고치 말리기2

경북대학교 윤재수 명예교수
수천, 수만 kg을 한꺼번에 취급하는 제사공장에서는 기계를 사용하여 누에고치를 말려야 합니다. 누에고치를 생산농가에서 구입하여 와서 짧은 기간에 고치를 말려야 합니다. 많은 량을 다룰 수 있는 건조기계를 이용하게 됩니다.

고치 건조 기계의 구조는 고치를 받아들이는 수견실(收繭室), 가열 장치, 환기장치 및 공기 교란장치로 등으로 구성되어 있습니다. 수견실은 건조할 고치를 받아들이는 방으로 고치를 넣는 방식에 따라 여러 가지 형태를 가질 수 있습니다.

가열 장치란 건조에 필요한 열에너지를 방출하는 장치로서 화로 불꽃관에 의한 장치, 증기열 건조관, 전열을 이용하는 장치 등 여러 가지가 있습니다.

환기 장치는 공기를 예열실(豫熱室) 또는 직접 가열하는 장치로 보내어 온도가 높고 건조한 공기를 만들어 이 공기를 수견실로 보내어 고치층 및 번데기에 열에너지를 주어 수분의 증발을 촉진하는 한편, 실내에 만들어진 고온 습윤한 공기를 건견실 밖으로 내어보내는 작용을 하는 일련의 장치로서 이에는 기계력에 의한 것과 자연의 통풍력에 의한 것이 있습니다.

기계력에 의한 것이 자동화가 쉽고 건조시간을 단축시킬 수 있습니다. 현재는 능률이 뛰어난 건견기를 설치하여 고치 말리기를 합니다. 

고치의 건조 현상은 고치에 들어 있는 수분이 증발 작용으로 기화(氣化) 하여 버리기 때문에 이루어집니다.  액체의 증발 작용은 건조의 기본이 됩니다. 이 증발 작용은 외부의 기상 상태에 따라 변화가 많습니다.

같은 건조기, 동일한 온도, 동일한 원료견을 건조하여도 맑은 날과 비 오는 날에 따라 건견시간이 1시간 이상 차이나는 경우를 많이 경험합니다. 비 오는 날은 공기 중의 습도가 높고, 현존하는 수증기의 량이 많기 때문에 공기 중의 수증기압이 크기 때문입니다.

액체가 증발하여 일정한 용적 중에 포함되어 있으면 함유된 공기의 많고 적음에 따라 증기 차체의 기체 압이 생기게 됩니다.

기체 압은 무한정 커지는 것이 아니라 평형상태 즉 수분의 증발량의 다소는 공기의 건습에 따르는 것으로 건조한 공기 중에는 수분이 심히 증발하여 주위의 공기는 점차로 습윤하여지고, 온도에 따라 일정한 압력까지는 증발현상이 계속됩니다.

일정한 압력을 평형압(平衡壓)이라 하고, 평형압을 유지하는 상태를 평형상태(平衡狀態)라 합니다. 기체 압은 평형상태에 도달하여 일정하게 됩니다. 평형상태에 있는 증기를 포화 증기(飽和蒸氣)라 합니다.

또 증기의 압력을 포화증기압(飽和蒸氣壓), 또는 그 온도에서 증기 최대 장력(蒸氣最大張力)이라 합니다. 액체의 증발 장력은 그 증발이 진행되는 장소와 다른 기체의 유무와는 하등의 관계없이 동일합니다.

고치 속의 액체는 항상 증발하여 기화하고, 그 액체의 증기 장력과 평형압을 보유하려는 성질을 가지고 있습니다. 고치에서 생산된 생사의 수분율은 24℃인 겨우 60~70%의 상대습도 부근에서 평형 수분율은 10~11%입니다.

고치의 건조 상태의 변화는 각 부분이 균일한 함수율을 가지고 고치를 건조하면 고치의 조직 표면에 있는 수분의 증발이 생기고, 표면에서의 수분 농도가 감소합니다.

그러므로 표면과 내부 사이의 수분 농도의 차이를 일으키고, 수분은 농도가 큰 부분부터 작은 방면으로 확산되므로 그 뒤를 표면에 근접한 외층 중의 수분이 삼윤이동(滲潤移動)하고, 외층 중에 있는 수분의 감소에 따라 내부 습윤부(內部濕潤部)부터 외층으로 향하여 삼윤이동이 시작되어 점차 내부 중심까지 확대되어 갑니다.

고치의 건조되는 상태는 고치 내부에 함유하고 있는 수분이 고치의 조직을 통하여 표면까지 삼윤 이동하고 표면에 도달한 후 처음으로 증발 작용이 이루어져 고치의 표면을 싸고 있는 공기와의 경막(境膜)을 통하여 공기 중으로 확산하는 과정을 거치게 됩니다.

이때 고치의 조직에서 수분의 이동 현상을 내부확산(內部擴散), 표면에서의 증발현상을 표면증발(表面蒸發)이라 합니다. 이 두 가지 작용이 결합하여 고치의 함수량이 공기와의 평형수분에 도달할 때까지 건조가 계속됩니다.

이 두 가지 작용의 상호난이(相互難易)에 따라 어느 때는 표면의 증발이 건조의 요소가 되고 다른 때는 내부 확산이 주요 요소로 되어 건조 속도를 지배하게 됩니다. 원료 누에고치를 건조하는 경우에는 건조 온도가 높아서 건조 기간의 대부분이 감률건조(減率乾燥) 단계에로 건조가 완료됩니다.

생고치의 건조 기구에서 항율건조 단계가 짧은 까닭은 번데기에는 기름기가 많아서 건조 저항이 심하고, 고치층이 얇아서 전체 수분량에 비하여 적게 수분을 가지고 있는데 있습니다. 누에고치의 건조는 고치의 질에 나쁜 영향을 미치지 않는 한 온도를 높여주는 방법으로 건조하는 작업이 적용되고 있습니다.

※ 이 칼럼은 본지 편집방향과 다를 수 있습니다.
저작권자 © 메디팜스투데이 무단전재 및 재배포 금지