절삭유는 금속제품 가공공정에서 발생하는 열의 냉각과 윤활작용의 증대를 목적으로 사용되고, 장기간 사용시 세균과 박테리아의 번식으로 부패가 진행되며, 부패로 인한 악취발생 및 절삭능력의 감소시 전량 폐기하게 됩니다.
절삭유의 폐기원인
1) 미생물에 의한 절삭유의 부패 (악취발생)
2) 미생물 성장에 의한 색상의 변화 (유백색→청회색 및 황적색)
3) 미생물 성장에 의한 유분분리 및 방청성분 감소 (방청성분을 영양분으로 미생물 성장)
4) 기타 (칩제거, 탱크청소, 열화에 의한 가공성 감소 등)
상기와 같이 절삭유 교체의 원인 중 대부분은 세균이나 박테리아와 같은 미생물이 절삭유 속의 유분을 영양분으로 하여 성장하면서, 절삭유 고유의 성분을 파괴하고 악취를 발생시키며 세균성 피부염, 두통등을 유발시켜, 작업환경의 악화와 작업능률의 저하를 가져오게 됩니다. 또한, 폐기처리시 막대한 폐기물 처리비용이 소요되어, 제품원가 상승을 초래하게 됩니다.
이러한 문제점을 해결하고자 본사가 연구, 개발하여 특허 등록한 절삭유 살균장치는 낮은 고주파저전압에서 발생하는 저온플라즈마 방전을 이용한 중산소 발생장치로서, 중산소의 강력한 산화력과 탈취력으로 절삭유 속의 박테리아를 살균처리하고, 악취발생물질을 완전히 산화분해하여 탈취시킴으로써 절삭유의 수명을 연장시켜, 원가절감과 생산성 향상의 효과로 기업의 경쟁력을 강화시키면서, 폐기물 발생량의 감소와 절삭유의 재활용 등으로 환경친화적인 기업경영을 이룩할 수 있습니다.
중산소(오존)의 생성 원리
공기중에서 전기적 방전이 이루어질 때, 공기중의 산소분자(O2)는 산소원자(O)로 분해되고 다른 산소분자(O2)와 산소원자(O)가 반응하여 오존(O3)을 생성한다.
오존의 기능
오존이 가지는 최대의 장점중의 하나는 물질에 대한 엄청난 산화력이다. 오존의 산화력은 염소의 산화력에 약 수천배 정도이고 살균력도 약 3~6배 정도 강하다. 과잉의 오존은 위험성이 있긴 하지만 지구상에서 가장 효과적인 물질임은 분명하다.
결합력이 약해 불안정한 원자인 오존의 세 번째 원자는 오존 분자에서 분리되려는 성질이 강해 다른 물질에 부착되고 그 물질을 분해하거나 산화시킨다. 동시에 원래의 오존 분자는 산소 분자로 전환된다. 화염이 유기물을 산화시켜 어떤 물질에서 다른 물질로 변화시키듯이, 오존은 산화과정을 통해 분자를 파괴한다. 오존의 유기물에 대한 산화력, 공기 정화능력, 박테리아, 조류, 균류, 악취에 대한 파괴력은 의심할 여지가 없다. 오존이 수용성 절삭유의 살균에 적절하게만 적용된다면 매우 유용할 것이다.
살균정화장치 설치시 기대효과
1) 절삭유 폐기시 발생하는 폐기물 처리비용의 감소
2) 교체에 따른 절삭유 구매비용 감소
3) 악취발생 방지로 작업능률 및 생산성 향상
4) 절삭유 교체에 따른 생산설비 가동중지시간 감소로 설비 가동률 향상
5) 세균 및 바이러스에 의한 직업병예방
6) 음이온 발생으로 작업환경 개선
악취제거 및 멸균실험
1) 산업기술 연구원 : 절삭유 살균장치 성능검사
본 절삭유 살균장치 설치의 주요목적은 절삭유 부패의 원인이 되는 미생물의 제거 및 미생물의 불활성을 위한 것이다. 그리고 절삭유 성능저하의 가장 큰 원인은 미생물에 의한 부패이므로 절삭유 중 미생물의 증식만 지속적으로 제어할 수 있다면 장기간 동안 절삭유의 교환없이 사용이 가능 할 것으로 판단된다.
※ 실 험 결 과
살균능력이 뛰어날 뿐만 아니라 냄새제거에도 효과가 있는 것으로 나타났다. 절삭유 중에서 성장하는 미생물은 절삭유 살균장치로 완벽하게 처리가 가능하며, 냄새제거 효과도 있어 작업환경의 개선에 기여할 것으로 생각된다. 또한, 절삭유를 계속적으로 순환하여 사용하기 때문에 연속적으로 작동하여 절삭유를 폭기시키면 살균효과는 더욱 클 것으로 판단된다.
< 균주 및 부패취의 접촉시간별 살균능력과 제거표 >
세균의 종류 | 접속전 | 제거율(%) | 접촉 | 살균가스 농도 | 비 고 |
| 대장균 | 105 CELL | 100 | 5초 | 0.35 ppm | 미생물 |
| 감기 바이러스 | 105 CELL | 100 | 5초 | 0.35 ppm | 미생물 |
| 곰팡이 | 106 CELL | 100 | 20분 | 0.5 mg/l | 세균 |
| 살모넬라균 | 107 CELL | 100 | 10초 | 0.5 mg/l | 세균 |
| 암모니아 NH₃ |
| 후각감지불능 | 10분 | 0.9 mg/l | 육류부패취 |
| 황화수소 H₂S |
| 후각감지불능 | 5분 | 0.9 mg/l | 절삭유 |
| 트리메틸아민(CH₃)₃N |
| 후각감지불능 | 7분 | 1.2 ppm | 어류부패취 |
| 개전성 간염바이러스 | 105 TCD | 100 | 10초 | 2.0 ppm | 미생물 |
| Bacillus cereus | 105 TCD | 99.99 | 10분 | 2.0 ppm | Bacillus속 포자 |
| Aspergillus usami | 105 TCD | 99.99 | 10분 | 0.3~0.5 ppm | 사상균 |
| Candida paracreus | 105 TCD | 99.99 | 10분 | 0.3~0.5 ppm | 효모균주 |
2) 국립 보건환경연구원 : 살균실험
접수번호 | 품 명 | 일반세균수(CFU/ml) | 비 고 |
민 33 | 절삭유 ( 처리 전 ) | 6.5 X 105 |
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민 33 | 절삭유 ( 처리 후 ) | 음 성 | |
민 33 | 페인트 도장수 ( 처리 전 ) | 6.5 X 105 | |
민 33 | 페인트 도장수 ( 처리 후 ) | 음 성 |
살균정화장치 사용시 절삭유 성능변화 실험
1) 산업기술 연구원
오존에 의하여 살균효과 및 냄새제거 효과가 크다고 하더라도 절삭유의 기본 성질이 변화된다면 또 다른 문제점으로 작용하므로, 오존처리 후 절삭유의 성질변화 유'무를 확인하기 위하여, 실험을 실시하였다.
실험방법: 20L용기에 5%희석액을 각각 15L씩 붓고, 용기 하나는 그대로 정치시키고, 나머지 하나는 24시간 폭기 후 절삭유의 상태변화 여부를 비교분석 하였다.
분석결과: 살균기로 폭기 후 절삭유의 성능 및 성질의 변화는 없었으며, IR분석실험 결과에서도 절삭유의 성질변화는 없는 것으로 나타났다.
구 분 | 정치액 | 폭기 후 | |
외 관 | 유백색 에멀젼 | 변화없음 | |
pH | 9.6 | 변화없음 | |
| 생 균 수 | Bacteria | 생성없음 | 변화없음 |
Fungi | 생성없음 | 변화없음 | |
절삭유 농도 ( Brix % ) | 5 | 변화없음 | |
염소이온 농도 ( ppm ) | 12 | 변화없음 | |
방청성능 | 1 시간 | 녹 발생 없음 | 변화없음 |
2 시간 | 녹 발생 없음 | 변화없음 | |
3 시간 | 녹 발생 없음 | 변화없음 | |
6 시간 | 녹 발생 없음 | 변화없음 | |
12 시간 | 녹 발생 없음 | 변화없음 | |
2) 절삭유 제조업체 : B화학
절삭유 원액과 부패절삭유를 중산소로 멸균처리한 후 실시한 비교실험에서 양호한 결과를 보임.
실험방법: 20L 캔에 5% 희석액을 각각 15L씩 붓고 한 쪽에는 그대로 정치시키고, 다른 한 쪽에는 오존발생기를 작동시켜 24시간동안 지속적으로 작동시킨 후 절삭유 상태를 비교하였다.
3) 절삭유 제조업체 : S석유
수용성 절삭유의 경우 곰팡이와 박테리아의 증식을 억제할 경우 보충유만으로 유지가 가능할 정도로 절삭유의 수명을 장기간 연장시킬 수 있습니다.
수용성 절삭유의 첨가제
BASE OIL : 절삭유 제조를 위한 기유
유 화 제 : 기유를 물에 잘 유화시키기 위한 첨가제
방 청 제 : 녹방지를 위한 첨가제
극 압 제 : 극압성을 주기 위한 첨가제
내마모제 : 공구의 내마모성을 주기 위한 첨가제
소 포 제 : 절삭유의 기포를 방지하기 위한 첨가제
COUPLING AGENT : 첨가제간 조화를 위한 첨가제
살 균 제 : 박테리아와 곰팡이류를 죽이는 첨가제
기타 첨가제
구 분 | ISFO - SI | ISFO - TW | ISFO - CF | ISFO - SM |
정격전압 | AC 220(440) V | AC 220(440) V | AC 220(440) V | AC 2209440) V |
전 류 | 0.2 A | 0.3 A | 0.2 A | 0.2 A |
주 파 수 | 60 Hz | 60 Hz | 60 Hz | 60 Hz |
정격소비전력 | 60 W | 100 W | 250 W | 60 W |
오존발생량 | 0.4 g/hr | 0.4 g/hr x 2 EA | 0.4 g/hr | 0.4 g/hr |
오존 농도 | 0.02~0.03 ppm | 0.02~0.03* ppm | 0.02~0.03 ppm | 0.02~0.03 ppm |
살균 용량 |
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크 기 |
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| 중 량 | 60 kg | 70 kg | 80 kg | 5 kg |
기타사항 ① 살균용량은 설치조건에 따라 조절 가능
② 중산소 발생기는 적용설비에 따라 규격변화 가능
③ 하자보증 기간 : 1년
절삭유 집중 TANK가 설치된 경우
다량의 절삭유를 사용하는 공장에서는, 일반적으로 오염된 절삭유는 절삭유로부터 불순물이나 금속 칩을 분리하기 위해 하나 또는 몇 개의 장소에 모이고, 설비로의 공급을 목적으로 하는 저장고에 저장된다.
이러한 경우, 저장고에서 살균작용이 행해지고 살균된 절삭유는 각각의 작업장소에 공급된다.
오존 발생기에 의해 생성된 인공 오존은 저장고에 직접적으로 주입되므로 이러한 설비는 대규모 공장에 적합하다.
절삭유 집중TANK가 설치되지 않는 경우
몇몇의 공장에서는 공간의 부족이나 절삭유의 다양성으로 인한 문제점 때문에 집중TANK가 설치되어 있지 않거나 설치 할 수 없다.
이런 경우, 오존 살균장치는 각 금속 가공 기계 옆에 설치된다.
오염된 절삭유는 살균장치에 부착된 흡입펌프에 의해 흡입되어 소형 살균실로 공급된다. 흡입된 절삭유는 살균실에서 오존과 함께 분사된다.
이러한 설비에서는 흡입펌프, 살균실 그리고 오존 발생기는 공작기계의 부속설비처럼 작용한다.
