KR101301670B1 - 비접촉 자외선 살균장치 및 상기 살균장치를 구비하는 살균시스템 - Google Patents

비접촉 자외선 살균장치 및 상기 살균장치를 구비하는 살균시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피살균액에 직접 접촉하지 않아 자외선 램프를 장시간 사용할 수 있으며 단시간에 살균할 수 있는 비접촉 자외선 살균장치 및 상기 살균장치를 구비하는 비접촉 자외선 살균시스템을 개시(introduce)한다. 상기 비접촉 자외선 살균장치는, 살균용 빛을 방출하며 병렬로 배열된 복수 개의 살균 램프 및 상기 복수 개의 살균램프들과 일정한 거리를 두고 상기 복수 개의 살균램프들의 배열방향과 수직방향으로 배열되며, 내부로 살균대상이 이동하는 튜브를 구비한다.

Description

비접촉 자외선 살균장치 및 상기 살균장치를 구비하는 살균시스템{Non-contacting sterizer and non-contacting sterizer system including the sterizer}
본 발명은 자외선 살균장치에 관한 것으로, 특히, 피살균액에 직접 접촉하지 않아 자외선 램프를 장시간 사용할 수 있으며 단시간에 살균할 수 있는 비접촉 자외선 살균장치에 관한 것이다.
국내 식생활산업 중 녹즙 생산업체들 대부분은 수세, 분쇄, 착즙, 혼합, 포장 및 출하와 같은 1차적인 가공 방식에 따라 녹즙을 생산한다. 이 중 중점관리대상인 원료의 수세 과정에서는, 흐르는 물에 세척하거나 강력한 바람을 이용한 수세 방식으로 원료를 세척한 후 구연산 또는 전기분해수 등의 세척수를 이용한 세척 과정을 거친다. 이러한 세척 과정을 거친 생즙의 경우 최종제품에 미생물이 잔존하여 안전성의 확보가 미비하고, 녹즙의 저장성도 매우 낮게 된다. 이에 따라 생즙과 같은 가공 제조된 식품의 경우, 자외선 기술을 이용하여 식품에 포함된 미생물을 제거하는 살균과정을 거치도록 한다. 특히 생즙이나, 막걸리, 우유는 영양소의 파괴를 방지하기 위해 저온으로 살균하는 것이 필요하다. 현재 저온 상균은 대부분 고압에서 열처리가 행해지고 있다. 이점에서 자외선 살균은 고압이 아니면서 저온 살균이 가능한 새로운 방식으로 대두되고 있다.
도 5는 종래의 자외선 살균방식을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 종래의 자외선 살균방식은, 자외선 램프(510)를 피살균액이 담긴 튜브(520)에 삽입하여 사용함으로써, 피살균액이 자외선 램프(510)에 접촉하게 된다. 따라서 한 번 살균을 수행한 후에는, 자외선 램프(510)의 외부에 부착된 피살균액을 제거하는 세척과정을 거쳐야 하는 불편함이 있다. 특히 피살균액이 열이 발생하고 있는 자외선 램프(510)의 외면에 접촉하게 됨으로써, 피살균액의 온도 상승으로 인한 세균번식이 용이하게 되는 단점도 발생하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 피살균액에 직접 접촉하지 않아 자외선 램프를 장시간 사용할 수 있으며 단시간에 살균할 수 있는 비접촉 자외선 살균장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 피살균액에 직접 접촉하지 않아 자외선 램프를 장시간 사용할 수 있으며 단시간에 살균할 수 있는 비접촉 자외선 살균장치를 구비하는 비접촉 자외선 살균시스템을 제공하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치는, 살균용 빛을 방출하며 병렬로 배열된 복수 개의 살균 램프 및 상기 복수 개의 살균램프들과 일정한 거리를 두고 상기 복수 개의 살균램프들의 배열방향과 수직방향으로 배열되며, 내부로 살균대상이 이동하는 튜브를 구비한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균시스템은, 살균용 빛을 방출하며 병렬로 배열된 복수 개의 살균 램프, 상기 복수 개의 살균램프들과 일정한 거리를 두고 상기 복수 개의 살균램프들의 배열방향과 수직방향으로 배열되며, 내부로 살균대상이 이동하는 튜브 및 상기 복수 개의 살균 램프에 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 비접촉 자외선 살균모듈을 복수 개 구비하며, 상기 복수 개의 비접촉 살균모듈이 병렬로 연결되어 있다.
본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치 및 살균시스템은 피살균액과 자외선 램프가 직접 접촉하지 않으므로, 램프의 열에 의한 피살균액의 품질변화, 살균능력 저하 등이 발생하지 않는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 비접촉 방식의 자외선 살균장치는, 식품 분야는 물론, 의료분야에도 적용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치의 실시 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치를 구성하는 회전장치 및 냉각장치의 실시 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치를 구성하는 튜브에 장착되는 혼합장치의 실시 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치 복수 개를 병렬로 배열하여 사용하는 비접촉 자외선 살균시스템의 실시 예를 나타낸다.
도 5는 종래의 자외선 살균방식을 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치의 실시 예를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비접촉 자외선 살균장치(100)는 전원공급부(110), 복수 개의 살균램프(121~124), 살균대상물 공급 및 수집부(130) 및 튜브(141, 142)를 구비한다.
복수 개의 살균램프(121~124)는 전원공급부(110)로부터 공급받은 전기에너지를 이용하여 살균용 빛을 방출하며, 각각의 살균램프들(121~124)은 병렬로 배열된다. 살균대상물 공급 및 수집부(130)는 복수 개의 살균램프(121~124)와 일정한 거리를 두고 복수 개의 살균램프(121~124)들의 배열방향과 수직방향으로 배열된 튜브(141, 142)에 살균대상물을 공급하고, 튜브(141, 142)를 통과하면서 자외선에 의해 살균된 대상물을 수집한다.
도 5에 도시된 종래의 살균장치가 살균대상물 즉 피살균액에 접촉하여 살균하는데 반해, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치(100)는 살균대상물에 접촉하지 않은 상태에서 살균하므로 살균 후 자외선 램프(121~124)를 세척할 필요가 없다.
살균의 효과는 자외선 램프(121~124)로부터 발산되는 자외선의 조사량에 의해 결정될 수 있는데, 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치(100)의 경우 자외선 조사량을 증가시키기 위해서 튜브(141, 142)의 직경이나 자외선 램프(121~124)의 길이와 구조도 필요에 따라 조절할 수 있다. 그러나, 종래의 살균장치의 경우 튜브의 내부에 피살균액과 함께 자외선 램프도 삽입되어야 하므로, 튜브의 직경이 일정길이 이상이 되어야 하므로, 본 발명에서와 같이, 튜브의 길이를 증가시키는 것은 살균장치의 설치 면적의 손해를 감수해야만 하는 문제가 발생한다.
현재 살균장치가 필요한 곳은, 예를 들면, 녹즙을 생산하는 공장에서부터 집에서 사용하는 녹즙기는 물론 과즙, 막걸리 생산에 이르기까지 다양한데, 특히 적은 크기의 살균장치가 요구되는 경우 종래의 살균장치로는 그 크기를 작게 할 수 없다는 문제가 있었다.
상술한 바와 같이, 살균대상물의 살균효율은 살균대상물이 자외선에 노출되는 면적과 시간에 비례하게 되는데, 길다란 자외선 램프의 외부 원주면을 감싸는 길다란 중공 원통형 튜브에 액체인 식자재를 통과시키면 자외선 조사면적을 확대할 수 있는 이점이 있다. 그리고 만일 살균대상물이 튜브(141, 142)를 따라 직선으로 운동하는 경우, 튜브(141, 142)의 중심부에 있는 살균대상물의 자외선 조사량은 튜브(141, 142)에 가까이에서 직선운동을 하고 있는 살균대상물에 비해 적게 될 것이고, 전체적으로 볼 때 살균효율은 떨어지게 된다. 이는 튜브의 중심부를 흐르는 액체는 튜브 외면을 따라 흐르는 액체보다 유속이 빠름은 물론 자외선 램프로부터 거리가 멀어 자외선 조사량이 적기 때문이다. 본 발명에서는 살균효율을 향상시키기 위해 아래와 같은 실시 예를 제안한다.
도 2는 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치를 구성하는 회전장치 및 냉각장치의 실시 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치(100)를 구성하는 살균대상물 공급 및 수집부(130)에 회전장치(210)를 구비하게 하여 살균대상물을 회전시킨 후 튜브(141)에 공급할 것을 추가로 제안한다. 회전장치(210)는 살균대상물 자체를 회전시켜 튜브(141)에 공급할 수도 있지만, 튜브(141)의 내면을 따라 회전하는 버블(bubble)을 버블발생기로 만들어 살균대상물에 추가하는 실시 예도 가능하다.
도 2에 도시된 화살표는 살균대상물의 운동 방향을 나타내는데, 회전장치(210)를 통과하기 전의 살균대상물이 직선운동을 하는 반면에, 회전장치(210)를 통과한 살균대상물은 회전운동을 한다는 것을 알 수 있다.
살균대상물 공급 및 수집부(130)에 튜브(141)를 통과한 살균대상물을 냉각하는 냉각장치(220)를 더 포함시켜 살균된 대상물을 냉각시킴과 동시에, 제2차 자외선 살균 소독할 경우 살균의 효과는 극대화 될 것이다. 물론, 모든 살균공정 시 제1차 자외선 살균, 냉각, 제2차 자외선 살균 및 냉각을 거쳐 다음 가공단계로 진행할 것인가 하는 것은 사용자가 결정할 문제이다.
도 3은 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치를 구성하는 튜브에 장착되는 혼합장치의 실시 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치(100)를 구성하는 튜브(141, 142)의 중간에 혼합장치(310)를 삽입할 것을 추가로 제안한다. 혼합장치(310)로는 바람개비를 들 수 있는데, 혼합장치(310)는 통과하는 살균대상물을 회전시킴으로써 도 2에 도시된 회전장치(210)를 사용한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 비접촉 자외선 살균장치 복수 개를 병렬로 배열하여 사용하는 비접촉 자외선 살균시스템의 실시 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 비접촉 자외선 살균시스템은 복수 개의 자외선 살균장치를 병렬로 배열하고, 이들 사이에 튜브(Tube)들을 배열되도록 설치하는 것이다. 이 경우 튜브의 양 방향에 설치된 자외선 램프(UV Lamp)로부터 자외선이 조사되므로 자외선 조사 효율을 최대로 할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
110: 전원공급부 121~124: 살균램프
130: 살균대상물 공급 및 수집부 141, 142: 튜브
210: 회전장치 220: 냉각장치
310: 혼합장치 510: 살균램프
520: 튜브

Claims (11)

  1. 자외선과 같은 살균용 빛을 방출하며 병렬로 배열된 복수 개의 살균 램프; 및
    상기 복수 개의 살균램프들과 일정한 거리를 두고 상기 복수 개의 살균램프들의 배열방향과 수직방향으로 배열되며, 내부로 살균대상이 이동하는 튜브; 및 상기 튜브에 살균대상물을 공급하고, 살균된 대상물을 수집하는 살균대상물 공급 및 수집부를 더 구비하고,
    상기 살균대상물 공급 및 수집부는,
    상기 살균대상물을 회전시켜 상기 튜브에 공급하는 회전장치를 구비하고,
    상기 튜브로부터 수집된 살균대상물을 냉각하는 냉각장치를 구비하여, 냉각된 살균대상물을 튜브에 재순환시켜 추가로 반복 살균하며,
    상기 튜브에는,
    통과하는 살균대상물을 섞어 주는 혼합장치를 구비하고,
    상기 튜브의 내면을 따라 회전하는 버블을 상기 살균대상물에 포함시켜 상 상기 튜브에 공급하는 회전장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 비접촉 자외선 살균장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 튜브는,
    자외선 램프의 외부 원주면을 감싸는 길다란 중공 원통형 튜브인 것을 특징으로 하는 비접촉 자외선 살균장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 혼합장치는,
    바람개비 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 비접촉 자외선 살균장치.
  7. 삭제
  8. 자외선과 같은 살균용 빛을 방출하며 병렬로 배열된 복수 개의 살균 램프;
    상기 복수 개의 살균램프들과 일정한 거리를 두고 상기 복수 개의 살균램프들의 배열방향과 수직방향으로 배열되며, 내부로 살균대상이 이동하는 튜브; 및
    상기 복수 개의 살균 램프에 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 비접촉 자외선 살균장치를 복수 개 구비하며,
    상기 복수 개의 비접촉 살균장치 사이마다 상기 튜브가 배치되도록 복수개의 비접촉살균장치를 병렬로 연결하고,
    상기 튜브에 살균대상물을 공급하고, 살균된 대상물을 수집하는 살균대상물 공급 및 수집부를 적어도 하나 더 구비하며,
    상기 살균대상물 공급 및 수집부는,
    상기 살균대상물을 회전시켜 상기 튜브에 공급하거나 상기 튜브의 내면을 따라 회전하는 버블을 상기 살균대상물에 포함시켜 상기 튜브에 공급하는 회전장치; 및
    상기 튜브로부터 수집한 살균대상물을 냉각하는 냉각장치 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 비접촉 자외선 살균시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 튜브는,
    자외선 램프의 외부 원주면을 감싸는 길다란 중공 원통형 튜브인 것을 특징으로 하는 비접촉 자외선 살균시스템.
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