KR100317016B1 - Food Disinfection Apparatus using Microwave - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치에 관한 것으로, 마이크로파를 이용하여 식품의 전 부분을 골고루 살균처리 함으로서 전력소모량이 극히 적고 또한 음식의 형태, 색상, 품질 및 맛 등에 변화를 주지 않는 식품살균장치에 관한 것이다.The present invention relates to a food sterilization apparatus using microwaves, and to sterilizing all parts of the food evenly using microwaves in a food sterilization apparatus that consumes very little power and does not change the shape, color, quality and taste of the food. It is about.
일반적으로 음식물 살균 처리는, 열을 가하거나 자외선 살균장치를 이용하고 있다. 열을 가하는 방법은 음식물을 익히지 않아야 되는 경우에 이용되기 곤란하고 자외선 살균방법은 통상 자외선 램프를 이용한 단순 살균처리를 하는데, 자외선이 조사되는 상부 표면만 살균되고 가려지는 부분은 살균이 제대로 이루어지지 못한다. 예를들어 두부나 어묵 등은 쉽게 대장균 등이 번식하는 식품이므로 살균 가공하여야 보관시간을 연장할 수 있으나, 특별한 살균 장치가 없기 때문에 살균처리 없이 유통되고 있는 실정이다. 그러므로, 부패방지를 위한 식품에 사용이 허가된 허용치 이상의 방부제를 사용하거나 불법적으로 허가되지 않은 방부제를 사용하는 등의 경우가 생겨 사회적인 문제를 야기하는 경우도 있었다.마이크로파를 이용한 살균기로서 특허제98021호(공고번호 제95-12436호)에는 마이크로파가 조사되는 가열실 내에 고온살균실을 설치하고, 이 고온살균실 내에 저수부를 형성하여 이 가열실에 마이크로파를 조사하면 저수부에 저장된 수분이 비등증발하여 고온의 수증기로 되어 고온살균실에 차면 피살균물을 효율적으로 살균시킬 수 있는 마이크로파 살균기에 관한 내용이 개시되어 있다.그러나, 상기 특허는 저수부에 저장되어 있는 물을 마이크로파를 이용하여 수증기로 비등시켜야 하는 것이므로 물을 수증기로 비등시키는데 전력의 소모가 적지 않다. 뿐만 아니라 살균실을 수증기가 형성될 정도의 고온으로 유지시켜야 하므로 피살균물을 지나치게 익히지 않고 살균하는 데에는 적합하지 않다.또한, 특허제242633호(공개번호 10-1998-701283호)에는 롤러 콘베이어로 반송되는 피살균물이 가열실에 들어오면 도어부가 닫혀 가열실이 밀폐되고, 이때 에어콤프레서에 의해 가열실 내로 압축공기가 도입되고 마이크로파가 조사됨으로써 가열에 의해 포장되어 있는 피살균물이 팽창하더라도 압축공기에 의하여 포장용기의 변형이나 파열을 막을 수 있는 마이크로파 살균장치에 관한 것이다.그러나, 상기 특허는 가열실을 밀폐하여 압축공기를 주입하여야 하므로 연속도입식 살균이 불가능할 뿐 아니라 고온살균에만 적합한 구조이다.In general, the food sterilization treatment is applied with heat or an ultraviolet sterilizer. The method of applying heat is difficult to use when food should not be cooked, and the UV sterilization method is usually a simple sterilization treatment using an ultraviolet lamp. Only the upper surface to which ultraviolet rays are irradiated is sterilized and the part that is covered is not properly sterilized. . For example, tofu or fish cakes are foods that E. coli easily breeds, so the storage time can be extended by sterilization, but since there is no special sterilization device, they are distributed without sterilization. Therefore, there have been cases of using social preservatives that are allowed to be used for foods to prevent corruption, or using illegal preservatives that are not permitted, and causing social problems. Patent No. 98021 as a sterilizer using microwaves. (No. 95-12436) provides a high temperature sterilization chamber in a heating chamber to which microwaves are irradiated, forms a reservoir in this high temperature sterilization chamber, and irradiates microwaves to the heating chamber to evaporate the water stored in the storage chamber. The present invention relates to a microwave sterilizer capable of efficiently sterilizing a sterilized product when it is filled with high temperature steam and heated to a high temperature sterilization chamber. However, the patent discloses water stored in the reservoir using microwaves. Since it must be boiled, it consumes little power to boil water into steam. In addition, the sterilization chamber must be maintained at a high temperature such that water vapor is formed, so it is not suitable for sterilization without overcooking the sterilized product. Also, Patent No. 242633 (Publication No. 10-1998-701283) uses a roller conveyor. When the sterilized material returned to the heating chamber is closed, the door is closed and the heating chamber is sealed. At this time, the compressed air is introduced by the air compressor into the heating chamber and the microwave is irradiated, so that the packaged sterilized product is compressed even if it is expanded. The present invention relates to a microwave sterilization apparatus which can prevent deformation or rupture of packaging containers by air. However, the patent is not only capable of continuous sterilization but also suitable for high temperature sterilization because the heating chamber must be sealed to inject compressed air. .
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 전력소모를 최대한 줄이고 효율적으로 피살균물을 살균시킬 수 있는 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치를 제공하기 위한 것이다.Therefore, the present invention devised to solve the above problems is to provide a food sterilization apparatus using microwaves that can effectively sterilize the sterilized products while reducing power consumption.
기존의 일반적인 마이크로파 가열장치(예컨대, 전자레인지)는 음식물을 익혀서 조리하기 위한 장치인데, 본 발명에서는 마이크로파에 의해 음식물이 익지 않을 정도로 마이크로파를 조사하는 시간을 짧게 함과 아울러 그 출력의 세기를 조절하여 음식물을 살균처리하도록 개발한 것이다.Conventional microwave heating apparatus (for example, microwave oven) is a device for cooking food to cook, in the present invention by shortening the time to irradiate the microwave so that food is not cooked by the microwave and by adjusting the intensity of the output It was developed to sterilize food.
본 발명에서는 공진 챔버 내에 마이크로파를 방사하기 위한 마이크로파 발진기와, 그 마이크로파 발진기를 구동시키기 위한 전원장치와, 특별한 구조의 마이크로파 방사수단 즉, 혼 방사기를 설치하며, 음식물을 균일살균하기 위한 마이크로파의 난반사를 유도하기 위해 가습기를 이용하여 수분을 공진 챔버 내에 분사하여 그 수분들에 의해 마이크로파가 난반사되어 음식물을 균일 살균처리하도록 한다.In the present invention, a microwave oscillator for radiating microwaves in a resonant chamber, a power supply for driving the microwave oscillator, a microwave radiating means having a special structure, that is, a horn radiator, are provided, and the diffuse reflection of the microwaves for uniform sterilization of food is provided. Water is sprayed into the resonant chamber using a humidifier to induce microwaves to diffuse the microwaves to uniformly sterilize the food.
또한, 공진 챔버 내에 마이크로파를 조사하기 위하여 한개 이상의 마이크로파 발진기 및 한개 이상의 방사혼을 설치하도록 하며, 음식물의 도입/배출을 자동으로 할 수 있도록 공진 챔버를 관통하여 이동되는 음식물 이송용 벨트를 설치하고, 그 벨트는 모터에 의해 이동되도록 하며, 그 모터는 속도 조절기에 의해 속도를 조절하도록 구성함에 특징이 있다.In addition, at least one microwave oscillator and at least one radiant horn are installed to irradiate microwaves in the resonant chamber, and a food transfer belt is moved through the resonant chamber to automatically introduce and discharge food. The belt is characterized by being moved by a motor, the motor being configured to regulate speed by a speed regulator.
그리고, 본 발명에서는 상기 공진 챔버의 입/출구에 마이크로파의 누출을 방지할 수 있도록 입출구를 길게 구성하고 그 입/출구에 마이크로파 흡수용 카본 테이프를 설치하여 마이크로파 누출을 방지하도록 구성한다.In addition, in the present invention, the inlet and the outlet are long to prevent the leakage of microwaves at the inlet / outlet of the resonant chamber, and the microwave absorbing carbon tape is installed at the inlet / outlet to prevent microwave leakage.
따라서, 본 발명의 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치는 방사효율을 높이기 위해 자체 설계된 개방형 혼 방사기 및/또는 미세한 물방울의 난반사를 이용한 식품의 균일 살균처리장치를 제공함에 특징이 있다.Therefore, the food sterilization apparatus using the microwave of the present invention is characterized in that it provides a uniform sterilization apparatus for food using an open horn spinning machine and / or diffused reflection of fine water droplets designed to increase radiation efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 살균장치의 구성도.1 is a block diagram of a microwave sterilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 본 발명의 일 구체예에 따른 마이크로파 방사기 윗면도.2A is a top view of a microwave emitter in accordance with one embodiment of the present invention.
도 2b는 본 발명의 일 구체예에 따른 마이크로파 방사기 앞면도.2B is a front view of a microwave emitter in accordance with one embodiment of the present invention.
도 2c는 본 발명의 일 구체예에 따른 마이크로파 방사기 측면도.2C is a side view of a microwave emitter, in accordance with one embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 챔버내의 전력분포와 살균물체 통과로.Figure 3 is a power distribution in the chamber and the passage through the sterilizing material according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 전원장치 2 : 전원장치1: power supply 2: power supply
3 : 마이크로파 발진기I, II 4 : 마이크로파 혼 방사기3: Microwave Oscillator I, II 4: Microwave Horn Emitter
5 : 공진챔버 6 : 카본 테이프5: resonant chamber 6: carbon tape
7 : 테프론 벨트 8 : 수증기주입 통구7: teflon belt 8: steam injection hole
9 : 모터 10 : 속도 조절기9: motor 10: speed regulator
11 : 가습기 12 : 전자파방사 홀11: humidifier 12: electromagnetic radiation hole
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치는 음식물을 마이크로파에 의해 살균 처리하기 위한 마이크로파 차폐 구조로서 공진 챔버와, 상기 공진 챔버 내부로 마이크로파를 방사하기 위한 마이크로파 발진기와, 상기 공진 챔버의 내부로 음식물을 이송시켜 살균 처리후 외부로 이송시키기 위한 음식물 이송수단과, 마이크로파의 난반사를 이용하기 위해 미세 물방울을 공진 챔버 내부로 주입하는 가습기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.또한, 본 발명의 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치는 상기 마이크로파 발진기로부터 마이크로파를 상기 공진 챔버 내부로 유도하여 방사시키는 개방형 혼 방사기를 부가하여 구성됨을 특징으로 한다.또한, 본 발명의 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치는 상기 음식물 이송수단이, 저속 모터와 그 모터의 속도를 조절하는 속도 조절기와, 상기 모터에 의해 구동되면서 음식물을 상기 공진 챔버 내부로 이송시킴과 아울러 외부로 배출시키는 무한 궤도형 테프론 벨트로 구성됨을 특징으로 한다.나아가, 본 발명의 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치는 상기 음식물 이송수단에 의해 이송되는 살균대상 음식물의 출입통로에서 누설되는 전자파를 차단하기 위한 카본 테이프 등의 마이크로파 흡수수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.Food sterilization apparatus using a microwave of the present invention for achieving the above object is a microwave shielding structure for sterilizing food by microwaves, a resonant chamber, a microwave oscillator for radiating microwaves into the resonant chamber, It is characterized in that it comprises a food transfer means for transferring food to the interior of the resonant chamber to be transported to the outside after sterilization treatment, and a humidifier for injecting fine water droplets into the resonant chamber to use the diffuse reflection of microwaves. Food sterilization apparatus using a microwave of the present invention is characterized in that it is configured by adding an open horn radiator for guiding and radiating the microwave from the microwave oscillator into the resonance chamber. Well The water transfer means comprises a low speed motor and a speed controller for controlling the speed of the motor, and an endless track type teflon belt which is driven by the motor to transfer food into the resonance chamber and discharges it to the outside. In addition, the food sterilization apparatus using the microwave of the present invention is characterized in that it comprises a microwave absorbing means, such as carbon tape for blocking the electromagnetic waves leaking from the access passage of the food to be sterilized by the food transport means. do.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 마이크로파 살균장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a microwave sterilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로파 발진용 전원장치(1, 2)는 바람직하게는 마이크로파 발진기에 양극전압을 공급하기 위해 코아 재질의 고효율의 고압 트랜스포머를 사용하며, 마이크로파 발진기(3)는 마그네트론을 사용하였고, 바람직하게는 동작주파수를 국제적 공용 ISM주파수 2.45±0.05[GHz]로 한다.As shown in FIG. 1, the power supply devices 1 and 2 for microwave oscillation preferably use a high-efficiency high-voltage transformer made of core material to supply an anode voltage to the microwave oscillator, and the microwave oscillator 3 uses a magnetron. The operating frequency is preferably set to the international common ISM frequency of 2.45 ± 0.05 [GHz].
또한 살균하고자 하는 식품의 통과를 위하여 마이크로파 살균장치의 중앙에 열에 강한 테프론 밸트(7)를 설치하고 저속모터(9)와 속도 조절기(10)를 조합하여 음식물의 살균시간을 조절할 수 있다.In addition, a heat resistant Teflon belt 7 is installed in the center of the microwave sterilizer for the passage of the food to be sterilized, and the low speed motor 9 and the speed controller 10 may be combined to adjust the food sterilization time.
도 2의 a, b, c 도면은 본 발명의 일 구체예에 따른 개방형 혼 방사기의 윗면, 정면 및 측면도이다.2 a, b and c are top, front and side views of an open horn radiator according to one embodiment of the invention.
도 2의 a, b, c 에서 도시된 바와 같이, 마이크로파 방사기는 웨이브 가이드를 사용하지 않고 방사효율을 극대화하기 위하여 본 발명자가 개발한 개방형 혼 방사기(4)를 사용한다. 본 개방형 혼 방사기(4)의 일 구체예로는 하부가 개구된 가로 10cm, 세로 13cm로 형성되는 직육면체로 개방형 혼 방사기(4)를 형성하고, 상부에는 마이크로파 방사기에서 전자파가 방사될 수 있도록 지름 3cm의 홀(12)을 형성하며, 상기 홀(12)이 형성된 상부에서 개방형 혼 방사기(14)의 개구된 하부로 진행되는 일측은 일정한 각도로 경사지게 형성되어 마이크로파 방사기에서 방사되는 전자파가 진공 챔버로 유도될 수 있도록 마이크로파 방사기와 진공 챔버의 사이에 고정된다.As shown in a, b, c of FIG. 2, the microwave emitter uses an open horn radiator 4 developed by the present inventors to maximize the radiation efficiency without using a wave guide. In one embodiment of the open horn radiator 4, the open horn radiator 4 is formed of a rectangular parallelepiped formed by a horizontal 10 cm and a 13 cm vertical opening with a lower portion, and a 3 cm diameter so that an electromagnetic wave can be emitted from a microwave radiator. Holes 12 are formed, and one side of the hole 12 formed from the upper part to the open bottom of the open horn radiator 14 is formed to be inclined at a predetermined angle so that electromagnetic waves radiated from the microwave radiator are directed to the vacuum chamber. So that it can be fixed between the microwave emitter and the vacuum chamber.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 의한 공진 챔버 내의 전력분포와 살균물체 통과로이다.3 is a power distribution path and a sterilizing material passage in a resonance chamber according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로파 가열 및 살균장치의 주요부분의 하나는 공진챔버의 규격에 있다고 할 수 있다. 본 설계에서는 수 차례에 걸친 여러 형태의 모형을 설계/제작하여 실험해 본 결과 가로는 55.08[cm], 세로는 30.6[cm], 높이는 18.36[cm]로 했을 때 가장 효율이 좋았다. 또한 챔버 내의 전력분포를 고려하여 점선으로 표시된 중앙과 상·하 부분에 살균시키고자 하는 식품을 통과시킴으로서 많은 양의 식품을 동시에 살균시킬 수가 있다.As shown in Fig. 3, one of the main parts of the microwave heating and sterilizing apparatus can be said to be in the specification of the resonant chamber. In this design, several types of models were designed / manufactured and tested. The most efficient design was 55.08 [cm] in width, 30.6 [cm] in height, and 18.36 [cm] in height. In addition, a large amount of food can be sterilized at the same time by passing the food to be sterilized in the center and the upper and lower portions indicated by dotted lines in consideration of the power distribution in the chamber.
챔버 내로 가습기를 이용하여 미세 물방울을 분사시키면 미세 물방울이 난반사되면서 피살균물 즉, 음식물 등에 골고루 마이크로파가 방사될 수 있도록 해준다. 챔버 내의 상·하·좌·우면 중의 어느 한곳에 구비된 미세 물방울 주입 통구(8)를 이용하여 미세 물방울을 주입시키면 방사된 마이크로파가 물방울 분자에 의하여 난반사되어 챔버 내에 균일하게 전파되므로 식품의 살균처리에 있어서 공진 챔버 내의 음식물의 위치에 관계 없이 챔버 내의 전 공간에서 일정하게 살균처리할 수 있다. 뿐만 아니라, 저수조의 물을 비등시켜 수증기로 피살균물을 가열하는 방식에 비하여 전력의 소모가 적고 저온에서도 효율적으로 피살균물 즉, 음식물 등을 살균시킬 수 있는 장점이 있다.또한, 살균시키고자 하는 음식물의 출입 통로를 통하여 누설되는 마이크로파의 흡수를 위해 카본테이프(6)를 출입통로의 상하·좌우에 설치함으로서 마이크로파의 누설을 방지한다.Spraying fine water droplets using a humidifier into the chamber allows the micro water droplets to be diffusely reflected while allowing the microwaves to be evenly distributed. When micro water droplets are injected using the micro water droplet injection port 8 provided at any one of the upper, lower, left, and right sides of the chamber, the emitted microwaves are diffusely reflected by the droplet molecules and uniformly propagated in the chamber. Therefore, the sterilization treatment can be performed uniformly in the entire space of the chamber regardless of the position of food in the resonance chamber. In addition, compared to the method of heating water to be sterilized by steam by boiling water in a water tank, there is an advantage of using less power and efficiently sterilizing the sterilized material, that is, food and the like at low temperatures. In order to absorb the microwaves leaking through the food passage, the carbon tape 6 is provided on the upper, lower, left and right sides of the access passage to prevent the leakage of the microwave.
이상의 경우에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치는 가습기 및/또는 혼 방사기를 이용함으로써 전력의 소모 없이 효율적으로 피살균물을 골고루 살균시킬 수 있다.또한, 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치는 저온 살균이 필요한 피살균물에도 적용할 수 있다.As described in the above case, the food sterilization apparatus using the microwave according to the present invention can efficiently sterilize the sterilized product evenly without consuming power by using a humidifier and / or a horn radiator. The food sterilizer used can also be applied to the sterilized products that require pasteurization.
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| KR101217838B1 (en) * | 2011-04-08 | 2013-01-02 | 주식회사 퓨리존 | High Efficiency Conveyer Type Sterilizing Apparatus |
| KR101384565B1 (en) | 2012-08-14 | 2014-04-11 | 한국식품연구원 | Apparatus for food sterilization by non-thermal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990064884A (en) | 1999-08-05 |
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