[수분흡수 설계] 실제품을 통해 살펴본 수분흡수 개선 방안

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2009.06.15 / 2019.12.24
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목차: 1. 소개 및 평가

2. 무기재료 소개
ㄱ. 물먹는 하마
ㄴ. 제습 냉방 시스템

3. 유기재료 소개
ㄱ. 기저귀
ㄴ. 테라코템

4. 총괄적 설계

5. 후기

본문내용: . 조원 소개 및 평가

우선 우리 조는 세 개의 팀으로 나누어 설계를 하기로 하였습니다. 세 팀으로 나누어 각각 자신이 맡은 제품을 조사해보고 제품의 문제점을 예상해보고 그것을 보안하는 과정에서 흡수성 제품에 대한 총괄적인 개선 및 설계를 생각해보고자 하였습니다.

조원 평가서

모두 무난하게 자신이 맡은 일을 소화해냈고 누가 더 많은 일을 맡았던가 그러한 점은 없었습니다. 다들 골고루 열심히 설계과목을 수행했다고 생각합니다. 조원 모두를 만점으로 평가합니다.

2. 무기재료 소개

탄소를 포함하지 않는 무기물로 되어있는 수분흡수성 무기물에 대해 알아보자. 먼저 공기 중의 수분을 흡수하는 건조제의 개념과 종류, 응용을 간략하게 소개하겠다. 다음으로 건조제를 원료로 우리 주변에서 사용되고 있는 제품인 물먹는 하마와 제습냉방시스템에 대하여 구체적으로 알아보는 순서로 진행할 것이다.
1. 건조제(Desiccant)란 무엇인가?
건조제란 수분과 반응하여 수분을 고착시키는 화학적 작용과 수분을 흡착 또는 흡수하는 물리적 작용으로 대별된다. 전자의 예로는 염화칼슘이나 황산구리 등이 있는데, 수분을 결정수(結晶水)의 형태로 흡수하여 각각 CaCl2 •6H2O, CuSO4 •5H2O가 된다. 후자의 예로는 실리카겔 •산화알루미늄(알루미나) •제올라이트[沸石] 등이 있는데, 이들은 큰 표면적을 이용하여 수분을 다량으로 흡착한다.
2. 건조제의 종류와 일반적 사용
건조제의 종류는 대단히 많으나, 산화칼슘이나 오산화인과 같은 산화물, 진한 황산이나 수산화나트륨 등의 산이나 염기, 금속 나트륨 등의 금속 등으로 대별된다. 염화칼슘은 기체 •액체 •고체의 건조에 가장 널리 사용되며, 흔히 6분자의 결정수를 갖고 있으므로 사용 전에 가열하여 탈수(脫水)시킨다. 오산화인은 가장 강력한 건조제로, 그 작용이 격렬하여 많은 수분을 일시에 흡수하며, 이때 심하게 발열(發熱)하여 유리기구 등을 깨는 일이 있으므로 주의해야 한다. 건조제를 사용하여 건조시킬 때 가장 중요한 일은 건조시키려는 물질에 알맞은 건조제를 선택하는 일이다. 건조제를 잘못 선택하면 물질과 건조제가 반응하는 경우가 많다. 암모니아 기체를 건조시키는 데 진한 황산을 사용하면 황산암모늄을 형성하기도 하고, 염화수소기체를 건조시키는 데 수산화나트륨을 사용하면 염화나트륨을 형성하는 경우 등이 그 예이다. 원칙적으로 물질이 중성이면 중성 건조제를, 산성이면 진한 황산과 같은 산성 건조제를, 알칼리성이면 수산화나트륨 등의 알칼리성 건조제를 사용하여야 한다.
건조제는 수분을 쉽게 흡수하고, 또 조해성(潮解性)인 것이 많으므로, 건조 조작은 수분흡수탑(水分吸收塔) •U자관 •데시케이터 •황산세척병 등 대기가 혼입하지 않는 밀폐된 용기 속에서 하고, 또 보존은 데시케이터나 마개를 꼭 막은 주둥이가 넓은 병에 넣어 밀봉해야 한다. 오랫동안 사용하여 건조 능력을 잃은 건조제는 건조제의 종류에 따라 적당한 온도로 가열하면 수분이 탈리(脫離)하여 재생된다. 과자나 김의 건조제인 입자 모양의 실리카겔에는 코발트 이온을 함유하는 청색의 것이 있는데, 이것이 수분을 흡수하면 분홍색으로 변색하여 사용한계를 나타낸다. 이것을 프라이팬에 넣어 가열하면 다시 청색으로 변색하여 재생된다.

<요약정리>
건조제 : 공기중의 수분을 흡수
Solid/Liquid type : Silical gel, zeolite, Activated alumina / CaCl2, LiCl, LiBr
재생 가능성 (열을 가해줌으로써 수분을 제거)

대표적으로 많이 사용한는 제습제는 실리카겔과 산화알루미나가 있다. 실리카겔은 일반 음식이나 유통용으로 산화알루미나는 공업용으로 많이 사용한다. 제습제는 수분을 흡수하는 성질이 있는데 밀폐된 공간에 제습제를 넣어두면 그 공간안에있는 수분은 많이 흡수하고, 이걸 재생도 할수 있는데 온도를 높여주면 흡수하고 있던 수분을 대기 중으로 방출하게 된다. 온도를 낮추면 다시 흡수하는 성질이 생기게 된다(시멘트

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