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생기원 기술로 탄생한 젤리 자동 커팅 모듈…"생기원은 든든한 셰르파"
2021.02.03

생기원 기술로 탄생한 젤리 자동 커팅 모듈…

“생기원은 든든한 *셰르파” 

제주본부 청정웰빙연구그룹 고정범 박사-(주)캔디원 강민식 대표

(* : 산악인의 원정을 돕는 고산 현지의 필수인력)



제주본부 청정웰빙연구그룹 고정범 박사(왼쪽)와 캔디원 강민식 대표. ⓒ 한국생산기술연구원


최근 식품업계는 코로나 19 영향으로 온라인 쇼핑몰 고객의 수요에 주목하고 있다. 제주 조천읍에 위치한 수제 캔디·젤리 제조 전문기업 (주)캔디원(대표 강민식)도 온라인 주문량이 늘어나면서 생기원 제주본부에 SOS를 요청했다.


캔디원이 만드는 수제(手製) 캔디와 젤리는 먹을거리인 동시에 하나의 예술 작품으로서도 손색이 없다. 다만 생산량이 한정돼 있어 주문이 밀려들면 공급을 맞추기조차 버거운 것이 현실이다. 소비자들이 많아지면서 제품에 대한 요구사항도 다양해지고 있다.


강민식 대표는 “생기원의 중소기업 애로기술 지원사업을 알게 돼 도움을 요청하게 됐다”며 “제주도에서는 기술에 대한 답답함을 풀어주는 유일무이한 존재가 바로 생기원”이라고 말했다.


테스트 기간만 3개월…최적화 젤리 자동 커터,

절단 속도 제어 · 안전성 등에 중점


생기원 제주본부 청정웰빙연구그룹 고정범 박사는 캔디원의 지원 요청에 따라 젤리 생산에 쓰이는 절단 공정 기계인 ‘젤리 자동 커팅 모듈’(젤리 자동 커터)를 개발했다. 이 기계는 캔디원 공장에서 생산 공정과 신제품 개발 공정에 활발하게 이용하고 있다.

고정범 박사는 젤리 커터의 기술 개발 초점을 두 가지로 정리했다. 먼저 젤리를 자를 때, 칼날(Blade)을 정렬해 줄 수 있어야 한다. 또한 칼날에 점성(찰기)이 있는 젤리가 들러붙지 않을 정도로 힘과 속도를 적절하게 제어할 수 있어야 한다.

“테스트하는 기간만 3개월 정도 들었습니다. 전체 개발 기간은 훨씬 더 들었죠, 수제 젤리의 소재 특성 파악, 정격(사이즈) 규정, 그에 맞는 턴테이블 설계, 커터 날과 도마, 기구의 재질을 정하고 가공하는 데에 시간이 적잖게 들어가더군요. 식품공정에 들어가는 기계라서 안전에도 신경을 써야 했고요.”


생기원 제주본부에서 개발한 젤리 자동 커팅 모듈. ⓒ 한국생산기술연구원 


그 결과 자동커팅 모듈은 수동 및 자동으로 제어할 수 있고, 도마와 커팅 칼날을 여분으로 마련해 탈착이 용이한 구조로 완성됐다. 이 기계는 자동 제어 모드를 켜면 제품 도어를 닫아야 작동된다. 칼날에 의한 안전 사고를 예방하기 위해서다.


커팅 공정은 X축(3-9시 방향)과 Y축(6-12시 방향)에서 각각 12회 이뤄진다. X축 커팅에 1분, Y축 커팅에 1분, 원점 이동 및 휴지 간격 조정에 1분, 도합 3분이면 도마 위에 놓여진 젤리 원판은 169개의 균일한 무게와 부피를 지닌 주사위 모양의 젤리로 완성된다.


칼날이 장착된 주 조작기는 에어 실린더로 동작이 이뤄진다. 도마를 올려 두는 턴테이블의  X-Y축 이동을 위해 서보 모터를 달았다. 고정범 박사는 특히 ‘젤리’라는 절단 대상의 특성에 맞춘 도마와 칼날의 소재 선택에 애를 많이 썼지만, 결과적으로는 속도를 적절히 제어할 수 있으면 적절한 절단이 가능하다는 결론에 도달했다. 특히 자동제어는 각 동작 단계와 고장 배제 및 처치 수단까지 정해진 순서에 따라 논리적으로 제어하는 프로그램(PLC)에 의해 수행했다.


젤리 자동 커터로 젤리를 절단하면 젤리를 먹는 최종 소비 고객의 입장에서는 깔끔한 모양으로 마무리된 젤리를 먹을 수 있어 좋다. 회사 입장에서는 잘라진 개별 단품의 양이 일정해 소분이 훨씬 간편해진다. 자르는 사람은 그 시간에 다른 일을 할 수 있어 생산성이 향상된다. 이번에 개발된 기계 덕분에 캔디원은 코로나19라는 위기를 겪었지만 감원 없이 고용도 유지하고 있다.


강민식 대표에 따르면 수제 캔디는 공정의 100%를 사람이 직접 손으로 만든다. 예술성과 독창성을 발휘할 수 있지만, 노동력과 시간이 그만큼 많이 든다. 강 대표는 “생기원에 소비자의 눈높이에 맞춰 제품의 완성도를 높이는 방법, 특히 캔디와 젤리의 단면을 균일하게 만드는 기술적 대안을 제시해 달라고 요청했다”고 말했다.


강 대표는 “저희들이 보기엔 어려운 기술 과제도 척척 해결되는 것을 보면 놀라울 정도”라며 “코로나19가 종식됐다는 가정 하에 자체 시뮬레이션을 해 보니 젤리커터를 활용하면 약 30% 정도의 매출 향상 효과가 있다는 결론이 나왔다”고 덧붙였다. 


고정범 박사는 “제주는 여타 지역본부보다 연구 인력이 많지 않은 편”이라며 “식품산업, 관광문화산업, 지능형 공정 등 다양한 범위의 요소 기술에 대한 수요가 끊이지 않고, 육지에 있는 업체나 기관과의 협력이 필요한 과제가 많다”고 소개했다.



젤리 자동 커팅 모듈로 절단된 젤리를 들어 보이고 있는 고정범 박사(왼쪽)와 강민식 대표. ⓒ 한국생산기술연구원


한편 양측은 젤리 자동 커터 개발 이전, 균일한 단면과 무게를 얻을 수 있는 ‘캔디 자동 커터’를 함께 개발해 제품 생산에 활용하고 있다. 고 박사와 캔디원 측은 이미 제작해 활용하고 있는 캔디 커터 기계의 ‘업그레이드 버전’을 개발하고 있는데, 현재 마지막 시험 절차를 남겨 두고 있어 올해 하반기 이내에는 신형 캔디 커터 개발도 완료될 것으로 보인다.

생기원 ‘제주 디지털 제조 Try-Out센터’ 가 큰 도움
 
고 박사는 “제주도라는 환경에서 이번 개발은 공정 시스템의 설계와 제조를 할 수 있는 기반이 없어 만만치 않은 작업이었다.”고 말했다. 육지에서는 쉽게 만들어낼 수 있는 공정 시스템도 제주에서는 기반시설이 부족해 만들지 못하는 경우가 많다. 하지만 이번 기술을 개발하던 중 지난 2019년부터 제주도와 생기원이 함께 운영하는 제조기반 공동 활용시설인 디지털 트라이아웃 센터가 개설되면서 큰 도움이 됐다.


초창기에는 바이오센서 연구를 주로 진행해 왔던 고 박사는 “세계적인 기술 연구 경향이 ‘융합’, ‘복합’, ‘통합’이어서 제주본부 청정웰빙연구그룹도 다양한 생산기술을 개발해 기업에 제공하고 있다”며 “제주도의 산업도 다양하고, 기업의 요청 사항도 다양해서 연구자들이 개발하는 기술 범위도 확장될 수밖에 없다”고 말했다.


2014년 설립돼 2017년 단독 공장을 지으며 사업을 확장해 온 캔디원은 그동안 해썹(HACCP) 인증과 제조기술 특허를 받는 한편, 기업부설연구소도 운영하고 있다. 이 회사는 300여 가지의 이모티콘, CI, 글씨, 로고 등 각종 도안과 다양한 과즙 및 특정 영양 성분을 배합해 고급 수제 캔디와 젤리를 만들고 있다.

화이트데이, 어린이날, 수능시험, 할로윈, 크리스마스와 각종 기념일에만 생산되는 시즌형 캔디·젤리, 각종 경조사 및 회사 행사 등의 답례품과 기념품 등으로 출하되는 주문형 캔디·젤리까지 다양하게 생산하고 있다. 
 
현재 생기원 제주본부는 캔디원과 또 하나의 기술 과제를 수행하고 있다. 바로 감귤, 청귤, 천혜향, 황금향, 레드향, 백련초 등 제주의 천연 특화 소재를 기반으로 한 적층형 캔디 생산 기술을 개발하는 것이다. 캔디원은 이 기술이 개발되면 기호와 식성, 재료에 따라 수요자 맞춤형 캔디를 생산할 수 있을 것으로 본다.

 

씹어 먹어도 바삭함을 유지하며 치아에 붙지 않는 캔디를 만든 캔디원 보유 기술을 이용해 이번 과제도 해결할 수 있을 것으로 생기원과 캔디원은 예상한다. 적층형 캔디는 두 가지 이상의 서로 다른 소재를 쌓아 결합해 만드는 사탕이다.


강민식 대표는 인터뷰 말미에 고정범 박사와 생기원에 특별한 고마움을 표했다.
 
“생산성 향상이라는 정상을 향해 가는 등반가가 저희들이라면 생기원은 옆에서 발을 맞춰 주는 셰르파(Sherpa) 역할을 해 주시고 있어서 무척 든든합니다.”