Experimental and Theoretical Study on Silica Gel Regeneration

실리카 젤의 재생에 관한 실험적 및 이론적 연구

현재 선진국에서 널리 이용되고있는 곡물의 화력건조는 곡물의 품질을 손상시킬 뿐만 아니라 손실을 증가시키고 있다. 화력에 의한 건조는 또한 연료의 절약면에서 볼 때 역시 문제점을 내포하고있다.l 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 근래에는 실리카 젤과 같은 흡습성의 건조제를 사용한 곡물의 건조 실험이 진행 중에 있으며 좋은 결과를 보여주고 있다. 실리카겔은 그 자체무게의 40% 까지 동적 및 정적하에서 수분을 흡수하는 성질을 가지고 있으며 일단 포화상태가 되면 수천번 재생이 가능하다. 본 연구에서는 이와같은 실리카텍의 재생실험을 일차적으로 실내에서 공기의 온도를 일정하게 한 상태에서 실시하였으며 일반적으로 실리카 젤은 $300^{\circ}F$에서 완전재생이 가능하나 본 실험에서 사용된 재생온도는 평면식 태양열 집열기로부터 얻을 수 있는 $150^{\circ}F$ 내외에서 시도하였다. 본실험과 병행하여 건조중 공기와 실리카 젤의 에너지 및 질량변화에 따른 이론식을 만들어 주어진 여러 가지 조건에 대하여 4개의 미분방정식을 컴퓨터에 의하여 해결하였으며 건조(재생) 시간에 따른 공기의 온도와 흡습 및 실리카 젤의 함수량을 구하였다. 위의 이론적인 분석결과는 후에 태양열집열기를 이용한 재생실험을 분석하는데 적용될 것이다. 본 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 본 연구에서 유도한 이론식은 실리카 젤의 재생온도를 만족스럽게 표시하였으며 재생시간에 따른 공기의 온도와 흡습 및 실리카 젤의 함수량변화의 이론치는 실험치와 근사하였다. 2. 이론치와 실험치를 일치시키기위하여 흡착온도에서 산출된 열 및 질량 전달계수를 1/5로 조정 사용하였다. 3. 실리카 젤은 $120^{\circ}F$에서 9 %, $180^{\circ}F$에서 1% 내외로 재생이 가능하였다. 4. 본 연구에서 유도된 이론적 분석방법은 다른 여러 가지 형태의 물질 및 건조 또는 냉각 과정을 분석하는데 사용될 수 있다.