응집

응집(agglomeration)은 용액 중에 분산되어 있는 콜로이드 입자들의 인력으로 말미암아 용액상에서 비분산성 형태로의 상분리(phase separation)를 의미한다.¹⁾ 응집은 agglomeration, coagulation, 그리고 flocculation 등으로 다양하게 불린다. 응집은 용액상 콜로이드의 거동을 뜻하므로 용액상에서 용해된 물질이 고체 침전물을 형성하는 침전(precipitation)과는 별개의 용어이다.

입자의 응집 현상 모식도, 입자들이 응집하면 결과적으로 젤 형태의 망 구조체를 형성한다()

목차

응집과 퇴적(sedimentation)은 식수를 제조하는 정수 기술(water purification technology)과 오수를 처리하는 하수 처리 기술(sewage treatment technology)에 적용되는 주요 원리이다.

폐수 처리 과정에 응용되는 응집(flocculation) 현상()

토목공학에서 응집은 점토(clay), 고분자 혹은 작은 입자가 모여 특정한 구조를 만드는 것을 의미한다. 특히 점토 슬러리(비중이 1보다 큰 곤죽 형태의 용액)는 교반을 멈추게 되면 쉽게 응집이 일어나기에 시멘트를 만드는 데 사용된다.

응집은 치즈 제조에 중요하다. 그 이유는 치즈를 만들 때, 우유의 응고, 즉 우유 속 물질의 응집이 일어나는 응유 과정이 치즈 품질 결정에 매우 중요하기 때문이다. 또한, 응집은 치즈 제조 후 남는 폐수 처리에도 응용되는데, 이때 사용되는 응집 유도제는 황산 철(II)(FeSO₄), 황산 알루미늄(Al₂(SO₄)₃), 그리고 염화 철(III)(FeCl₃) 등이 있다.

양조(brewing)에서 응집은 발효 과정(fermentation)을 제어하여 주류 품질에 큰 영향을 미친다. 양조에 사용되는 미생물인 효모를 콜로이드 입자라 생각하고 이들을 응집시키면, 상분리를 통해 응집체는 발효조 상부에 떠 있거나 하부에 가라앉게 된다. 맥주 양조에서는 발효조상 효모 응집체의 위치에 따라 상면발효[주로 에일(ale) 맥주]나 하면발효[주로 라거(lager) 맥주]로 나뉘어 맥주의 맛과 풍미가 달라진다.

풀림(deflocculation)은 응집의 역반응으로 해교와 'peptization'이라고 부르기도 한다.

1. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the 'Gold Book'). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). Online version (2019-) created by S. J. Chalk. ISBN 0-9678550-9-8 . .