농림축산식품부는 11월4일 경주 코모도호텔에서 ‘수출농산물 CA(Controlled Atmosphere) 유통지원사업 워크숍’을 개최했다고 밝혔다. 

이번 워크숍은 수출농산물 CA저장기술의 현장 적용사례 및 기술적 효과를 공유하며 지자체·수출기업 등 참여주체간 정보교류를 통한 사업 활성화 방안을 모색하기 위해 열렸다.

농식품부, 지자체, aT, 농진청, 수출통합조직, 수출농협 등에서 80여명이 참석해 CA기술을 활용한 농산물 저장 및 유통사례, 국내·외 기술 현황과 수출확대 방안 등을 심도 있게 논의했다.

CA는 산소농도를 낮추고 이산화탄소 농도를 높여 신선농산물의 호흡을 억제해 품질을 장기간 유지할 수 있는 저장 및 수송기술이다. 최근 물류비지원 폐지에 따라 수출경쟁력을 강화하기 위한 대안 중 하나로 주목받고 있다.

이번 행사의 주요 발표는 △신선농산물 수출정책 및 CA지원사업(권순영 농수산물유통공사(aT) 부장) △CA저장의 원리 사과·배 저장 연구 결과(이진욱 중앙대 교수) △사과, 배추 CA저장 유통사례(심진형 충북APC 센터장) △능동형 CA저장시스템 및 국내기술 현황(박천완 농진청 연구사) △CA저장고 시공 및 롯데마트 구축사례(오민기 JPL ENG 이사) △CA저장 활용 수출사례 및 품질유지 효과(이지현 농진청 연구원) 등을 주제로 진행됐다.

정영락 농식품부 농식품수출진흥과 사무관은 인사말을 통해 “CA유통지원사업은 지난해 전국 8개소를 선정해 사업을 추진했지만 올해는 아직 지원기업이 선정되지 않아 수요가 부족한 상황”이라며 “현장에서는 아직 CA저장기술에 대한 인지도가 낮고 투입예산대비 기대효과에 대한 의구심, 품목별 적용의 어려움 등이 주요원인으로 보인다”고 밝혔다. 

이어 “오늘 워크숍에서는 유통지원사업 설명뿐만 아니라 향후 사업 개선사항도 안내하며 전문가들이 현장사례 및 기술적 효과를 소개할 예정”이라며 “참석자분들의 다양한 의견을 수렴해 정책에 반영할 계획이며 이번 행사가 CA저장기술의 이해도 제고와 사업활성화 기회가 됐으면 한다”고 강조했다.

aT, 현장반영 정책개선·기술확산 지원

권순영 aT 부장은 ‘신선농산물 수출정책 및 CA지원사업’을 주제로 발표했다.

권 부장은 “신선농산물 수출은 지난 10년간 가공식품부문과 달리 정체를 겪고 있다”라며 “지난해 신선농산물 수출액은 약 15억달러로 유지되고 있으나 향후 부가가치를 높이고 폐기율을 줄이기 위해서는 CA저장기술 도입이 필수적”이라고 밝혔다. 

이어 “CA저장고 및 질소발생기 구축을 위해 현재 국비 70%, 자부담 30% 비율로 지원사업을 운영하고 있지만 올해는 기업들의 신청저조로 참여확대를 위해 진입장벽 완화와 홍보를 강화 중”이라고 설명했다.

aT에서는 신선농산물은 생산부터 유통, 통관, 해외판로 개척까지 전과정을 지원하는 다채로운 프로그램이 전개되고 있는데 특히 CA유통지원사업은 전년도 실적이 있는 수출업체 중 시설구축 준비가 완료된 농가를 대상으로 한다. 선정된 업체는 2대 이상 CA컨테이너를 통한 수출실적을 달성해야 하며 올해 11월 둘째주에 재공고할 계획이다. 

권 부장은 “이 사업은 농가의 저장·유통비용을 줄이며 신선도를 장기간 유지시켜 해외수출 경쟁력을 결정적으로 높여주는 사업으로 앞으로 사업예산도 300억원에서 1200억원 이상으로 확대해 중소수출기업 참여를 더욱 지원할 것”이라고 덧붙였다.

CA 저장기술 적용품목은 딸기, 파프리카, 포도, 참외 등 민감한 신선농산물이 주류를 차지하며 CA컨테이너를 통해 기존에는 항공운송에 의존하던 고비용 수출 구조를 비용 효율적인 선박운송으로 전환하는 데 크게 기여하고 있다. 

최근 태국과 싱가포르 대상으로 시범수출된 고구마는 CA컨테이너 활용으로 9일간 현지에서 90% 이상 판매율과 낮은부패율(3.77%)을 기록했으며 국내·외 여러 농산물품목과 국가에서 CA기술 적용확대가 가속화되고 있다. CA기술은 AI기반 품질관리, 신기술융합 연구와 연계돼 품질유지기간을 2~2.5배 늘리는 혁신적 발전을 도모하며 한국 농산물의 글로벌경쟁력을 한층 강화할 전망이다.

권 부장은 “앞으로 CA저장고, 저온유통체계, 선도유지제, 안전성 검사비 등 신선농산물 전반에 걸친 통합적 지원체계를 구축하며 지속가능한 수출환경을 조성할 것”이라며 “산지와 수출현장 의견을 반영해 제도개선과 사업 다각화를 추진하며 다양한 정책지원과 기술확산을 통해 국내 농가와 기업들이 세계시장에서 경쟁력을 갖추도록 최선을 다하겠다”고 강조했다.

DCA, 산소농도 실시간 변동·저장효율 극대화

이진욱 중앙대 교수는 ‘CA저장의 원리 사과·배 저장 연구 결과’를 주제로 발표했다.

CA 저장기술은 농산물의 신선도 유지를 위해 산소농도를 낮추고 이산화탄소 농도 및 온‧습도를 세밀하게 조절하는 기술이다. 1920년대 초 영국에서 최초로 연구가 시작돼 1940년대 미국에서 상업적 도입이 이루어진 이후 전 세계적으로 표준화된 저장방식으로 자리 잡았다고 밝혔다. 서로 다른 품종별로 최적의 CA환경 설정이 달라 효율적인 저장을 위해서는 품종별 맞춤관리가 필수다.

이 교수는 다이나믹 CA(DCA: Dynamic Controlled Atmosphere)기술의 중요성을 역설했다. 기존 저장방식은 저장고 내 산소수준을 고정시키지만 DCA는 과일의 호흡반응에 따라 산소농도를 실시간으로 변동시켜 저장효율을 극대화하는 진보된 기술이다. 

DCA는 저산소 스트레스를 관리해 과일의 생리적 손상을 최소화하며 장기저장 시 품질저하와 부패를 효과적으로 억제한다. 워싱턴 주를 비롯한 세계 주요 사과 생산지에서 DCA 저장고비율이 꾸준히 상승하고 있으며 첨단센서와 AI기술을 접목해 유통현장에서 품질관리를 스마트하게 수행하는 방안들도 있다.

이 교수는 “CA저장의 생화학적 메커니즘에 대해 연구로 VOC(휘발성 유기화합물) 및 에틸렌가스 농도, 특정 대사산물 수치변화를 모니터링해 저장 중 품질저하와 표면갈변, 부패발생 전 위험신호를 감지하는 연구가 진행 중”이라고 밝혔다.

최근 국내에서도 농산물보관 및 선적 전과정에 CA기술 도입이 확대되고 있다. CA와 함께 저온유통, 선도유지제 활용, 안전성검사 등을 통합한 종합품질관리 시스템구축이 활발하다. 일부 선진 수출기업은 CA저장시설 구축과 함께 저장고 환경변화에 따른 데이터를 실시간 분석해 폐기율을 20~30% 이상 줄였으며 수출시장에서도 고품질 농산물로서 신뢰를 확보하고 있다. 

이 교수는 “농산물 수출확대와 고부가가치 창출을 위해 CA저장기술에 대한 국가차원의 연구개발과 지원 확대가 절실하다”라며 “특히 중소규모 농가와 신생수출기업도 손쉽게 적용할 수 있는 비용효율적이고 사용자 친화적인 CA시스템 개발이 추진돼야 한다”고 설명했다.

이어 “산지유통부터 해외 최종소비자까지 연계된 통합 물류관리체계 구축이 병행돼야 한다”라며 “CA저장 효율을 극대화하는 맞춤형 신품종 개발 및 저장 조건 최적화 연구 등 차세대 농업기술과의 융합도 중요한 미래 과제”라고 제시했다.

충북APC, CA기술 다양한 작물로 적용 확장

심진형 충북APC 센터장은 ‘사과, 배추 CA저장 유통사례’를 주제로 발표했다.

심 센터장은 “국내 APC(거점산지유통센터)는 2008년 충주에 처음 설립됐으며 2008년부터 사과용 후지플랜트 CA저장고 설치를 시작해 당시에는 많은 반대와 의구심을 받았지만 현재는 중요한 기술적 기반으로 자리잡았다”고 밝혔다.

보은거점 APC는 2023년 설립했으며 충북 보은군 삼승면에 위치하고 있다. 부지 1만7,680㎡, 건물 9,517㎡ 규모에 150억원의 사업비가 투입됐으며 주선별기 1대와 보조선별기 1대, 대형 및 소형 저온저장고 7동, CA저장고 2동 등 총 9동 시설로 하루 100톤의 선별과 2,450톤의 저장능력을 갖추고 있다.

운영실적을 보면 2024년 기준 370농가 회원을 확보해 6,192톤의 물량을 취급했으며 매출액은 311억원이다. 전국단위 물량확보를 통해 안정적인 과실수급과 물가안정을 위한 공공거점 역할을 수행 중이며 2025년 예상 취급물량은 8천톤을 넘을 것으로 보인다. 향후 사업계획에는 저온저장고와 CA저장고 추가 건설이 포함되어 있으며 2025년 사업비 34억원을 투입해 304㎡ 규모 증축을 추진하고 있다.

심 센터장은 “CA시설 도입초기에는 높은 설치비용과 관리의 난관, 밀병 등 저장부작용 우려가 있었고 사과의 조기수확과 소비자 선호 간 균형찾기가 어려웠다”라며 “CA저장고에서 발생하는 수분 손실문제를 줄이기 위해 저장비닐과 클럽처리 실험, 곰팡이방지 등이 병행됐으며 현장 내 경험과 노하우가 무엇보다 중요하다”고 강조했다.

이어 봄배추 CA저장 시범사업 사례를 소개하며 “출하 당시 CA저장 배추는 일반 저온저장 배추에 비해 중량감소와 경도, 색도유지 등에서 뛰어난 성과를 보였다”라며 “CA저장고 운용으로 시장수급과 가격안정 기대효과가 크다”고 강조했다.

현재 보은 APC는 사과, 배추 외에도 다양한 품목으로 CA저장 적용범위를 넓히고 있으며 향후 기후변화와 물류체계 변화에 대응하는 융복합 저장시스템 개발에도 힘쓰고 있다. 

심 센터장은 “보은군은 국내 유일 전국단위 공공거점 APC로서 농가소득 증대와 고품질 과일을 연중공급하는 역할을 지속할 것”이라며 “국립농업과학원과 협업해 실증연구를 강화하고 신규 저장시설 확장, 전문인력 양성, 기술교육 지원 등을 통해 CA저장기술의 지속가능성과 확산에 매진하겠다”고 밝혔다.

능동형 CA저장고, 저장환경 변화 신속 대응

박천완 농진청 연구사는 ‘능동형 CA저장시스템 및 국내기술 현황’을 주제로 발표했다.

박 연구사는 능동형 CA저장고 기술(DCA-RQ)의 원리, 구조, 설계 및 현장 검증사례 등을 중심으로 발표했다. 

저온저장고는 냉각, 가습, 제상장치 등 복합설비로 농산물의 냉해와 저장품질 불균일을 최소화한다. 저장고 내부온도와 습도조절은 미생물 증식과 농산물 대사를 억제해 신선도 유지에 결정적 영향을 미치며 특히 온도가 5℃ 내려가면 호흡률이 50~70% 감소해 저장기간이 크게 연장된다.

능동형 CA저장고는 저장된 농산물의 생리적 호흡상태(RQ)를 실시간 측정해 산소농도를 능동적으로 조절함으로써 저장장해를 최소화하고 신선도유지 기간을 연장하는 고도화기술이다. 기존 고정식 CA저장고에 비해 저장환경 변화에 신속하게 대응할 수 있는 장점이 있다. 

박 연구사는 “서버기반 원격 모니터링시스템으로 저장고 관리와 데이터를 실시간 확인하고 지원하는 운영체계를 구축했다“라며 ”현재 능동형 CA저장고 국산화 개발이 진행 중이며 해당 기술을 현장에 100여대 이상 보급했다”고 밝혔다. 

CA저장고는 부하계산, 냉동기 및 질소발생기 용량 선정, 온도변화에 따른 공기주머니 크기 산정 등을 과학적 계산식에 따라 설계하며 기밀도시험 및 표준가스 검정을 통해 성능검증을 진행한다. 

특히 저장고의 기밀성 유지가 중요하며 누출 시 외부산소 유입으로 인해 질소 발생기의 과도한 가동과 저장농산물의 품질저하가 발생한다고 설명했다. 질소 발생기는 간헐적 가동 시 문제가 될 수 있어 배출밸브 제어를 통한 지속적 공급시스템으로 개조해 운영효율을 높였다.

CA저장고의 기체조절방식은 배출식과 순환식이 있다. 배출식은 질소발생기만 사용하며 보다 단순한 구조이고 순환식은 추가적으로 이산화탄소 및 에틸렌 제거 장치가 포함돼 복합 기체조절이 가능하지만 단가가 높아 현장보급에는 제한적이다. 또한 통합센서를 통해 산소, 이산화탄소, 온도, 습도를 모니터링하며 아직 에틸렌센서의 장기 정확도 문제가 있어 현장적용은 아직 제한적이다.

박 연구사는 “일반 CA저장고는 설정한 기체농도를 오차범위 내에서 조절하는 1세대 방식인 반면 능동형 DCA저장고는 호흡률 측정을 바탕으로 기체농도를 최적범위 내에서 자동조절해 산소농도 변화횟수를 절반수준으로 줄여 에너지 효율과 고객만족을 높인다”라며 “저장고별 제어프로그래밍과 자동화기능을 갖춰 사용자가 초기설정만 하면 손쉽게 운용할 수 있다”고 밝혔다.

이어 “CA저장고의 안정적 가동을 위해서는 운영매뉴얼과 현장교육, 원격 기술 지원시스템을 통해 농가와 기업들의 관리능력 향상을 지원해야 한다”고 강조했다.

대형마트 CA저장 도입 확대 추세

오민기 JPL ENG 이사는 ‘CA저장고 시공 및 롯데마트 구축사례’를 주제로 발표했다.

CA저장은 저온저장에 공기 중 산소와 이산화탄소 농도조절이 더해진 기술로 청과물의 호흡과 노화를 최소화해 저장능력을 획기적으로 연장한다. 특히 사과 등 과일의 호흡대사과정에서 산소와 포도당이 결합해 이산화탄소와 물, 열을 발생시키는데 CA저장은 이 호흡속도를 낮춰 신선도를 유지하는 효과가 크다.

장기간 저장 가능한 농산물은 품목별로 산소농도와 이산화탄소 농도, 온도, 습도조건이 다르다. 예를 들면 사과는 0℃, 산소 3%, 이산화탄소 3% 환경에서 6~9개월 저장이 가능하다. 또한 CA저장은 에틸렌 생성 억제, 발아 억제, 벌레 발생 방지 등 부가적 효과도 있어 농산물의 상품성을 높인다.

오 이사는 “CA저장고 설계조건으로는 저장물별 고습·중습·저습 환경 구분, 장기저장에 적합한 기밀구조, 에너지효율 최적화, 농산물 상품성 극대화 등이 있다”라며 “저장고는 철골구조와 단열벽체로 시공되며 냉각시스템은 중앙집중식 간접냉각과 직접냉각 방식 등이 적용된다”고 밝혔다. 

이어 “특히 설계시 저장고 내 온도정밀제어를 ±0.3℃ 이내로 유지해 상품 신선도를 극대화할 수 있는 시스템 구축이 중요하다”고 강조했다.

CA저장고의 시스템구성은 질소발생기, 이산화탄소 제거기, 산소농도 조절기, 제어반, 안전장치 등 고도의 통합장비로 이뤄진다. 원격감시 및 자동제어시스템을 도입해 저장고 내부상태를 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있어 관리자출장이 어려울 때도 신속한 대응이 가능하다. 안전장치로는 내부압력 변화에 대응하는 압력반과 공기주머니, 감금알림 스위치 등이 설치돼 작업자 안전을 보장한다.

오 이사는 롯데마트 신선품질혁신센터의 CA저장고 설계사례를 발표했다. 해당 센터는 1~3층에 걸쳐 저온저장고 및 CA저장고로 구성돼 있으며 4단적재 팔레트 기준으로 약 4,214톤 저장이 가능하다. 이 저장고들은 간접 냉각방식에 최적화돼 있으며 건축 구조와 설비가 저장효율과 안전성 확보에 맞춰 설계됐다. 구축된 센터는 고효율 냉동기, 중앙집중 냉각시스템, 자동화제어반과 원격 모니터링시스템 등을 적용해 운영효율성을 극대화했다.

오 이사는 “CA저장고 운영의 핵심은 저장고 기밀유지와 냉각 및 공기조절 장비의 안정적 가동이며 이를 위해 철골구조의 단열벽체 시공, 정밀한 부하 산정, 냉동기 선정과 유지보수체계가 필요하다”라며 “원격감시 및 능동적 A/S시스템 도입으로 문제발생 시 빠른 대응과 장애 최소화를 지원해야 한다”고 밝혔다.

이어 “대형 물류센터 및 산지 유통센터 내 CA저장 기술의 도입이 확대되는 추세”라며 “농산물 특성에 맞춘 맞춤형 저장 환경 설계와 첨단 자동화시스템 도입, 안정적 운영관리가 반드시 병행돼야 한다”고 강조했다.

국내 CA 수출활용 미비, 수출공정 개선해야

이지현 농진청 연구원은 ‘CA저장 활용 수출사례 및 품질유지 효과’를 주제로 발표했다.

CA기술은 일반 컨테이너에 비해 수출 중 농산물 품질 저하를 크게 줄여 선도 유지에 탁월하다. CA 기술은 현재 아보카도, 망고, 블루베리, 아스파라거스, 바나나 등 신선식품 중심으로 미국, 멕시코, 페루, 대만, 일본, 홍콩 등 다양한 국가로 수출에 활용되고 있다. 세계적으로 중산층 인구 증가에 따라 교역량이 급증하면서 CA컨테이너 활용 농산물 수송량도 빠르게 증가 중이다.

그러나 국내상황은 아직 수출활용이 미비하다. HMM이 CA컨테이너 375대를 보유하고 있으나 수입품목 중심 사용에 머물러 있으며 수출용 CA컨테이너 활용은 전무하다. 수출환경이 까다로워 기존 수출기업들은 관행적인 루트만 이용하는 상황이라 국내 품목별 CA적용 효과와 품질유지 가이드라인 구축이 필요성하다. 

이에 따라 농진청에서는 2021년부터 품목별 CA조건과 품질유지기간 DB 구축 연구를 시작해 3년간 188회 실증수출을 진행했으며 딸기, 참외, 멜론, 수박, 포도 등 여러 품목에 대해 CA 조건별 품질효과를 검증했다.

구체적 수출사례로 딸기는 기존 5~7일 신선도 유지기간을 CA적용 후 10일 이상 연장했으며 홍콩, 태국, 싱가포르 등에 CA선박 수출모델을 확립했다. 참외와 멜론, 수박도 수출 국별 운송기간과 CA조건에 맞춘 복합기술을 적용해 품질과 상품성이 크게 개선됐으며 특히 멜론과 수박의 장기간 선박 수출 가능성을 확인했다. 포도는 장기 저장 후 품질저하가 큰 3월 이후 시즌에 CA저장과 컨테이너 수송을 적용해 해외시장 경쟁력을 강화했다. 다양한 품종과 조합에 따른 CA조건 최적화와 실시간 품질 모니터링 기술도 연구 중이다.

이 연구원은 수출공정 개선도 중요하다고 역설하며 “내수 위주의 기존 공정을 수출용에 맞게 개량하고 MA필름, 포장, 예냉, 저온보관 등 복합기술을 접목해 실질적인 품질 향상을 이뤄야 한다”고 밝혔다.

이어 “국내 농산물 유통 인프라, 특히 APC시설 부족과 콜드체인 미흡이 농산물 품질 저하의 주요 원인으로 지도와 교육 등 인프라 확충 및 기술지원이 절실하다”라며 “CA저장기술 적용 확대를 위해 현장컨설팅과 맞춤형 지원, 정부‧기관 간 협력강화가 필요하며 수출농산물 품질관리와 시장다변화를 위한 연구와 경험축적에 최선을 다할 것”이라고 강조했다.