고형배지 재배에서 배액 재사용을 위한 마이크로버블 시스템 적용 연구

이동관 ( Donggwan Lee ),장재경 ( Jae Kyung Jang ),심영호 ( Young Ho Sim ),백이 ( Yee Paek ),이태석 ( Taeseok Lee ),임류갑 ( Ryu Gap Lim ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2

순환식 양액재배를 위해서는 배액 내 양액 성분을 센싱하여 작물에 필요한 성분을 유지시켜주어야 하며 또한 세균에 의한 영향이 없어야 한다. 작물에 필요한 양액 성분은 다량원소와 미량원소로 구성되어 있는데 이중 N, P와 배액에 포함될 수 있는 유기오염물질(COD)과 부유물질(SS)의 농도를 알아보고, 마이크로버블 시스템을 이용하여 이들 성분의 저감효과를 파악하고자 하였다. 또한 N, P, 그리고 유기오염물질이 포함되는 경우, 녹조 및 세균이 번식할 수 있어 이들 성분의 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구를 통해 국내 양액재배 시설원예 단지의 대표 작물인 파프리카 농가에서 배출되는 배액을 이용하여 마이크로버블 시스템을 적용하여 N, P, 유기오염물질, 부유물질 성분의 저감 효과를 알아보았다. 본 연구에서는 강원도 P시에 위치한 Cupra(빨강), Coletti(노랑) 파프리카 품종을 재배하는 온실을 대상지로 선정하였으며, 작기 말기 시점에 배액을 샘플링하여 이용하였다. 마이크로버블 시스템에서 4시간 반응시켰으며, 일정시간 간격으로 샘플링하여 분석에 이용하였다. 이 결과 SS, COD, PO4-P, NO3-N 제거율은 4시간 반응 후 각각 91.7%, 39.0%, 31.3%, 13.7%를 나타내었다. PO4-P, NO3-N의 경우, 저감율이 낮게 나타났으나 이는 재순환시 재이용이 가능하여 필요한 영양염류의 손실을 최소화할 수 있는 것으로 나타났다. 마이크로버블 산화반응에 의한 각 성분의 감소되는데 성분별 반응 시간 차이가 크게 나타났으나, N, P의 농도를 최대한 재이용하는 수준에서 시간을 선택하는 것이 필요할 것으로 판단되며, 추후 박테리아와 곰팡이류 저감 효과를 분석하여 지속 가능한 농업을 위한 순환식 양액재배를 위한 배액 재이용 기술을 개발하는데 기초자료로 이용할 수 있다.

저온 플라즈마를 이용한 AOP 공정에서의 OH-라디칼 발생 기작 비교

이동관 ( Donggwan Lee ),김다빈 ( Dabin Kim ),홍영표 ( Young Pyo Hong ),이인호 ( Inho Lee ),김현우 ( Hyun-woo Kim ) 한국물환경학회 2017 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2017 No.-

환경부하 대응 가축분뇨 특성을 고려한 처리 및 관리 기술 제안

이동관 ( Donggwan Lee ),백이 ( Yee Paek ),임류갑 ( Ryugap Lim ),이태석 ( Taeseok Lee ),장재경 ( Jae Kyung Jang ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-

최근 기후변화 대응을 위해 농업생산 활동에서 배출되는 환경부하의 안정적인 처리와 자원순환의 필요성이 증가하고 있다. 가축분뇨의 경우, 고농도의 유기물, N, P를 포함하고 있어 적정 관리가 되지 않은 상태에서 배출시 토양, 수질, 지하수 오염과 토양 혐기화로 인한 온실가스 배출 가능성 또한 배제할 수 없다. 현재 가축분뇨는 퇴·액비화하여 경종 농가의 비료 원으로 공급하여 경종 농업의 비료 대체제로 사용하여 상생하는 체계로 운영되고 있다. 그러나 공동처리시설에 유입되는 가축분뇨 농도 편차가 있음이 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 현재 가동 중인 가축분뇨 공동자원화시설 3개소를 선정하여(I시, C군, D시) 가축분뇨 유입농도, 처리효율등 가축분뇨 처리 실태를 알아보고 이에 대응하는 처리 및 관리에 이용하고자 하였다. 선정한 3개소의 공동자원화시설로 유입되는 가축분뇨의 TCOD(BOD)는 6,200(5,100)~11,000(13,000)mg/L로 거의 두 배 차이를 보였으며, 처리 효율은 TCOD 10~65%, BOD 37~73%, SS 48~80%, NH3-N 42~55%, TP 40~55%로 각 성분별 차이가 큰 것으로 나타났다. 공동처리 시설은 대부분 수거, 저류조, 고액분리, 생물 반응조, 액비 생산이라는 유사한 공정을 거쳐 처리되고 있으나 생산되는 액비 성분에도 차이 큰 것으로 나타났다. 비료 대체 성분인 N과 P성분을 제외하고도 액비의 유기물과 부유물질(SS) 농도가 각각 최대 5,300mg/L와 3,200mg/L으로 나타났는데, 단위 시설 추가에 의한 농업용수 생산, 작물에 특성에 따른 맞춤형 발효 액비 생산으로의 활용 등을 고려하여 각 처리시설 상황에 맞는 다각적인 관리 및 이용이 필요할 것으로 판단되었다.

잠재적 환경 위험을 줄이기 위한 저온플라즈마 시스템에서의 고농도 폐수 중 Sulfonamide 항생제 제거 경로 규명

이동관 ( Donggwan Lee ),김현우 ( Hyun-woo Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

글로우 고압 방전 방식에 의한 저온 플라즈마(Non-thermal Plasma, NTP) 공정은 액상에서 광전자, 전자, OH-라디칼, 전자기 에너지 등 반응성이 높은 화학물질의 형성할 수 있다. 이 NTP는 공기를 carrier 가스로 활용하여 반응성이 높은 화학종을 생성하는데, 유기물을 효과적으로 산화시키는 고도산화공법의 일종이다. NTP의 강력한 산화력에도 불구하고, NTP 공정에서 발현되는 오염물질의 분해 메커니즘과 그 중간부산물 및 최종 생성물의 경로는 명확하게 밝혀지지 않아 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 폐수 내 다양한 오염물질이 어떠한 메커니즘으로 분해되는가를 실험적으로 규명하고, 2종(sulfamethazine sodium salt와 sulfathiazole sodium salt)의 sulfonamide 계열 항생제에 NTP 공정을 적용하여 제거성능과 분해경로를 검증한다. 또한, 대상 항생제의 분해가 폐수처리 과정에서의 분해 동역학 및 생태 독성과 어떻게 관련되는지를 확인하기 위해 주요 중간부 산물 및 신규생성물의 fate를 확인한다. NTP 공정의 진보된 효과를 증명하기 위해 반응성 화학종인 과산화수소 (H₂O₂)의 순간 생성량을 정량하였으며, OH-라디칼 생성의 간접지표인 N-Dimethyl-4-Nitrosoaniline (RNO) 물질의 분해동역학적 성질을 바탕으로 분해속도계수를 산출하였다. H₂O₂의 농도는 초기 NTP 공정 적용 시 300 mg/L 까지 증가하였고, 1440 min 적용 시 약 12 mg/L로 감소하며 OH-라디칼 생성과 오염물질 분해에 관여하는 것을 확인하였다. 또한 RNO 물질은 일차함수 형태로 감소하며, 0.91/hr의 속도로 제거되었다. LC-MS/MS (6410 LC-ESI/MS/MS (QQQ), Agilent, USA) 분석을 통해 검출된 중간부산물과 신규생성물을 통해 분해경로를 확인하였다. 문헌과 실험결과의 비교는 NTP 공정이 OH-라디칼 발생 및 산화 환원제와 반응종의 상호 작용으로 인한 산화력 측면에서 다른 산화 공정보다 우수함을 보여준다. Daphnia magna를 이용한 생태독성(Toxicity Unit, TU) 결과는 폐수처리에 대한 NTP 공정 적용이 반응성 화학종의 생성촉진을 통해 독성의 저감에 기여함을 보여주며, 실험결과 TU 값은 초기 2.2 대비 24 hr 적용 후 0.8로 크게 감소하였고, 충분한 체류 시간이 핵심설계요소임을 밝혔다. 궁극적으로 본 연구는 항생제의 효과적인 제어 및 부산물 관리방안에 대한 유용한 정보를 제공한다.

시설원예 용수 공급을 위한 지하수 정수 요구도 분석

이태석(Taeseok Lee),손진관(Jinkwan Son),진유정(Yujeong Jin),이동관(Donggwan Lee),장재경(Jaekyung Jang),백이(Yee Paek),임류갑(Ryugap Lim) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.12

본 연구에서는 시설원예 농가 중 지하수 수질에 문제가 있는 농가와 지하수를 원활히 사용하는 농가의 수질성분을 분석하고 비교하였다. 이를 통해, 국내 수경재배 시설을 대상으로 지하수 수질에 따라 양액 재배용 원수로 사용가능성을 평가하였다. 지하수 수질에 문제가 없는 농가의 지하수는 평균적으로 pH 6.61, EC 0.27 dS/m, NO₃-N 7.64mg/L, NH₄<SUP>+</SUP>-N 0.80 mg/L, PO₄-P 0.09 mg/L, K<SUP>+</SUP> 6.26 mg/L, Ca<SUP>2+</SUP> 18.57 mg/L, Mg<SUP>2+</SUP> 4.38 mg/L, Na<SUP>+</SUP> 20.85mg/L, Cl- 18.10 mg/L, S²- 7.97 mg/L, HCO₃- 55.06 mg/L, Fe 0.09 mg/L, Mn 0.01 mg/L, Zn 0.04 mg/L, Cu 0.01 mg/L, B 0.04 mg/L, Si<SUP>4+</SUP> 8.93 mg/L, Mo 0.01 mg/L로 나타났으며, 모두 양액 재배용 원수의 수질기준을 만족하였다. 반면, 지하수 수질에 문제가 있는 농가의 경우 대다수의 항목이 양액재배용 원수의 수질기준을 초과하였다. 이러한 성분분석 결과로 보아 작물재배에 적합하지 않은 수질의 지하수를 정수하여 원수로 사용하는 것은 지하수의 재충전, 토양정화 측면에서 효과가 있다고 판단된다. 본 연구결과를 바탕으로 농업용 정수시스템을 구성한다면 우선처리 대상 항목 및 연계 항목을 추측할 수 있어 설계가 용이할 것으로 판단된다. 또한 이러한 농업용 정수시스템을 정착시킨다면 시설원예 단지에서 직접 지하수를 사용하면서 재충전 및 재이용할 수 있고, 결과적으로 지속가능한 농업과 국토 정화에 이바지 할 수 있는 기본 정보를 제공한다. This study analyzed groundwater quality in hydroponic cultivation facilities. Through this study, the possibility of groundwater use was evaluated according to the quality of the groundwater for hydroponic cultivation facilities. Good groundwater quality, on average, is pH 6.61, EC 0.27 dS/m, NO₃-N7.64 mg/L, NH₄<SUP>+</SUP>-N 0.80 mg/L, PO₄-P 0.09 mg/L, K<SUP>+</SUP> 6.26 mg/L, Ca<SUP>2+</SUP> 18.57 mg/L, Mg<SUP>2+</SUP> 4.38 mg/L, Na<SUP>+</SUP>20.85 mg/L, etc. All of these satisfy the water quality standard for raw water in nutrient cultivation. But in the case of farmers experiencing problems with groundwater quality, most of the items exceeded the water quality standard. As a result of the analysis, it was judged that purifying groundwater of unsuitable quality for crop cultivation, and using it as raw water, was effective in terms of water quality and soil purification. If an agricultural water purification system is constructed based on the results of this study, it is judged that the design will be easy because the items to be treated can be estimated. If a purification system is established, it can use groundwater directly in the facility and for horticulture. These study results will be available for use in sustainable agriculture and environments.

미세기포 부상분리 및 마이크로필터 적용 액비 재이용

장재경 ( Jae Kyung Jang ),이동관 ( Donggwan Lee ),백이 ( Yee Paek ),이태석 ( Taeseok Lee ),임류갑 ( Ryugap Lim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-

가축분뇨 공동처리장에서 생산되는 액비를 연중 이용하기 위하여 미세기포 부상처리와 마이크로필터 융합방법을 적용하여 슬러지 저감 및 총대장균군 저감 여부를 확인하였다. 미세기포 부상처리와 마이크로 크기 공극을 갖는 필터 효과를 pH, SS, TCOD, SCOD, TN, PO₄-P 농도와 총대장균군을 측정하여 분석하였다. 마이크로필터는 챔버에 공급되는 유속을 10.5~105.5 mL/min 사이에서 변화시키면서 처리 효과에 미치는 영향을 알아보았다. SS 유발물질은 미세기포 부상분리 과정을 거치면서 57.9%가 제거 되었으며, 수리학적 체류시간(Hydraulic retention time, HRT) 0.2h(반응기부피 대비 5배 처리)일 때 최대 94.9%까지 감소 되었으며, HRT가 0.1h (반응기부피 대비 10배 처리)까지 증가시켰을 때도 92.9 %까지 제거되었다. 대장균군은 정성 및 정량 분석을 시도하였는데 100 mL 당 0 M PN으로 검출되지 않았으며, 유기오염 물질은 10배 높은 유속에서 TCOD 64.5%, SCOD 70.1 %까지 제거되었다. 인산염인(PO₄-P)과 총질소(TN) 농도도 미세기포 부상분리와 마이크로필터 과정을 거치면서 각각 54.9%와 51.5%까지 감소되는 것으로 확인되었다. 일반적으로 생물 반응조를 거쳐 생산되는 액비는 작물이 있는 여름철에는 토양 살포 제한으로 액비 처분 문제가 처리 현장에서는 어려움있어 왔다. 따라서 액비를 추비로 이용하기 위해서는 액비 내 슬러지 저감, 병원균에 대한 안정성 문제를 확보하는 것이 중요하다. 본 연구에서 이용한 미세기포 부상분리와 마이크로필터 공정은 액비를 추비로 이용할 수 있으며, 기후변화에 의한 물 부족시 희석을 통해 농업용수로도 사용이 가능할 것으로 판단된다.

시설원예 배액 배출량을 줄이기 위한 주요 인자 탐색에 관한 연구 - 온도, 풍속, 일사량 중심으로 -

장재경(Jae Kyung Jang),이동관(Donggwan Lee),유영선(Young Sun Ryou),박민정(Minjung Park),문종필(Jong Pil Moon),황정수(Jeongsu Hwang) 한국산학기술학회 2023 한국산학기술학회논문지 Vol.24 No.2

우리나라 원예시설은 대부분 비순환식 양액재배 방식으로 운용되고 있으며, 양액 급액량의 20~30%가 배액으로 버려지고 있다. 양액재배는 기후변화 대응 등 이유로 지속적으로 증가하고 있어, 배액 배출량도 동반 증가할 것으로 예측되고 있다. 따라서 온실 운용 시 사전적으로 배액 배출량을 감소시킬 방안을 알아보기 위하여, 원예시설 환경제어 인자인 온도, 풍속, 일사량 변화에 따른 배액 발생량과의 상관관계를 알아보았다. 이 결과, 온도와 풍속 변화에 따른 배액 배출량 변화 패턴은 일정하지 않아 상관관계를 찾을 수 없었으나, 일사량 변화에 따른 배액 배출량은 반비례 관계가 있는 것이 확인되었다. 또한 토마토 정식하고 수일 이내 배액 배출량과 하루 중 양액 공급 시간에 따라 양분 이용률 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서 급액 회차에 따라 양액 농도[EC (Electrical Conductivity) 값을 기준으로 설정]를 차별적으로 공급한다면 양분(비료) 사용량을 줄일 수 있을 것으로 판단되었다. 또한 일사량 기반의 급액 공급 방식으로 운용하는 것이 사전적으로 배액 발생량을 제어할 수 있을 것으로 판단되었다. The majority of horticultural facilities in Korea operate acyclic hydroponic farming systems, and 20~30% of the nutrient solutions supplied are discarded to drain. For reasons such as climate change-driven measures, hydroponic farm numbers have steadily increased, and thus, amounts of nutrient solutions discarded are also increasing. This study was conducted to investigate the relationship between nutrient waste to drain and changes in temperature, wind speed, and insolation in an effort to reduce waste drainage during greenhouse operation. No consistent pattern was observed between temperature and wind speed and waste drainage. However, waste drainage amounts were inversely related to the intensity of solar radiation. In addition, we found that most of the supplied nutrient solutions were discharged without being used during the first 5 days after planting tomatoes. Also, the study indicates that nutrient use efficiency depends on the daily duration of nutrient solution supply. The results of this study suggest that nutrient consumption could be reduced if electrical conductivity was supplied differentially according to the feeding rounds and that it would be more feasible to control the amount of waste drainage in advance if nutrient solution is supplied based on changes in insolation.

가축분뇨 내 대장균 제거와 부유물질 저감 효율 향상을 통한 추비 생산용 미세기포 부상분리와 마이크로 필터 연계 시스템 개발

장재경(Jae Kyung Jang),이동관(Donggwan Lee),백이(Yee Paek),이태석(Taeseok Lee),임류갑(Ryu Gap Lim),김태영(Taeyoung Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.2

가축분뇨는 고액분리 후 액상 가축분뇨를 호기생물반응조에서 충분히 부숙시켜 화학비료를 대체한 유기질비료(액비)로 이용하고 있다. 그러나 액비는 작물 생장 중인 여름철에는 토양 살포가 제한되기 때문에 액비 처분 문제가 반복 발생되고 있다. 액비를 추비(웃거름)로 이용하기 위해서는 액비 내 슬러지 저감, 병원성 미생물에 대한 안정성 문제가 확보되어야 한다. 본 연구에서는 가축분뇨 액비의 추비 이용을 위해 부유물질(SS) 제거와 살균 효과가 있다고 알려져 있는 마이크로버블 장치(FeMgO 촉매 삽입)의 액비 내 부유물질과 대장균군의 저감효과를 알아보고 마이크로 필터 장치를 연계한 시스템의 부유물질 제거 효율 향상 여부를 확인하였다. 마이크로버블 장치의 부상분리 과정을 거치면서 액비내 부유물질은 57.9% 제거되었으며, 대장균군은 검출되지 않았다(16,200 MPN/100mL → 0 MPN/100mL). 마이크로 버블 장치와 마이크로 필터 연계 시스템의 수리학적 체류시간 최적화을 통해 액비 내 부유물질 제거 효율은 수리학적 체류시간이 0.1h 조건에서 92.9%까지 향상된 것을 확인하였다. 같은 조건에서 처리수의 성상을 확인한 결과 유기오염물질은 64.5%(TCOD), 70.1%(SCOD) 제거되었으며 인산염인(PO4-P)과 총질소(TN)의 농도도 각각 54.9%와 51.5%까지 감소되었다. 이러한 연계 시스템으로부터 처리된 유출수는 기존 액비의 조성보다 부유물질 및 오염물질 농도 감소, 대장균군이 포함되지 않아 추비로 직접 이용이 가능할 것으로 판단된다. Livestock manure is used as an organic fertilizer to replace chemical fertilizers after sufficient fermentation in an aerobic bioreactor. On the other hand, liquid manure disposal problems occur repeatedly because soil spraying is restricted during the summer when the crops are growing. To use liquid fertilizer (LF) as an additional nutrient source for crops, it is necessary to reduce the amount of suspended solids (SS) in the liquid fertilizer and secure stability problems against pathogenic microorganisms. This study examined the effects of the simultaneous SS removal and E.coli sterilization in the LF using the microbubble (MB) generator (FeMgO catalyst insertion). The remaining SS were further removed using the integrated microbubble and microfilter system. During the floating process in the MB device, the SS were removed by 57.9%, and the coliform group was not detected (16,200→0 MPN/100 mL). By optimizing the HRT of the integrated system, the removal efficiency of the SS was improved by 92.9% under the 0.1h of HRT condition. After checking the properties of the treated LF, 64.5%, 70.1%, 54.9%, and 51.5% of the TCOD, SCOD, PO4-P, and TN, respectively, were removed. The treated effluent from such an integrated system has a lower SS content than that of the existing LF and does not contain coliforms; therefore, it can be used directly as an additional fertilizer.

저온플라즈마를 통한 도축폐수 처리 시 헤모글로빈 내 철에 의한 SCO/SCR 촉매반응 기반 질소 제거

박루미 ( Rumi Park ),이재철 ( Jae-cheol Lee ),이동관 ( Donggwan Lee ),이인호 ( In-ho Lee ),김현우 ( Hyun-woo Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

저온플라즈마(non-thermal plasma)는 advanced oxidation processes (AOPs)중 하나로 강력한 산화력을 지니는 다양한 라디칼 및 산화종을 생산하여 난분해성 유기물 처리에 초점을 맞추어 연구가 진행되어왔다. 저온 플라즈마를 사용하여 도축폐수를 처리하는 과정에서 일정부분 질소가 제거되는 결과를 얻었으나 제거메커니즘에 대한 규명은 지금까지 불명확하게 제시되어왔다. 도축폐수 내에는 가축의 혈액을 주요 성분으로 포함하고 있어 단백질과 함께 철 이온이 다량 함유되어있다. SCO (selective catalytic oxidation) 및 SCR (selective catalytic reduction) 반응은 Fe₂O₃ 또는 철 및 다른 금속을 포함한 촉매에 의해 일어나는 암모니아의 산화·촉매 반응이다. 두 반응을 통해 암모니아를 N₂가스로 제거 가능하다는 가설 하에 본 연구는 저온 플라즈마를 이용한 암모니아 및 NOx의 제거 가설을 입증하는 실험적 결과를 제시한다. 실험 폐수는 H사의 도축폐수 유출수를 사용하였으며, batch 실험을 수행하였고 반응조 부피는 1.5 L, 공기 유량은 2 L/min으로 설정하였다. Gas sampling bag을 이용하여 반응조에서 유출되는 가스를 샘플링하여 가스 검출기(Kitagawa)를 통해 암모니아 가스 농도를 측정하였다. 저온플라즈마를 연결시킨 도축폐수 반응조를 24시간동안 운전한 결과 저온 플라즈마 반응조에서는 총 질소는 31.3 %, 암모니아성 질소는 48.2 % 감소되었다. 24시간동안 제거된 암모니아 가스에 대한 질소량은 32.5 mg으로 전체 제거 질소량 (300 mg N)에 약 10 %에 불과한 양이었다. 또한 존재하는 질소는 대부분 암모니아성 질소의 형태로 제거되었다. 따라서 제거된 암모니아성 질소는 암모늄 이온이 산화되어 NH₃, 혹은 NOx가 아닌 N₂로서 외부로 유출되었을 것으로 추측되며 이는 도축폐수 내 존재하는 다량의 철산화물 또는 다른 촉매 작용을 하는 매개체에 의한 선택적 산화 반응으로 보인다. 사사: 본 연구는 2018년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(No. (NRF-2017R1A2B4012762) 또한 이 연구는 2016년도 정부(환경부)의 재원으로 한국환경산업기술원의 지원을 받아 수행된 연구임(No.2016000140002).

농촌마을 농특산물 포장디자인 개선을 위한 샤렛 개발 및 효과

채혜성(Chae Hyesung),도경록(Do Kyungrok),진혜련(Jin Hyeryeon),홍광우(Hong Kwangwoo),이동관(Lee Donggwan),안옥선(Ahn Oksun),조록환(Jo Lokhwan) 한국지역사회생활과학회 2013 한국지역사회생활과학회 학술대회 자료집 Vol.2013 No.4

농촌마을의 공동판매 농특산품은 포장상태가 부실하여 상품성을 갖추지 못한 경우가 많고, 농촌의 현실은 디자이너와의 접촉조차 어려우므로, 이들이 협업하여 농특산물 포장디자인을 개선하는 작업이 필요한 시점이다. 따라서, 본 연구에서는 농촌마을 농특산물 포장디자인 개선을 위해 고라데이마을을 대상지로 샤렛프로그램을 개발하고, 이를 실행하였으며, 참여디자이너들의 의식변화 조사를 통해 샤렛의 효과를 파악하였다. 먼저, 샤렛프로그램은 사전계획단계에 기초적 검토 및 사전준비로 구성하였고, 샤렛 실행단계에 자료수집 및 분석, 디자인개발로 구성하였으며, 평가 및 보완단계에서 디자인 제안 및 평가로 구성하였다. 다음으로 실행단계에서는 실제로 자료수집을 위해 예비교육, 세미나, 현장방문, 이해당사자 워크숍을 실시하고, 디자인개발을 위한 아이디어 게재 및 스튜디오작업을 실시하였으며, 디자인 제안을 위해 결과물을 판넬 및 샘플로 제작하여 발표하고, 마을주민들과 종합토론하는 일련의 과정을 시행하였다. 마지막으로 참여디자이너들의 의식변화조사는 지식-인식-기능-동기-만족의 5가지 영역에 대해 설문조사를 실시하고, 심층면접조사를 통해 보완한 결과, 샤렛을 통해 참여디자이너들의 농특산물 포장디자인에 대한 지식 및 인식적 측면에서 효과가 있었고, 공동작업이라는 기능적 측면에서도 의미가 있었으며, 사후행동에 긍정적 영향을 미칠 만큼 만족하는 것으로 나타났고, 샤렛 운영에 시사하는 바로는 충분한 일정계획과 사전교육 및 교감을 위한 기회제공, 이해당사자와의 충분한 협의구도 마련, 샤렛 이후 실제 포장재 제작을 위한 마을주민과 디자이너들의 지속적 관계 유지를 위한 방안 모색이 필요한 것으로 나타났다.