초록 ▼

1. 단계목표
식품 이물의 테라헤르츠 분광/영상 특성조사 및 테라헤르츠 시스템 산업화 기반 기술 개발
○ 식품이물 대상 선정 및 식품 기질별/이물별 테라헤르츠 분광/영상 분석 기술개발
○ 시간 영역 및 주파수 영역 THz 분광/영상 핵심 기술 개발
○ 주파수 가변형 포터블 테라헤르츠파 발생/검출 모듈 기술 개발
○ 테라파 기반의 탐지 이물질 분광 및 영상 분석용 시스템 설계 및 구축
2. 개발내용 및 결과
1세부 : 식품 기질별/이물별 테라헤르츠 분광/영상 분석 기술개발:
○ 식품 매트릭스

1. 단계목표
식품 이물의 테라헤르츠 분광/영상 특성조사 및 테라헤르츠 시스템 산업화 기반 기술 개발
○ 식품이물 대상 선정 및 식품 기질별/이물별 테라헤르츠 분광/영상 분석 기술개발
○ 시간 영역 및 주파수 영역 THz 분광/영상 핵심 기술 개발
○ 주파수 가변형 포터블 테라헤르츠파 발생/검출 모듈 기술 개발
○ 테라파 기반의 탐지 이물질 분광 및 영상 분석용 시스템 설계 및 구축
2. 개발내용 및 결과
1세부 : 식품 기질별/이물별 테라헤르츠 분광/영상 분석 기술개발:
○ 식품 매트릭스 내에서도 물질의 고유 THz 분광지문(0.1 ~ 3 THz 대역)을 이용한 물질 동정이 가능함을 확인하고 THz 지문의 양자역학적 해석을 시도
○ THz 대역의 라만 지문과 THz 지문은 상호보완적으로 사용가능하였으며, 식품 성분(라면 분말)에 의한 감쇄를 극복하고 은닉된 연질이물에 대하여 THz 영상검출의 가능성을 확인하고 개발된 시제품의 성능을 평가
○ 스펙트럼만 단순 제시하는 타 DB와 차별화하여 이질적인 식품 이물 특성 자료의 효율적 저장 및 관리, 동일 이물에 대해 이종의 분석기기에서 나온 결과들의 상호 비교및 이물에 대한 신호데이터(스펙트럼 데이터)와 영상데이터를 동시에 조회가능하고 정규화 알고리즘을 사용한 영상데이터의 바이트코드로의 변환 저장이 가능(누적데이터 100개 이상)
2세부 : 식품 이물질 검사용 THz 분광/영상 핵심 기술 개발
○ 국내기술로 설계․ 제작된 최초의 고출력 연속파 T-ray gyrotron 시간 영역 THz 분광 핵심 기술 개발
○ 저가의 DC 모터를 이용한 고속 scan (<5 mm/s)과 광-bias 이중변조/주파수 합성 기법을 적용한 TDS 제안
○ 저가의 focal plane array 검출기 구현이 가능한 plasmonic THz 검출기의 구조해석 및 반응도 및 잡음등가전력 최적화를 위한 TCAD 디자인 플랫폼 최초 개발
3세부 : 주파수 가변형 포터블 테라헤르츠파 발생/검출모듈 및 시스템 기술 개발
○ 주파수 가변형 테라헤르츠파 발생 기술개발 (0.5 THz급 → 1.0 THz급 → 1.5 THz급 달성)
○ 1mm 이하 분해능의 픽셀 스캔 방식 테라영상시스템 구축 및 실시간(real-time) 영상검출 시연
3. 기대효과 (기술적 및 경제적 효과)
■ 기술적 효과
○ 식품의 안전 생산 시설의 실시간 품질 측정 및 모니터링 방법의 효율 증대로 식품 안전사고의 사전 예방
○ 테라헤르츠 시스템 및 부품에 대한 원천기술 확보에 의한 선진국 기술 종속 방지 및 테라헤르츠 부품 선진화
○ IT·NT·BT·ET 기술의 융합화에 기여하여 테라헤르츠 응용 산업 기술 확보로 관련 부품 산업 활성화
■ 산업ㆍ경제적 효과
○ 상용화가 가능한 식품 분석 신기술 개발을 통한 기기 국산화 유도로 해외 의존도 해소 및 약 2조원 규모의 세계시장 개척이 전망됨
○ 미래 첨단 생산 기반 시설 기술 확보와 국가 공공 산업의 강화를 위한 기틀 마련
○ 국내·외 시장 조기 개척 및 응용 관련 부품 수출입 대체 효과 제고(수 조원 이상)
4. 적용분야
○ 테라헤르츠파 응용 산업기술은 보안, 의료, 국방 등과 같은 다양한 산업분야에 광범위하게 적용 가능한 유망 첨단융합기술
○ 국내외에서 식품안전 및 품질관리에 응용된 바 없으나 가장 빠른 시기에 식품생산라인에 거치 또는 포터블 시스템을 이용하여 식품 연질 이물을 실시간으로 탐지할 수 있는 가능성이 가장 높은 기술

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 협동연구사업 단계보고서 ... 3
• 기술개발사업 단계보고서 초록 ... 4
• 목차 ... 6
• 제 1 장 서론 ... 8
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 8
• 1. 개발 대상 기술의 개요 ... 8
• 2. 기술개발의 중요성 및 필요성 ... 10
• 제 2 절 국내.외 관련 기술의 현황 ... 14
• 1. 국내기술 동향 ... 14
• 2. 국외기술 동향 ... 17
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적.경제적 파급 효과 ... 19
• 1. 기대효과 ... 19
• 2. 기술의 파급효과 ... 19
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 21
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 21
• 1. 최종 목표 ... 21
• 2. 개발기술의 평가 방법 및 평가항목 ... 22
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 23
• 1. 1단계 개발목표 및 평가 방법 ... 23
• 2. 2단계 개발목표 및 평가 방법 ... 24
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 25
• 1. 1차년도 ... 25
• 2. 2차년도 ... 26
• 3. 3차년도 ... 27
• 제 3 장 결과 및 향후 계획 ... 31
• 제 1 절 단계 연구개발 결과 ... 31
• 1. 단계 연구개발 추진 일정 ... 31
• 2. 단계 연구개발 추진 실적 ... 37
• 3. 각 기관/기업별 추진 내역 ... 51
• 4. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 206
• 제 2 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 245
• 1. 시장동향 및 전망 ... 245
• 2. 수출입 효과 ... 247
• 3. 사업화 전망 ... 248
• 제 3 절 차기 단계 계획 ... 250
• 제 4 절 기업 재무건전성 현황 ... 253
• 부 록 ... 254
• 부록 1 1단계연구성과 ... 255
• 부록 2 5천만원 이상 기자재 구매현황(1단계) ... 268
• 부록 3 3차년도 사업비 집행실적 ... 269
• 부록 4 기술개발 목표 및 내용 ... 270
• 끝페이지 ... 280