코르크 마개는, 그의 오랜 전통, 낭만적 특징 및 기능적 장점에도 불구하고, 한 가지 불유쾌한 부작용으로 인해 명성에 상처를 받아 왔다. 병에서의 발생 퍼센티지는 높지 않지만, 코르크 오염(cork taint)이라 알려진 현상은 오염된 코르크에 의해 와인 애주가에게 좋지 않은 맛이 전달되고 그 결과 합성 물질 마개와 나사 뚜껑이 점점 더 많이 사용되고 있다. 와인 마개 가운데 코르크가 제 자리를 찾을 수 있도록, Diam Bouchage는 현장 레벨로부터 감독 제어와 통합 안전에 이르기까지 B&R 자동화 기술이 이용하여 세계 최초로 초임계 유체 추출 기술을 기반으로 하는 코르크 정화 프로세스를 개발하였다.
불쾌한 쓴맛이 나는 포도주, 곰팡이 슨 골판지 악취, 혹은 할머니의 오래된 지하실 냄새 등으로 불려 온 – 숨길 수 없는 코르크 오염 냄새는 와인의 맛을 변질시키고 마실 수 없는 상태로 만든다. 병입된 와인에 영향을 미치는 가장 일반적인 문제 중 하나인 코르크 오염은 와인 업체들이 대체 마개나 뚜껑에 의존하는 추세를 만들어내는 데 큰 역할을 해왔다. 그러나 와인 애호가들이 선호하는 와인 병에 나사 뚜껑이 씌워 있음을 발견하고 충격을 받는 것 이외에도, 대체 마개와 뚜껑이 다른 방식으로 향에 영향을 미칠 뿐만 아니라 장기적 숙성이 요구되는 와인에 기능적으로 적합하지 않다는 문제점도 제기되었다.
정통 와인 맛을 위한 첨단 기술
불유쾌한 부작용의 위험 부담 없이 코르크의 기능적 및 미학적 장점을 유지하기 위해, 프랑스의 선도적인 코르크 마개 제조사인 Diam Bouchage는 다른 150가지의 바람직하지 않은 냄새 분자들과 함께 코르크 오염의 주요 발생원인 트리클로로아니솔(trichloroanisole: TCA)을 추출하는 방법을 찾아냈다. 그 해답은 이산화탄소를 이용하는 초임계 유체 추출(supercritical fluid extraction: SFE)을 기반으로 하는 혁신적 프로세스 디아망(Diamant)이다. 초임계 이산화탄소는 또한 커피에서 카페인을 제거하고 향수나 방향유(芳香油: essential oil)를 추출하는 데도 이용되지만, 디아망 프로세스는 사상 최초로 코르크 정화를 위해 SFE를 적용하는 기술이다.
이러한 혁신의 성공은 Diam Bouchage를 극적인 생산 확장으로 이끌었으며, 스페인에 있는 기존 2개 공장 이외에도 Céret 본사에 새로운 코르크 정화 공장을 추가 건설하게 되었다. 이 공장은 디아망 프로세스를 이용하여 추가로 3,600 톤의 코르크 과립을 정화하여, Diam Bouchage의 전체적 용량을 연간 20억개의 코르크 마개, 또는 전세계 코르크 마개 생산량의 약 10%까지 증대시켰다. 정화 공장을 개발하게 된 중요한 측면은 주형과 성형으로부터, 표시, 코팅 및 마감 처리에 이르기까지 현장에서 수행되는 이후의 단계들을 완벽하게 통합하도록 하였다는 점이다. 그의 솔루션을 위해 Diam Bouchage는 오랜 기술 동반자인 오스트리아의 시스템 통합 업체이자 SFE 프로세스 구현을 전문으로 하는 공장 건설업체 Natex를 불러들였다.
APROL을 이용하는 유연한 공장 자동화
APROL 프로세스 제어 소프트웨어로부터 X20 현장 레벨 제어 시스템에 이르기까지 Natex는 전체 공장을 B&R 기술로 자동화하였다. 고도로 전문화된 기업으로써 Natex는 그의 고객을 위해 고속 프로세스 구현을 허용하는 유연성 있는 자동화 솔루션을 필요로 하였다. “우리 회사는 과거에 APROL를 두 개의 작은 규모의 파일럿 플랜트에 설치한 바가 있었기 때문에 B&R 시스템이 대규모 프로젝트에 대한 당사의 유연성과 신뢰성 요구를 충족시키리라는 것을 알고 있었습니다.” Natex의 전기, 계장 및 제어 시스템 수석 기술 책임자인 Harald Huber는 설명한다.
(오른쪽) 4대의 X20 PLC는 링 토폴로지로 32개의 POWERLINK 노드를 제어하는 반면에, X20 안전 PLC들은 SIL2에 적합한 안전 기능을 실행한다. (자료 제공: B&R)
중앙 집중식과 분산식 – 제어가 필요한 곳에서 제어한다.
X20 컨트롤러의 DTM 서버는 플랜트에서 사용되는 모든 HART 필드 장치에 대한 용이하고 완전한 접근을 제공하여, 보다 우수한 진단과 용이한 설정을 가능하게 한다. 이것은 고도로 동적인 서보 어플리케이션에서 높은 위치 결정 정밀도를 가능하게 한다. POWERLINK를 통해 제어되는 기기들 이외에도, APROL 시스템은 PROFIBUS를 기반으로 하고 펌프와 컴프레서에 이용되는 가변 속도 드라이브들도 또한 통합한다.
현장 운전과 유지보수 작업을 위해, B&R의 11대의 Power Panel T30 운전원 터미널은 플랜트 각지에 위치해 있다. 분산 감독 기능을 제공하는 것 이외에도, 이들은 플랜트 운전원들이 고압의 신속 응답 폐쇄 장치를 열고 닫는 것으로부터 각 추출기를 코르크로 채우고 추출기로부터 코르크를 제거하는 서브시스템을 가동하는 것까지 일련의 중요한 작업을 수행할 수 있도록 한다. 또한 유지보수 팀이 서비스 이후에 수행하는 컴프레서 시험도 지원한다.
고압 프로세스에 대한 페일 세이프(fail-safe) 제어
디아망 프로세스는 긴 시간 동안 지속적인 운전이 요구된다. 대단히 높은 가용성 요건을 충족시키기 위해, Natex는 B&R 시스템에 의해 제공되는 여러 가지 이중화 옵션을 활용한다. 이중화된 APROL 런타임 서버와 이중화된 이더넷 기반의 프로세스 버스 이외에도 SFE 플랜트 건설업자(Natex)는 또한 링 토폴로지로 된 POWERLINK를 이용하는 이중화된 제어 네트워크를 구현할 수 있었다. 이러한 솔루션은 플랜트의 운전 신뢰성을 극대화할 뿐만 아니라 유지보수 작업을 더욱 효율화 하는 제어 캐비닛의 핫 플러깅(hot plugging)까지 허용한다.
프로세스와 관련된 고압으로 인해 그리고 HAZOP 위험 분석에 대한 대응으로써, Natex는 추출기 상의 고압 신속 작동 폐쇄 장치가 포함된 일부 컴포넌트가 SIL 2를 충족시키도록 하였다. 다른 조치로는, 추출기를 열기 전에 추출기가 무압력 상태가 되고 플랜트의 나머지 부분으로부터 격리됨을 보장하도록 하였다.
Natex는 B&R의 X20 시리즈로부터의 안전 PLC와 안전 입출력 모듈을 이용하여 이러한 기능과 그 밖의 안전 기능을 구현하고, 감소된 배선과 보다 용이한 유지보수와 같은 통합된 안전성의 추가적 장점을 제공하였다. 그들은 또한 안전 관련 밸브에 필요한 근접 스위치를 연결하기 위해 X20 NAMUR 입력 모듈과 X20 안전 PLC에 의존하였다.
