플라스틱 용기에 음료를 충전하는 데에는 음료 회사가 페트병(또는 PP병, PLA병)을 제병사로부터 구매하여 충전하는 오프라인(off-line) 방식과 페트병을 자체 생산하여 곧바로 충전하는 인라인(in-line) 방식으로 나눌 수 있다.

인라인 방식은 블로잉 머신에서 만들어진 페트병을 에어 컨베이어로 이송하여 곧 바로 충전하는 방식으로 오프라인 방식에 비해 용기의 오염 가능성이 낮은 장점이 있다.

시델(www.sidel.com)은 인라인 방식에서 한 걸음 더 나아가 블로잉 머신과 충전기 및 캡핑기를 일체화한 콤비 머신을 개발해 최근 전세계에 많은 납품 실적을 올리고 있다.

이러한 콤비 머신은 PAA(Peracetic Acid; 과산화초산)등의 케미칼을 사용하지 않고도 요구르트와 같은 유제품의 경우 1개월 이상의 유통 기간을 유지할 수 있다. 이는 UV로 살균된 프리폼이 블로잉 된 후 외부 오염원에 노출되지 않고 살균 공기 분위기에서 곧바로 충전되기 때문이다.

시델에서는 콤비 머신에서 한 걸음 더 나아가 프리폼에 120~140℃ 정도의 과산화수소 증기를 분사한 후 가열 오븐에서 프리폼 내벽 온도를 100℃ 이상으로 가열하여 과산화수소를 활성화하는 원리를 이용한 프레디스(Predis)라는 설비를 개발하였다.

콤비머신 ´프레디스´의 구성

즉, 페트병을 블로잉하는 과정의 가열 오븐에서 과산화수소의 활성화가 동시에 이루어지도록 하는 것이다. 통상적으로 프레디스의 생산 속도는 10,800~36,000 bph이다. 프레디스는 3-로그 이상의 살균을 달성할 수 있어 유통 기간을 2개월까지 연장할 수 있다는 것이 시델의 설명이다. 3-로그란 최초의 미생물 수량이 1000 분의 1 이하로 감소되는 것을 말한다.

프레디스는 시델의 아셉틱 충전기 기술과 콤비 머신, 블로잉 머신 설계 기술의 장점이 결합된 것으로 고객에서 최적화된 솔루션을 제공한다. 통상의 무균 충전 방식은 이미 만들어져 있는 페트병을 과산화초산 또는 과산화수소 증기로 살균하는 것이므로 케미칼의 사용량이 많으며 페트병의 형상이 복잡한 경우 살균되지 않은 부위가 발생할 확률이 있다.

이에 반해 프리폼을 살균하게 되면 표면적이 작아 적은 양의 케미칼로 살균을 할 수 있으며 이미 살균되었으므로 페트병 블로잉시 소비자의 취향에 맞추어 다양한 디자인의 용기를 만들 수 있다.

살균공기란 0.01 마이크론의 필터로 미생물이 제거된 공기이며 콤비 머신 내부는 양압이 형성되어 외부 오염원이 침투하지 못하게 설계되어 있다. 용기의 재료는 페트(PET) 뿐만 아니라 PP 및 PLA도 가능하다.

프레디스는 냉장 유통되는 우유 및 유산균 음료 등의 유제품, 주스 등을 ESL 조건으로 충전할 수 있는 새로운 개념의 설비이다. 이 설비가 음료 업체에 제공할 수 있는 이점은 운전이 용이하다는 점과 비용을 절감할 수 있다는 점이다. 또한 안정성 및 유연성이 향상도 기대되는 부분이다.

프레디스의 블로우 살균 개념도

프레디스의 프로세스가 자동 모니터링 되면서 설비가 간단해지고 프로세스의 신뢰도가 높아져 오퍼레이터의 운전이 용이해졌다. 거기에 각종 운전 조건에 최적화된 레시피에 의해 자동으로 컨트롤되며, 한 명의 작업자가 프리폼 공급에서부터 블로잉, 충전 및 캡핑까지 관리할 수 있다는 점도 중요한 포인트다.

이러한 운전 용이성은 하나의 HMI(Human Machine Interface)로 전체 운전을 관리한다는 점에서 미래 지향적인 설비의 모습을 보여준다.

비용 절감의 측면에서는 케미칼 소모량이 매우 적다는 점을 꼽을 수 있다. 페트병을 좀 더 가볍게 만들 수 있어 수지의 원료비가 절감된다. 프리폼 당 5 mg 내지 15 mg 이내에서 가능하다. 건식 살균 방법으로 살균 세척수가 필요 없다는 점도 비용 절감의 요소가 된다.

또한 일체화된 콤비 머신에 의해 전체 에너지 소모량이 5% 이상 절감되는 것도 장점이다. 에어 컨베이어, 정렬기, 세정기 등이 필요 없어 설비 투자비용이 감소되며 유지 보수비용도 절감된다. 운전 인원을 한 명의 작업자로 진행할 수 있어 인건비도 절감된다.

효율적인 구조를 통해 전체 생산 설비 설치 면적도 약 30% 정도 감소된다. 콤비 머신의 효율이 인라인 생산 방식보다 2~4% 정도 향상된다고 시델에서는 전하고 있다.

안정성 및 유연성이 향상도 기대되는 부분이다. 페트병의 100%가 살균된다는 점은 큰 이점이다. 가열 오븐을 프리폼이 반드시 통과하면서 과산화수소가 활성화되기 때문에 이것이 가능하다.

무엇보다 신뢰도가 높은 살균 방법을 적용한다는 점은 음료업체에서 고민하는 안정성의 문제에 해결 방안이 될 것이다. 건식 살균 방법을 통해 살균수가 잔류할 우려가 없다는 점이 신뢰도를 높인다. FDA 추천 사항인 잔류 과산화수소의 양이 매우 적다는 것도 특징이다. (문의 : 02-6001-3540)

홍순우 기자/ kip@packnet.co.kr