KR101455719B1 - 이산화염소가스 훈증장치 - Google Patents

이산화염소가스 훈증장치 Download PDF

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(주)푸르고팜
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치는 이산화염소가스 생성을 위한 원료 용액이 주입되는 제1 공간과, 상기 제1 공간과 구획된 제2 공간을 갖는 바디; 상기 제1 공간의 상기 원료 용액과 접촉하는 제1 전극; 상기 제2 공간에 노출되는 제2 전극; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가됨에 따라 상기 원료 용액이 전기분해되는 과정에서 상기 제2 전극의 표면에 부착되는 부산물을 향하여 세척물질을 분사하는 세척부를 포함한다.

Description

이산화염소가스 훈증장치{ClO2 GAS FUMIGATION APPARATUS}
본 발명은 이산화염소가스 훈증장치에 관한 것이다.
농축산물은 저장 및 유통을 통하여 소비자에게 전달되는 과정 중에 부패 미생물이나 생리적 작용 또는 온도 조건 등이 복합적으로 작용하여 썩거나 상품으로서의 가치가 훼손된다. 손실 비율은 전체 농축산물의 20% 내지 30%에 이르러 이를 경제적 손실규모로 환산하면 수 조원에 이른다.
농축산물의 저장 및 유통 중 손실을 줄이기 위해 현재까지 저온 유지(cold chain) 방법이 주로 사용되며, 밀폐 저장 공간의 공기 조성 성분을 변경하여 산소는 줄이고 이산화탄소는 높이는 CA(Controlled Atmosphere), MA(Modified Atmosphere) 저장법이 활용되기도 한다. 또한 식물의 노화 호르몬으로 작용하는 에틸렌을 조절하는 방법이 부상되고 있다. 축산물의 경우에는 온도조절과 진공 포장 등 여러 방법의 적용으로 신선도를 유지하는 기술이 존재하고 있다.
그러나 농축산물의 표면에 부착된 미생물의 밀도를 낮추지 않고서는 미생물에 의한 농축산물의 부패 가속화를 제어하기 힘들다. 미생물의 제거를 위해 작물에 따라 농산물을 살균 용액으로 세척하여 미생물을 제거하기도 하지만 딸기, 포도, 복숭아를 포함하여 대부분의 과수 작물들과 약초는 수용액 접촉이 원천적으로 불가하고 축산물 역시 마땅한 대안이 없는 실정이다.
용액의 접촉이 허용된다고 하더라도 농축산물의 갈라지거나 상처가 난 틈새 부위에 서식하는 미생물에 대한 살균 효과는 가스 살균이 용액에 의한 세척 살균보다 월등히 높은 것으로 실험결과들이 보고되고 있다.
용액 세척 살균과 비교하여 가스 훈증법을 적용하면 상품 포장이 이뤄진 후 아주 미세한 공기 구멍을 통해서도 가스와 작물의 접촉이 이루어져 살균효과가 발휘될 수 있다.
이와 같은 가스 훈증법에 사용되는 물질은 여러 가지가 있다. 유황 훈증 방법의 경우 인체 유해 가능성이 문제시 되고, MB(메틸브로마이드) 훈증의 경우는 오존파괴물질로 사용이 금지되어 가고 있는 반면, 이산화염소는 식약청에 등록된 식품첨가물이며 농수산식품부에서 식품 표면의 세척, 소독 목적으로 등록된 유기적 취급물질로 친환경적이다.
이산화염소는 곰팡이에서 세균, 바이러스에 이르기까지 산화 살균제로서 광범위한 효력을 갖고 있으며, 미생물 살균 메커니즘은 미생물의 보호막을 뚫고 들어가 산화력에 의한 세포의 효소작용을 방해하여 미생물을 죽이는 것으로 알려져 있다.
이같은 살균력은 넓은 PH범위에서 유효하며 염소에 비해 2.5배 이상 살균력이 강하고 THM(trihalomethane)과 같은 발암물질을 생성하지 않으므로 유럽이나 미국에서 환경 친화적 그린(Green) 살균제로 각광 받고 있다. UN 산하 세계보건기구(WHO) 및 식량농업기구(FAO)는 이산화염소를 살균제로 추천하고 있다.
이와 같은 이산화염소를 발생시킬 수 있는 다양한 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.
한국출원특허 10-2000-0039341
본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치는 전기분해를 이용하여 이산화염소가스를 생성할 때 발생하는 부산물을 제거하기 위한 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 이산화염소가스 생성을 위한 원료 용액이 주입되는 제1 공간과, 상기 제1 공간과 구획된 제2 공간을 갖는 바디; 상기 제1 공간의 상기 원료 용액과 접촉하는 제1 전극; 상기 제2 공간에 노출되는 제2 전극; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가됨에 따라 상기 원료 용액이 전기분해되는 과정에서 상기 제2 전극의 표면에 부착되는 부산물을 향하여 세척물질을 분사하는 세척부를 포함하는 이산화염소가스 훈증장치가 제공된다.
상기 원료용액은 아염소산나트륨을 포함하고, 상기 부산물은 수산화나트륨을 포함할 수 있다.
상기 세척물질은 H2O이거나 산성기를 지닌 물질을 포함할 수 있다.
상기 산성기를 지닌 물질은 구연산 용액 또는 초산 용액일 수 있다.
상기 세척부는, 상기 제2 공간에 구비되어 상기 세척물질을 상기 제2 전극을 향하여 분사하는 노즐부, 상기 노즐부에 연통되어 상기 세척물질을 상기 노즐부로 이송하는 세척물질용 유로, 및 상기 세척물질용 유로에 상기 세척물질이 이송되도록 상기 세척물질용 유로에 설치되는 세척물질용 펌프를 포함할 수 있다.
상기 이산화염소가스 훈증장치는 배출부를 더 포함하며, 상기 배출부는 상기 제2 공간과 연통된 배출용 유로와, 상기 제2 공간의 상기 세척물질이 이송되도록 상기 배출용 유로에 구비되는 배출용 펌프를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가됨에 따라 염화나트륨이 미포함된 상기 원료 용액의 전기분해를 통하여 상기 이산화염소가스가 발생될 수 있다.
상기 이산화염소가스에 노출되는 대상물은 상기 대상물이 놓인 대상 공간에서 제1 농도밴드의 이산화염소가스에 제1 시간동안 노출된 후 상기 제1 농도밴드보다 낮은 제2 농도밴드의 이산화염소가스에 상기 제1 시간보다 긴 제2 시간동안 노출되며, 상기 대상물이 상기 제1 농도밴드의 이산화염소가스에 노출될 때의 상기 부산물에 대한 세척 강도는 상기 대상물이 상기 제2 농도밴드의 이산화염소가스에 노출될 때의 상기 부산물에 대한 세척 강도에 비해 클 수 있다.
상기 제1 농도밴드의 하한 농도는 5 ppm 이상이고 상한 농도는 300 ppm 이하이고, 상기 제2 농도밴드의 상한농도는 0.3 ppm 이하이고 상기 제2 농도밴드의 하한농도는 0.03 ppm 이상일 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 공급되는 전류의 크기가 증가함에 따라 상기 세척부의 상기 부산물에 대한 세척강도가 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치는 전기분해과정에서 생성된 전극 표면의 부산물을 세척함으로써 훈증장치의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치의 구현예를 나타낸다.
도 3은 대상물 A가 제1 농도밴드를 만족하는 이산화염소가스에 노출된 후 소정 시간 경과 후의 대상물 균밀도를 나타낸다.
도 4는 대상물 A, 대상물 B 및 대상물 C가 제1 농도밴드보다 낮은 제2 농도밴드를 만족하는 이산화염소가스에 노출된 후 소정 시간 경과 후의 대상물들의 균밀도를 나타낸다.
도 5는 대상물 A가 제1 농도밴드를 만족하는 이산화염소가스에 노출된 후 소정 시간 동안 제2 농도밴드를 만족하는 이산화염소가스에 노출되었을 때 대상물 A의 균밀도를 나타낸다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치는 바디(110), 제1 전극(120), 제2 전극(130) 및 세척부(140)를 포함한다.
바디(110)는 이산화염소가스 생성을 위한 원료 용액이 주입되는 제1 공간(S1)과, 제1 공간(S1)과 구획된 제2 공간(S2)을 갖는다. 원료 용액은 제1 탱크(150)에 저장될 수 있으며, 원료용액용 펌프(161) 및 원료용액용 밸브(162)를 통하여 바디(110)의 제1 공간(S1)에 주입될 수 있다. 이와 같은 원료용액용 펌프(161) 및 원료용액용 밸브(162)는 원료용액이 이송되는 원료용액용 유로(163)에 구비될 수 있다.
제1 전극(120)은 제1 공간(S1)의 원료 용액과 접촉하고, 제2 전극(130)은 제2 공간(S2)에 노출된다.
세척부(140)는 제1 전극(120) 및 제2 전극(130)에 전압이 인가됨에 따라 원료 용액이 전기분해되는 과정에서 제2 전극(130)의 표면에 부착되는 부산물을 향하여 세척물질을 분사한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치의 구현예를 나타낸다.
바디(110)의 일측에는 아염소산나트륨(NaClO2)을 포함하는 원료용액이 주입되는 전해질 주입구(111) 및 이산화염소(ClO2)가스가 배출되는 제1 배출구(112)가 구비될 수 있다. 또한 바디(110)의 일측과 다른 타측에 제2 배출구(113)가 형성될 수 있다. 배출구를 통하여 이산화염소가스의 생성 과정에서 발생하는 부산물이 배출될 수 있다. 부산물에 대해서는 이후에 상세히 설명된다.
전도성막(145)은 바디(110)의 내부에 구비될 수 있다. 바디(110)의 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)은 전도성막(145)에 의하여 구획될 수 있다. 전도성막(145)은 양성자 전도성 물질로서 탄화수소 및 플루오로카본 타입으로 구비될 수 있으며, 여기서 플루오로카본 타입 수지는 할로겐, 강산 및 염기에 대해 뛰어난 내산화성을 가질 수 있다.
제1 전극(120)은 양극층에 해당되며 전원(미도시)과 연결가능하고 전도성막(145) 일측에 접촉할 수 있다. 제2 전극(130)은 음극층에 해당되며 전원과 연결가능하며 일측 맞은 편의 전도성막(145) 타측에 접촉할 수 있다. 제1 전극(120)은 전해질인 아염소산나트륨과 산화반응을 일으키고, 제2 전극(130)은 환원반응을 일으킨다. 전원과, 제1 전극(120) 및 제2 전극(130)의 연결은 통상의 기술자에게 일반적인 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
제1 전극(120) 및 제2 전극(130)은 산화환원반응의 효율을 극대화하기 위해 전기화학적 촉매를 더 포함할 수 있다. 전기화학적 촉매는 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 오스뮴, 탄소, 금, 탄탈륨, 주석, 인듐, 니켈, 텅스텐, 망간 등과 이들 중 적어도 하나를 포함하는 혼합물, 산화물, 합금 또는 이들이 조합된 물질일 수 있다.
전해질 주입구(111)를 통해 주입되는 아염소산나트륨(NaClO2)은 아염소산나트륨(NaClO2)염과 물(H2O)로 구성될 수 있다. 아염소산나트륨(NaClO2)염은 제1 전극(120)의 산화반응에 의해 이산화염소(ClO2) 가스, 나트륨이온(Na+) 및 전자(e-)로 전환되고, 물은 제1 전극(120)의 산화반응에 의해 산소(O2) 가스, 수소이온(H+) 및 전자(e-)로 전환된다.
제1 전극(120)의 산화반응에 의하여 형성된 이산화염소(ClO2) 가스와 산소(O2) 가스는 제1 배출구(112)를 통해 외부로 배출되고, 나트륨이온(Na+)과 수소이온(H+)은 전기적 인력에 의해 전도성막(145)을 통과하여 제2 전극(130)으로 이동한다.
이때, 나트륨이온(Na+), 수소이온(H+)과 함께 물(H2O)이 함께 이동할 수 있다. 제2 전극(130)으로 이동한 수소이온(H+)은 제2 전극(130)에 의한 환원반응에 의해 수소가 되며, 나트륨이온(Na+)은 물(H2O)의 OH-와 결합하여 수산화나트륨(NaOH)으로 변한다. 즉, 전기분해과정에서 부산물이 생성되며, 부산물은 수소와 수산화나트륨을 포함할 수 있다.
수산화나트륨은 전기분해를 통하여 이산화염소가스가 생성되는 과정에서 발생하는 부산물로서 제2 전극(130)에 부착될 경우 전류의 흐름을 방해하는 저항으로 작용할 수 있다. 제2 전극(130)에 부착되는 수산화나트륨의 양이 증가하면 이산화염소가스를 생성하는데 필요한 전류의 크기가 증가하므로 전기분해의 효율이 떨어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치는 제2 전극(130)에 부착된 수산화나트륨를 제거할 수 있는 세척부(140)를 포함한다. 세척부(140)의 동작 및 구조에 대해서는 이후에 도면을 통하여 상세히 설명된다.
한편, 제1 전극(120) 및 제2 전극(130)의 전기화학적 촉매는 제1 전극(120)의 산화반응 및 제2 전극(130)의 환원반응을 촉진하므로 앞서 설명된 바와 같이 전도성막(145)과 제1 전극(120)의 간격 및 전도성막(145)과 제2 전극(130)의 간격없이 전도성막(145)은 제1 전극(120) 및 제2 전극(130)과 접촉할 수 있다.
이와 같은 간격은 전류의 흐름을 방해하는 저항의 역할을 하는데 본 발명의 실시예와 같이 전도성막(145)의 양측이 제1 전극(120) 및 제2 전극(130)과 접촉할 경우 전류의 흐름이 향상되어 전기분해를 통한 이산화염소가스의 생성효율이 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치와 다르게 제1 전극(120) 및 제2 전극(130)이 전도성막(145)으로부터 이격될 경우 전기분해의 효율 저하를 방지하기 위하여 염화나트륨(NaCl)이 아염소산나트륨과 함께 투입될 수 있다. 이 경우 염화나트륨의 전기분해로 인하여 염소가 발생하여 인체에 해를 끼칠 수 있다.
반면에 본 발명의 실시예의 경우 제1 전극(120) 및 제2 전극(130)에 전압이 인가됨에 따라 염화나트륨이 미포함된 원료 용액의 전기분해를 통하여 이산화염소가스가 발생될 수 있다. 즉, 전도성막(145)과 제1 전극(120) 사이 그리고 전도성막(145)과 제2 전극(130) 사이에 간격이 없으므로 염화나트륨의 투입이 필요없게 되므로 염소로 인한 피해가 방지될 수 있다. 또한 전도성막(145)과 제1 및 제2 전극(130) 사이에 간격이 없으므로 간격으로 인한 저항이 발생하지 않아 이산화염소가스의 생성 효율이 향상될 수 있다.
한편, 세척부(140)가 분사하는 세척물질은 H2O이거나 산성기를 지닌 물질을 포함할 수 있다. 수산화나트륨은 물에 잘 녹으므로 물이 세척물질로 사용될 수 있다. 또한 산성기는 수산화나트륨의 OH-와 원활하게 결합하므로 산성기를 지닌 물질 또한 세척물질로 사용될 수 있다.
예를 들어, 산성기를 지닌 물질은 구연산 용액 또는 초산 용액일 수 있다. 구연산 용액 또는 초산 용액은 물에 구연산이나 초산이 희석된 것으로 값이 싸고 인체에 해가 적을 뿐만 아니라 구하기 쉽다.
세척부(140)는 노즐부(141), 세척물질용 유로(142) 및 세척물질용 펌프(143)를 포함할 수 있다. 노즐부(141)는 바디(110)의 제2 공간(S2)에 구비되어 세척물질을 제2 전극(130)을 향하여 분사할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 노즐부(141) 내부에는 세척물질용 유로(142)와 연통되는 노즐용 유로(144)가 형성될 수 있다.
세척물질용 유로(142)는 노즐부(141)에 연통되어 세척물질을 노즐부(141)로 이송한다. 세척물질용 펌프(143)는 세척물질용 유로(142)에 세척물질이 이송되도록 세척물질용 유로(142)에 설치될 수 있다. 이 때 세척물질은 도 1의 제2 탱크(155)에 저장될 수 있으며, 세척물질의 흐름을 제어하기 위한 세척물질용 밸브(146)가 세척물질용 유로(142)에 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치는 배출부(170)를 더 포함할 수 있다. 배출부(170)는 제2 공간(S2)과 연통된 배출용 유로(171)와, 제2 공간(S2)의 세척물질이 이송되도록 배출용 유로(171)에 구비되는 배출용 펌프(172)를 포함할 수 있다. 이 때 세척물질의 흐름을 제어하기 위한 배출용 밸브(173)가 배출용 유로(171)에 구비될 수 있다. 세척물질에 의하여 제2 전극(130)에 부착된 수산화나트륨이 세척되므로 배출되는 세척물질은 부산물인 수산화나트륨을 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 원료용액용 펌프(161), 세척물질용 펌프(143), 배출용 펌프(172), 원료용액용 밸브(162), 세척물질용 밸브(146) 및 배출용 밸브(173)는 콘트롤러(180)에 의하여 제어될 수 있으며, 콘트롤러(180)는 밸브제어신호와 펌프제어신호를 출력할 수 있다.
밸브제어신호의 입력에 따라 원료용액용 밸브(162), 세척물질용 밸브(146) 및 배출용 밸브(173)는 원료용액, 제2 공간(S2)으로 유입되는 세척물질 및 제2 공간(S2)에서 배출되는 세척물질이 흐르는 양을 제어할 수 있고, 원료용액용 유로(163), 세척물질용 유로(142) 및 배출용 유로(171)를 개폐할 수 있다. 또한 펌프제어신호의 입력에 따라 원료용액용 펌프(161), 세척물질용 펌프(143) 및 배출용 펌프(172)의 동작, 동작중지, 및 원료용액과 세척물질의 펌핑량 등이 제어될 수 있다.
다음으로 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치의 농도밴드(band)와 세척 사이의 관계를 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치는 이산화염소가스를 가스공급용 밸브(191) 및 가스공급용 펌프(192)를 통하여 대상공간으로 공급할 수 있다. 가스공급용 밸브(191) 및 가스공급용 펌프(192) 역시 앞서 설명된 콘트롤러(180)의 제어를 받을 수 있다.
콘트롤러(180)의 제어에 따라 가스공급용 밸브(191)는 이산화염소가스가 흐르는 양을 제어할 수 있고, 가스공급용 유로(193)를 개폐할 수 있다. 또한 펌프제어신호의 입력에 따라 가스공급용 펌프(192)의 동작, 동작중지, 및 이산화염소가스의 펌핑량 등이 제어될 수 있다.
대상 공간은 이산화염소가스가 공급되는 공간일 수 있다. 예를 들어, 대상 공간은 농축산물이 보관 또는 생육되는 창고, 컨테이너 박스(container box), 양돈장 또는 양계장일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3 내지 도 5는 동일 대상물에 대하여 서로 다른 농도밴드의 사용에 대한 영향을 나타낸다. 대상공간에 놓인 대상물은 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치가 공급한 이산화염소가스에 노출될 수 있다.
도 3은 대상물 A가 제1 농도밴드를 만족하는 이산화염소가스에 30분 노출된 후 10 일이 지났을 때 대상물 A의 균밀도를 나타낸다. 제1 농도밴드의 상한 오프셋(offset)은 기준농도 k의 10%이고, 하한 오프셋은 기준농도 k의 -10%일 수 있다. 이에 따라 대상 공간 안의 이산화염소가스의 농도는 1.1k와 0.9k 사이에서 변할 수 있다.
이 때 기준농도, 상한 오프셋 및 하한 오프셋은 대상물의 종류나 대상공간의 내부 부피에 따라 달라질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 대상물이 고농도의 이산화염소가스에 노출되므로 2일 또는 3일까지는 균밀도가 급격하게 줄어드나 그 이후에는 균밀도가 서서히 증가함을 알 수 있다.
도 4는 제1 농도밴드보다 낮은 제2 농도밴드를 만족하는 이산화염소가스에 10 일 동안 노출될 때 대상물 A, 대상물 B 및 대상물 C에 있는 균밀도를 나타낸다.
이 때 제2 농도밴드의 기준 농도, 상한 농도 및 하한 농도는 각각 0.05 ppm, 0.1 ppm과 0.03 ppm일 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 저농도의 이산화염소가스에 대상물 A 대상물 B 및 대상물 C가 노출되므로 10일까지 균밀도가 감소하지 않으며 균밀도의 변화가 작음을 알 수 있다.
도 5는 대상물 A가 고농도의 제1 농도밴드를 만족하는 이산화염소가스에 30분 노출된 후 10 일 동안 저농도의 제2 농도밴드를 만족하는 이산화염소가스에 노출되었을 때 대상물 A의 균밀도를 나타낸다.
제1 농도밴드 및 제2 농도밴드는 앞서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명되었으므로 이에 대한 설명은 생략된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 대상물 A가 고농도의 제1 농도밴드의 이산화염소가스에 노출되므로 2일 또는 3일까지는 균밀도가 급격하게 줄어든다. 이후 대상물 A가 저농도의 제2 농도밴드의 이산화염소가스에 노출되므로 줄어든 균밀도가 지속적으로 유지될 수 있다.
이와 같이 이산화염소가스에 노출되는 대상물이 대상 공간에서 고농도의 제1 농도밴드의 이산화염소가스에 노출된 후 저농도의 제2 농도밴드의 이산화염소가스에 노출될 때 살균 효율이 도 3 및 도 4의 살균 효율보다 높음을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치는 이산화염소가스에 노출되는 대상물이 대상물이 놓인 대상 공간에서 제1 농도밴드의 이산화염소기스에 제1 시간동안 노출된 후 제1 농도밴드보다 낮은 제2 농도밴드의 이산화염소가스에 상기 제1 시간보다 긴 제2 시간동안 노출되도록 이산화염소가스를 대상 공간에 공급할 수 있다.
즉, 대상 공간의 내부 부피가 클 경우 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치는 제1 농도밴드에 해당되는 고농도의 이산화염소가스를 대상공간에 공급함으로써 짧은 시간 내에 대상 공간의 이산화염소가스 농도를 타겟 농도에 이르게 할 수 있다. 또한 고농도의 이산화염소가스가 대상공간에 단시간 동안 공급됨으로써 고농도의 이산화염소가스가 인체에 영향을 끼칠 가능성을 낮출 수 있다.
이후 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치는 제2 농도밴드에 해당되는 저농도의 이산화염소가스를 대상공간에 장시간 공급함으로써 대상물의 균밀도를 유지할 수 있다.
이와 같이 제1 시간동안 제1 농도밴드를 만족하는 이산화염소가스가 공급되고 제2 시간동안 제2 농도밴드를 만족하는 이산화염소가스가 공급되는 것은 콘트롤러(180)의 가스공급용 밸브(191) 및 가스공급용 펌프(192)에 대한 제어를 통하여 이루어질 수 있다.
이 때 대상물이 제1 농도밴드의 이산화염소가스에 노출될 때의 부산물에 대한 세척 강도는 대상물이 제2 농도밴드의 이산화염소가스에 노출될 때의 부산물에 대한 세척 강도에 비해 클 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치가 제1 농도밴드에 해당되는 고농도의 이산화염소가스를 공급함에 따라 전기분해를 통한 이산화염소가스의 발생량이 증가할 수 있다. 이에 따라 이산화염소가스 의 생성을 위한 전기분해 과정에서 발생하는 수산화나트륨과 같은 부산물 역시 증가할 수 있으며, 세척부(140)가 부산물을 제거하는 세척강도 역시 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 세척강도는 상기 세척물질의 분사속도 또는 단위 시간당 분사 횟수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 때 분사속도는 단위 시간당 분사되는 세척물질의 양으로 정의될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소가스 훈증장치가 제1 농드밴드 및 제2 농도밴드를 만족하도록 이산화염소가스를 공급하는 것은 대상 공간이 농축산물을 저장하거나 생육하기 위해서는 대상 공간의 부피가 커야 하는데, 대상 공간의 부피가 증가할수록 대상 공간 전체에서 균일하게 이산화염소의 농도를 일정한 값으로 유지하기 어렵기 때문이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소 훈증장치는 대상공간의 이산화염소 농도가 설정된 제1 농도밴드 및 제2 농도밴드 안에 있도록 이산화염소가스를 공급함으로써 대상공간에서의 이산화염소가스의 농도 조절을 용이하게 수행할 수 있다.
도 1에는 도시되어 있지 않으나 대상 공간에는 농도 센서가 설치될 수 있다. 콘트롤러(180)는 농도 센서의 센싱 신호를 입력받아 대상 공간의 이산화염소가스의 농도가 제1 농도밴드 및 제2 농도밴드를 만족하도록 밸브제어신호와 펌프제어신호를 출력할 수 있다.
한편, 제1 농도밴드의 하한 농도는 5 ppm 이상이고 상한 농도는 300 ppm 이하일 수 있다. 대상 공간에서 5 ppm 이상의 이산화염소가스가 투입될 경우 농축산물과 같은 대상물에 대한 살균이 짧은 시간 내에 충분히 이루어져 인체에 대한 피해를 방지하거나 최소화할 수 있다. 또한 대상 공간에 300 ppm 이하의 농도를 지닌 이산화염소가스가 공급될 경우 오렌지나 단호박과 같이 껍질 두께가 큰 농축산물에 대해서도 살균에 짧은 시간 내에 충분히 이루어질 수 있다.
또한 제2 농도밴드의 상한농도는 0.3 ppm 이하이고 제2 농도밴드의 하한농도는 0.03 ppm 이상일 수 있다. 사람이 0.3 ppm의 이산화염소에 15분 정도 노출되어도 인체에 무해하다. 또한 농축산물에 대한 살균은 이산화염소의 농도가 0.03ppm 이상일 때부터 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극(120) 및 상기 제2 전극(130)에 공급되는 전류의 크기가 증가함에 따라 상기 세척부(140)의 상기 부산물에 대한 세척강도가 증가할 수 있다. 단위 시간당 이산화염소가스의 발생량이 증가하면 즉, 제1 전극(120) 및 상기 제2 전극(130)에 공급되는 전류의 크기가 증가함에 따라 부산물 생성량 역시 증가할 수 있다. 이에 따라 세척부(140)는 수산화나트륨과 같은 부산물에 대한 세척강도를 높일 수 있다. 세척강도에 대해서는 앞서 설명되었으므로 이에 대한 설명은 생략된다.
이상의 설명에서 제1 시간 및 제2 시간 등과 같은 시간 정보는 타이머(200)로부터 콘트롤러(180)로 입력될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
제1 공간 : S1 제2 공간 : S2
바디 : 110 제1 전극 : 120
제2 전극 : 130 세척부 : 140
노즐부 : 141 세척물질용 유로 : 142
세척물질용 펌프 : 143 노즐용 유로 : 144
전도성막 : 145 세척물질용 밸브 : 146
제1 탱크 : 150 제2 탱크 : 155
원료용액용 펌프 : 161 원료용액용 밸브 : 162
원료용액용 유로 : 163 배출부 : 170
배출용 유로 : 171 배출용 펌프 : 172
배출용 밸브 : 173 콘트롤러 : 180
가스공급용 밸브 : 191 가스공급용 펌프 : 192
가스공급용 유로 : 193

Claims (10)

  1. 이산화염소가스 생성을 위한 원료 용액이 주입되는 제1 공간과, 상기 제1 공간과 구획된 제2 공간을 갖는 바디;
    상기 제1 공간의 상기 원료 용액과 접촉하는 제1 전극;
    상기 제2 공간에 노출되는 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가됨에 따라 상기 원료 용액이 전기분해되는 과정에서 상기 제2 전극의 표면에 부착되는 부산물을 향하여 세척물질을 분사하는 세척부를 포함하는 이산화염소가스 훈증장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원료용액은 아염소산나트륨을 포함하고, 상기 부산물은 수산화나트륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소가스 훈증장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세척물질은 H2O이거나 산성기를 지닌 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소가스 훈증장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산성기를 지닌 물질은 구연산 용액 또는 초산 용액인 것을 특징으로 하는 이산화염소가스 훈증장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세척부는
    상기 제2 공간에 구비되어 상기 세척물질을 상기 제2 전극을 향하여 분사하는 노즐부, 상기 노즐부에 연통되어 상기 세척물질을 상기 노즐부로 이송하는 세척물질용 유로, 및 상기 세척물질용 유로에 상기 세척물질이 이송되도록 상기 세척물질용 유로에 설치되는 세척물질용 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소가스 훈증장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이산화염소가스 훈증장치는 배출부를 더 포함하며,
    상기 배출부는 상기 제2 공간과 연통된 배출용 유로와, 상기 제2 공간의 상기 세척물질이 이송되도록 상기 배출용 유로에 구비되는 배출용 펌프를 포함하는 하는 것을 특징으로 하는 이산화염소가스 훈증장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가됨에 따라 염화나트륨이 미포함된 상기 원료 용액의 전기분해를 통하여 상기 이산화염소가스가 발생되는 것을 특징으로 하는 이산화염소가스 훈증장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이산화염소가스에 노출되는 대상물은 상기 대상물이 놓인 대상 공간에서 제1 농도밴드의 이산화염소가스에 제1 시간동안 노출된 후 상기 제1 농도밴드보다 낮은 제2 농도밴드의 이산화염소가스에 상기 제1 시간보다 긴 제2 시간동안 노출되며,
    상기 대상물이 상기 제1 농도밴드의 이산화염소가스에 노출될 때의 상기 부산물에 대한 세척 강도는 상기 대상물이 상기 제2 농도밴드의 이산화염소가스에 노출될 때의 상기 부산물에 대한 세척 강도에 비해 큰 것을 특징으로 하는 이산화염소가스 훈증장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 농도밴드의 하한 농도는 5 ppm 이상이고 상한 농도는 300 ppm 이하이고,
    상기 제2 농도밴드의 상한농도는 0.3 ppm 이하이고 상기 제2 농도밴드의 하한농도는 0.03 ppm 이상인 것을 특징으로 하는 이산화염소가스 훈증장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 공급되는 전류의 크기가 증가함에 따라 상기 세척부의 상기 부산물에 대한 세척강도가 증가하는 것을 특징으로 하는 이산화염소가스 훈증장치.
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