KR101450036B1

KR101450036B1 - 저온 플라즈마 제트를 이용한 농식품의 잔류농약성분의 분해 제거방법

Info

Publication number: KR101450036B1
Application number: KR1020120130319A
Authority: KR
Inventors: 목철균; 홍수명
Original assignee: 가천대학교 산학협력단
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2014-10-15
Also published as: KR20140063211A

Abstract

본 발명은 저온 플라즈마 제트를 이용한 농식품의 잔류농약성분의 분해 제거방법에 관한 것이다.
본 발명의 분해 제거방법은 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)에 의한 것으로서, 농식품 표면에 직접 처리함으로써, 저온 플라즈마 제트 처리로 인한 온도상승에 영향이 없고, 농식품의 표면형상 및 색상변화 없이, 장기간 저장안정성을 제공하며, 표면에 잔류하는 농약성분만을 처리시간 5분 이내에 65 내지 100% 수준으로 분해 제거할 수 있다.

Description

저온 플라즈마 제트를 이용한 농식품의 잔류농약성분의 분해 제거방법{METHOD OF REMOVING AGRICULTURAL CHEMICALS REMAINED ON SURFACE OF AGRICULTURAL PRODUCTS USING LOW-TEMPERATURE PLASMA JET}

본 발명은 저온 플라즈마 제트를 이용한 농식품의 잔류농약성분의 분해 제거방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저온 플라즈마 제트를 농식품 표면에 직접 처리하여 농식품 표면형상 및 색상변화 없이 표면에 잔류하는 농약성분만을 처리시간 5분 이내에 65 내지 100% 수준으로 분해 제거하는 저온 플라즈마 제트를 이용한 농식품의 잔류농약성분의 분해 제거방법에 관한 것이다.

경제발전에 따라 소득이 증가할수록 신선하고 영양성분이 풍부하며 맛 좋은 식품에 대한 요구가 증대된다. 이러한 수요에 부응하려면 소위 최소가공(minimal processing)이 필요한데 이 경우 비용 증가와 함께 식품안전 문제가 발생할 수 있다(Mok & Lee, 2011). 식품안전을 위협하는 요인에는 원료의 오염, 불충분한 살균, 생산과 유통과정 중의 오염 등이 있다.

식품살균에는 가열살균법이 오랫동안 사용되어 왔으나 에너지 소비가 많고 영양성분의 파괴와 함께 관능적 품질을 저하시키는 문제점이 있다. 가열살균의 단점을 보완하기 위해 화학적 살균법이 시도되었지만 약품사용에 따른 부작용과 소비자의 부정적 인식 때문에 점차 그 활용이 줄어들고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 물리적 비열살균법에 대한 관심이 높아지고 있다. 대표적인 비열살균법으로 방사선 조사가 있으나 고가의 장비가 필요하고 방사선 누출 위험과 함께 소비자의 기피의식이 이 기술의 확대 적용에 장애물로 작용하고 있다. 그외의 비가열살균 기술로는 초고압, 고전압 펄스전기장 등이 개발되었지만 이 역시 고가의 장비 사용에 따른 경제성 결여로 인해 아직까지 크게 활용되지 못하고 있다. 이러한 점을 보완하기 위한 방안으로 장비의 가격이 낮고 간편한 조작으로 처리할 수 있는 비열플라즈마(nonthermal plasma, NTP) 또는 저온 플라즈마(cold plasma)에 대한 관심이 증대되고 있다(Moisan et al., 2002; Fridman et al., 2005; Laroussi & Lu, 2005; Mok & Song, 2010).

플라즈마는 외부의 에너지에 의해 에너지가 고도화되고 이로 인해 대기중의 기체상태가 이온화되어 방전되는 에너지를 이용하는 기술로서, 전리된 기체 상태에서 양이온과 전자가 거의 같은 밀도로 분포하여 전기적으로는 중성인 물질이다.

이에, 플라즈마는 반도체, 표면 처리 등의 재료화학분야에서 일반적으로 이용되는 물리학적 응용기술로서, 현재 플라즈마 관련 연구는 표면 개선 및 처리를 위한 디스플레이, 산업장비, 반도체 분야, 폐기물 처리 및 악취 제거를 위한 환경분야 또는 핵 융합 등의 에너지, 나노기술 분야에서도 이용되고 있으며, 의료 분야에서 질병 치료를 위한 생물학적 응용 중점으로 진행되고 있다. 그러나 플라즈마 기술을 식품 안정성 증진에 대한 적용한 연구보고는 아직까지 미흡한 상황이다.

최근 들어, 저온 플라즈마 기술을 이용한 살균방법이 보고되고 있으며, 저온 플라즈마는 처리대상 물체에 대해 심각한 온도상승 없이 세균, 바이러스 등 미생물을 불활성화시키는 생물학적 작용을 나타내므로 위생 및 환경 분야에서 활용 가능성이 높으며, 처리 후 스위치를 끄는 순간 활성상태의 입자나 전자기파가 곧바로 사라지므로 제어가 간단하고 잔류물질을 남기지 않는 장점이 있다고 보고하고 있다[Plasma Sci., 2002, 28, 41∼50; Air plasma chemistry. In: Non∼equilibrium Air Plasmas at Atmospheric Pressure. Becker KM, Kogelschartz U, Schoenback KH, Barker RJ (eds.). IOP Publishing Ltd., London, England, 2005, pp. 124∼182.]

이에, 본 발명자들은 저온 플라즈마를 이용한 농산물의 유해물질 분해방법으로 적용하고자 노력한 결과, 직류 전압 하에서 플라즈마 생성과정을 보면, 일반적인 원자의 결합 에너지가 300∼450 KJ/mol이고, 플라즈마에 의해서 발생하는 표준 전자 에너지값이 최대 965 KJ/mol임을 감안하면, 적절한 처리상태가 되고 에너지의 접촉이 원활하면 유기원자 결합으로 이루어진 농약의 결합을 해체 가능하다는 것으로부터 본 발명을 안출하였다.

종래 유해물질의 분해기술은 이온가가 제로인 금속을 인위적으로 합성하여 환경 중에 처리하거나 티타늄과 같은 촉매를 이용하여 농업환경 중 유해물질을 화학적으로 분해하는 기술이 보편적이었으나, 이러한 종래기술은 농산물에 잔류된 유해물질 처리에는 부적합하고 처리 후의 화학물질이 농산물에 잔류하는 단점이 있다.

일부 국외 연구에서는 플라즈마 기술을 이용하여 식품에 적용한 표면이 딱딱한 견과류 이외에 멜론, 망고 및 사과를 비롯한 과실류의 표면 살균에 이용한 연구사례가 보고되어 있으나, 대부분 아크방전 시스템을 이용하여 진공관 안에 식품을 삽입하고 처리한 후 꺼내는 방식을 적용하고 있다.

이외에 아가 플레이트(agar plate)에 저온 플라즈마를 처리하여 표면의 유해미생물을 제거하는 시도가 있으나, 신선농산물에 직접 플라즈마를 처리한 연구보고는 이루어지지 않고 있다.

본 발명의 목적은 저온 플라즈마 제트를 농식품 표면에 직접 처리하여 상기 농식품 표면의 잔류농약성분을 분해 제거하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 농식품 표면에 직접 저온 플라즈마 제트를 처리함으로써, 농식품 표면의 잔류농약성분의 분해 제거방법을 제공한다.

본 발명의 농식품 표면의 잔류농약성분의 분해 제거방법은 사용되는 저온 플라즈마 제트는 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리에 의해 수행된다.

본 발명의 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리에 의한 농식품 표면의 잔류농약성분의 분해 제거방법은 전류세기 1.0∼1.55A에서 플라즈마 토출구로부터 거리 15∼75mm로 설정된 조건하에서 분사 처리되는 것이다.

이상의 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리에 의하여 최대 5분 이내에 농식품 표면의 잔류농약성분이 분해 제거된다.

이때, 본 발명의 잔류농약성분의 분해 제거방법에 의해 제거되는 잔류농약성분은 살균제 성분; 살충제 성분; 제초제 성분; 및 기타 공지의 농약성분 제거에도 유용하다.

본 발명의 분해방법은 저온 플라즈마 제트를 이용하여, 농식품 표면에 직접 처리함으로써, 플라즈마 제트 처리로 인한 온도상승에 영향이 없어 대상 농식품에 대한 안정성이 확보되고, 농식품의 표면형상 및 색상변화 없이 장기간 저장안정성을 제공하면서, 표면에 잔류하는 농약성분만을 처리시간 5분 이내에 65 내지 100% 수준으로 분해 제거할 수 있다.

이에, 본 발명은 잔류농약성분의 분해 제거방법에 사용되는 저온 플라즈마 제트의 특성 및 조건을 최적화함으로써, 농식품 표면의 잔류농약성분을 효율적으로 분해 제거할 수 있다.

상기 저온 플라즈마 제트는 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)를 사용하는 것이다.

도 1은 본 발명의 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리시, 전류세기 변화에 따른 사과의 저장안정성 평가결과이고,
도 2는 본 발명의 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리시, 토출거리 변화에 따른 사과의 저장안정성 평가결과이다.

본 발명은 농식품 표면에 직접 저온 플라즈마 제트를 처리함으로써, 농식품 표면의 잔류농약성분의 분해 제거방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서 농식품의 일례로 사과, 배, 체리, 토마토, 오이, 풋고추 등의 과일류 또는 채소류에 적용하였으나, 이에 한정되지 아니하고, 껍질에 싸여져 있는 농식품이라면 껍질을 제거하거나 껍질제거가 필요 없이 간단한 세정만으로 먹을 수 있는 농식품이라면 그대로의 표면에 직접 적용한다.

본 발명의 농식품 표면의 잔류농약성분의 분해 제거방법에 사용되는 저온 플라즈마 제트는 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리에 의한 것이다.

본 발명에서 사용되는 저온 플라즈마 제트는 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)처리에 의한 것으로서, 좁은 전극 사이에 고주파 전류를 인가하여 플라즈마를 생성하고 고속으로 공기를 주입함으로써, 공기에 의한 냉각과 동시에 제트 형태의 저온 플라즈마를 방출하는 방식으로 제조된다. 이러한 방식은 제어가 간단하고 플라즈마를 이동시킬 수 있는 장점을 가지며 동시에 기체에 의한 교반효과에 의한 활성입자와 대상물체 간의 접촉을 증진하여 플라즈마의 작용을 상승시킬 수 있다.

이때, 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)는 25∼50KHz 주파수에서 인가된 전류세기 1.0∼1.55A 및 플라즈마 토출구로부터 거리 15∼75mm, 더욱 바람직하게는 20∼35mm, 가장 바람직하게는 20∼30mm로 설정된 조건하에서 분사 처리되는 것이다. 더욱 바람직하게는 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)가 3차원으로 분사 처리되는 것으로서, 상기 토출거리가 15㎜ 미만이면, 처리대상의 농식품의 표면형상 및 품질저하 문제를 야기하므로, 바람직하지 않다.

이상의 본 발명의 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)처리에 의한 농식품 표면의 잔류농약성분은 저온 플라즈마 처리 시간 5분 이내에 65 내지 100% 수준으로 분해 제거된다.

이에, 본 발명의 저온 플라즈마 처리 시간별로 사과껍질의 표면 변화를 관찰한 결과, 본 발명의 분해방법은 대상 농식품에는 플라즈마 처리 전후에 변화 없이 표면상의 잔류농약성분 제거에만 유효하다.

본 발명의 실시예에서는 살균제성분, 살충제성분 및 제초제성분 중에서 선택된 농약성분에 대하여, 저온 플라즈마 제트 처리에 의한 분해율을 관찰한 결과, 저온 플라즈마 처리 최대 5분 이내에 65 내지 100% 수준으로 잔류농약성분이 분해 제거되는 결과를 확인할 수 있다.

이에, 본 발명에 의해 분해 제거방법에 의해 확인된 바, 농약성분으로는 살균제성분, 살충제성분, 제초제성분 및 그 외 공지의 농약성분에도 유효하고, 페놀, 벤조산, 염료, 니트로벤젠과 같은 오염물질의 제거에 큰 효과가 있다.

구체적으로, 본 발명에 의해 분해 제거되는 살균제성분의 농약성분으로는 아족시스트로빈(Azoxystrobin), 보스칼리드(Boscalid), 카벤다짐(Carbendazim), 클로로탈로닐(Chlorothalonil), 데에토펜카브(Diethofencarb), 디페노코나졸(Difenoconazole), 디메톨모프(Dimethomorph), 다이에토펜코나졸(Diethofenconazole), 디니코나졸(Diniconazole) 펜부코나졸(Fenbuconazole), 푸르디옥소닐(Fludioxonil), 플루퀸코나졸(Fluquinconazole), 헥사코나졸(Hexaconazole), 이미벤코나졸(Imibenconazole), 이프로벤포스(Iprobenfos), 이프로디온(Iprodione), 크레속심-메틸(Kresoxim-methyl), 마이도부타닐(Mydobutanil), 메타코나졸(Metconazole), 미클로부타닐(Myclobutanil), 프로클라즈(Prochloraz), 프로시미돈(Procymidone), 피라크로스트로빈(Pyraclostrobin), 피리메타닐(Pyrimethanil), 터부코나졸(Tebuconazole), 테트라코나졸(Tetraconazole), 톨클로포스-메틸(Tolclofos-methyl), 트리사이클라졸(Tricyclazole) 및 트리프록시스트로빈(Trifloxystrobin)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 성분이 분해 제거된다.

또한, 본 발명에 의해 분해 제거되는 살충제 성분으로는 아세타미프리드(Acetamiprid), 크로치아니딘 (Clothianidin), 디노테퓨란(Dinotefuran), 이미다클로프리드(Imidacloprid), 티아클로프리드(Thiacloprid) 및 치아메톡삼(Thiamethoxam)을 포함하는 네오니코티노이드(Neonicotinoid)계 살충제; 메톡시페노자이드(Methoxyfenozide) 또는 테부페노자이드(Tebufenozide)를 포함하는 디아실하이드라진(diacylhydrazine) 계 살충제; 클로르플루아주론 (Chlorfluazuron) 또는 디플루벤주론(Diflubenzuron)을 포함하는 벤조일우레아(benzoylurea)계 살충제; 클로르피리포스(Chlorpyrifos) 또는 펜티온(Fenthion)을 포함하는 유기인계 살충제; 페노부카브(Fenobucarb)을 포함하는 카바메이트계 살충제 및 인독사카브(Indoxacarb)를 포함하는 옥사다이진계 살충제 성분이 분해 제거된다.

나아가, 프로메트린(Prometryn) 또는 시마진(Simazine)에서 선택되는 어느 하나의 트리아진계 제초제 성분의 농약성분도 분해 제거된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다

< 제조예 1> 코로나방전 플라즈마 제트( CDPJ ) 제조

코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)는 세라믹 차폐체(실드) 내에 한 쌍의 전극을 장치하고 송풍기를 이용하여 다량의 공기를 유입하면서 전극 사이에 펄스형 DC 1.0-20.0 kV의 전압을 인가하여 플라즈마를 생성하고 생성된 플라즈마를 송풍압력을 이용하여 전극의 하부로 분사하는 방식을 채택하였다.

구체적으로 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리장치는 전압/고주파 전원장치, 송풍장치, 플라즈마 방전부, 시료이동 시스템 등 4부분으로 구성하였다. 이때 전원은 220V AC를 사용하였고, 주파수 10-58 kHz 범위에서 가변하여 펄스형 구형파를 생성하도록 하였다. 출력전압은 DC 1-20 kV, 전류는 주파수에 따라 변화하도록 하였으며, 소비전력은 최대 2kW이었다. 플라즈마 방전부는 지름 3mm, 길이 20mm인 텅스텐 리드를 평행하게 배치하고 방전부를 두께 5mm 테프론 실드에 매립하였으며, 송풍장치를 부착하여 플라즈마 발생 시 공기를 풍속 2.5m/s으로 유입함으로써, 제트(jet) 형태의 플라즈마가 방출되도록 하였다. 플라즈마 처리테이블에는 슬라이딩 기어를 장착하여 선형 이동이 가능하도록 하였으며, 모터의 회전수에 따라 처리판을 0-5 cm/s의 속도로 이동하도록 하였다.

CDPJ 처리장치의 작동은 먼저 송풍장치를 가동하여 안정된 풍속의 공기가 공급된 후 전압을 인가하여 코로나방전에 의한 플라즈마를 생성하고 생성된 플라즈마가 풍압에 의해 제트(jet)를 형성토록 하였다.

< 실시예 1∼6> 농약성분에 대한 플라즈마 처리

하기 표 1에 제시된 각 농약성분 10ppm을 아세톤에 용해시켜 준비하고, 슬라이드 글래스 상에 10㎕를 점적하여 건조한 후, 제조예 1에서 생성된 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)를 1분 및 3분 동안 처리하였다.

이때, 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)는 25KHz 주파수에서 인가된 전류세기 1.5A에서 플라즈마 토출구로부터 거리 25mm로 설정된 조건하에서 얻었다. 상기 처리 이후, 슬라이드 글래스를 아세토나이트릴로 세척한 후 하기 표 2의 조건으로 HPLC-MS/MS 분석하였다.

< 실험예 1> 코로나방전 플라즈마 제트( CDPJ ) 처리에 의한 안정성 평가

1. 코로나방전 플라즈마 제트( CDPJ ) 처리에 의한 온도상승량 측정

코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리에 의한 사과표면의 온도를 측정한 결과, 토출거리를 15㎜로 고정하고, 전류세기를 1.0A, 1.25A 및 1.50A별로 관찰한 결과, 전류세기가 클수록 사과표면 온도가 증가하였다. 즉, 전류세기 1.50A로 처리한 경우, 사과표면의 온도차(ㅿT)는 17℃이었으며, 1.0A 및 1.25A의 경우, 각각 13℃ 및 8℃를 나타내었다.

반면에, 전류세기를1.5 A로 고정하고, 토출거리 15, 20, 25㎜별로 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리한 경우, 토출거리가 짧을수록 온도상승이 심하였다. 구체적으로는 토출거리 15, 20, 25㎜에서 2분간 처리시의 온도증가는 각각 17, 13, 11℃이었다[미도시]. 그러나 거리를 25mm 이상으로 하여 처리할 경우는 열에 의한 영향은 없었다.

이에, 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리는 가열에 의한 효과를 배제할 수 있으므로 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리는 비가열 공정조건에 부합하였다.

2. 코로나방전 플라즈마 제트( CDPJ ) 처리조건에 따른 저장성평가

코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리시, 토출거리를 15㎜로 고정하고 전류세기를 달리하여 CDPJ를 처리한 사과의 저장 중 외관변화를 조사한 결과를 도 2에 기재하였다.

그 결과, 전류세기 1.0 A 및 1.25 A에서 처리한 경우 처리직후의 외관은 변화는 관측되지 않았으나 1.5A에서 처리한 경우에는 표면색깔의 변화가 감지되었다. 또한, 처리한 사과의 저장 중 변화는 1.0A의 경우를 제외하고는, 외관변화가 감지되었으며 변화 정도는 전류세기와 처리시간에 비례하여 심해졌다. 특히, 1.5A에서 처리한 경우는 표면뿐만 아니라 내부조직까지 영향을 받아 갈변이 심해지는 것으로 확인되었다.

또한, 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리시, 전류세기를 1.5 A로 고정하고 토출거리를 달리하여 CDPJ 처리한 사과의 저장 중 변화를 관찰한 결과, 도 3에서 확인되는 바와 같이, 전류세기를 1.5 A로 처리한 경우 토출거리 15 ㎜인 경우에만 외관이 변화하였고 25㎜와 35㎜ 경우에는 전혀 변화가 없어 전류세기를 1.5 A로 높이더라도 토출거리를 조절하면 품질에 영향을 주지 않고 사과에 CDPJ 처리가 가능함을 확인하였다.

3. 표면색도

코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)가 농식품 품질에 미치는 영향은 처리시간과 전류세기에 따라, 달라지는데, 즉 토출거리 15㎜ 인 경우, 처리시간과 전류세기에 비례하여 사과껍질의 밝기(L)값이 낮아져 표면의 갈변현상을 확인하였으나, 사과표면 갈변현상은 토출거리가 길어짐에 따라 약화되어 20㎜에서는 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)에 따른 밝기변화가 거의 일어나지 않았다.

또한, 적색도(a)값, 황색도(b)값 및 색차(△E)의 경우에도 토출거리 20㎜에서 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리하면, 전류세기에 관계없이 사과표면의 변색 없이 처리할 수 있었다[미도시].

나아가, 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리 후의 사과경도를 측정한 결과 역시, 전류세기 1.0A로 처리한 경우, 경도 변화가 관찰되지 않았으며, 토출거리 20㎜에서는 전혀 경도감소가 일어나지 않아 품질에 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있었다.

< 실험예 2> 잔류농약성분 분해성능평가

상기 실시예 1∼6에서 선택된 농약성분에 대하여, 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리에 의한 농약성분의 분해율을 측정하였다. 이때, 분해율(%)은 하기 수학식 1에 의해 산출하여 그 결과를 하기 표 3 에 기재하였다.

(상기에서, C_p는 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리 이후의 농도이고, C_c는 무처리된 대조군의 농도이다.)

상기 표 3의 결과로부터, 살균제 성분 및 살충제 성분의 농약성분은 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리에 의해 처리시간 3분 이내에 65% 내지 101%의 분해율을 보였다.

< 실험예 3> 농식품 대상에 따른 잔류농약성분의 분해율 평가

상기 실시예 2∼6에서 선택된 농약성분을 사과, 오이, 오렌지 및 토마토 표면에 10㎕를 점적하여 건조한 후, 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리하여 농약성분의 분해율(%)을 측정하였다.

이때, 분해율(%)은 상기 수학식 1에 의해 산출하고 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.

< 실험예 4> 농식품 대상에 따른 잔류농약성분의 잔류율 평가

하기 표 5에 제시된 각 농약성분 10ppm으로 오염된 농식품 표면에, 상기 제조예 1에서 생성된 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)를 0초, 30초 및 60초 동안 처리하였다.

이때, 각 농약성분을 유리표면, 사과표면 및 고추표면에 10㎕를 점적하여 건조한 후, 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리하여 잔류량의 결과를 표 5에 기재하였다.

상기 표 5의 결과로부터, 사과표면에 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리한 결과, 처리시간 대비 잔류농약 성분의 잔류율이 감소함으로써, 처리시간에 비례하여 잔류농약성분의 분해율이 증가함을 확인하였다. 즉, 처리시간 30초 처리 시 65.7∼73.5%의 잔류율을 보였으며, 60초 처리 시에는 48.4∼57.6%의 잔류율을 보였다.

이러한 결과는 유리표면에서의 분해력에 비해 약간 낮은 결과이나, 60초 처리에 의해 50% 내외의 분해율을 보임으로써 잔류농약 경감활성효율이 높게 관찰되었다.

또한, 풋고추 표면에 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ) 처리한 결과, 30초 처리 시 47.8∼59.6%의 잔류율을 보여 유리표면과 거의 유사한 값을 보였으나, 60초 처리 시에는 20.0∼50.9%의 잔류율을 확인함으로써, 유리표면에서 보다 우수한 분해력을 확인하였다. 특히 살충제성분인 실시예 12의 인독사카브의 경우는 60초 처리에 의해 20.0%의 잔류율(80% 정도의 분해율)을 나타내어 우수한 분해력을 보여주었다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 저온 플라즈마 제트를 농식품에 직접 적용하여, 대상 농식품에는 표면형상 및 색상변화 없이 장기간 저장안정성을 제공하면서, 표면의 잔류농약성분을 분해 제거하는 방법을 제공하였다.

본 발명의 잔류농약성분의 분해방법은 저온 플라즈마 제트 특성 및 조건을 최적화함으로써, 대상 농식품에 무해하며, 농식품 표면에 잔류하는 농약성분을 효율적으로 분해 제거할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

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과일류 또는 채소류의 농식품 표면에
저온의 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)를 직접 3 차원 분사 처리하여, 상기 농식품 표면상의 잔류농약성분을 분해제거하되,
상기 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)의 방전부는
지름 3 밀리미터(mm), 길이 20 밀리미터(mm)의 텡스턴 리드 한 쌍을 평행하게 배치하고 두께 5 밀리미터의 테프론 실드에 매립되며 세라믹 내에 설치되어 이루어지며,
상기 방전부에는 주파수 25 내지 50 킬로헤르츠(KHz) 범위의 펄스형 구형파를 직류(DC) 1.0 내지 20.0 킬로볼트(KV)의 전압, 1.0 내지 1.55 암페아(A)의 고주파 전류를 인가하여 코로나방전 플라즈마가 생성되고,
상기 방전부가 생성한 코로나방전 플라즈마는 송풍장치의 2.5 m/s의 풍속에 의한 송풍압력에 의하여 냉각되면서 상기 전극 하부의 토출구로 분사되어 제트 형태를 하는 저온의 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)가 3 차원으로 배출되며,
상기 농식품은 슬라이딩 기어가 장착되고 모터에 의하여 0 내지 5 cm/s의 속도로 선형이동하는 플라즈마 처리테이블에 의하여 상기 토출구로부터 거리 20 내지 30 밀리미터(mm)의 거리를 유지하고 5분 이내에 처리되며,
상기 송풍장치를 가동하여 송풍압력을 생성한 후 코로나방전 플라즈마를 생성하고,
상기 잔류농약성분이 다이에토펜코나졸, 디니코나졸, 플루퀸코나졸, 헥사코나졸 및 테트라코나졸로 이루어진 군에서 선택되는 살균제 성분이며,
상기 잔류농약성분이 디노테퓨란, 이미다클로프리드 및 치아메톡삼을 포함하는 네오니코티노이드계 살충제; 페노부카브를 포함하는 카바메이트계 살충제 및 인독사카브를 포함하는 옥사다이진계 살충제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마 제트를 이용한 농식품의 잔류농약성분의 분해 제거방법.
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