반응형
CA 냉장 방법은 농산물의 저장 수명을 연장하고 품질을 유지하기 위해 저장고 내의 기체 조성 (Gas Composition) 을 인위적으로 조절하는 냉장 기술입니다. 일반 냉장 방식 (온도 조절) 에 더하여, 산소 (O₂) 농도를 낮추고 이산화탄소 (CO₂) 농도를 높여 농산물의 호흡 작용 및 생리 활성 작용을 억제함으로써 신선도를 장기간 유지하는 것이 핵심 원리입니다.
1) 재래법 (Traditional Method)
- 원리: 재래법 CA 냉장 방식은 저장고를 밀폐한 후, 농산물의 자체 호흡 작용 을 이용하여 저장고 내부의 기체 조성을 자연적으로 변화시키는 방식입니다. 초기에는 일반적인 냉각 방식으로 저장고 온도를 낮춘 후, 저장고를 완전히 밀폐합니다. 밀폐된 공간 안에서 농산물이 호흡하면서 산소를 소모하고 이산화탄소를 배출하게 됩니다. 이러한 자연적인 호흡 작용을 통해 점차적으로 산소 농도는 감소하고 이산화탄소 농도는 증가하게 됩니다.
- 운전 방식:
- 저장고 밀폐: 농산물을 저장고에 넣고 문을 닫아 저장고를 최대한 밀폐합니다.
- 초기 냉각: 일반 냉각 시스템을 이용하여 저장고 내부 온도를 저장 적정 온도로 빠르게 낮춥니다.
- 자연적인 기체 조성 변화: 밀폐된 상태에서 농산물의 호흡 작용에만 의존하여 저장고 내 산소 농도 감소 및 이산화탄소 농도 증가를 유도합니다. 별도의 가스 공급 장치는 사용하지 않습니다.
- 간헐적인 환기: 이산화탄소 농도가 너무 높아지거나 에틸렌 가스 등이 축적될 경우, 품질 유지를 위해 간헐적으로 환기를 실시하여 기체 조성을 조절하기도 합니다. 환기 시간 및 빈도는 경험적 데이터 또는 작물 종류에 따라 조절합니다.
- 특징:
- 간단한 설비 및 저렴한 초기 투자 비용: 별도의 가스 발생 장치나 정밀 제어 시스템이 필요 없어 설비가 간단하고 초기 투자 비용이 저렴합니다. 기존 냉장 시설에 밀폐 기능만 추가하면 비교적 쉽게 CA 저장고를 구축할 수 있습니다.
- 자연적인 방식: 농산물의 자체 호흡 작용에 의존하므로 인위적인 조작이 적고, 자연 친화적인 방식이라고 할 수 있습니다.
- 정밀한 기체 조성 제어 어려움: 기체 조성 변화 속도 및 최종 농도를 정확하게 예측하고 제어하기 어렵습니다. 작물의 호흡량, 저장 밀도, 저장고 밀폐 정도 등 다양한 요인에 따라 기체 조성 변화가 달라질 수 있습니다.
- 긴 시간 소요: 원하는 CA 조건에 도달하는 데 시간이 오래 걸립니다. 농산물의 호흡량 및 저장고 용량에 따라 수일에서 수주까지 소요될 수 있습니다.
- 저장 효과 제한적: 정밀한 기체 조성 제어가 어렵고, CA 조건 도달 시간도 길기 때문에, Generator 법이나 Oxtrol 식에 비해 저장 효과가 다소 제한적일 수 있습니다.
- 장점:
- 초기 투자 비용 및 운전 비용 저렴
- 설비 구조 간단 및 유지 보수 용이
- 자연 친화적인 방식
- 단점:
- 정밀한 기체 조성 제어 불가
- CA 조건 도달 시간 지연
- 저장 효과 상대적으로 낮음
- 작물 및 저장 환경 변화에 민감
2) Generator 법 (Generator Method)
- 원리: Generator 법 CA 냉장 방식은 CA 가스 발생기 (CA Generator) 를 이용하여 저장고 내에 CA 가스를 능동적으로 공급하고, 정밀 제어 시스템을 통해 저장고 내부의 기체 조성을 정밀하게 제어하는 방식입니다. CA Generator는 공기 중의 산소를 연소 또는 흡착 등의 방식으로 제거하고, 이산화탄소를 농도에 맞춰 생성하여 CA 가스를 만들어 저장고에 공급합니다.
- 운전 방식:
- 저장고 밀폐: 재래법과 마찬가지로 저장고를 밀폐합니다.
- 초기 냉각: 저장고 온도를 저장 적정 온도로 빠르게 낮춥니다.
- CA Generator 가동: CA Generator를 가동하여 설정된 농도의 CA 가스 (주로 저산소, 고이산화탄소 가스) 를 저장고 내로 공급합니다.
- 정밀 기체 조성 제어: 센서로 저장고 내 산소 및 이산화탄소 농도를 실시간으로 측정하고, 제어 시스템이 CA Generator 작동을 조절하여 설정 농도를 유지하도록 제어합니다. 필요에 따라 질소 가스 (N₂) 를 추가로 공급하여 산소 농도를 더욱 낮추기도 합니다.
- 스크러버 (Scrubber) 사용: 저장 중 농산물에서 발생하는 에틸렌 가스 및 과도한 이산화탄소를 제거하기 위해 스크러버 (활성탄 흡착 방식, 화학 흡수 방식 등) 를 사용하기도 합니다.
- 특징:
- 정밀한 기체 조성 제어 가능: CA Generator 및 정밀 제어 시스템을 이용하여 저장고 내 산소, 이산화탄소 농도를 매우 정밀하게 제어할 수 있습니다. 작물 종류 및 저장 조건에 최적화된 CA 환경을 조성할 수 있습니다.
- 빠른 CA 조건 도달: CA Generator를 통해 CA 가스를 능동적으로 공급하므로, 재래법에 비해 훨씬 빠른 시간 내에 원하는 CA 조건에 도달할 수 있습니다.
- 우수한 저장 효과: 정밀한 기체 조성 제어 및 빠른 CA 조건 도달 덕분에, 재래법에 비해 저장 효과가 월등히 우수합니다. 장기간 저장 및 품질 유지가 가능하며, 다양한 작물에 적용 가능합니다.
- 높은 초기 투자 비용 및 유지보수 필요: CA Generator, 정밀 제어 시스템, 스크러버 등 부가 설비가 필요하며, 초기 투자 비용이 높습니다. 또한, 정기적인 설비 점검 및 유지보수가 필요하며, 운전 비용도 재래법에 비해 높은 편입니다.
- 전문적인 기술 필요: 시스템 운전 및 유지보수에 전문적인 기술과 지식이 필요하며, 숙련된 운전 인력이 요구됩니다.
- 장점:
- 정밀한 기체 조성 제어 가능
- 빠른 CA 조건 도달
- 우수한 저장 효과
- 다양한 작물에 적용 가능
- 단점:
- 높은 초기 투자 비용 및 운전 비용
- 복잡한 설비 및 유지보수 필요
- 전문적인 운전 기술 필요
3) Oxtrol 식 (병용법, Oxtrol System - Combination Method)
- 원리: Oxtrol 식 CA 냉장 방법은 재래법과 Generator 법의 장점을 결합한 방식입니다. 초기에는 재래법 과 유사하게 저장고를 밀폐하고 농산물의 자체 호흡 작용으로 산소 농도를 어느 정도까지 낮춥니다. 그 후, CA Generator 를 가동하여 부족한 부분을 보충하고, 정밀 제어 시스템으로 기체 조성을 정밀하게 제어하는 방식입니다. 즉, 초기 단계는 자연적인 호흡 작용에 맡기고, 이후 정밀 제어가 필요한 시점부터 Generator를 활용하는 병용 방식 입니다.
- 운전 방식:
- 저장고 밀폐 및 초기 냉각: 재래법과 동일하게 저장고를 밀폐하고 초기 냉각을 실시합니다.
- 자체 호흡 유도: 밀폐 상태에서 농산물의 자체 호흡 작용으로 산소 농도를 일정 수준까지 (예: 5~10%) 자연적으로 감소시킵니다.
- CA Generator 가동 및 정밀 제어: 산소 농도가 목표 수준에 도달하면 CA Generator를 가동하여 부족한 산소 농도를 추가로 낮추고, 이산화탄소 농도를 높이는 등 정밀한 기체 조성을 제어합니다. 제어 시스템을 통해 설정 농도를 유지합니다.
- 스크러버 사용: Generator 법과 마찬가지로 에틸렌 가스 및 과도한 이산화탄소 제거를 위해 스크러버를 사용할 수 있습니다.
- 특징:
- 재래법과 Generator 법의 장점 결합: 초기에는 재래법의 장점인 저비용 및 간단한 운전 방식을 활용하고, 이후 Generator 법의 장점인 정밀 제어 및 우수한 저장 효과를 얻을 수 있도록 설계되었습니다.
- 비용 효율적인 정밀 제어: Generator 법에 비해 초기 투자 비용을 절감하면서도, 재래법보다 정밀한 기체 조성 제어가 가능합니다.
- CA 조건 도달 시간 단축: 재래법에 비해 CA 조건 도달 시간을 단축할 수 있습니다. 초기 자연 호흡 단계를 거치므로 Generator 법보다는 시간이 더 걸리지만, 재래법보다는 훨씬 빠릅니다.
- 에너지 효율 향상: 초기 자연 호흡 단계를 활용하여 CA Generator 가동 시간을 줄임으로써 에너지 소비를 절감할 수 있습니다.
- 장점:
- 재래법 대비 정밀한 기체 조성 제어 가능
- 재래법 대비 빠른 CA 조건 도달
- Generator 법 대비 낮은 초기 투자 비용
- Generator 법 대비 에너지 효율 유리
- 우수한 저장 효과 (재래법 대비)
- 단점:
- 재래법 대비 초기 투자 비용 증가
- Generator 법 대비 정밀 제어 성능은 다소 낮음
- 운전 관리가 재래법보다는 복잡
4) 재래법과 Generator 법의 특성 비교
특징재래법 (Traditional Method)Generator 법 (Generator Method)
| 기체 조성 제어 | 자연 호흡에 의존, 제어 불가 | CA Generator 및 정밀 제어 시스템, 정밀 제어 가능 |
| CA 조건 도달 시간 | 상대적으로 김 | 상대적으로 짧음 |
| 저장 효과 | 상대적으로 낮음 | 상대적으로 높음 |
| 초기 투자 비용 | 매우 낮음 | 높음 |
| 운전 비용 | 매우 낮음 | 높음 |
| 설비 복잡성 | 매우 간단 | 복잡 |
| 유지 보수 | 매우 용이 | 복잡, 전문 기술 필요 |
| 전문 기술 | 불필요 | 필요 |
| 적용 작물 | 일부 작물 (호흡량이 비교적 적은 작물) | 다양한 작물 |
| 에너지 효율 | 높음 (Generator 불필요) | 낮음 (Generator 가동) |
Sheets로 내보내기
결론:
CA 냉장 방법은 농산물의 신선도 유지를 위한 효과적인 기술이며, 재래법, Generator 법, Oxtrol 식 등 다양한 방식이 존재합니다. 재래법은 저렴하고 간단하지만 정밀 제어가 어렵고 저장 효과가 제한적인 반면, Generator 법은 정밀 제어 및 우수한 저장 효과를 제공하지만 초기 투자 및 운전 비용이 높습니다. Oxtrol 식은 두 방법의 장점을 절충한 방식으로, 비용 효율적인 정밀 제어를 가능하게 합니다. CA 냉장 방식 선택은 저장하고자 하는 작물의 종류, 저장 기간, 예산, 원하는 품질 수준 등을 종합적으로 고려하여 결정해야 합니다.
반응형