내면 될 것 같지만 실제 공정에서는 그렇게 단순하지 않습니다. 맥주는 물과 에탄올만으로 이루어진 액체가 아니기 때문입니다. 맥주의 맛과 향을 만드는 다양한 휘발성 성분과 비휘발성 성분이 함께 존재합니다. 따라서 무알코올 맥주를 만드는 Separation Process의 핵심은 단순히 알코올을 제거하는 것이 아닙니..

지난 글에서는 드디어 우리가 만들고자 하는 공장의 Process Concept를 정했습니다. 맥주를 원료로 받아 그대로 무알코올 맥주로 만드는 것이 아니라, 기존 맥주의 품질을 최대한 유지하면서 알코올을 제거하는 공정을 구성하기로 했습니다. 그런데 여기서 엔지니어에게 또 하나의 질문이 생깁니다. “그래서 맥주는 공장 안에서 어디로 가는가?” 공정을 설계한다는 것은 장비의 이름을 나열하는 일이 아닙니다. Beer Tank가 있고, Pump가 있고, Heat Exchanger가 있고, Separation Equipment가 있다고 해서 공장이 완성되는 것은 아닙니다. 중요한 것은 이 장비들이 어떤 순서로 연결되고, 물질이 어떤 경로를 따라 이동하는가입니다. 바로 이때 등장하는 것이 Process Flow입니..