오늘날은 새로운 기술이 범람하고 있다. 자동화 기술과 정보 기술 역시 그렇다. ‘과학이 우리를 기다려주지 않는다’는 말이 나올 정도다.
자료｜오토메이션 월드

<목차>

1. 레시피 관리 및 일괄처리 소프트웨어

3. 자동화와 설비종합효율(OEE)의 결합

4. 미끄럼방지 장비 사용

5. 자동화 및 계획 관리

6. 스마트한 장치 및 자산 관리

7. 통신 및 모바일 노동(Workforce)

1) 위생기계의 10가지 주요 설계

2) 정치세척 시스템을 향상시키기 위한 7가지 방법

3) 효율적인 정치세척 시스템의 4가지 주요 사례

4) 레시피를 활용해 정치세척 제어 프로그래밍하기

☞ 7월호에서 계속

미국식품의약국의 식품안전법이 전개됨에 따라 식품안전 관련 요구사항과 함께 검사에 대한 필요성 또한 높아지고 있다. 이에 식품업계 종사자들이 던지는 첫 질문은 다음과 같다. “이 법은 누구에게 어떤 영향을 주는가?”

식품안전법은 연쇄적인 생산 및 공급망(Supply Chain)의 한 쪽 끝에서 반대편 끝 사이에 놓인 모두에게 영향을 미친다. 주로 식품 생산업체 및 가공업체에 작용한다. 각 업체는 자사 시스템 내의 위험요소가 있는 부분을 파악하고 이를 제어해야 한다.

다음에 소개할 글은 데이비드 애치슨 박사가 <자동화 컨퍼런스 2012>에서 발표한 자료를 요약한 것이다. 애치슨 박사는 Leavitt Partners의 식품 및 중요 안전실무 분야 상무이사이다. 동시에 미국식품의약국의 식품안전 및 응용영약 부서 최고 의료담당자 직위를 역임하기도 했으며, FDA에서 식품 관련 위원으로 활동하기도 했다.

생산 추적

식품 생산업계는 오랜 세월동안 제품 추적에 대해서 고심해왔다. 또한 새로운 법안은 한 단계 진보한 추적 기능을 필요로 한다. 이는 공급 및 유통망 제어 분야에 큰 과제로 다가온다.

식품 생산업체 및 작업자들은 공급 및 유통망의 안전과 보안 측면에 대한 진정한 이해가 필요하다. 예를 들어 중국산 새우를 수입하고 있다고 가정해보자. 중국의 새우 양식업자에 대해 무엇을 알 수 있는가? 양식업자가 기생충 및 벌레를 없애고 새우를 건강하게 유지하기 위해 양식장 안에 넣은 약의 종류를 알 수 있는가? 만약 만족스러운 대답을 하지 못했다면, 현재 위험에 노출되어있는 것이라고 말할 수 있다. 공급 및 유통망에서 제품 추적이 중요한 이유다. 작업자는 위험 요소를 제어하는 공정을 자동화하고 이를 문서화할 수 있어야 한다.

예를 들어, 생견과류를 집어넣으면 볶은 견과류가 나오는 볶음 공정을 계획할 수 있다. 여기서 주의해야 할 사항으로는 기계의 온도와 기계를 통과하는 벨트 속도 그리고 벨트 위에 높이는 견과류의 양 등이 있다. 벨트가 너무 빨리 움직이면 견과류가 충분히 조리되지 않는다. 또한 벨트 윗쪽에 있는 견과류의 양이 너무 많으면 아래쪽에 있는 견과류는 충분히 열을 받지 못하게 된다.

생산 추적 소프트웨어를 활용하면 지속적으로 공정을 관찰하고, 그 결과에 따라 장치를 작동시키며, 그 과정을 기록하기 쉽다. 위에서 언급한 세 가지 요소들을 추적함으로써 일정한 범위를 벗어나는지만 확인하면, 적절한 반응을 취하고 이를 기록함으로써 시정 조치가 적절했는지 확인할 수 있다.

포장 및 장비

식품업체는 위험을 최소화할 방안을 찾고 있다. 하지만 단순히 위험을 줄일 수 있는 규정에 준수하는 것만이 이들의 목표는 아니다. 이들에게는 안전 및 품절이 최선이자 최우선이므로 자발적으로 이를 지키고자 하는 것. 이는 규정 준수·안전·품질 등 세 가지의 중점적인 요소들을 충족하려 함을 뜻한다. 

안전 및 품질을 높이기 위해서는 업계에서 사용하고 있는 기존 장비들을 업그레이드하거나 교체해야 한다. 장비를 교체할 때에 중점적으로 살펴보아야 할 사항으로는 크게 네 가지가 있다.

1. 장비를 업그레이드하고자 한다면,  효율성 입증을 염두에 두어야 한다. 새로 구입하려는 장비가 살모넬라균을 죽일 수 있을 만큼 충분한 열을 만들어내는지와 같이 사용하려는 장비의 효율성을 입증해야 한다. 뿐만 아니라 핵심적인 생산 및 공정 데이터들을 처리하며, 후에 관련 자료를 획득할 수 있는지의 여부도 확인해야 한다.

2. 시스템에 사용할 수 있는, 즉 장치에 유효한 기능을 갖춘 장비라고 하더라도, 세척 문제를 반드시 짚고 넘어가야 한다. 

알레젠(알러지를 일으키는 화학물질. 편집자 주)을 예로 들어보면, 알레젠을 방지하는 시스템이 없는 식품회사는 일과를 마칠 때까지, 혹은 기계 작동이 멈출 때까지 알레젠 항원이 들어있는 제품을 생산하게 된다. 알레젠 없는 제품을 생산하고자 한다면 효율적이며 문서로 기록할 수 있는 세정 공정(Cleanup Process)을 실현하는 시스템이 필요하다.

3. 포장 장비는 식품과 직접적으로 맞닿아있음을 명심해야 한다. 작업자들은 생산 공정에서 포장은 더 이상 활발한  분야가 아니며, 따라서 앞으로는 날아오르지 못하리라 입을 모은다. 

하지만 기계는 반드시 식품, 즉 제품과 접촉하게 된다. 미국식품의약국에서는 이를 위험 요소로 간주하고 있으며, 이를 제거하기 위해 기록 및 문서화에 대한 필요성을 강조하고 있다.

4. 라벨링 제어는 미국 식품안전현대화법이 강력하게 규제하고 있는 사항 중 하나다. 

라벨링 제어는 사실 다양한 문제가 일어날 위험을 내포하고 있다. 예를 들어 제품을 포장할 때 포장재와 내용물의 내용이 일치하지 않는 등의 문제가 발생하는 것. 이는 특히 알레젠 및 알러지와 관련해 민감한 문제다. 특정 알러지에 대한 정보를 포장지에 언급하지 않으면 사람의 안전에 영향을 끼칠 수도 있기 때문이다. 

문제를 해결하는 방법은 간단하다. 제품 추적 시스템을 도입하는 것. 이를 통해 제품이 출고되기 전에 확인할 수 있음은 물론이고, 향후에도 추적 조사를 통해 오류를 수정할 수 있다.

자동화를 통해 쉽고 편하게 미국 식품안전현대화법을 준수할 수 있다. 자동화는 공정의 실용적인 측면을 높이고 실제로 활용할 수 있는 예시를 제시한다.

1. 자동화는 이상적인 시스템이다. 식품 안전 시스템을 자동화해 이를 설계 및 설치하면 작업자가 우회 접근할 수 없도록 만듦은 물론, 쓰레기의 유입 및 배출을 막음과 동시에 사용자 친화적인 측면을 유지할 수 있다.

2. FDA/3A의 인증을 받은 장비를 사용한다. 공정 및 기기는 필연적으로 제품, 즉 식품과 접촉하기 마련이다. 정치세척 및 정치증기멸균에 적절한 장비를 선택하고자 할 때 FDA/3A의 인증을 받은 확실한 장비를 사용하면 위생적이고 안정적인 생산을 실현한다.

3. 작업자를 고려한다. 가공식품 산업에서의 안전은 작업자가 기기를 작동 및 유지·보수하는 능력에 달려있다. 좋은 절차 기록문서는 일회성 조치든 반복적인 유지관리 절차이든 상관없이, 장비의 모든 측면에서 작업을 최적화하고 출력 및 효율을 높이는 가르침을 선사한다. 박식하고 숙련된 기술자 및 유지보수 기술은 식품 안전을 유지하는 중요한 요소다.

4. 절차를 확인 및 입증하는 작업은 대단히 중요하다. 여기서는 위해요소 중점관리기준(HACCP)이 핵심적인 역할을 한다. 표준작업 절차를 확고히 하고 최소 두 개 이상의 제어 시스템을 가동함으로써 제품이 생산라인을 벗어나기 전에 오류를 검출할 수 있다. 

작업자에게는 충분한 재고가 필요하다. 제품 생산을 안전하게 유지함과 동시에 제품이 판매 단계에 들어가기 전에 실시하는 모든 검사의 수행 및 확인을 원활히 하기 위해서다.

5. 자동화 시스템은 원재료부터 최종 유통에 이르는 전 과정을 추적할 수 있다. 미국 식품안전현대화법은 모든 형태의 오염을 방지해야 한다고 명시하고 있다. 이는 제품을 만드는 원재료부터 제품 유통에 이르는 전 과정을 추적할 수 있어야 함을 의미한다. 

별도의 교육이나 의사소통 없이 의약품 제조 품질 관리 기준을 준수할 수 있는 가장 편리한 방법은 원재료 채취 및 수집·적재·수송 등 모든 단계에 센서를 사용하는 것이다. 

제조공정은 가능한 한 연속적이고 지속적인 분석이 필요한 분야다. 생산에서 유통에 이르기까지 모든 단계에서 제품을 추적할 수 있는 공정을 수립해야 한다. 

6. 실험 결과를 실시간으로 도출 및 분석해내야 한다. 작업 정확도를 높이기 위해 실험 결과를 실시간으로 입력하는 과정 및 이를 체크리스트와 분석하는 과정을 개선해야 한다. 제품의 품질을 보증하려면 모든 자료를 중앙 데이터베이스에 저장해야 하며, 생산관리자 등 작업자의 접근이 용이해야 한다. 

식음료 산업에서 중요한 요소 중 하나가 바로 식품안전이다. 음식제조와 관련한 전 시스템을 교차오염으로부터 보호하는 것이 필수적이다. 또한 오염된 식품의 원인을 추적해 이를 제거하는 것도 중요하다. 공장을 벗어난(즉, 출하된) 이후에 불량품을 발견할 경우 제품의 전 생산과정을 추적해야 한다. 오염의 근본적 원인을 확인하기 위해서다. 이는 다시 말해 추적관리를 통해 식품안전을 보장할 수 있음을 의미한다. 

자동화시스템을 구축하는 방법으로 다음과 같은 것들이 있다.

1. 원재료 추적 모듈을 탑재한 효율적인 일괄처리 소프트웨어를 사용한다. 일종의 계보도를 그릴 수 있는 소프트웨어가 바람직하다. 소프트웨어를 활용해 원재료부터 최종 생산제품에 이르기까지 전체적인 과정을 추적할 수 있다. 제품에 대한 품질을 보증함과 동시에 식품규정을 보다 쉽게 준수할 수 있는 열쇠다.

2. IP 카메라나 감시시스템 그리고 출입통제장치 등 다양한 센서를 활용해 공장 내의 생산시설 전체를 엄격하게 감시할 수 있다.

3. 효율적인 보안관리 시스템을 개발 및 사용한다.

8) 식품안전에서 장비 및 포장의 역할

식품회사는 지속적으로 식품안전을 위협하는 요소들을 통제할 수 있는 방법을 모색하고 있다. 동시에 위험요소를 최소화할 필요성을 인식하고 있다. 위험요소를 통제함으로써 자사가 가지고 있는 공정의 적합성을 입증 및 확인받고자 하는 것. 업계는 환경적 위험, 특히 알레젠에 대한 위험요소를 통제하는 것이 급선무라고 입을 모은다.

주요 제조업체의 식품 제조 및 포장 전문가들이 자사의 장비 및 포장 관련 제조업체에 기대하고 있는 것들은 단순하다. 업체들은 미국 식품안전현대화법을 준수함과 동시에 생산 및 포장설비에서의 주도권을 유지하기를 기대하고 있다.

미국 식품안전현대화법을 준수하는 데에 초점을 맞춘 장비를 설계할 때에는 다음과 같은 사항들을 고려할 수 있다.

1. 제품과 공정과정 모두 쉽게 확인 및 인증할 수 있어야 한다.

2. 장치 전체를 확인할 수 있는 주요 감시 자료를 제공해야 하며, 이 자료를 위험 통제에 활용할 수 있어야 한다.

3. 지속적인 기록 관리를 위해 자료를 전자적으로 캡처할 수 있어야 한다. 

4. 제품추적 시스템 내에 장비를 통합할 수 있어야 한다.

장비는 관리, 특히 세척이 용이해야 한다. 환경오염에 대한 우려를 불식시키기 위해서다. 이에 대한 고려사항은 다음과 같다.

1. 알레젠을 해결하는 문제에 민감하게 반응해야 한다. 쉬운 장비 청소 및 세척(습식 및 건식 모두)기능 및 라벨이 정확히 부착되었는지 확인할 수 있는 안전보장장치 기능 등을 포함해야 함을 의미한다.

2. 제품 추적 및 자료 저장을 보다 쉽고 정확하게 수행함으로써 원재료부터 완제품에 이르는 다양한 정보 수집을 원활하게 달성할 수 있는 장치를 설계해야 한다.

3. 식품 포장재 및 식품에 직접적으로 접촉하는 도구들의 재질에 관한 규제를 보다 포괄적으로 수용해야 한다. 제조·포장·운송·보관 등에 쓰이는 재질이 어떤 것이든, 상품에 의도치 않은 기술적 영향을 미칠 수 있다. 식품과 직접 접촉하는 물체란, 예를 들어 포장재에 쓰이는 폴리머·착색제·산화방지제나, 종이 및 포장용 판지를 제조할 때 쓰이는 자재·코팅제·접착제, 살균제 및 살충제 혹은 항미생물제, 뚜껑 및 덮개에 쓰이는 밀폐제 등이 있다.

포장업체 및 장비제조업체는 식품 관련 업체가 현재 직면한 문제에 대해 즉각적으로 대응할 수 있어야 한다. 복잡성이 날로 증가하는 식품제조 영역에서 자사의 가치를 보존하며 시장 우위를 점하기 위해서는 보다 면밀한 대응이 필요하다.

☞ 다음호에 계속