농산물의 수확 후 관리 시 제품 손실은 모든 생산자나 유통 업체의 큰 근심거리다. 수확한 농산물을 땅에 있을 때처럼 신선한 상태에서 소비자에게 전달하는 게 모든 생산자의 목표일 것이다. 그래서 농산물의 신선도 손실은 생산자뿐 아니라 유통망에 속한 모두의 이익에 직접적인 영향을 미치게 된다.

저온저장고에 보관된 농산물의 품질은 부적절한 보관 조건으로 인해 여러 측면에서 저하될 수 있다. 곰팡이, 부패, 조기 숙성, 수축 및 무게 감소 등으로 인해 약 20%의 손실이 발생한다. 농산물의 수축과 무게 감소 예방을 위해 상대 습도를 높이면 수축 및 무게 감소를 제거하는 데 도움이 되지만 공기 중 박테리아와 에틸렌(자연적인 숙성 호르몬)에 의해 곰팡이, 부패, 조기 숙성 등의 문제로 이어진다.

농산물 저장 시 발생되는 에틸렌이나 세균(바이러스, 곰팡이, 악취 등)을 확실히 제거해서 저장기간을 획기적으로 연장할 수 있는 장치가 국내에 처음 선보여 관심을 끌고 있다.

(유)우보(대표 송진혁)가 공급하고 있는 신선 농산물 저장고용 에틸렌 및 세균 제거장치 ‘바이오 터보(BIO TURBO)’는 냉동·냉장창고 내에 설치해 오염된 공기를 흡입, 필터로 먼지를 제거한 후 오존실에서 에틸렌, 곰팡이, 박테리아를 소멸시키고 특허받은 촉매제로 오존을 깨끗한 산소로 변환시켜 내부로 배출하는 시스템이다.

‘바이오 터보’는 미국 Miatech사에서 개발한 제품으로 농산물의 수확 후 관리 품질을 신선하게 유지시킬 수 있는 혁신적인 제품으로 평가받고 있다.

Miatech사는 미국 오리곤주에 소재하고 있으며 1987년 설립된 후 신선 농산물의 수확 후 관리에 필요한 다양한 기계와 장치를 전문적으로 개발, 제조해온 관련 산업 글로벌 리더이다.

미국 Miatech사 연구팀은 농산물 냉동냉장저장고 내의 에틸렌을 제거하는 최선의 방법을 찾기 위해 기존의 다양한 방법들을 세밀히 분석했다.

무엇보다 연구개발 과정에서 주안점을 둔 것은 공기 중에 생성되는 박테리아와 에틸렌을 동시에 해결하는 것이었다.

그런 노력의 결과, 기존에 시중에 공급되고 있는 방법들과 차별되는 완전히 새로운 시스템인 바이오 터보를 개발, 상용화했다.

홍승욱 우보 이사는 “일반적으로 저장 중인 신선 농산물에서 발생하는 에틸렌가스가 상품 가치에 치명적이라는 것을 알면서도 정작 이것에 대한 명확한 해결책을 찾지 못해 농산물 저장관리에 어려움을 겪는 경우가 많다.”면서 “우보는 수확 후 저장에서부터 유통단계별로 최종 소비자까지 가는 전 과정에서 신선 농산물을 제공하기 위해 최선의 해결책을 제공하고자노력하고 있다.”고 강조했다.

4단계 특허 여과기능 적용

대부분의 신선 농산물은 에틸렌을 생산, 배출한다고 보아도 무방하다.

특정 공간에 여러 종류의 농산물을 저장한다고 가정하면 어떤 농산물이 다른 농산물의 조기 부패에 영향을 주는지 아는 것이 중요하다.

특정 농산물들은 여타 농산물에 비해 현저히 에틸렌에 민감히 반응한다. 그래서 각각의 저장고에서 농산물에 따라 다른 유형의 여러 가지 방법으로 대응하고 있다.

홍승욱 이사는 “‘바이오 터보’는 공기 중의 에틸렌, 박테리아 제거와 신선 농산물의 품질을 유지시키며 저장 기한을 연장할 수 있도록 설계된 획기적이 해결책”이라고 강조했다.

바이오 터보는 에틸렌 가스, 공기 중의 세균과 곰팡이를 제거해 자연적인 신선함과 품질을 유지하면서 곰팡이 증식을 효과적으로 막고, 불쾌한 악취를 없애주어 수확물의 손실을 막아 주며 높은 습도에도 강하다.

그럼 ‘바이오 터보’는 신선 농산물에 생기는 에틸렌과 공기 중에서 생긴 박테리아 등 세균을 어떻게 제거하는 것일까.

‘바이오 터보’는 ▷공기여과기 ▷세포파쇄기 ▷오존실 ▷무균 모듈 등 특허받은 4단계 여과 기능을 갖추고 있다.

1단계에서는 공기 중의 먼지와 이물질을 필터링한다. 2단계에서는 세포 파괴용 필터(Cell Disrupt Filter)를 사용해 기본적으로 박테리아 세포에 침투, 파괴하며 특히 포자를 없애는 역할을 한다. 3단계에서는 고농도의 오존을 생산해 바이오 터보 내부의 오존 챔버로 보낸다. 이후 오존 챔버에 유입된 공기는 고농도의 오존에 노출돼 에틸렌은 고갈되고 박테리아는 죽게 된다. 이 오존 챔버를 통과하는 시간은 최소 20초이다.

마지막 4단계는 오존화된 공기를 필터링해 다시 일반 공기로 변화시키는 것이다. 즉 에틸렌과 박테리아를 완전히 제거한 신선한 공기가 저장고 내로 유입되게 된다.

홍승욱 이사는 “오존은 강력한 ‘소독제’로 고농도로 노출되면 인체에 해로울 수 있지만 Miatech사의 특수 설계기술 하에 생성된 모든 오존은 바이오 터보 장치 내에 안전하게 보관되며 외부로는 전혀 유출되지 않는다.”라고 강조했다.

바이오 터보의 오존챔버는 별도의 작은 공간으로 자체적으로 안전하게 밀봉돼 있지만 만약의 경우를 대비해 오존 생산을 차단하는 안전스위치가 추가로 적용돼 있다. 바이오 터보의 팬이 오작동하거나 부속품에 문제가 있을 경우, 자동으로 작동된다. 그래서 어떠한 경우라도 오존은 바이오 터보 내부에만 머물기 때문에 저장고 내 근무자나 소비자를 안전하게 지킬 수 있다.

바이오 터보는 컴팩트한 구조로 24시간 기준 100, 300, 1000 및 6000㎥의 저장고를 커버할 수 있는 4가지 모델과 트럭 및 컨테이너용 100i모델을 선택할 수 있으며 220V 전원 공급 장치에 연결된 단일 장치로 되어 있어 천장에 간편하게 설치할 수 있다.

홍승욱 이사는 “바이오 터보는 유지보수도 아주 간단하고 빠르며 비용도 저렴하다.”면서 “또 그 대부분이 기기 고장 등으로 인한 유지보수가 아니라 예방차원의 점검과 소모품 교체”라고 설명했다.

저장고의 위생상태(먼지)에 따라 다를 수 있지만 공기필터와 오존생성판은 일반적으로 1년에 한번 교체하면 된다. 교체 작업도 가정용 공기필터를 교체하는 것만큼 간단하다. 1년에 200달러 정도의 비용으로 오존생성판과 공기필터만 교체해 주면 된다.

홍 이사는 “이 두 가지 작업이 바이오 터보 유지보수의 전부”라며 “구매 비용도 높지 않고 유지보수 비용이 낮은 바이오 터보야말로 에틸렌 제거를 위한 최적의 투자”라고 강조했다.

왜 신선 농산물에 생기는 에틸렌과 공기 중에 생긴 박테리아를 제거해야 하나

농산물에 따라 다르겠지만 사과, 귤, 포도, 딸기, 감자, 복숭아 또 화훼 등을 수년 이상 저장해 본 경험이 있다면 최대한의 유통기한과 폐기처분 등에 관한 어떤 기준을 갖고 있을 것이다. 또 저온저장고를 설계하고 시공하고 또 유지관리하면서 고객들로부터 신선한 상태에서 오랜 기간 저장할 수 있는 기술적 해결 방안에 대한 자문도 받았을 것이다.

문제는 돈이겠지만 농산물의 수확 후 저장관리는 최종 수익으로 연결되는 부분이므로 두말할 것 없이 아주 중요한 부분이다.

Miatech사 현장기술지원팀 션 볼튼은 “바이오 터보를 처음 출시했을 때 고객들로부터 가장 많이 받은 질문이 ‘잘 작동되고 있는지 어떻게 알 수 있나요?’”였다면서 “저장고 내 냄새만으로도 중요한 변화를 발견할 수 있다.”고 말했다.

고 어느 정도 시간이 경과된 후 고객들게 물으면 ‘우리 사과에서 더 이상 어떤 냄새도 안나요.’ ‘우리 양파에서 더 이상 어떤 냄새도 안나네요.’“라는 답변이었다고 고객들의 반응을 전했다.

그동안 농산물 저장고 내 에틸렌 가스를 제거하기 위해 과망간칼륨을 처리한 짚자리를 쓰거나 공기를 데우거나(공기소각) 촉매와 함께 특수 조명을 쓰거나 저장고 전체를 오존화하는 등의 방법들이 사용되고 있었다.

홍승욱 이사는 ”각각의 방법이 어느 정도까지는 효과가 있지만 ‘바이오 터보’와 같이 에틸렌가스 제거부터 각종 세균 제거, 곰팡이 및 균류의 증식 차단, 악취 및 교차오염 방지 등에 효과를 기대할 수 있는 방법은 없다.“고 밝혔다.

우선 과망간산칼륨 처리한 짚자리는 고객이 정기적으로 교체해 주어야 한다. 교체가 제대로 이루어지지 않으면 에틸렌 제거를 중단하는 결과를 초래한다.

에틸렌 가스를 제거하는 다른 제품으로는 비고정식으로 바퀴를 달아 저장고에 넣었다 뺐다 하는 소형 가스 세정장치 등이 많이 쓰이지만 이 방법도 고객이 교체시기를 놓치면 에틸렌을 제거할 뿐 박테리아에는 무방비로 노출되게 된다.

이 두 방법은 초기 투자비는 상대적으로 작게 들지만 지속적으로 교체를 해야 하므로 중장기적으로 유지관리비용이 더 많이 들게 된다.

또 다른 방법으로 공기를 데우거나 소각하는 방법이 있는데 시공이 복잡하고 초기 투자비용이 많이 들고 다른 방법에 비해 전력소비량이 큰 게 단점이다.

오래 전에 NASA에서 우주선 안의 작은 공간에서 사용을 전제로 개발한 전구를 이용한 기술도 적용되고 있는데 이 방법은 초기비용뿐만 아니라 유지면에서도 아주 비용이 많이 소요된다.

저장공간 전체를 오존화하는 방법도 있다. 핵심은 적정량의 오존을 생성해 저장공간 전체에 일정하게 지속적으로 분포되게 하는 것인데 오존량이 과다할 경우, 저장 중인 신선 농산물에 악 역향을 주고 인간에게 위해를 준 사례도 보고되고 있다.

홍승욱 이사는 “치열한 경쟁시장에서 가격과 성능 모두 중요한 부분”이라면서 “글로벌 시장에서 타 기술제품들과의 경쟁에서 밀려본 적이 없을 정도로 성능과 품질 등을 인정받은 만큼 한국시장에서도 이 여세를 몰아 신선 농산물 ‘수확 후 저장’ 분야 기술을 리드할 수 있는 솔루션을 제공해 나가겠다.”고 밝혔다.

미국 Miatech사의 바이오 터보를 공급하고 있는 우보는 농산물 중소형 저장고 10여 곳에 제품을 공급했으며 농산물 소형 저장고 및 소매점, 화훼용 습도조절기와 슈퍼마켓이나 화훼집하장 등에 적용 가능한 미스팅도 공급하고 있다.

또한 공랭식 공조 및 냉동 시스템의 성능을 개선할 수 있는 Miatech사의 에너지 미스트(Energy Mist) 시스템도 곧 선보일 예정이다.

에너지 미스트 시스템은 미세한 물 미스트를 들어오는 응축기 기류로 향하게 해 응축기의 공기 온도를 낮추어 냉각 용량을 증가시키고 전기 요금을 절감시켜 준다. 또 상하수도 비용 상승과 지붕 누수를 초래했던 기존 응축기 아래 설치하던 물 스프링클러 시스템을 개선한 시스템이다.

홍승욱 이사는 “보통 공랭식 공조 및 냉동시스템은 주변 온도가 85℉/29℃일 때 95톤의 냉각을 생성하지만 더운 여름철에는 115℉/46℃에서 82톤을 생성한다. 이는 용량이 14% 감소한 것과 같고 동일한 온도 범위에서 전력소비량은 31% 증가하게 된다.”면서 “에너지 미스트 시스템은 미스트가 응축기 공기에 흡수되면서 온도를 11~16℃/20~30℉ 감소시켜 에너지 사용량을 줄이면서 냉각 용량을 최대 20%까지 증가시켜 준다.”고 강조했다.