연구보고서
| 보고서명 | 친환경 환경부하 저감형 단열재를 적용한 냉장?냉동용 단열포장용기 개발 |
| 연구책임자 | 최석천 |
| 발행년도 | 2021 |
| 내 용 | [1차년도 개발내용] [에임트] o 단열성이 강화된 부직포 제조공정 설계 - 단열성능 극대화를 위한 부직포 니들펀칭 제조공정 구축 o 저밀도 단열시트 개발 - 시트의 균일성 향상을 위한 장력 조절 장치 개발 - 자동화 시트 삽입 모듈 개발 o r-PET 진공단열재 개발 - r-PET 심재의 아웃개싱 저감을 위한 진공단열재 제조공정 개발 - 단열 용기의 열교차단을 위한 절곡형 진공 단열재 개발 o 단열소재의 성능 검증 - 저밀도 단열시트 중심 열전도도 및 단열시트 밀도 평가 - 진공 단열재 열전도도 및 외피 필름 공기투과 억제성 평가 [한국생산기술연구원] o 단열용기 내부 온도유지를 위한 잠열소재 후보 선정 - 이송물품 유지목표 온도를 고려한 유/무기계 잠열소재 선정 - 잠열소재 상변화온도 및 잠열량 등 열특성 분석 - 잠열소재 동결특성 향상(과냉각 방지)을 위한 조핵 기술 확보 o 복합구성(단열+잠열) 이송용기 설계 기술 개발 - 이송물품 목표유지 온도 및 외기 온도를 고려한 열부하특성 분석 - 이송용기 복합구성 모델링을 통한 두께별 열전달 특성 분석 - 열수지 분석을 통한 잠열량 산출 및 단열재 두께 최적화 설계 [고려대학교] o EPS 용기에 대한 LCA 수행 (Gate to Gate) - 단위공정 결정 및 공정흐름도 작성 - 원료, 제조 공정에 대한 에너지 흐름에 대한 공정 데이터를 계산 o 유통환경 파악을 위한 EPS 용기 기초물성 조사 o EPS 용기에 대한 물리적 유통환경 조사 o EPS 용기의 파손유형 및 요구강도 조사 [2차년도 개발내용] [에임트] o 친환경 단열재를 적용한 고단열능 이송용기 시작품 제작 - 기밀성 확보 및 열교 최소화 단열 구조 설계 - 유통 환경을 고려한 내충격성 박스 구조 설계 및 최적화 - 개발 용기의 경제성 검증 o 개발 용기의 성능 평가 - 냉장/냉동, 식품/의약품 구분에 따른 각각의 단열성능 시험방법 설계 - 단열성능 시험 진행 - 실험실 환경에서 낙하, 적재, 진동, 충격에 대한 내구성 검증 o 개발 용기의 개선점 도출 - 단열 및 내충격 테스트 실시 후 결과 피드백하여 보완점 도출 및 수정 [한국생산기술연구원] o 고기능성 단열용기용 잠열모듈 설계 및 제작 - 고기능성 단열용기 내 잠열모듈 배치 최적화 설계 및 제작 - 잠열모듈 내구성 확보를 위한 잠열모듈 소재 선정 - 내부온도 유지를 위한 열전달 능력 향상 기술 확보 o 고기능성 단열용기 열특성 성능평가(에임트 공동) - 고기능성 단열용기 내 단열패널 및 잠열모듈 배치를 위한 구조 설 계 - 열환경챔버를 활용한 고기능성 단열용기 온도조건별 열특성 성능 평가 - 성능평가 데이터 확보를 통한 고기능성 단열용기 안정성 검증 및 보완방안 도출 o 고기능성 단열용기 성능평가 장치 개발 - 성능평가 장치 운전 모니터링 알고리즘 개발 및 GUI 구축 - 성능평가 장치 제작 및 내부 온도 균일도 평가 - 성능평가 기술 고도화를 통한 성능평가 결과 신뢰성 확보 [고려대학교] o EPS 용기의 LCA 수행 (Cradle to Cradle) - EPS 용기 사용 환경 조사 - EPS 용기의 재활용 프로세스 조사 o EPS 용기의 프로세스에 대한 LCA Programing 및 결과 산출 - EPS 프로세스 조사내용에 대해 LCA 결과 산출을 위한 Programing - EPS 용기의 CO2 발생량 및 자원보존, 인간 건강 및 생태계 건강에 대한 환경영향 평가 결과 산출 o r-PET 용기 LCA 수행 (Gate to Gate) - 단위공정 수립 및 데이터 조사 (주관기관 제조공정 참여 및 협업) - EPS의 제조공정도 작성 및 공정 데이터 수집 - 상,하위 흐름의 데이터베이스를 연결한 전과정 목록표 작성 o 유통 충격에 대한 응력분포 및 변형해석을 r-PET 용기 설계에 반영 - FEM 시뮬레이션 기법을 적용하여 r-PET 시작품의 응력분포 및 변 형해석을 통한 최적화 구조 설계 [3차년도 개발내용] [에임트] o 단열용기 시제품 제작 및 필드테스트 평가 - 필드 테스트 시험 방법 설계 (실제 유통 환경 모사, 다양한 외부 환경 조건 설정) - 온도 모니터링 시스템을 활용한 용기 내부 온도 실시간 확인 - 다회 사용성 검증 : 배송 횟수에 따른 박스의 단열성능 열화 검증 및 유통환경 시뮬레이션 결과와 교차 검증 (고려대 공동) o 수요처 요구에 맞는 용기의 세부 디자인 설계 및 테스트 - 용기 사이즈, 인쇄도안, 냉매제 보관 포켓 및 외부 포켓 등 수요 처 요구에 맞는 세부 디자인 설계 진행 - 수요처 기준에 맞춰 테스트를 진행하고 validation 보고서 작성 [한국생산기술연구원] o 고기능성 단열용기 온도관리 모니터링 시스템 구축 - 이송용기 실증시험을 위한 온도 관리시스템 구축 - 온도 관리시스템 적용 온도센서 정밀도 및 정보 수집/전달 정확도 분석 o 고기능성 단열용기 적용 실증시험 - 성능평가 장치를 활용하여 개발된 고기능성 단열용기 성능평가 - 용도(냉장, 냉동, 의약품)별 외부환경 변화에 따른 실증시험 수행 - 실시간 온도 데이터 측정/수집을 통한 실증시험 결과 분석 및 보 완 [고려대학교] o 제작품의 유통환경(진동/충격) 시뮬레이션 시험 평가 - r-PET 용기의 유통환경에 대한 시뮬레이션 평가 - r-PET 제품군의 반복사용 횟수 연구 o 실증시험을 통한 재사용성 검증 참여 - 실제 배송 횟수에 따른 박스의 단열성능 열화 검증 - 유통환경 시뮬레이션 결과와 교차 검증 o r-PET 용기 LCA 수행 (Cradle to Cradle) - 신재 PET에서 r-PET Fiber 이후 용기 제작공정과 재사용공정에 대 해 모델링하고 현장 데이터 조사 후 Programing을 통해 LCA 평가 o r-PET 용기 프로세스에 대한 Programing 및 LCA 전과정 해석 - 원료, 제조 공정에 대한 에너지 흐름에 대한 공정 데이터를 계산 - 상, 하위 흐름의 데이터베이스를 소프트웨어를 통해 Programing o EPS 대 r-PET 용기의 CO2 저감 및 자원보존 환경영향평가 결과 산출 - 재사용을 포함한 EPS 대 r-PET 용기의 CO2 저감 비교 평가 - 미세입자 형성 및 생태독성에 대한 환경영향 평가 |
| 접수일 | 2023-01-11 |
| 첨부파일 |
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