사람아닌 로봇이 폐플라스틱·폐유리 선별 척척

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Live 중기 ㅣ 산업뉴스 사람아닌 로봇이 폐플라스틱·폐유리 선별 척척 미래 먹거리 재활용 신기술…‘RETECH 2023’ 기업을 만나다

기사입력2023-09-07 11:00

김범규 기자 (bgk7@junggi.co.kr) ㅣ다른기사보기

제16회 폐기물·자원순환산업전(RETECH 2023)에는 한국을 비롯해 네덜란드, 독일, 덴마크, 스위스, 스웨덴, 스페인, 영국, 오스트리아, 이탈리아, 폴란드, 중국, 일본 등 220여개 기업이 참가하고, 총 7324명의 방문객이 찾았다 ©중기이코노미

“음식물 쓰레기를 수거한 후, 살균 과정을 거쳐 사료화해 베트남에 수출하고 있습니다.”

‘폐기물·자원순환산업전’에서 만난 음식폐기물 처리기업인 유한회사 청명의 관계자가 음식물을 수거해 운반 및 처리하는 과정을 설명하며, 중기이코노미에 한 말이다. 그는 음식물 쓰레기가 미래를 이끄는 자원이 될 수 있음을 강조했다.

지난 8월30일부터 3일간 경기도 일산 킨텍스에서 열린 제16회 폐기물·자원순환산업전(RETECH 2023)이 막을 내렸다. 한국을 비롯해 네덜란드, 독일, 덴마크, 스위스, 스웨덴, 스페인, 영국, 오스트리아, 이탈리아, 폴란드, 중국, 일본 등 220여개 기업이 참가하고, 총 7324명의 방문객이 찾은 이번 전시회는 재활용의 중요성을 넘어, 재활용 기술이 나아가야 할 방향과 어떻게 해야 미래를 이끄는 고부가가치가 될 수 있는지를 한눈에 보여줬다. 특히 눈에 띈 점은 국내 중소기업 기술의 눈부신 성장이었다.

산업폐기물과 분말의 재발견…분석하고 가공해서 다시 산업자원으로

과거 산업폐기물은 기업의 골칫덩어리에 불과했지만, 최근에는 고부가가치를 창출하는 중요한 자원으로 급부상하고 있다. 대표적인 것이 납, 귀소, 카드늄과 같은 6대 중금속이다. 전시회에서 만난 바렉코퍼레이션(VAREC corporation)은 KCL에서 시험성적표를 받은 폐기물 종합 재활용 허가권을 가지고 있는 폐기물 처리 종합 재활용업체다. 보통 철강회사나 건설회사에서 나오는 폐기물을 재가공해 제품화하도록 하고 있다.

중기이코노미와 만난 류지호 부장은 “리튬 이온전지의 필수 재료인 리튬을 추출하는 과정에서 리튬 침출 잔사가 발생한다. 리튬 추출이 많으면 좋겠지만, 리튬의 10%만 추출이 되고, 나머지 90%는 잔사로 나온다”라며, “이전에는 매립하는 방식으로 처리했지만, 우리는 이 폐기물을 리사이클링해 시멘트 원료나 건축자재로 만들 수 있는 기술력을 가지고 있다”고 소개했다. 즉, 형식적인 친환경 기업이 아닌, 매립할 수밖에 없었던 폐기물을 상품화해 작업현장에서 다시 쓸 수 있게끔 하는 것이다.

바렉코퍼레이션의 부스 모습. 리튬 침출 잔사를 리사이클링해 시멘트 원료나 건축 자재로 만든다. ©중기이코노미

한국분체기계주식회사의 인쇄기 모습. 크게 에어 방식과 모터 방식으로 나뉘며, 용도와 분야에 따라 입자의 굵기와 크기를 다르게 설정할 수 있다. ©중기이코노미

나노미터(㎚) 단위로 입자를 쪼개 곱게 만드는 기술도 자원순환에 반드시 필요하다. 1982년 설립한 한국분체기계주식회사는 정밀화학, 석유화학, 식품, 의약품, 화장품 등에 적용되는 고입도 분체(Nano Powder Technology) 생산에 관한 설계부터 시공에 이르기까지 전반적인 기술을 가진 회사다.

전시회에서는 모터로 가는 방식과 에어(air)를 활용해 인쇄하는 기계를 소개했는데, 두 기계의 공통점은 여러 제품을 원하는 대로 갈 수 있다는 점이다. 대표적으로 쌀과 보리를 예로 든다면 미세하게 갈아 쌀가루와 미숫가루로 만들 수 있다. 이뿐만 아니라, 용도와 분야에 따라서 입자의 굵기나 크기도 다르게 설정할 수 있다.

대표적으로 에어를 이용해 가는 기계는 0.5~40 마이크로로 만들 수 있다. 관계자는 “입구에 에어를 넣어주면 안에서 팽창해 기계 안에서 회오리를 치면서 입자들이 돈다. 그 과정에서 무거운 건 아래로 떨어지고, 가벼운 건 위로 올라가면서 잘 갈린 것만 배출시키는 시스템”이라고 설명했다.

단, 에어를 활용한 기계는 장단점이 확실하다. 모터 방식이 아니기 때문에 열이 나지 않고, 이물이 생기지 않으며, 미분이 일정하게 나온다는 장점이 있다. 하지만 동력으로 가는 분쇄기에 비해 오랫동안 갈아야 하므로 생산량이 적다는 점은 단점이다. 또, 에어를 만들어 주는 별도의 콤프레셔도 필요하다.

분말의 흐름과 특성을 관리하는 기술도 주목받고 있다. 분말의 에너지, 각도, 부피, 밀도 등을 계산하고 수치화해 분말에 대한 생산 및 품질 관리를 할 수 있는 기술이 산업계에서 점차 중요해지고 있기 때문이다.

㈜마텍무역(Marktech Trading) 최성윤 대리는 전시회에 가지고 나온 분말 흐름성 분석기에 대해 설명했다. 그는 “분말의 흐름도가 좋고, 나쁨이 있는데 이런 결과치를 주관적으로 표현하기보다 수치화를 시켜 이를 토대로 분석하고 관리할 수 있도록 해준다”며, “수치화된 데이터를 토대로 생산된 파우더를 관리하기 때문에 진동, 정전기, 온도 환경에서 특성 변화를 정할 수 있고, 흐름성에 영향을 미치는 것이 무엇인지 예측이 가능하다. 또, 불량률도 쉽고, 빨리 알아낼 수 있다”고 말했다.

이어 “주로 금속, 세라믹, 폴리머, 식품, 제약 혹은 양극제·음극제, 정보체 배터리 등 배터리 관련 원료들을 다루는 기업에서 사용하고 있다”고 했다.

㈜마텍무역의 분말 흐름성 분석기. 이 기기는 분말의 흐름도가 좋고, 나쁨을 수치화해 체계적으로 분석하고, 관리할 수 있도록 해준다. ©중기이코노미

로보원의 비대칭형 델타로봇이 플라스틱을 골라내는 모습. 이 로봇은 축이 일자로 돼 있고, 비대칭이기 때문에 협소한 공간에도 설치가 용이하다. ©중기이코노미

로봇 기술의 집약체 플라스틱·폐유리 시장…음식물 쓰레기도 ‘척척’

2050년 600조원 규모로 성장할 것으로 예상되는 폐플라스틱 시장은 재활용 산업의 최선봉에서 업계의 관심을 가장 많이 받는 분야 중 하나다.

㈜로보원(ROBOne)이 소개한 ‘비대칭형 델타로봇’은 순수 국내기술로 만들었다. 로보원 관계자는 “축이 일자로 돼 있고, 비대칭이기 때문에 협소한 공간에도 설치할 수 있다”며, “2020년에 개발한 이 기계는 자체 설계, 자체 제작이기 때문에 타 브랜드에 비해 저렴하고, AS와 설비가 빠르고, 간편하다”고 소개했다.

사실 이 로봇을 이용한 기술은 식품공장의 컨베이어 벨트에 사용돼 이미 250개 정도가 식품회사에 납품된 상태다. 이 기술을 재활용에 접목해 쓰레기 더미 안에서 재활용을 골라내는 로봇으로 재탄생했다. 로보원이 만든 인공지능 재활용 쓰레기 선별 로봇 브랜드인 Laser(레이저)는 위치 정확도 95%, 분류 정확도 99.3%를 자랑하고, 공간 효율성이 30% 이상 높은 비대칭 델타로봇을 구현할 수 있다는 점이 큰 강점이다.

비단, 플라스틱만 잡아내는 것이 아니라 모드만 바꿔주면 캔이나 다른 재활용을 하고 싶은 용품만 골라주도록 할 수 있다. 특히 현장에서는 악취가 난무한 수많은 쓰레기 안에서 재활용할 수 있는 것만 골라내기 때문에 자원재활용센터에서 많이 찾고 있다고 한다. 9월 안에는 부산의 한 재활용센터에 로봇이 듀얼로 움직이도록 설비한 기계를 설치할 계획이다.

㈜에이트테크(AETECH)도 사람이 손으로 재활용품을 분류하던 과정을 자동화시킨 딥러닝 인공지능 기반의 스마트 자원순환 선별 로봇인 ‘에이트론’을 들고 왔다.

에이트테크가 딥러닝 인공지능 기반의 스마트 자원순환 선별 로봇인 에이트론을 선보이고 있다. 에이트론에는 사람의 눈 역할을 하는 비전박스가 재활용 대상품을 보면서 처리해 준다. ©중기이코노미

에스제이코퍼레이션의 광학선별기를 관계자가 설명하고 있다. 보통 유리의 절반 정도가 매립 소각되는 상황에서 반드시 필요한 기술이다. ©중기이코노미

에이트테크 관계자는 “사람의 눈 역할을 하는 비전박스가 재활용 대상품을 보면서 처리한다. 따로 모듈을 바꾸지 않아도 각각의 재활용품을 분리해 준다”며, “하드웨어, 소프트웨어 모우 국내 원천기술이기 때문에 현장에서 문제가 발생하더라도 바로 대처가 가능하다”고 말했다.

이어 “로봇 팔의 흡착 크기도 다 다르게 설정할 수 있어서 PP, PS, 유리병 등 7종의 폐기물을 선별할 수 있고, 그중에서도 얇은 투명페트, 일반 투명페트, 녹색 페트 등 43가지의 소분류를 구분해 낼 수 있다. 객체 인식 정확도도 99.3%로 높은 처리 능력을 보유하고 있다”고 했다. 또한 “객체 하나하나를 찍어내는 기계이기 때문에 생활폐기물의 경우 종류에 상관없이 분당 96개를 찍어낼 수 있다”고 말했다. 2020년 5월 설립해 2022년 4월부터 본격적으로 판매를 시작한 에이트테크 제품은 현재 서울시, 경기도, 인천광역시에 소재한 사업장에 납품하고 있다.

폐유리 재활용 시장도 로봇이 선점할 것으로 보인다. 그동안 폐유리 재활용은 사람들이 일일이 눈과 손으로 골라내야 했다. 특히 수십 가지에 달하는 유리병의 색상을 사람의 눈으로 완벽히 골라내기란 쉬운 일은 아니다. 그래서 불량률도 높았다.

㈜에스제이코퍼레이션은 광학 선별기를 통해 카메라로 찍어서 입력한 병의 색깔대로 자동으로 분리하는 기계를 선보였다. 게다가 붙어있는 라벨지까지 벗겨주기 때문에 효율성까지 높였다.

에스제이코퍼레이션 박성우 팀장은 “병의 색깔을 정확하게 골라내 분리해 주기 때문에 재활용을 위한 선별 과정이 좀 더 빨라지고, 인건비도 절약할 수 있다”며, “비철금속의 경우 와류선별기를 통해 따로 골라주고, 주스 뚜껑처럼 고철은 자력으로 골라낸다. 라벨의 경우 환경에 오염되지 않도록 마찰을 이용해 열을 내서 벗겨지도록 플랜트를 짰다”고 설명했다. 이 기계가 처리하는 양은 시간당 35톤이다.

이어 “우리나라의 경우 분리수거할 때 유리병을 따로 모으지만, 유럽의 경우 종합폐기물에서 유리를 선별해 뽑아내기 때문에 사람들이 일일이 분리수거를 별도로 하지 않아도 된다”며, “이런 점으로 인해 앞으로는 인간이 편해질 것이다. 보통 유리는 45%가 매립 소각된다. 현재 매립 소각장이 부족한 상황에서 이를 재자원해 환경에 도움이 되도록 할 것”이라고 강조했다.

광학 선별기는 많으면 많을수록 한 번 더 걸러주기 때문에 순도가 더 높아진다고 한다. 현재 에스제이코퍼레이션에는 15대의 광학 선별기가 있고, 내년에 6대를 더 추가할 예정이다. 관계자는 “유리 선별에서는 우리가 아시아 최대 규모를 자랑한다”고 했다.

폐기물 재활용만큼 중요한 것이 쓰레기다. 그중에서도 음식물 쓰레기는 전 세계 온실가스 배출량의 8~10%를 차지한다. 이에 최근에는 음식물 쓰레기를 자원으로 재활용하려는 움직임이 거세지고 있다. 글로벌 시장 조사기관인 BCC리서치는 음식물 쓰레기 산업규모가 오는 2028년에는 699억1000만달러(약 85조원)으로 성장할 거라 바라봤다.

유한회사 청명은 최대 520톤의 음식물 쓰레기를 처리할 수 있는 기계를 선보였다. 청명 관계자는 “예전에는 음식물 쓰레기를 주로 사료로 주거나 퇴비로 밭이나 논에 뿌렸는데, 이는 친환경적이지 못하다”며, “우리는 수거한 음식물 쓰레기 자체에 있는 성분을 착즙해 기름으로 재활용하고 있다. 주로 공장이나 기계에 오일로 사용된다. 이뿐만 아니라 바이오가스도 다시 이용한다”고 설명했다. 또한 “살균과 분조해서 사료화해 베트남에도 수출하고 있다”고 덧붙였다.

현재 청명에서는 급식소, 대형마트, 운반업체, 음식점, 지자체, 학교 등 각 사업장에서 나오는 모든 음식물을 수거해 재활용하고 있다.

㈜클린시티는 전 세계 70개 국가의 7000개 이상 마을과 도시에서 거리청소 혁명을 일으키고 있는 글루통(Glutton)을 들고 나왔다. 100% 전기로 움직이는 친환경 청소장비인 글루통은 우리나라에서 각 지자체의 환경미화원들에게 제공하고 있다.

클린시티 관계자는 “220v 콘센트가 있는 곳이라면 어디서든 충전이 가능하고, 8시간 충전하면 최대 16시간까지 사용할 수 있다”며, “대화할 수 있을 정도로 소음이 적고, 비산 문제가 없어 사람들이 많은 대로변에서 청소해도 타인에게 거부감을 주지 않는 점이 최대 장점”이라고 소개했다.