뮌헨기술대학(the Technische Universitaet Muenchen: TUM)의 양조 엔지니어들은 맥주 제조에서 에너지 균형을 향상시키기 위해 노력하고 있다. 엔지니어들은 양조 동안에 에너지를 20% 이상 줄일 수 있는 새로운 공정 결합을 고려하고 있다. Weihenstephan 과학자들은 뮌헨에서 9월 14-19일 동안에 개최되는 음료 상업전시회에서 에너지절약 아이디어의 핵심을 보여줄 것이다.

100년 이상 “우리는 쇠 주전자 없이는 양조할 수 없다.”라는 하나의 기본적인 지침이 모든 양조장에 계속 적용되어 왔다. 강한 쇠 주전자는 소위 “맥아즙”으로 식히기에 필요한 110~160oC의 온도를 낼 수 있다. 이 공정은 굉장히 많은 에너지를 필요로 한다. 전통적인 양조 공정에 필요한 에너지의 거의 절반인 45%가 정확하게 맥아즙 공정에 사용한다. 이는 엔지니어들이 현재 여러 해 동안 양조하는데 열 및 전기 소비를 감소시키기 위한 해결안을 찾고자 하는 이유이다. 하나의 접근방법은 열과 전력을 동시에 발생하기 때문에 상당히 에너지 효율적이며 친환경적인 열병합 발전을 사용하는 것이다. 그러나, 이 기술은 양조장에는 적합하지 않은 것으로 판명되었다.

열병합 발전은 전력과 열을 동시에 발생하지만 온도가 90oC까지만 올라간다. 맥아즙을 끓이는 것은 적어도 110oC의 온도가 필요하다. 이 단점을 고치기 위해서 뮌헨기술대학 자원에너지기술연구원의 엔지니어들은 2008년 8월부터 열심히 연구하였다. 그들은 열병한 발전소를 소위 “제올라이트 저장 시스템”과 결합시켰다.

이러한 저장 시스템은 2-3 밀리미터의 지름을 가지는 제올라이트 구와 열화학적으로 작동한다. 제올라이트의 다공성 펠렛은 실리케이트 광물로 만들어져 있으며 우수한 열저장 특성을 가진다. 1그램의 제올라이트는 500 제곱미터의 내부구조를 가진다. 기공은 물을 흡수하여 가득 차 있다. 제올라이트가 가열되면 구는 건조된다. 즉, 저장 시스템이 충전된다. 물이 다시 첨가되면 제올라이트 구는 250oC까지 열을 방출한다. 뮌헨기술대학 엔지니어들은 이 열화학적인 원리를 양조장에 열병합 발전을 적용하였을 때 90oC에서 110oC로 올리기 위해 부족한 20oC의 열을 얻는데 이용하고자 한다.

결론적으로 연구원들은 생산공정에서 비어있는 시간대를 사용하려고 한다. “밤에 중간 크기의 양조장은 에너지를 거의 필요로 하지 않는다. 이때에 우리는 열병합 발전에서 나오는 사용하지 않는 열을 제올라이트 저장 시스템에 축적시켜 놓을 수 있다. 낮 동안에 맥아즙을 끓이기 위해 높은 온도가 필요할 때 단추를 부가적인 열이 “열 투입”의 단추를 누름으로써 전체 시스템으로 거의 동시에 투입될 수 있다.”라고 프로젝트 책임자인 Winfried Russ 박사는 말한다. 이는 자원 효율적이고 에너지 절약 맥주를 생산하게 해준다.

새로 결합된 생산 사슬은 컴퓨터 시뮬레이션에서는 이미 완벽하게 작동하며 실제적인 실험이 현재 진행 중에 있다. 뮌헨기술재학의 연구원들은 아헨 RWTH과 협력하여 처음으로 Weihenstephan에 양조공정을 시뮬레이션 하기 위해 새로운 장비를 결합한 시험 스테이션을 설립하였다. Winfried Russ은 결과가 나오기를 매우 기다리고 있다. “우리는 이 시스템이 잘 작동할 것이라는 것을 알고 있다. 우리가 모르는 것은 단지 얼마나 많은 에너지를 절약할 수 있는가에 대한 것이다.” 연구원들은 적어도 10%는 절약을 할 수 있을 것으로 생각하고 있다.

두 번째 단계로서 뮌헨기술대학 연구원들은 전체 양조 공정에 대한 에너지 균형을 모델링하고자 한다. 병입 시설뿐만 아니라 세척 시스템, 양조 시설, 발효 방, 저장 창고에 모두 160oC이상의 스팀을 사용하는 대신에 단지 90oC로 모두 가열할 수 있다. 연구원들은 이를 고려하여 부가적인 폐열 활용도 고려하여 에너지 절약을 20%까지 할 수 있다고 계산한다. “이는 지난 10년 동안에 양조 산업에서 얻어졌던 모든 에너지 효율화에서 얻은 전체 절약량 이상이다.”라고 Russ는 말한다. 이 실험은 2011년 중반까지 진행될 것이다. 소형 및 중형 크기의 양조장들은 연구결과들을 매우 기다리고 있다. 잠재적인 활용 예정자들은 앞으로 추진될 파이럿트 프로젝트에 관심을 보이고 있다.

몇 년 이내에 우리가 진짜로 “에너지 효율적인 맥주”를 마시게 될 것이며 녹색 마음을 즐길 수 있게 되리라는 것을 기대하는 것은 당연하다. 관련 기술은 2009음료 상업전시회에서 9월 14-19일에 발표될 것이며 뮌헨기술대학의 Weihenstephan 연구원들은 제올라이트 저장시시템을 선보일 것이다. 관심 있는 사람들은 라임에 있는 뮌헨 트레이드 전시센터 부스 335를 오전 9 ?오후 6 에 방문하기 바란다.

http://www.azom.com/news.asp?newsID=18843

제공 : kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2009.09.09 17:46

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