Matthew Coultas, Aflex Hose 사업 개발 매니저

오염, 용존 산소 유입, 탄산 손실, 계획되지 않은 유지보수로 인한 가동 중단은 오늘날 양조장이 겪고 있는 비용 상승의 원인이며, 이는 제품 폐기, 유통기한 단축, 고비용으로 인한 운영 문제로 이어지게 됩니다. 그러나 이러한 부담스러운 상황은 각 양조장 공정에 맞는 올바른 호스를 선택하는, 흔히 간과되기 쉬운 전략적인 결정을 통해 방지할 수 있습니다. 올바른 호스 기술을 적용하면 양조업체는 제품 품질을 일관되게 유지하고 세척 공정을 최적화할 수 있습니다.

원자재 하역과 생산 공정의 다양한 이송 작업부터 여과, 패키징, 고속 병입 및 캐닝 라인의 제품 이송에 이르기까지, 호스는 양조장의 전 과정에 걸쳐 사용됩니다. 그러나 호스 어셈블리는 단순히 제품을 이송하는 것 이상의 역할을 해야 합니다.
 
지난 20년 동안 CIP(Clean-in-Place) 및 SIP(Sterilise-in-Place) 공정은 과거 어느 때보다 더 빈번해지고, 더 연마성이 높은 케미칼을 사용하며, 더 높은 온도에서 작동하도록 진화하였습니다. 따라서 양조장용 호스는 케미칼 및 온도에 대한 내성을 바탕으로 반복적인 세정 사이클을 견뎌야 하며, 맥주 품질을 저해하지 않으면서 위생을 유지해야 하며, 신뢰할 수 있는 긴 수명을 제공해야 합니다.

양조장 어플리케이션에 이상적인 호스는 무엇으로 정의될까요?

양조장 어플리케이션 호스의 이상적인 특성은 다음과 같습니다:

• 비흡수성 – 나중에 맥주로 다시 용출될 수 있는 제품이나 세척 액을 흡수하지 않음
• 비용출성 – 라이너를 통해, 또는 감지되지 않은 라이너의 균열을 통해 제품으로 용출될 수 있는 접착제를 포함하지 않음 
• 무미·무취 – 풍미와 향 프로파일을 보존
• 바이오필름 형성에 대한 저항성
• 내부 세척이 쉬움
• 꺾임에 강하고 취급이 쉬움
• 긴 수명 – 빈번한 CIP/SIP 사이클에서도 유지됨
• 화학적 저항성 – 강산 및 강알칼리에 영향받지 않음 
• 60–85°C의 온수/세척액에 영향받지 않음

CIP 적합성

양조 작업에서 호스는 제품 이송, 반복 충진 및 연마성의 케미칼을 사용하는 세척 사이클에 노출됩니다. 유체가 닿는 표면은 오염물을 제거하고 박테리아를 사멸하기 위해 장시간의 CIP 공정에 정기적으로 노출됩니다. 이러한 세척 사이클은 매일 1시간 이상 지속되거나 제품 전환 때마다 수행되는 경우가 많아 호스에 상당한 스트레스를 가합니다. 호스 수명과 총소유비용에 가장 큰 영향을 미치는 것이 세척 공정인 경우가 많습니다. CIP 사이클의 지속 시간 또한 양조장의 생산성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

이러한 세척 작업에 사용되는 케미칼은 주로 오염물(식품 또는 음료 접촉 표면에 존재하는 불필요한 물질)의 특성에 따라 결정됩니다. 이러한 오염물은 주로 제품의 잔여물로 구성되지만, 공급 용수의 미네랄, 불용성 세제 잔류물, 미생물에 의해 형성된 끈적한 바이오필름, 먼지나 기계 윤활유와 같은 환경 오염물질도 포함될 수 있습니다. 이러한 오염물은 박테리아의 먹이가 되므로 반드시 제거해야 합니다.

양조장 환경에서는 효모와 박테리아가 보이지 않는 막을 형성할 수 있는데, 제거하기가 매우 어렵습니다. 따라서 인산, 질산 또는 염산과 같은 강한 산성 세척제와 살균제가 필요합니다.

오염물이 제거된 후에는 잔존 미생물을 처리하기 위한 살균이 필요합니다. 음료의 종류와 공정에 따라 스팀, 온수 또는 화학 살균제가 포함될 수 있습니다.

염소는 가장 널리 사용되는 화학 살균제이며, 액체 염소, 차아염소산나트륨 또는 무기 클로라민 형태로 적용될 수 있습니다. 용액 내에서 이들은 차아염소산(HOCl)을 형성하며, 그 효과는 pH, 농도, 온도 및 접촉 시간에 따라 달라집니다.

그 밖의 살균제로는 과산화물, 지방산, 4급 암모늄 화합물, 요오드가 있습니다. 이 모든 요소가 합쳐져 호스 재질에 극도로 가혹한 작동 환경이 조성됩니다.

표준 CIP 세정 및 살균 케미칼에 노출된 호스 평가 및 CIP 후 잔류 바이오필름 영역

니트릴 고무 호스는 구매 비용이 낮아 널리 사용되지만, 표준 CIP 세정 및 살균 케미칼에 노출되면 열화되기 시작합니다. EPDM 고무 호스는 니트릴보다 비싸지만 전반적인 화학 및 온도 저항성이 더 우수합니다. EPDM은 개선된 저항성을 제공하지만 여전히 사용 수명이 제한적입니다.

실리콘 호스는 유연성이 높고 고온에서도 잘 작동하며, 음료 충진 어플리케이션에 흔히 사용됩니다. 그러나 실리콘은 CIP 케미칼에 노출된 후 취화가 발생하고 열화 잔유물을 생성할 수 있으며, 이는 제품의 품질을 저하시킵니다.

FEP 라이너 고무 호스는 화학적 저항성이 높지만, 접착식 라이너는 특히 유연성이 높아야 하거나 작은 굽힘 반경이 필요한 어플리케이션에서 용출, 붕괴 및 피로 균열 위험이 있습니다.

Watson-Marlow Fluid Technology Solutions(WMFTS) 자회사인 Aflex Hose의 FaBLINE™ 호스는 케미칼, 온도, 세척 시간 등 모든 CIP 및 SIP 공정에 대한 저항성을 갖습니다. FaBLINE의 첨단 구조를 통해 양조장은 다음의 이점을 누릴 수 있습니다:

• 세척 효율 향상
• CIP 사이클 시간 단축
• 케미칼 및 유틸리티 사용량 절감
• 오염, 변질 및 리콜 위험 최소화

FaBLINE의 매끄러운 내경 PTFE 라이너는 제품 체류, 미생물 핫스팟 및 이송 후 잔류물 축적을 없애 오염물 제거 성능을 높이고 교차 오염 위험을 줄입니다.

고속 병입 요건

충진 및 패키징 라인 속도가 계속해서 증가함에 따라 예기치 못한 가동 중단 비용이 더욱 커지고 있습니다. 따라서 총 소유비용은 초기 호스 비용뿐만 아니라 다음과 같이 더 많은 요소를 고려해야 합니다:

• 호스 구매 및 설치 비용
• 비생산적인 추가 CIP 시간
• 손실되거나 규격을 벗어난 제품
• 유틸리티 및 케미칼 사용
• 생산성 저하
• 사업에 영향을 주는 제품의 오염 및 리콜의 위험성

호스 성능은 단순히 양조장에만 영향을 미치는 것이 아닙니다. 호스가 고장 나면 종종 장비 자체의 결함으로 인식되어, 충진기 제조업체의 평판에 직접적인 타격을 주게됩니다. 따라서 올바른 호스를 선택하는 것은 양조장과 충진기 제조업체 모두에게 중요합니다.

FaBLINE과 같은 PTFE 라이너 호스는 음료 패키징 기계의 요구사항에 대하여 PVC, 니트릴, EPDM, 클로로프렌, IIR, 실리콘 및 HDPE 호스보다 우수한 성능을 제공합니다.

FaBLINE의 구조는 캔 충진기의 반복적인 상하 운동에 이상적입니다. Aflex의 실험실 테스트(롤링 U-테스트 장비 사용) 결과, FaBLINE은 작은 굽힘 반경과 최대 작동 압력 조건에서 100,000회 이상의 반복 굴곡 사이클을 견딜 수 있는 것으로 나타났습니다. 이에 비해 일부 경쟁사 호스는 13,400회 미만의 사이클에서 파손되었습니다.

이상적인 호스 특성과 비교한 다양한 일반 호스의 구조별 성능

신뢰할 수 있는 호스, 용존 산소 문제를 줄일 수 있음

맥주를 캔, 병 또는 케그로 이송하는 패키징 공정 중에는 산소 유입의 위험을 줄이는 것이 매우 중요합니다. 일부 호스는 맥주 내 용존 산소(DO) 농도를 높여, 최종 제품의 맛을 떨어뜨리고 맥주의 유통기한을 단축시키는 원인이 됩니다.

DO(용존산소)가 10ppb(십억분의 일) 증가할 때마다 맥주의 유통기한은 한 달씩 단축되며, 본연의 풍미 또한 저하됩니다.

마이애미를 대표하는 유서 깊은 양조장 중 하나이자 쿠바의 깊은 역사적 뿌리를 지닌 Cervecería La Tropical은 FaBLINE을 도입하고 DO 문제를 해결함으로써 캔 생산 라인의 효율을 향상시켰습니다.

PVC 호스로 인해 캔 패키징 라인에서 산소 유입 문제를 겪은 후,La Tropical은 2023년에 블루 EPDM 커버와 Tri-clover 연결부가 장착된 FaBLINE(0.5")으로 교체했습니다.

La Tropical의 캐닝 라인에 설치된 12개의 FaBLINE 호스는 용존산소 수치를 50 ppb 감소시켜 거의 제로 수준까지 낮추었습니다. La Tropical은 또한 브라이트 비어 탱크에서 플래시 저온살균기까지 이미 탄산 처리된 맥주를 이송하는 공정에도 FaBLINE 호스를 사용하고 있는데, 해당 공정에서는 기존 EPDM 호스 사용 시 거품 발생으로 인해 탄산 손실 문제를 겪었습니다.

미국 펜실베이니아에 위치한 크래프트 맥주 및 사이다 생산업체 Wyndridge Farm 역시 유럽 도매업체에 공급할 21,000케이스 규모의 주문을 처리하는 과정에서 과도하게 높은 DO 수치를 긴급히 해결하기 위해 FaBLINE을 선택했습니다.

Wyndridge Farm은 생산 라인을 전반에 걸쳐 DO를 측정하며 문제를 진단했고, 캔 충진기에 사용된 실리콘 호스에서 산소의 유입이 발생한다는 것을 밝혀냈습니다.

FaBLINE 도입 하루 만에 DO 수치를 100-150 ppb에서 50 ppb미만으로 크게 낮출 수 있었고, 유럽 주문 물량도 예정대로 출하할 수 있었습니다.

유통기한 극대화를 위한 호스

FaBLINE는 PTFE 라이너가 굽힘의 바깥쪽에서는 팽창하고 안쪽에서는 압축되도록 설계되어 있습니다. 이를 통해 호스 전 구간에서 뒤틀림 없이 매끄러운 원형의 보어가 유지됩니다. 유체가 매끄럽고 일정하게 흐르도록 해 이송 과정에서 미세 기포 발생의 위험이 줄어듭니다.

PTFE 라이너는 또한 호스 벽을 통한 산소 유입을 줄이며, 강력한 CIP/SIP 내성으로 산소 유입을 유발할 수 있는 균열이나 투과층 형성을 방지합니다. 또한 외부 브레이드는 산소를 끌어들일 수 있는 호스의 팽창/수축을 방지하는데, 이는 이송 및 충진 단계에서 중요한 요소입니다.

FaBLINE의 이러한 틍성은 맥주의 산화를 억제하고 풍미와 유통기한을 보존하는 데 도움이 된다는 것이 입증되었습니다.

높은 가동 시간, 예기치 않은 작동 중단 시간 최소화

멕시코의 한 대형 양조장은 신뢰성, 위생 및 공급 연속성을 향상시키기 위해 FaBLINE을 도입했으며, 강력한 CIP 조건에서도 부정적 영향이 없는 것을 확인했습니다.

세계적으로 유명한 맥주를 생산하는 이 양조장은, 가동 초기부터 NBR(니트릴 부타디엔 고무) 호스를 사용해 왔습니다. 그러나 시간이 지나면서 제조업체와 현지 유통업체 모두로부터 기술 지원과 교체품 공급을 받을 수 없게 되었습니다. 미첼라다 스타일 맥주의 고품질 원료인 토마토 주스를 하역하는 데 사용하기 때문에 호스 성능, 청결성 및 내구성이 매우 중요한 요소입니다. 토마토 주스 하역이 완료된 후에는 고온수와 가성소다를 사용하는 CIP 공정을 통해 FaBLINE 호스를 세척합니다.

Watson-Marlow의 엔지니어링 팀과 양조장 유지보수 부서가 공동으로 수행한 상세 기술 평가를 거쳐, 식품 등급의 피팅이 적용된 Aflex FaBLINE 3”가 최종 선정되었습니다. 처음에는 시험 적용을 위해 한 개의 호스만이 공급되었으며, 1년 후에 추가 호스가 도입되었습니다. 도입 이후 양조장에서는 1개의 호스는 2년 동안, 2개의 호스는 1년 동안 고장 없이 안정적으로 운영되고 있다고 밝혔습니다.

FaBLINE은 매끄러운 내경의 고유량 호스구조로, 유연성과 피로 저항성을 제공합니다. FaBLINE의 비접착식 구조는 제품에 어떤 것도 용출시키지 않으며, 롤링-U 테스트에서 FEP 매끄러운 내경 호스 대비 최소 10배 이상의 피로 수명을 제공합니다. FaBLINE은 최소 굽힘 반경과 낮은 굴곡력을 제공하며, 설치가 쉽습니다.

스위스의 크래프트 양조장 Dr. Gab’s는 FaBLINE으로 교체한 후 기존 고무 호스 대비 가동 시간, 신뢰성 및 공정 안전성을 크게 향상시켰습니다. 이전에 사용하던 고무 호스를 사용할 때 Dr. Gab’s는 호스 불량 및 파열을 겪었고, 그 결과 과도한 세척 작업과 제품 손실이 이어졌습니다. 

그 결과 Dr. Gab’s는 탄산 주입기로 맥주를 이송하는 공정 전반에 FaBLINE 호스를 적극적으로 도입하게 되었습니다. 현재 Dr. Gab’s는 25개 이상의 FaBLINE 호스를 구매해 최종 탄산화와 같은 까다로운 어플리케이션에 주로 활용하고 있습니다. 탄산이 첨가된 맥주는 고압 상태에서 병입 라인으로 이송됩니다.

가동 시간, 위생, 긴 수명을 위해 설계된 솔루션

유연하고 꺾임이 없는 FaBLINE 호스는 뛰어난 위생성과 신뢰성, 그리고 타 호스 대비 긴 수명으로 전 세계 다양한 양조 공정에서 사용되고 있습니다.

1년, 2년 또는 심지어 3년마다 호스를 교체하는 양조장이라면, 이제는 더욱 경제적이고 위생적인 솔루션을 고려할 때입니다. 가동 중단, 제품 손실 및 세척 효율까지 포함한 전체 운영 비용을 고려하면, FaBLINE은 빠른 투자 회수와 장기적인 운영 안정성을 제공합니다.

FaBLINE 호스는 양조업체에 다음과 같은 이점을 제공합니다:

• 비흡착성 PTFE 라이너 적용으로 오염 위험 제거
• CIP에 탁월한 화학적 저항성으로 세척 시간 단축 및 제품 변질 위험 감소
• SIP를 위한 높은 내열성
• 유지보수가 필요 없는 위생적인 PTFE 라이너 크림프 피팅
• 용존산소 유입 및 탄산 손실 방지
• 탁월한 사용 수명으로 가동 중단 단축 및 교체 비용 절감
• 뛰어난 유량 성능을 통해 적재/하역 시간 단축, 압축 비용 절약
• 유연하고 꺾임에 강한 취급성
• 최소 굽힘 반경과 낮은 굴곡력

FaBLINE 호스 어셈블리에 대해 알아보기