초순수(UPW) 관리 혁신 - 예측 유지보수, 역세척(백워싱 Backwashing) 최적화, 실시간 정량적 박테리아 모니터링을 통한 가동중단 시간 최소화
초순수(UPW) 생산 공정 개요
초순수(Ultrapure Water) 생산 공정은 매우 높은 순도의 물을 생성하기 위해 다단계 처리 과정을 거치며, 반도체, 제약, 발전소, 2차전지 생산 등 다양한 산업에서 핵심적인 역할을 합니다. 이러한 공정에서 더웨이브톡의 초소형 탁도 센서와 박테리아 센서를 적용함으로써 공정의 효율성과 신뢰성을 극대화할 수 있습니다.
노란색 박스로 표시된 공정,즉 Reverse Osmosis와 Ultrafiltration 그리고 TOC (총 유기탄소 제거) 라인에 더웨이브톡의 첨단 센서를 활용하면 초순수 시스템의 성능을 한층 향상시킬 수 있습니다.
The Challenge: 기후 변화 속에서 안정적인 초순수 공급 보장
기후 변화는 물 자원의 가용성과 품질에 심각한 영향을 미치며, 이는 초순수 공급의 안정성을 위협하는 주요 요인으로 작용하고 있습니다. 가뭄과 홍수 같은 극한 기후 현상은 원수의 확보를 불안정하게 만들고, 해수면 상승과 오염물질 유입은 원수 품질을 저하시켜 초순수 생산 공정의 효율성을 떨어뜨립니다. 이로 인해 반도체, 제약, 발전소, 2차전지와 같은 초순수 의존도가 높은 산업은 안정적인 생산과 품질 유지를 위한 리스크에 직면하고 있습니다.
특히, 반도체, 제약, 발전소, 2차전지와 같은 초순수 의존도가 높은 산업에서는 이러한 변화가 직접적인 운영 리스크로 이어지고 있습니다. 반도체 산업은 미세 공정에서의 오염 제어, 제약 산업은 의약품 품질 보장, 발전소는 설비 효율 유지, 2차전지 산업은 배터리 성능 확보를 위해 초순수가 필수적입니다. 하지만 기후 변화로 인한 물 자원의 불확실성은 이러한 산업 전반의 안정적 생산을 위협하고 있습니다. 결국, 초순수 공급 문제는 기후 변화로 인한 물 자원의 불확실성과 직결되어 있으며, 이를 해결하기 위해 새로운 접근과 기술적 혁신이 요구되고 있습니다.
The Solution: 탁도 및 박테리아 모니터링 센서를 활용한 첨단 초순수 관리 기술
기후 변화와 수질 관리의 도전 과제에 대응하기 위해, 초순수 공정에는 더웨이브톡의 첨단 센서 기술을 적용하여 효율성과 안정성을 극대화할 수 있습니다. 이는 초순수 생산 공정의 핵심 단계에서 혁신적인 해결책을 제공하며, 공정의 성능을 개선하고 비용 효율화를 달성하는 데 기여합니다.
RO 공정 - 실시간 완전성 시험 및 예측 유지보수
더웨이브톡의 초소형 탁도 센서는 RO 설비에 적용되어 RO 멤브레인의 무결성을 실시간으로 모니터링합니다. 센서는 정밀한 데이터를 기반으로 자동으로 테스트를 수행하며, 이를 통해 예측 유지보수(Predictive Maintenance)가 가능해집니다. 이 기술은 멤브레인의 성능 저하를 사전에 방지하고, 장비 수명을 연장하는 동시에 불필요한 유지보수 비용을 절감합니다. 안정적인 초순수 공급을 위한 핵심적인 기술적 기반을 제공합니다.
UF 공정 - 백워싱(Backwashing) 주기 최적화
UF 공정에서는 초소형 탁도 센서를 통해 각 모듈의 입출구에서 물의 탁도를 실시간으로 측정합니다. 수집된 데이터는 백워싱(Backwashing) 주기를 최적화하는 데 사용되어, 불필요한 물과 에너지 소비를 줄이고, 공정의 다운타임을 최소화합니다. 이를 통해 전체 시설의 운영 비용을 절감하고, 초순수 생산의 효율성을 높일 수 있습니다.
TOC 공정 - 실시간 박테리아 정량 분석
TOC 라인에서는 더웨이브톡의 박테리아 정량 분석 센서를 적용하여 기존의 비효율적인 배양법에서 벗어나 실시간으로 박테리아를 모니터링할 수 있습니다. 이 기술은 박테리아 오염 문제를 즉각적으로 감지하고 해결하며, 초순수의 품질 관리를 신속하고 정밀하게 수행할 수 있도록 돕습니다. 이는 기존 24시간 이상 소요되던 박테리아 정량 분석의 비효율성을 제거하는 획기적인 해결책입니다.
실제로 박테리아를 정량분석하기까지 100 CFU/mL의 경우 77% 정확도를 보유하고 있고 측정 시간은 1분 내로 측정합니다. 나아가, 95%의 정확도를 향상시키고자 한다면 최대 5시간 내로 결과값을 도출할 수 있습니다. 이는 24시간이 걸리는 기존 배양법보다 최소 4배 이상 빠른 시간 이내에 박테리아를 정량 분석할 수 있는 솔루션입니다. 고객사의 니즈에 따라 측정 시간과 LoD 간 최적의 균형점을 찾을 수 있습니다. 즉, 더 빠른 결과를 위해 LoD를 약간 높게 설정하거나, 더 낮은 농도(더 엄격한 LoD)까지 검출하기 위해 측정 시간을 늘릴 수 있습니다. 이를 통해 오염 문제에 신속하고 정밀하게 대응하며, 공정 안정성과 품질 관리를 한층 강화할 수 있습니다.
초순수(UPW) 관리에서의 산업 혁신과 지속 가능성 실현
기후 변화와 물 자원의 불확실성이 심화되는 상황에서, 초순수는 반도체, 제약, 발전소, 2차전지 등 다양한 산업의 운영과 경쟁력 유지에 필수적인 자원으로 자리 잡고 있습니다. 이러한 산업들은 초정밀 공정과 고품질 생산을 위해 안정적인 초순수 공급이 필수적이며, 이에 따라 효율적이고 지속 가능한 초순수 관리 시스템의 구축이 더 이상 선택이 아닌 필수 과제가 되고 있습니다.
더웨이브톡의 초소형 탁도 센서와 박테리아 모니터링 센서는 초순수 관리 공정의 전반적인 효율성을 크게 향상시키며, 각 산업의 운영 비용 절감과 공정 신뢰성을 강화할 수 있는 혁신적인 솔루션을 제공합니다. RO 및 UF 공정에서의 실시간 모니터링과 유지보수 최적화, TOC 공정에서의 신속한 박테리아 검출 기능은 생산성을 극대화하고, 시설의 다운타임을 최소화하며, 에너지와 자원 소비를 줄이는 데 기여합니다.
결론적으로, 이러한 기술적 혁신은 초순수 의존도가 높은 산업들이 기후 변화와 물 자원 부족 문제에 보다 효과적으로 대응할 수 있는 길을 열어줍니다. 이는 단순한 공정 개선을 넘어, 글로벌 시장에서 지속 가능한 경쟁력을 확보하고 산업적 혁신을 주도할 수 있는 새로운 기준을 제시합니다. 더웨이브톡의 센서 기술은 초순수 관리 시스템의 새로운 패러다임을 만들어가고 있으며, 각 산업의 미래 지향적 성장을 지원하는 핵심적 역할을 하고 있습니다.
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