CA저장의 설비
1) 저장고 및 저온 설비

CA 저장은 기본적으로 저온 저장을 바탕으로 하므로 저온 저장고와 동일한 저온설비가 요구된다. 그러나 CA저장고는 저온 저장고와 달리 가스 밀폐가 유지 되어야 하므로 벽면, 바닥, 천장등의 정밀한 시공이 요구되며, 특히 출입문은 특수하게 제작 되어야 한다. CA 저장고는 작동 중에 밀폐가 유지 되어야 할 뿐만 아니라 산소 농도가 낮아 질식의 우려가 있으므로 사람의 출입이 사실상 불가능하다. 따라서 가스 농도를 비롯하여 온도, 습도 등 저장고 내의 모든 조건은 자동 조절이 가능하여야 하는데, 상업적 규모의 최신 CA 저장고는 가스 농도 뿐만 아니라 온도 및 습도가 컴퓨터에 의해 조절되도록 설계되어 있다. 한편 저장고 내의 자동 습도 조절을 위해서는 가습기의 설치가 필수적으로 대개 초음파 가습기 또는 원심 분리식 가습기가 설치된다.

2) 질소 발생기

CA저장고 내의 산소 농도를 저하 시키기 위하여 과거에는 프로판 가스를 태우는 방법이 많이 사용되었으나, 근래에 건립되는 CA저장고는 대부분 공기로부터 질소 가스를 분리한 후, 분리된 질소가스를 저장고 내에 불어 넣어 산소 농도를 낮추는 방법이 이용되고 있다. 이때 이용되는 기기가 질소 발생기이다. 공기로부터 질소를 생산하는 질소 발생기에는 가스 투과성막을 이용하는 방식과 탄소분자체를 이용하는 방식이 있으나, 투과성 막을 이용하는 방식이 성능 및 유지 관리면에서 유리하다.

그림 24. 막 분리식 질소 발생기의 구조

막 분리식 질소 발생기는 공기 청정기 및 공기 압축기와 함께 투과성 막의 모세관 다발이 들어 있는 질소 분리관으로 구성되어 있으며, 질소 분리관은 공기로부터 산소, 이산화 탄소 등을 제거하여 질소를 생산하는 기능이 있다.

3) CO2 제거기

CA 저장고 내의 이산화 탄소 농도는 과실의 호흡에 의해 자연적으로 증가되므로 별도의 이산화 탄소 공급 장치는 대개 불필요한 방면, 이산화 탄소를 제거하기 위하여 석회를 저장고 내에 넣어 두거나 이산화 탄소 제거기를 설치한다.

그림 25. CO2 제거기의 구조

CA저장고에 이용되는 이산화 탄소 제거기 내부에는 활성탄이 층진되어 있으며 흡착과 재생과정을 주기적으로 반복하면서 작동되는데, 흡착 과정에서는 저장고 내의 이산화 탄소가 활성탄에 흡착되고 재생 과정에서는 흡착된 이산화 탄소가 저장고 밖으로 배출되면서 활성탄이 재생된다.

4) 에틸렌 제거기

에틸렌에 민감하게 반응하는 작물을 CA 저장할 경우에는 에틸렌의 제거가 요구된다. 에틸렌을 제거하기 위하여 소규모 저장의 경우에는 과망간산칼리를 이용할 수도 있으나 대규모 저장고에서는 비경제적이다. 따라서 CA 저장고에서는 백금 촉매를 이용하여 에틸렌을 산화시키는 에틸렌 제거기가 이용되는데, 에틸렌 제거기 내부에는 백금으로 코팅된 다공성 물질이 층진되어 있으며, 이를 약 250℃로 가열한 후 에틸렌이 포함된 공기를 통과시켜 에틸렌을 이산화 탄소와 물로 산화시킨다.

5) 가스 측정기

CA 저장고의 산소와 이산화 탄소의 농도 측정은 대개 파라마그네틱 측정기와 적외선 측정기를 이용하는데, 측정 범위 0∼10%, 측정 오차 약 0.1% 인 측정기를 주로 이용한다. CA 저장고에 설치되는 가스 측정기는 컴퓨터와 연결되어 자동 작동되는 한편, 컴퓨터는 측정된 가스 농도를 바탕으로 질소 발생기와 이산화 탄소 제거기 등을 작동시켜 저장고 내의 가스 농도를 자동 조절하는 기능을 갖는다. 한편 에틸렌의 경우 측정이 까다로워 자동 측정 장치가 아직 개발되어 있지 않으며 정밀한 측정을 위해서는 가스 크로마토그라피에 의한 수동 측정이 불가피한데, 대개의 CA저장고는 에틸렌의 측정없이 타이머에 의해 에틸렌 제거기를 주기적으로 작동시키는 방식을 이용한다.

(라) CA조성 방식의 유형

그림 26. 제거식 CA저장고의 원리

1) 제거식

CA조건의 조성을 위하여 질소 발생기 및 이산화 탄소 제거기를 부착하여 에틸렌 제거가 필요할 경우 에틸렌 제거기를 부착하기도 한다. 과실을 저장고에 입고시킨 후 질소 발생기에서 생산된 질소 가스를 저장고 내에 불어 넣어 저장고 내의 산소 농도를 일정 수준으로 감소시킨 다음, 저장 중 과실의 호흡에 의해 이산화 탄소 농도가 증가하면 이산화 탄소 제거기를 작동시켜 이산화 탄소를 제거한다.

2) 배출식 CA

미국에서 이용되는 CA 방식으로서, 질소 발생기만 필요하고 이산화 탄소 제거기가 필요치 않다. 제거식에서와 마찬가지로 과실 입고 초기에 저장고 내의 산소 농도를 일정 수준으로 낮추기 위하여 질소 가스를 불어 넣는 한편, 저장 중에도 과실의 호흡 작용으로 인해 이산화 탄소 농도가 증가하면 질소 가스를 불어 넣어 이산화 탄소가 저장고 로부터 씻겨 나가도록 한다. 이 방식에서는 에틸렌 제거기를 별도 부착할 필요가 없으며 이산화 탄소 배출시 에틸렌도 자연적으로 함께 배출된다. 따라서 밀폐식에 비하여 구조 및 설비가 단순하다는 장점이 있으나, 질소 가스의 소모가 많아서 질소 발생기의 작동이 빈번해 지는데, 이산화 탄소 농도를 1∼2% 정도로 낮게 유지해야 할 경우에는 질소가스의 소모를 줄일 목적으로 저장고 내에 석회를 넣어 두기도 한다.

그림 27. 배출식 CA저장고의 원리

그림 28. 여과식 CA저장고의 원리

배출식 CA 방식과 같이 질소 발생기의 작동 만으로 CA조건을 조성하는 방식 으로써, 저장 조기에는 다른 방식과 마찬가지로 저장고 내에 질소 가스를 불어 넣어 산소 농도를 낮춘다. 한편 질소발생기는 이산화 탄소를 여과하는 기능이 있으므로 저장 중에 호흡으로 인해 이산화 탄소 농도가 증가할 경우, 저장고 내의 공기를 질소 발생기로 통과 시킴으로써 이산화 탄소를 여과하여 제거한 다음 이산화 탄소가 제거된 공기를 저장고 내에 다시 불어 넣는다.