KR0155966B1

KR0155966B1 - 활성공기의 발생방법 및 식품의 활성화방법

Info

Publication number: KR0155966B1
Application number: KR1019940034294A
Authority: KR
Inventors: 고우시 다다이
Original assignee: 김정한; 주식회사정일이엔씨
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 2000-03-02
Also published as: KR960020718A

Abstract

목적 : 본 발명은 물크러스터를 발생시켜서 이 물크러스터를 함유하는 활성공기를 사용하여 농산식품, 특히 이맥류, 잡곡류, 두류등을 활성화 한다.

구성 : 분열처리와 분리처리를 갖는 활성공기의 발생방법으로서 분열처리는 물에 에너지를 부여하여 이를 미세물방울로 분열시켜 공기중에 미세물방울을 분산시키는 처리고 분리처리는 공기중에 분산한 미세물방울을 기액분리하여 활성공기를 취출하는 처리며, 활성공기는 물방울로서 포촉되지 않는 수증기수분과 공기이온을 함유하며 물방울로서 포촉되지 않는 수증기수분은 물크러스터에 의해 구성된다. 물 크러스터를 함유하는 활성공기는 온도 0~50℃ 습도 30~100%의 것이며, 물을 분열시키는 공기의 에너지는 공탑속도로 2m/sec 이상이다.

Description

활성공기의 발생방법 및 식품의 활성화방법

제1도는 본 발명방법을 실시하는 활성공기발생장치의 1예를 표시하는 도면이며,

제2도는 스크류가이드의 배치예를 표시하는 도면이며,

제3도는 물의 모인 합체모델을 표시하는 도면이며,

제4도는 구성분자 수의 크기에 의한 명칭이 다름의 표를 표시하는 도면이며,

제5도는 활성공기의 물크러스터의 질량스펙트럼을 표시하는 도면이며,

제6도는 대기중의 물크러스터의 질량스펙트럼을 표시하는 도면이며,

제7도는 활성공기의 열 역학적효과를 표시하는 도면이며,

제8(a)도는 활성화 처리한 대두의 단면을 300배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제8(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제9(a)도는 포화 수증기대시케이터중에 방치한 대두의 단면을 300배로 확대한 전자 현미경에 의한 사진.

제9(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제10(a)도는 실내에 방치한 대두의 단면을 300배로 확대한 전자 현미경에 의한 사진.

제10(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제11(a)도는 제품포대중에 보존되어 있는 대두의 단면을 300배로 확대한 전자 현미경에 의한 사진.

제11(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제12(a)도는 활성화처리한 소두의 단면을 300배로 확대한 전자 현미경에 의한 사진.

제12(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제13(a)도는 포화수증기데시케이터중에 방치한 대두의 단면을 300배로 확대한 전자 현미경에 의한 사진.

제13(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 경사진.

제14(a)도는 실내에 방치한 소두의 단면을 300배로 확대한 전자 현미경에 의한 사진.

제14(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제15(a)도는 제품포대중에 보된되어 있는 소두의 단면을 300배로 확대한 전자 현미경에 의한 사진.

제15(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제16(a)도는 활성화처리된 정백미의 단면을 300배로 확대한 전자 현미경에 의한 사진.

제16(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제17(a)도는 포화수증기데시케이터중에 방치한 정백미의 단면을 300배로확대한 전자 현미경에 의한 사진.

제17(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제18(a)도는 실내에 방치한 정백미의 단면을 300배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제18(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

제19(a)도는 제조포대중에 보존되어 있는 정백미의 단면을 300배로 확대한 전자 현미경에 의한 사진.

제19(b)도는 동 1500배로 확대한 전자현미경에 의한 사진.

* 도면의 주요부부에 대한 부호의 설명

1 : 활성공기발생장치 2 : 원심력.코리오리력발생장치

3 : 고속기류발생장치 4 : 기액분리장치

5 : 흡기구 6 : 흡액구

7 : 배기구 8 : 보관실

9 : 탱크 10 : 펌프

11,12 : 관로 13 : 공기력수송관

14 : 스크류가이드 15 : 노즐배관

16 : 물통 17 : 펌프

18 : 노즐 19 : 냉각기

20 : 온도조절장치 21 : 공기력수송관

본 발명은 물크러스터를 발생시켜 이 물크러스터를 함유하는 활성공기를 사용하여 농산식품, 특히 미맥류, 잡곡류, 두류를 활성화하는 방법에 관한 것이다.

농산식품은 찌거나 굽는처리에의해 2차가공 혹은 조리되는 것이 거의이다. 예를들면, 대두(大豆)를 예로들어 그 가공처리에대해 살펴보면, 대두는 대단히 단단한 콩이다. 물을 가해 찌더라도 표피는 찢어지지 않고 손가락으로 눌러서 담글 정도로 부드럽게 찐다는 것은 어렵다.

대두의 가공은 다른 콩류와 비해도 일층 복잡한 가공이 필요하다. 대두의 가공에는 두유,두부,유양(유부),동두부,탕엽,납두,된장, 간장등이 있다. 대두는 물에 담구어두면, 팽윤하여 부드럽게되는 성질이 있다.

대두의 가공품의 거의는 물에 담가서 불린뒤 마쇄하여 즉 갈아서 가열하는 것이 통예이다. 물에 담그는 시간은 수온에의해 다르지만 겨울철에 15시간, 여름철은 8시간 물에 담그어 놓음으로서 대두는 약2배반으로 불린다.

대두의 불림은 가공 혹은 조리에 필요한 처리이지만 종자의 불림은 한편으로 발아의 준비이며, 휴면상태에 있는 종자의 생명활동이 활발히되어 활성화한 상태에 있는 것이라 생각된다.

한편, 종자의 활성화에 관해 눈녹인물에는 종자의 발아를 빠르게하는 작용이 있다는 것이알려져 있다. 이 현상에 대해 한국과학원의 전무식(全武植)교수는 다음과같이 설명하고 있다. 즉 액체의 물은 제3도에 표시한바와 같이 5원체(圓體), 6원환(圓環), 5원환의 3종의 크러스터의 혼합물이며, 상온 가까이에서는 5원환의 물이 주체이지만, 온도를 낮추어가면 6원환의 비가 많아지고, 눈녹은 물은 6원환의 비가 많고 이 6원환의 물은 생체에 친숙함이 좋고, 흡수되기 쉽다. 소위생리활성이 높은 물이라는 것이다. (구보다 쑈찌 〈재미있는 물의 이야기〉p287, 일간공업신문사 1994년)

식품의 선도에 관해서는 물은 식품의 맛, 혀의 촉감, 보존성에 밀점한 관계가 있고 이를 생체중의 물과 아주유사하고 있다고 생각된다. 식품의 선도를 생각하는데 있어 수분활성은 중요하다. 식품중의 수분활성이 외계의 상대습도와는 거의 같을때는 식품중에서 수분이 잃는일도 없고, 또 역으로 식품이 외계로부터 수분을 취입하는일도 없다. 전(全)교수의 고찰은 물의 환상화가 진행되면 증기압의 저하가생겨 이와같은 물에 식품을 침지하거나 함으로서 식품중의 물이 그 영향을 받아 환상화가 일어나면, 물분자간 등의 상호작용이 강해져 증기압의 강하가 생겨 식품중의 수분은 증발하기 어렵게되어 식품의 선도가 유지된다는 것을 시사하고 있다.

그러나 앞서 설명한 눈녹은 물의 특이한물성도 4-5일경과하면, 이와같은 효과는 없어진다고 한다. 그렇다면, 6원환의 크러스터의 비가 물의 저온상태에서만이 증대한다는 것은 반듯이 안되는 것은 아니지 않는가 생각된다. 그렇다면 눈녹은 물의 상기 특이한 물성은 강설 혹은 눈 녹을때 획득한 에너지에 의한 것인지도 모른다.

종래부터 자기처리(磁氣處理)수,세라믹처리수,전기처리수에는 식품선도유지효과가 있다고 일컬어지고 있다. 확실히 이와같은 처리를한 물의 증발속도는 일반으로 처리하지 않는 물에 비해 저하한다는 것을 알고 있으나, 그 메타니즘이 해명된 것은 아니고 또 효과 그것을 의문시하는 경향도 있다. 다시 기공수(氣功水)라 불리는 것은 기공사사가 〈기(氣)(외기)를 조사(照射)한 물이지만 기공수를 NMR(핵자기공명장치)에 의해 측정한 결과 물분자의 집합체인 크러스터(5분자이상)이 변화하여 크게 되어 크러스터의 움직임을 표시하는 수치도 커졌다고한다(이께가미 세이찌〈氣〉의 불가사의 고당사 참조)

크러스터의 연구가 세계각국에서 본격적으로 시작되어 얼마 안되는 사정도 있어서 그 이론적고찰은 장래에 기대할 수밖에 없으나 적어도 물크러스터에 관해서는 물에 가해지는 에너지에 의해 물의 구조변화가 일어난다고 생각할 수밖에 없다.

본발명의 목적은 물의 분열에의해 크러스터를 발생시켜 그 크러스터를 함유하는 활성공기를 이용하여 식품을 활성화하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 활성공기의 발생방법에 있어서는 분열처리와, 분리처리를 갖는 활성공기의 발생방법으로서,

분열처리는 물에 에너지를 부여하여 이를 미세물방울로 분열시켜 공기중의 미세물방울을 분산시키는 처리이며,

분리처리는 공기중에 분산한 미세물방울을 기액분리하여 활성공기를 취출하는 처리며,

황성공기는 물방울로서 포촉되지 않는 수증기수분과 공기이온을 함유하며,

물방울로서 포촉되지 않는 수증기수분은 물크러스터에 의해 구성된 것이다.

또 분열처리는 선회류기류중에 물을 방출하여 행해지는 것이다.

또 물크러스터를 함유하는 활성공기는 온도 0-50℃, 습도 30-100%의 것이다.

또 물을 분열시키는 공기의 에너지는 공탑(空塔)속도로 2m/sce이상이다.

또 분리처리는 적어도 5㎛이상의 입경의 물방울을 제거하는 것이다.

또 본 발명에 의한 식품의 활성화처리방법으로는, 분열처리와, 분리처리와, 침투처리를 하여 식품의 활성화처리방법이 있는데, 분열처리는 물에 에너지를 부여하여 이를 미세물방울로 분열시켜 공기중에 미세물방울을 분산시키는 처리이며,

분리처리는 공기중에 분산한 미세물방울을 기액분리하여 활성공기를 취출하는 처리이며,

침투처리는 물크러스터를 함유하는 활성공기를 식품의 조직중에 침투시키는 처리이다.

원자 혹은 분자가 2-수백개가 모인 집합체를 크러스터라 부르고, 일반으로는 제4도와 같이 나누어 불리는 일이 많다. 크러스터를 그 결합양식에 따라 분류하면, 일반적으로 다음과같이 분류된다.

① 판델월스크러스터

② 공유결합크러스터

③ 수소결합크러스터

④ 금속크러스터

⑤크러스터이온

그런데 물의 구조에 대해서는 그 형태는 아직 확립되어 있지를 않다.

그러나 실험을 쌓아가면, 이론적시뮤레이션의 고도화에의해 물은 수소결합에 의한 크러스터구조로 되어 있는 것이 점차 밝혀지게됐다. 고래부터 어름의 결정에 관한 연구는 많으나 액체의 물은 어름의 일부 구조는 함유하는것같은 수소결합크러스터를 함유하고 있다. 가열에의해 100℃로 비등하고 있는 물의 수증기중에도 어름때의 수소결합의 70%가 잔존하고 있다한다(가야 고오니, 니시 신지 크러스터-산업도서 1994년 P64-78참조)

비, 기타의 강수와 관련하여 물방울이 분열할 때 부근의 공기가 전리되는 현상은 레너드(Lenard)효과로서 오래전부터 알려져 있다. 레너드는 물방울이 금속판에 충돌하여 분열하는 경우에 부근의 공기중에 이온이 발생하는 현상을 발견했다.

그뒤 심프손(Simpson)은 레너드의 실험을 되풀이하여 보다 정밀한 장치를 사용하여 측정하여 물방울이 공기중에서 불열하는 것만으로 레너드효과와 똑같은 결과가 일어난다는 것과 공기중에 발생한 이온은 물방울의 전하의 어느것에 불구하고, 음이온이라는 것과, 물방울은 분열때 발생한 이온과 등량의 프러스전하를 얻는다는 것을 확인하고 이를 보고 하고 있다(氣象電氣學 하다께야마 규죠, 가와노 마꼬도 이와나 미서점 1965년 p26-27 참조)

레너드효과, 심프손효과에 의해 발생시킨 음이온은 이를 물방울로부터 분리함으로서 외부로 취출할 수가 있다. 레너드효과를 이용한 음이온발생장치는 특개평4-141179호에 기재되고, 심프손효과를 이용한 음이온발생장치는 특원평5-261396호에 소개되어 있다. 이 장치는 기류의 선회류중에 액체를 분사하여 이를 미세물방울로 분열시키고 이어서 기액분리를 하여 음이온을 함유하는 공기를 공급하여 취출하는 것이며, 취출된 공급공기는 기본적으로 다습하다.

기류의 선회류중에 액체를 분출하여 이를 미세물방울로 분열시켜, 이어서 기액분리하여 취출된 다습공기에는 제진, 제균, 탈취 및 개스성분제거효과, 조습효과, 대전 방지효과가 있으며, 동식물의 성장에 좋은 영향을 미친다는 것이 알려저 있다. 당초 이들 효과는 모두 미세물방울의 발생효과에 의한 것이라고 생각되어 있어서 공기중의 음이온에의한 효과라고 생각하기에 이르렀다. 그러나 공기의 전리에의해 생기는 양이온과 음이온과의 인체의 영향에 관해 일반으로 양이온은 신경을 흥분시키고, 음이온은 신경을 진정시키는 것이라고 하여 이를 위해 음이온이 풍부한 삼림이나 해변등에서는 공기중의 이온이 기분을 상쾌하게 한다는 보고는 각종 문헌에 보인다(모리시다 게이이찌 〈물과생명〉 1992년 p77 미도리서방 외)

활성화처리에의해 발생하는 성분은 공기이온과 미세물방울과의 2종이라고 생각하고 있었으나 물의 크러스터도 함유되어 있다. 크러스터란 제4도의 분류에의하면, 원자 혹은 분자가 2개이상에서 1000개로 구성되는 물질의 구조를 표기하고 있음을 알 수 있다.

뒤로 표시하는 실험에 의하면, 활성공기중에 함유되는 성분의 대부분은 수증기수분이며, 이 수증기수분량에 비해 음이온이나 미세물방울은 무시될 정도의 양밖에 함유되어 있지않다. 적어도 활성공기중에 함유되는 수증기수분의 대부분은 수소결합크러스터라고 추축된다.

제5도는 물을 선회기류중에서 분열된 후 기액분리를 하는 활성화처리에 의해 얻어진 다습공기의 물크러스터의 질량스펙트럼을 표시하고, 제6도는 대기의 물크러스터의 질량스팩트럼을 표시하고 있다. 양 도면을 비교하여 알수 있는바와 같이 대기중의 물크러스터는 구성분자수 n=21, 질량수 m/z 379를 중심으로 분포하고 있는 것에 대해 활성화 처리를 한 다습의 공기중에는 질량수 m/z 200을 중심으로 하는 구성분자수의 적은 영역에 분포하고 있다. 이는 활성화처리에 의해 역학적에너지가 부여되어 에너지레벨이 오르면, 물의 크러스터의 구성분자수는 보다 적게된다는 것을 표시하는 것이다. 역으로 물의크러스터는 계(系)의 난잡함이 증가하는데 따라 구성분자수가 많아진다는 것도 표시하고 있다.

생체에대한 활성공기의 열역학적효과는 다음과같이 생각된다. 제7도에 표시한 바와같이 활성공기, 살아있는 계내의 물, 벌크의 물등 3종류의 에너지레벨을 생각한다. 전술한 바와같이 활성공기의 에너지레벨은 벌크의 물에너지레벨보다도 높다고 생각된다. 또 살아있는 계내의 물에너지레벨은 활성공기의 레벨보다도 낮은 것의 벌크의 레벨보다도 높다고 생각된다. 그 이유로서 생체내의 무기이온의 존재나 생체고분자등의 구조 그것, 혹은 이들 생명활동에 의한 질서를 토대로 움직이고 회전에의해 일어나는 전위변화 등에 의해 살아 있는 계내의 물은 벌크의 물보다도 무엇인가의 조직화가 되고 있는 것으로 생각되기 때문이다.

열역학의 제2법칙에 의하면, 계의 난잡함은 증대의 방향으로 향한다. 즉 활성공기는 크러스터의 구성분자수가 증대해가고 에너지레벨이 작게되어 드디어는 벌크의 에너지레벨에까지 감소하는 것이다. 또 생명활동을 토대로 움직임이 없어지면, 살이있는 계내의 물에너지레벨은 벌크의 물에너지로 감소한다. 그러나 활성공기의 에너지레벨이 감소할 때는 다른 계에 일하는것이 되므로 벌크의 물에너지레벨을 올리는 것이 될 것이다. 에너지레벨을 올린다함은 활성공기의 크러스터가 벌크의 물에너지와 반응하여 크러스터구조의 변경을 바꾸게하여 생체가 활성상태와 유사한 에너지레벨의 계를 만들어내는 것이다.

황성공기 생체계에 작용하는 방법으로는 직접작용과 간접작용이 생각된다.

직접작용이란 활성공기의 크러스터가 직접 생체계에 침투하고 있는 활성화작용에 미치는 경우이며, 간접작용이란 활성공기의 크러스터가 생체계의 물에 접촉함으로서 크러스터의 구조변경이 서서히 침투해서 활성화작용에 미치는 경우를 말한다.

전자의 경우 작은 크러스터는 커다란 크러스터에 비해 용이하게 이동하는 것이 가능할 것이다. 또 후자의 경우 에너지레벨이 높은 크러스터만큼 그 작용을 효과적으로 발현시킬 수가 있을 것이다.

생체의 표면에는 통상 미세한 구멍이 열려 있다. 이는 곡류등에도 같다. 이 미세한 구멍은 개구가 대단히 작고, 깊이가 넓어서 “잉크보틀”이라고 불리고 있다. 물의 크러스터가 생체의 임크보틀내에 침입하는데는 개구가 작으므로 크러스터가 작지않으면 안된다. 활성 공기중에 함유되는 물의 크러스터는 구성분자 n=10전후의 작은 크러스터이기 때문에 잉크보틀내에 유효하게 침입하여 소위 잉크보틀효과가 얻어지는 것으로 생각된다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다. 실시예는 심프손효과를 이용하여 음이온을 발생시키는 음이온발생장치를 활성공기 발생장치로서 이용된다.

제1도에 있어서 실시예에서는 보관실8의 외부에 활성공기발생장치를 부설한 예를 표시하고 있다. 보관실이란 식품의 가공,보존,동식물의 육성실을 포함하는 것이다. 활성공기발생장치(1)은 원심력.코리오리력발생장치(2)와 기액분리장치(4)와의 조합으로 되어있다.

원심력, 코리오리력발생장치(2)는 흡기구(5), 흡액구(6), 배기구(7)가 있고, 흡기구(5)에 고속기류발생장치(3)이 접속되어 외기가 취입되고, 배기구(7)에 기액분리장치(4)가 접속되어 액체가 분리된 공기가 그 출구에서 송기된다. 흡액구(6)에는 펌프(10)을 통해 탱크(9)가 접속되어 탱크(9)내의 액체가 공급된다. 실시예에 있어서는 기액분리장치(4)의 출력관로(11) 및 고속기류발생장치(3)의 입력관로(12)를 보관실(8)에 개구하여 순환계를 형성하고 있다. 또 실시예에서는 활성공기발생장치(1)은 보관실(8)밖에 설치하고, 관로(11)(12)를 가지고 보관실(8)에 접속하고 있으나, 혹은 활성공기발생장치(1)을 보관실(8)내에 설치하여 기액분리장치(4)의 송기구 및 고속기류발생장치(3)의 흡기구를 보관실(8)에 개구하여 실내설치형으로도 사용된다. 원심력,코리오리력발생장치(2)는 액체의 이온해리처리와 액적의 활성화처리와, 기체분자의 이온화처리를 하는 기구이며, 실시예에서는 횡형의 공기력수송관(13)내에 제2도에 표시하는 스파이럴상의 스크류가이드(14)를 축심을따라 배설하고, 축심상에 노즐배관(15)를 하주면에 물통(16)을 부설한 것이다.

탱크(9)내의 물은 펌프(10)으로 물통(16)내에 빨아올리고, 물통(16)내의 물은 펌프(17)로 빨아올려 노즐배관(15)로 송수된다. 탱크(9)는 냉각기(19)를 장비해서 공급수를 필요한 온도로 조정하고 있다.

스크류가이드(14)는 공기력수송관(13)내에서 기류를 유도하여 관축방향을 스파이럴상으로 선회시키는 것이다. 노즐배관(15)는 공기력수송관(13)의 축심에 있어서 그 주위를 기체가 선회운동을 하는 것이되기 때문에 가이드(14)는 반듯이 필요한 것은 아니지만 실시예에 있어서는 가이드(14)를 사용하여 코리오리력이 지구자전의 각속도펙터 방향을 향하도록 기류의 선회방향의 향방을 규정하고 있다. 더우기 고속기류발생장치(3)으로 부터의 기체의 송기방향을 공기력수송관(13)내의 내주에 대해 접선방향으로 설정하면, 기류의 선회방향은 우회, 좌회의 선회류에 스스로 따르도록 설정된다.

노즐배관(15)에는 그 축심을 따라 주면요소에 노즐(18)이 개구되어 노즐(18)은 물통(16)으로 부터 공급되는 액체를 공기력수송관(13)내의 선회기류중에 분출한다. 물은 노즐(18)로 부터 고압으로 분출되어 에너지를 얻어 미세물방울로 분열한다. 고속기류발생장치(3)은 송풍용의 팬이다. 실시예에 있어서는 보관실(8)내의 공기를 흡인하여 공기력수송관(13)내에 흡기구(5)를 통해 송풍하고 있다.

기액분리장치(4)는 실시예에서는 싸이크론세퍼레이터를 사용하고 있다. 싸이크론세퍼레이터는 공기력수송관(13)의 배기구(7)로부터 배출되는 미세한 물방울을 함유하는 기류에 일정이상의 풍속, 풍압이 얻어지는한 기액의 원심력분리에 유효하다. 기액분리된 공기는 관로(11)을 통해 보관실(8)내에 도입된다. 관로(11)에는 온도 조절장치(H/E)(20)을 갖추고 있다.

실시예에 있어서 고속기류발생장치(3)을 기동하여 물통(16)내의 물을 펌프(17)로 빨아올려 노즐배관(15)의 각노즐(18)로부터 공기력수송관(13)내에 생겨난 강력한 기류의 선회류중에 그 흐름의 방향에 역으로 분출시킨다.

공기력수송관(13)내에 분출된 물은 기체압력을 받아 선회기류중에서 분열하여 이온 해리되고, 또 가는 물방울로 분열하여 가이드(14)를 따라 선회하면서 관내를 공기력 수송된다. 그동안 물방울은 기류의 선회류에 의해 생겨난 원심력과 코리오리력과의 작용을 받아 관벽으로 향하도록 축방향으로 흐르고, 다시 가는물방울로 분열하면서 기체에 접하는 물방울의 계면이 활성화되고, 물방울의 표면에서 쌍극자가 배향할 때 기체측의 계면에 존재하는 산소분자가 이온화되는 공기는 활성화된다.

물방울을 함유하는 공기는 공기력수송관(13)의 배기구(7)로부터 기액분리장치(4)내에 유입하고, 기체중에 잔존하는 물방울이 제거되고 이어서 층류화(層流化)처리되고, 온도조절장치(20)으로부터 소요의 온도, 습도로 조정된 후, 활성공기로서 관로(12)로부터 보관실(8)내에 도입된다. 이에따라 보관실(8)내에는 다습의 활성공기의 분위기가 형성된다. 한편, 보관실(8)내이 공기는 고속기류발생장치(3)의 흡인력을 받아 관로(12)내에 흡인되고 필요에의해 새로도입된 외기를 받아 다시 원심력, 코리오리력 발생장치(2)로 압송된다.

공기력수송관(13)의 관벽에 부착한 물방울 및 기액분리장치에서 분리된 물방울은 물통(16)내로 보내진다. 이 물방울중에는 양이온이 많이 함유되어 있기 때문에 관벽을 접지하여 중화한다.

이상 실시예에서는 횡형의 원심력.코리오리력발생장치를 표시하고 있으나, 그 배치 방향은 하등 제약되는 것은 아니다. 활성공기 발생장치의 사양은 예를들어 다음과 같다.

◇ 원심력, 코리오리력 발생장치

크기 : 직경 600ψ× 길이 1,100㎜

입구공탑속도 : 11-12m/sec

출구공탑속도 : 9-10m/sec

◇ 기액분리장치

크기 : 직경 500ψ × 길이 900㎜

입구공탑속도 : 9-10m/sec

출구공탑속도 : 8.5-9m/sec

◇ 팬

풍량 : Max 3㎥/min

◇ 냉각기

냉매 : R-12

◇ 온도조절장치 2KW히이터

제1도에 표시한 활성공기 발생장치를 운전하고, 보관실내에 개구하는 활성공기의 취출구의 가까이에서 보관실내의 온습도, 미세물방울의 입경분포, 이온량을 측정했다.

미세물방울의 입경분포개수 데이타는 RION사의 파티클카운터KC-18 및 KC-01A를 사용하여 싱글모드로 측정하고 얻어진 데이터의 내풍속4m/sec, 수압 0.5㎏/㎠, 시수(市水)사용시의 것을 사용했다. 이온농도는 RION사의 이온카운터(83-1001A)를 사용하여 같은 조건으로 측정했다.

측정결과는 다음과 같다.

◇ 보관실의 온습도

실내온도 약 22℃

실내습도 약 95%

◇ 미세물방울의 입경분포개수(싱글모드)

표 1과 같다.

[표 1]

◇ 이온농도

표 2와 같다

[표 2]

표 1, 표 2의 결과로부터 미세물방울의 공기이온(특히 음이온)의 존재량을 중량비로 구하면, 아래와 같다. 또 음이온분자는 O₂ ^-(H₂O)_n로하고 n=10으로 가정했다.

미세물방울(0.1㎛에서 2㎛까지)의 총량 2~3×10^-6g/m³

음이온량 6×10^-11g/m³

한편, 실온22℃, 실내습도 95%의 보관실내의 습윤공기중에 포함되는 수증기중량을 공기선도에서 구하면, 약 18g/㎥으로 된다.

얻어진 활성공기중에 함유되는 약 18g/㎥의 수분량이 물크러스터인 것으로 생각된다.

활성공기의 질량스펙트럼은 제5도에 표시와 같다.

원심력.코리오리력발생장치는 물에 고에너지를 부여하기 위하여 관성계에 회전좌표계를 가미하여 원심력 및 코리오리력을 발생시키는 선회기류로 하는 것을 특징으로 하고 있다. 이때 고속기류의 공탑속도(m/sec)가 큰만큼 이들의 에너지가 증대하여 물크러스터가 다량으로 발생한다. 공탑속도를 1.8m/sec로 실시한바, 파티클 카운터로 5㎛입자가 50개/0.01CF검출됐다.

활성공기의 질량분석은 아래와 같이 했다. 활성공기는 질량분석용으로 시험 제작한 활성공기 발생장치에 의해 제조하고 사이크론보다 속지름 16㎜이상의 스테인레스관을 사용하여 질량 분석장치의 유리제 인터페이스에 도입했다. 활성공기 제조시에 있어서의 탱크의 물온도는 23℃이며, 활성공기의 온도는 25℃, 상대습도는 83%였다. 질량분석계는 4중극 질량분석계를 사용하고 이온화는 대기압 액체이온화법을 사용했다. 제5도에 상기 조건하에 있어서의 활성공기의 물 크러스터의 질량스펙트럼을, 제6도에 활성공기 측정의 직전에 측정한 대기중의 물 크러스터의 질량 스펙트럼을 표시한다.

[실시예1]

활성공기의 대두의 가공특성에 주는 영향을 표시 했다.

⊙ 재료

시판 건조둥근대두(복해도산, 93/12/6제조, 해성식품(주), 사이다마겡)

⊙ 조작수순

(1) 시료의 대두를 3군 (A,B,C)으로 나누어 각 100그람씩 저울에 달았다.

A군 - 활성공기분위기중(13℃)에 두고, 침투처리했다.

B군 - 포화증기데시데이터(13℃)중에 두었다.

C군 - 15∼23℃의 실내에 두었다.

(2) 각 군을 각기의 조건하에 19시간 방치한 후 대두의 중량변화 및 체적변화를 측정했다.

(3) 시료 대두의 8배중량의 수돗물을 가해 실온에서 24시간 침지했다. 침지후의 대두의 질량변화 및 체적변화를 측정했다.

(4) 각 군으로부터 60그램을 저울에 달아서 500mml의 비이커에 넣고 3군 동시에 같은 찜기로 135분간 증자했다. 15분마다 각 군으로부터 2알씩 빼내서 경도, 감촉, 색, 형을 비교했다.

이하 측정결과를 표시한다.

(1) 표 3에 측정한 중량 및 체적의 실측치를 표시했다.

[표 3]

(2) 표 4에 중량비(%) 및 체적비(%)를 표시했다.

[표 4]

(3) 증자속도의 비교

○ A군은 껍질이 단단하여 형상을 유지하고 있으나 B군은 껍질이 부풀어 있었다.

○ 120분후에는 A군은 B군에 비해 내부까지 연했었다.

○ C군은 삶는것이 분명 늦고 삶더라도 내부는 단단했다.

○ 외관상 A,B,C군 사이에는 차이는 인정되지 않았다.

(4) 침지후의 액의 흐린상태의 비교

침지를 완료한 시점에서의 흐린상태는 A군〈 B군〈 C군의 순서였다.

또 이순으로 거품생김이 많았다.

이상의 실험은 다음과 같은 것을 표시하고 있다.

(1) 활성공기의 수분은 공기중에 통상 발생하는 수증기의 수분에 비해 건조 대두에 침투하기 쉬우므로 활성화 처리에 의해 조직이 팽윤했다. 이는 활성공기의 수분은 물크러스터로되고 그 크기로 통상 발생하는 수증기의 크러스터에 비해 작기 때문이다. 활성화 처리된 것은 이미 어느정도 팽윤되었고, 침지만에 의해 팽윤은 다른 군보다 물론 작았다.

(2) 삶는 경우의 삶아가는 상태가 서로 달랐다. 활성화처리군쪽이 실온방치군보다도 분명 연하게 삶아졌다. 활성공기와 대두조직과의 사이에는 복잡한 상호작용(활성공기에 의한 조직내의 물의 자기조직화촉진에 의한 생명활동으로의 자극등)이 일어나고 있기때문이라고 생각된다.

(3) A군 ; 활성공기 분위기중에서 온도:4℃, 습도:90%로 똑같이 실험을 했던 바, 62시간에서 똑같은 흡습율(%)의 결과를 얻었다. 또 온도:55℃, 습도30%에서 5시간 방치한 실험에서는 단백변성이 보였다. 따라서 활성 분위기중에서 활성화처리를 하는 경우 온도 및 습도는 최적조건을 선정할 필요가 있다.

[실시예2]

건조대두, 건조소두, 정백미를 활성공기중에 방치 했을때의 세포조직의 변화를 주사형전자현미경으로 관찰했다.

○ 재료

시판건조대두(북해도산, 1992/10수확, 1994/1/14포장, 다이히로가외니시농협(주) 북해도, 1994/4/25야오고에서 구입, 1994/4/25개봉)

건조소두(중국산, 1994/3/8제조, 시모다상사(주), 도오교, 1994/4/25, 야오고에서 구입, 1994/5/11개봉)

정백미(일본산, 고시히까리, 1994.5/7제조, 1994/5/18야오고에서 구입, 1994/5/19 개봉, 가가시미곡(주), 사이다마)

○ 조작순서

(1) 시료대두, 소두, 정백미를 각기 3군으로 나누어 각 50g으로 정확히 달았다.

A군 - 활성공기 분위기중(13℃)에 두었다.

B군 - 포화수증기 데시케이터(13℃)속에 두었다.

C군 - 15∼20℃의 실내에 두었다.

또 제품포대속에 보존되어 있는 것을 D군으로 했다. 제품포대는 C군과 같이 실내에 방치했다.

(2) 각 군을 각각의 조건하에 24시간 방치한 후 중량변화를 측정했다.

(3) 각 군으로부터 5g전후의 프라스틱제 샘플관에 넣어 마개를 파라필름으로 밀봉하고 시료종자의 표피 가까운부위를 주사형 전자현미경으로 관찰 했다.

○ 결과

표 5에 대두, 소두, 정백미의 A-C군의 각기의 중량 및 중량비(%)를 표시했다.

[표 5]

제8도-제19도는 대두, 소두, 정백미에 있어서 각기 A군, B군, C군, C군의 것(내용물)의 표피부분의 단면을 표시하고 있으며, 각 도면 함께(a)의 배율은 300배, (b)는 600배로 확대한 것이다.

제8도-제11도, 제12도-제15도는 소두, 제16도-제19도는 정백미에 대해 표시하며, 제8,11,16은 A군, 제9,12,17은 B군, 제10,13,18은 C군, 제11,14,19는 D군의 모양을 표시하고 있다.

이상의 결과로부터 활성공기중에 방치한 대두, 정백미에 있어 중량증가뿐 아니라 형태학적으로도 변화가 있음을 전자현미경에 의한 관찰을 밝혀졌다. 이는 활성공기가 대두등에 대해 단지 가습작용이상의 무엇인가의 작용이 미치고 있음을 표시하는 것이다.

이상표시한 실예는 한정된 것이지만 물크러스터를 함유하는 활성공기의 이용, 전개의 가능성은 크다. 예를들면, 두유, 두부의 제조공정에 있어서 원료대두의 마쇄의 전단계에서 물에 침지하는 처리는 빼놓을 수 없으나 대두의 침지에 요하는 시간은 여름철 10시간, 겨울철 20시간이다. 그러나 불림을 빨리하기 위해 물의 온도를 올리면 발아의 준비가 개시되어 용출물이 증가하는 문제가 있으나 활성공기로 미리 처리함으로서 침지시간을 단축하여 침지온도가 낮더라도 충분히 부풀린다.

활성화처리에 의해 물에 침지시간을 반감하는 것 만으로도 경제적 효과는 막대하다. 또한 소맥의 가공에 있어서도 분쇄에 앞서 소맥에 물을 뿌리고 잠간 방치하는 덴파링이라는 조작을 한다. 덴파링에 의해 소맥의 외피는 일층 강인하게되어 배유(胚乳)는 일층 부서지기 쉬어져서 양자의 분리가 용이하게 된다.

따라서 덴파링에 앞서 활성화처리를 하면 덴파링시간을 단축할수 있음은 충분히 예측된다. 실시예 2에 표시한 바와같이 현재는 소두와 같은 표피가 단단한 곡물에 대해서는 보는 바와같이 불림효과가 확인되지 않고 있으나 모두 활성화처리조건의 설정문제를 해결함으로서 크리어할 수 있음은 가능하다고 생각된다.

한편, 활성화처리가 식품의 중량증가, 체적증가에 머물지 않고 제7도에 표시한 바와 같이 활성공기중에 함유되는 크러스터의 활동을 생체계의 자기조직화를 복원시키는 본래의 의미인 활성화작용이라고 생각한다면, 이는 농산식품의 가공을 위해 활성화에 머물지 않고 모든 생체의 활성화가 가능하다고 생각된다.

이상과같이 본 발명은 물에 고에너지를 부여하여 구조변화가 생긴 물크러스터를 함유하는 활성공기를 발생시키는 것이며, 본 발명에 의하면 공기중에서 미세물방울로 분열시키는 공급수의 온도 및 물방울의 기액분리후에 얻어지는 활성공기의 온도를 제어하여 활성공기중에 함유되는 기상(氣相)의 물크러스터의 온도, 습도를 자유로 설정할 수 있어서 물크러스터의 온도, 습도를 적정하게 설정하여 구성분자 수의 적은 물크러스터를 제조할 수 있으므로 생체의 조직내에 깊히 침투시키는 것이 가능하게되어 생체조직의 활성화, 특히 불림작용에 현저한 효과를 얻는다.

특히 본 발명에 의하면 소위 레너드효과, 심프손효과를 이용한 것이기 때문에 활성공기중에는 모두 공기이온이 발생하고, 생체에 대한 활성작용을 일층 향상시킬수가 있다. 또 선회기류중에 물을 분출함으로서 물의 분열과 기액분리의 작용을 일관하여 할 수가 있다.

Claims

활성화 처리된 활성공기로 농산식품을 활성화하는 방법에 있어서, 펌프의 노즐에 의하여 물을 미세한 물방울로 분사하여 상기 분사된 물에 공기의 운동에너지를 부여하고, 이를 고속기류에 의하여 미세한 물방울로 분열시켜 공기중에 분산처리하는 단계와, 공기중에 분산한 미세물방울을 기액분리하여 활성공기를 취출하는 분리처리단계와, 상기 활성화 처리에 의해 발생하는 미세한 물방울을 농산식품에 대해 생리활동이 높은 물 크러스터를 포함하여 이를 농산식품에 공급하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 식품의 활성화 방법.
제1항에 있어서, 상기 활성화 공기는 습도 30~100%이며, 온도 섭씨 0∼50°의 다습한 공기를 형성하는 것을 특징으로 하는 생선식품의 보존 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 공기의 운동 에너지는 공탑속도가 2m/sec이상인 것을 특징으로 하는 생선식품의 보존방법.
제1항에 있어서, 상기 분리처리는 적어도 5㎛이상의 입경의 물방울을 제거하는 것을 특징으로 하는 생선식품의 보존방법.
제1항에 있어서, 상기 활성화 처리에 의해 발생하는 미세한 물방울을 농산식품에 대해 생리활동이 높은 물 크러스터를 포함하여 이를 농산식품에 침투시키는 단계를 더 갖는 것을 특징으로 하는 식품의 활성화 방법.