저에너지형 기술에 에너지 재활용 확대

한국식품연구원(원장 직무대행 한규재) 유통시스템연구단 권기현 박사 연구팀은 저에너지형 에너지 재활용 기술을 적용한 차세대 친환경 수배송 시스템을 개발했다고 9일 밝혔다.

권기현 박사 연구팀은 상변화 물질(Phase Change Material)과 펠티에효과(Peltier effect)를 기반으로 기존에 냉장ㆍ냉동 탑차, 냉장 컨테이너 등을 활용한 고에너지형 시스템을 대체할 수 있는 에너지 재활용 시스템을 개발했다.

이번 연구를 통해 개발된 잠열재는 농식품의 유통 온도대를 각각 0, 5, 10℃로 세분화하여 기존 잠열재와 비교했을 때 잠열량은 약 40%(130j/g→219j/g) 증가했으며 재활용은 약 5배(100회→500회) 증가했다.

이 기술을 활용해 딸기, 인삼, 피망을 수배송 했을 때 겉모양뿐 아니라 속까지 오래 유지되는 것으로 확인됐다.

▲ 통합형 수배송 시스템 설계도
기존 시스템과 개발 시스템 비교 결과, 딸기의 경우 온도 유지시간이 1.5일에서 10일까지 연장됐고, 짓무름과 부패 정도는 기존 3일에서 12일로 연장됐다. 인삼의 경우 1.5일→28일, 부패는 7일→28일로 나타났다.

권 박사 연구팀은 이번 연구결과를 토대로 택배형(25ℓ)과 단체급식용(300ℓ)으로 구분하여 수배송 시스템을 설계ㆍ제작했다.

이 수배송 시스템으로 현장 실험을 실시한 결과, 기존 냉동기를 활용한 유통 장치보다 30%의 에너지비용 절감, 50% 이상 온도 유지시간 확보, 외관 및 내부 품위 유지 등의 효과가 있었다. 수배송 중 손실률은 35%에서 15%로 절감할 수 있었다.

이 기술은 국내 특허 출원 5건, 등록 3건, PCT 출원 1건 등의 성과를 도출했으며, 국내외 기술이전을 추진하고 있다. 또한, 현재 수출형 시스템을 개발하기 위해 2차 농림축산식품부에서 과제를 수주해 수행하고 있다.

권기현 박사는 “이번 연구결과로 식품 유통과정에서 에너지비용을 줄이고 온도 유지시간을 확보할 수 있어 앞으로 다양한 유통현장에 적용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

상변화물질(Phase Change Material) : 잠열재, 축열재, 축냉재, 열조절성물질로 이해할 수 있다. 상변화과정을 통해 많은 양의 열에너지를 축적하거나 저장된 에너지를 방출하는 물질이다.

펠티에효과(Peltier effect) : 다른 도체로 이루어진 회로를 통해 직류전류를 흐르게 하면, 전류의 방향에 따라 서로 다른 도체 사이의 접합의 한쪽은 가열되는 반면, 또다른 한쪽은 냉각되는 현상이다.

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