KR20180029546A

KR20180029546A - Ma 포장 시스템

Info

Publication number: KR20180029546A
Application number: KR1020160117718A
Authority: KR
Inventors: 김진세; 박석호; 최동수; 최승렬; 김용훈; 이수장; 박종우; 박천완; 이정수
Original assignee: 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2018-03-21
Also published as: KR101889393B1

Abstract

본 발명은 필름을 이용하여 포장된 농산물의 저장을 용이하게 하기 위한 MA 포장 시스템에 관한 것으로, 농산물을 수용하는 용기 및 용기에 수용되는 농산물이 저장될 수 있도록 용기에 고정되어 농산물을 포장하는 포장필름을 포함하고, 용기 및 포장필름 사이 공간의 산소농도를 5%로 유지하기 위해 포장필름에 형성되는 적어도 하나 이상의 천공의 총 면적 A는 하기 수학식에 의해 결정된다.

(여기서, x는 상기 농산물의 온도별 호흡률, y는 상기 농산물의 무게를 의미함.) 이에 따라, 수분투과도가 높은 필름 및 필름에 형성되는 천공의 면적을 호흡량과 농산물의 무게에 따라 조절하여 결로 현상을 방지하는 효과가 있다.

Description

MA 포장 시스템{MA PACKING SYSTEM}

본 발명은 MA 포장 시스템으로, 더욱 상세하게는 필름을 이용하여 포장된 농산물의 저장을 용이하게 하기 위한 MA 포장 시스템에 관한 것이다.

농산물은 수확 후에도 호흡을 통하여 노화가 계속 진행된다. 이에 따라, 농산물의 저장기간을 늘리기 위하여 생명활동 속도를 줄이는 방법들이 연구되어 지고 있다.

일반적으로 농산물을 저장하는 기술인 CA(Controlled Atmosphere) 저장방법은 저온상태에서 저장고의 환경대기 중 산소 농도를 낮추고, 이산화탄소 농도를 증가시킴으로써 농산물의 호흡작용을 억제시켜 장기간 신선하게 저장할 수 있는 기술이다. 이러한 기술은 현재 선진화된 나라에서 많이 시행되고 있으나, 설치비가 비싸고 운영비가 높아 국내에서는 널리 시행되지 못하는 문제점이 있다.

이와 달리, MA(Modified Atmosphere)포장방법은 CA 저장방법과는 다르게 농산물을 비닐로 포장하여 대기보다 산소농도를 낮춰서 농산물을 저장하는 방법으로, 농산물을 비닐로 포장할 경우 농산물이 호흡함에 따라 포장 내부의 산소는 소모되고 이산화탄소의 농도가 높아지는 것을 이용하는 기술이다. 이러한 MA 포장방법에는 초기에 원하는 기체농도로 맞춘 뒤 저장하는 능동적인 방법이 있고, 농산물이 호흡하여 기체농도를 변하게 하는 수동방법이 있으며, 현재 포장된 상태로 유통되는 농산물에 적용되고 있다.

하지만, 과일 또는 야채는 수분의 부착량이 많은 것이나 자체의 수분의 증산량이 많은 종류의 것인 경우, 포장 내에 물이 고이는 결로 현상이 생길 수 있으며, 이 것은 내용물의 부패 또는 신선도 저하의 원인이 된다. 종래의 기술에는 내부의 불필요한 수분을 제거하기 위하여 포장 필름의 코너 또는 복수개의 구멍을 뚫거나, 완전하게 밀봉하지 않는 등의 방법이 일반적으로 행해지고 있으나, 이를 통해 MA 포장의 장점인 선도 유지 효과가 현저히 떨어져 농산물 상품의 가치가 저하되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 목적은 수분투과도가 높은 필름을 사용하여 결로 발생을 억제하는 MA포장 시스템을 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 필름에 천공을 형성하여 포장 내부의 기체 농도를 유지하기 용이한 MA포장 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 MA 포장시스템은 농산물을 수용하는 용기 및 상기 용기에 수용되는 농산물이 저장될 수 있도록 상기 용기에 고정되어 상기 농산물을 포장하는 포장필름을 포함하고, 상기 용기 및 포장필름 사이 공간의 산소농도를 5%로 유지하기 위해 상기 포장필름에 형성되는 적어도 하나 이상의 천공의 총 면적 A는 하기 수학식에 의해 결정된다.

(여기서, x는 상기 농산물의 온도별 호흡률, y는 상기 농산물의 무게를 의미함.)

상기 천공의 지름 크기는 100~500

일 수 있다.

상기 필름이 적어도 400g/m²day의 수분투과율(실내온도 38℃ 및 상대습도 100%의 조건일 때)을 가질 수 있다.

상기 필름은, 나일론-6, 셀룰로오스아세테이트 또는 PLA 필름 중 적어도 하나일 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 본 발명은 수분투과도가 높은 필름 및 필름에 형성되는 천공의 면적을 호흡량과 농산물의 무게에 따라 조절하여 결로 현상을 방지할 수 있는 MA 포장시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MA 포장 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 용기 및 포장필름 사이 공간의 기체농도 변화도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MA 포장 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 튜브 길이에 따라 포장 내부의 기체농도 변화도를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MA 포장 시스템을 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 MA 포장 시스템은 소량의 농산물을 수용할 수 있는 용기(100), 상기 농산물이 대기와 차단되며 저장될 수 있도록 용기(100)의 개구부를 밀봉하는 필름(200)을 포함한다.

상기 용기(100)는 플라스틱 케이스, 바구니, 트레이 등일 수 있다.

상기 포장필름(200)은 용기(100)의 개구부 상에 접착제(300) 등을 이용하여 내부의 식품을 밀봉한다. 상기 접착제(300)는 글루건 일 수 있으며, 글루건을 이용하여 상기 포장필름(200)을 상기 용기(100)의 개구부에 열접착 할 수 있다. 또는 테이프형 핫멜트를 사용한다면, 상용되고 있는 MA포장기를 이용하여 손쉽게 상기 포장필름(200)을 상기 용기(100)의 개구부에 접착시킬 수 있다.

상기 포장필름(200)은 상기 용기(100)와 상기 포장필름(200) 사이의 공간(S)의 수분량 및 기체농도를 조절할 수 있는 필름일 수 있다.

바람직하게, 상기 포장필름(200)은 상기 공간(S)에 형성되는 수분량을 낮게 유지하기 위하여 높은 수분투과도를 갖는 필름일 수 있다. 상기 포장필름(200)의 수분투과도가 높을수록, MA 포장 시 MA포장 내부에 형성되는 수분이 대기로 투과되어 결로가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 포장필름(200)의 수분 투과도는 400g/m²day (실내온도 38℃ 및 상대습도 100%의 조건일 때)이상을 가지는 것이 바람직하며, 상기 포장필름(200)은 나일론-6, 셀룰로오스아세테이트 또는 PLA 필름 일 수 있다.

또한, 상기 포장필름(200)은 필름을 투과하는 기체교환을 막기 위해 기체투과도가 낮은 필름일 수 있다. 상기 포장필름(200)으로 포장되어 형성된 상기 공간(S)의 공기는 상기 농산물이 호흡함에 따라 낮은 기체투과도로 인하여 산소량이 줄어들고 이산화탄소량이 증가하게 된다. 이 때, 이산화탄소는 호기성 박테리아와 곰팡이의 증식을 억제하는 효과가 있어, 포장된 농산물이 호흡함에 따라 포장 내부의 산소는 소모되고 이산화탄소의 농도가 높아지는 것을 이용해 농산물을 일반 저장고에서 장기간 신선하게 유지시킬 수 있는 것이다. 그러나 이산화탄소는 지방과 물에 쉽게 흡수되므로 이산화탄소의 농도가 과도하게 높으면 농산물이 이산화탄소를 흡수하게 되고 농산물의 맛과 질이 떨어지게 되어 농산품 품질에 영향을 미치게 되므로, 본 발명의 실시예는 이를 방지하고 공간(S)의 산소농도를 5%로 유지하기 위하여 상기 포장필름(200)에 다수개의 천공(210)을 형성한다.

상기 천공(210)의 총 면적은 표 1의 농산물의 온도별 호흡률 기준을 참고하여 형성된다. 상기 포장필름(200) 상에 형성되는 상기 천공(210)의 총 면적 A는 농산물의 온도별 호흡률 값을 x, 농산물 무게를 y라고 할 때,

갖게 되며, 총 면적 A의 크기의 천공(210)을 갖는 MA포장 시스템의 공간(S)의 산소농도는 대략 5%에서 유지하게 된다.

품목별 호흡량

품 목	온 도 (℃)
품 목	0	4～5	10	15～16	20～21	25～27
사과 여름산	5	8	17	25	31
겨울산	3	6	9	15	20
살구	6	8	15	28	41
강낭콩	20	35	58	93	130	193
딸기	15	20	72	82	149	190
브로콜리	20	35	81	174	299
양배추	5	11	18	26	39	56
당근(줄기절단)	15	20	31	40	71
콜리플라워	18	21	34	46	81	112
샐러리	6	10	24	34	64
오이			26	29	31	37
꽃상추	45	52	73	100	133	200
파아슬리	35	65	125	164	211	308
복숭아	5	8	16	38	81	102
파프리카		10	14	23	44	55
감		6		13	22	35
자두	3	7	9	12	22	50
감자		6	9	9	12
무 줄기부착	16	20	34	74	130	176
줄기절단	6	10	16	32	51	75
시금치	21	47	110	179	230
호박	13	17	35	83	91
스위트콘	41	63	112	163	290	359
토마토 녹숙		7	15	22	35	43
완숙			15	27	34	41
순무(줄기절단)	8	10	16	23	25
무화과		12	23	56	76	96
마늘	9	21	20	22	19
포도	3	5	8	16	33	39
케일	22	41	78	138	226
키위	3	6	12		19
파	15	25	60	96	110	113
잎상추	23	30	39	63	101	147
수박		4	8		21
버섯	36	71	100		290
양파 예건	3	4	8	11	17	28
무예건	21	28	49	91	129	154
오크라		56	91	146	261	345

※ 호흡량 :

상기 표 1은 품목별로 온도에 따라 원예산물로부터 배출되는 이산화탄소의 양으로 표시한 호흡량〔(단위 : 이산화탄소배출량(mgCO₂)/농산물 중량(kg)시간(h)〕을 나타낸 표이다.

이에 따라, 상기 천공(210)의 개수도 결정된다. 상기 천공(210)의 크기는, 상기 공간(S)로 이물질 및 날파리와 같은 곤충의 침입을 방지하기 위하여, 100~500

의 지름을 가지는 것이 바람직하므로, 상기 총 면적(A)를 이용하여 필요한 상기 천공(210)의 개수를 결정할 수 있다.

예를 들어, 녹숙토마토 500g을 상기 용기(100)에 상기 포장필름(200)을 이용하여 포장 후 10℃에서 저장할 경우, 상기 공간(S)의 산소기체 농도를 5% 내외로, 이산화탄소기체 농도를 10% 내외로 유지하기 위하여 필요한 상기 천공(210)의 총 면적 A는

이며, 지름 100

의 천공을 할 경우 천공의 개수는

으로 약 6개의 천공이 필요하다. 한편, 상기 천공(210)의 개수를 증가시키면 산소기체 농도를 5%보다 높게 조절할 수 있다.

상기 천공(210)은 레이저 미세천공장치를 이용하여 다수 개를 형성할 수 있으며, 또는, 간편하게 가열된 바늘 및 핀(0.3mm)을 이용하여 적은 수의 천공을 형성할 수 있다.

도 2는 도 1의 용기 및 포장필름 사이 공간의 기체농도 변화도를 나타낸 그래프이다.

도 2를 참조하면, 실험에서 상기 용기(100) 및 포장필름(200)(나일론-6, JK materials, 수분투과도 404.96g/m²day, 산소투과도 63.36cc/m²day기압)을 이용하여 10℃온도에서 8일차까지 초기 산소농도를 5%이하로 맞추고, 이산화탄소 농도를 13% 내외로 형성한 후, 8일차에 상기 수식에 따른 면적만큼 상기 포장필름에 천공을 형성하여 2일 간의 기체농도의 변화도를 관찰하였다. 관찰 결과, 산소농도는 3~5%를, 이산화탄소농도는 10~12%를 효과적으로 유지가 가능한 것을 알 수 있다.

또한, 이러한 MA 포장 시스템은, 소량의 농산물 뿐 아니라, 대량의 농산물을 포장하였을 때, 상기 수식에 의한 천공을 유지하여 MA 저장이 가능하다.

실시예 2

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MA 포장 시스템을 나타낸 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MA 포장 시스템은 대량의 물건을 적재할 수 있는 파렛트(pallet), 상기 파렛트 상에 배치되는 용기(100) 및 상기 용기에 적재되는 농산물이 대기와 차단되며 저장될 수 있도록 둘러쌓아 포장하는 포장필름(200)을 포함한다.

상기 파렛트는 지게차 따위로 물건을 실어나를 때 물건을 안정적으로 옮기기 위해 사용하는 구조물로서, 일반적으로 목재 파렛트 도는 플라스틱 파렛트 등이 사용될 수 있다.

상기 파렛트 상에는 농산물을 적재하고 상기 포장필름(200)을 고정할 수 있는 상기 용기(100)가 배치된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 용기(100)는 대량의 농산물 또는 농산물 박스를 적재할 수 있는 넓은 바닥판을 포함하는 형상일 수 있다.

상기 농산물을 둘러쌓아 포장하고, 상기 용기(100)에 고정되는 상기 포장필름(200)은 상기 용기(100)와 상기 포장필름(200) 사이의 공간(S)의 수분량 및 기체농도를 조절할 수 있는 필름일 수 있다. 바람직하게, 상기 포장필름(200)은, 상기 공간(A)의 산소기체농도 및 이산화탄소기체농도를 유지하기 위하여 기체투과도는 낮고, 수분량은 낮게 유지하기 위하여 높은 수분투과도를 갖는 필름일 수 있다. 예를 들어, 상기 포장필름(200)의 수분 투과도는 400g/m²day (실내온도 38℃ 및 상대습도 100%의 조건일 때)를 가지는 것이 바람직하며, 상기 포장필름(200)은 나일론-6, 셀룰로오스아세테이트 필름 또는 PLA 필름 일 수 있다.

상기 포장필름(200) 상에는 공간(S)의 산소농도를 5%로 유지하기 위하여 농산물의 호흡량에 따른 천공이 형성된다.

일 실시예와 동일한 상기 포장필름(200)에 형성되는 상기 천공의 총 면적에 대한 수식은 위에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 3에 도시된 바와 같은 대량의 농산물을 포장하는 대포장의 경우에는 다수의 천공을 형성한다면, 포장필름의 인장강도가 약해져, 포장된 농산물을 운반하는 등의 후속과정 등에서 필름이 찢어지는 현상이 발생할 수도 있으므로, 다수개의 천공을 형성하는 것 보다, 하나의 천공을 형성하는 것이 대포장 시스템에 용이 할 수 있다.

또한, 대포장의 경우 천공크기를 일정하게 유지하는 것이 쉽지 않으므로, 링 형태의 부속품을 이용하여 상기 천공의 크기를 유지시켜주거나, 또는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 용기(100)에 튜브(110)을 형성하여 공간(S)의 기체가 외부의 대기와 교환될 수 있도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 튜브의 내경 및 길이를 조절한다면, 상기 공간(S)의 산소기체 농도 및 이산화탄소기체 농도를 조절하고 유지가 가능하다.

상기 튜브(110) 길이 및 내경에 따른 상기 공간(S)의 산소기체 농도 및 이산화탄소기체 농도의 상관관계에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

도 4는 도 3의 튜브 길이에 따라 포장 내부의 기체농도 변화도를 나타낸 그래프이며, 4kg 녹숙 토마토 96박스를 4℃온도로 MA저장할 때, 공간(S)의 산소기체 농도 및 이산화탄소 기체 농도를 튜브의 직경 및 길이에 따라 실험한 결과를 나타내고 있다.

도 4의 (a)는 상기 튜브(110)의 길이에 따른 산소기체 농도의 변화그래프이며, 도 4의 (b)는 상기 튜브(110)의 길이에 따른 이산화탄소기체 농도의 변화그래프이다.

실험하는 대포장은 4일~5일간 공간(S)의 기체가 외부 대기와 교환되지 못하도록 밀봉포장하여 산소 및 이산화탄소 기체의 농도가 각각 3~5%, 12~14%로 조절한 후, 내경이 8mm인 튜브로, 각각 길이가 30cm인 경우와 10cm인 경우 개방하여 산소 및 이산화탄소 기체의 농도변화를 관찰하였다.

길이가 30cm인 튜브의 개방 이후의 산소 및 이산화탄소 기체의 농도변화는 상기 튜브(110)의 개방이전의 농도에 가깝게 산소기체의 농도는 5%,이산화탄소의 농도는 13% 내외로 이상적인 기체농도를 유지하는 것으로 나타났으나, 상기 튜브(110)의 길이가 10cm인 경우의 산소 및 이산화탄소 기체의 농도변화가 튜브의 길이가 30cm인 경우에 비하여 급격하게 변화하는 것을 알 수 있다. 또한, 실험한 4℃의 온도보다 높은 10℃에 저장할 경우는 상기 튜브(110)의 길이를 15cm정도로 한다면 산소기체의 농도를 5%, 이산화탄소기체의 농도를 13%내외로 유지할 수 있다.

즉, 상기 대포장의 공간(S)의 기체 농도 또한, 튜브의 내경과 길이를 조절한다면, 충분히 원하는 기체 농도를 조절하여 유지시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 용기 110: 튜브
200 : 포장필름 210: 천공

Claims

농산물을 수용하는 용기; 및
상기 용기에 수용되는 농산물이 저장될 수 있도록 상기 용기에 고정되어 상기 농산물을 포장하는 포장필름을 포함하고,
상기 용기 및 포장필름 사이 공간의 산소농도를 5%로 유지하기 위해 상기 포장필름에 형성되는 적어도 하나 이상의 천공의 총 면적 A는 하기 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 농산물 포장시스템.

(여기서, x는 상기 농산물의 온도별 호흡률, y는 상기 농산물의 무게를 의미함.)
제1항에 있어서,
상기 천공의 지름 크기는 100~500
인 것을 특징으로 하는 농산물 포장시스템.
제1항에 있어서,
상기 필름이 적어도 400g/m²day의 수분투과율(실내온도 38℃ 및 상대습도 100%의 조건일 때)을 가지는 것을 특징으로 하는 농산물 포장시스템.
제3항에 있어서,
상기 필름은,
나일론-6, 셀룰로오스아세테이트 또는 PLA 필름 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 농산물 포장시스템.