KR101718756B1 - 과일, 채소 및 화훼류의 신선도를 유지하기 위한 장치 - Google Patents

과일, 채소 및 화훼류의 신선도를 유지하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이산화탄소 및 이산화염소 가스 발생 조성물을 고 흡수성 수지와 혼합하여, 수분이 방출될 때 이산화탄소 및 이산화염소 가스도 함께 방출되어 저장용기 내의 살균 효과 및 농산물의 저장성을 향상 시킬 수 있는 전기회로장치에 관한 것이다.

Description

과일, 채소, 및 화훼류의 신선도를 유지하기 위한 장치 {A DEVICE FOR MAINTAIN FRESHNESS OF FRUIT, VEGETABLE AND FLOWERING PLANT}
본 발명은 엘이디 광원, 흡수성 수지, 이산화염소 발생 전구체 및 탄산가스 발생 전구체를 이용한 과일, 채소 등의 신선식품 및 화훼류의 등의 저장장치와 이를 이용한 저장 방법에 관한 것이다.
농산물은 수확된 후에도 호흡을 계속하여 대사 작용을 하므로, 체내 성분, 향기, 조직, 색상 등의 변화와 수분 손실 등이 발생 되고 이는 농산물의 품질을 저하시키는 주된 원인이 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 과일 상자 내부에 과일을 삽입하고 자외선을 조사하거나, 과일을 개별 포장하는 방법 등을 사용하기도 하며, 냉장보관 등의 방법을 사용하기도 한다.
그러나 자외선 조사방법과 개별 포장하는 방법 등은 아주 짧은 시간 동안만 과일의 신선도와 영양분을 보존할 수 있으며, 일정 시간이 지나면 과일이 상해 버리는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 저온저장고를 이용하여 배추를 비롯한 각종 채소류의 장기 저장 시에는 맛과 냄새 및 조직 등의 변화가 수반되어 품질이 전체적으로 저하되는 문제점이 있었다.
이산화염소 가스는 낮은 농도에서도 효과적인 살균력을 보이며, 그 처리시간이 길어짐에 따라 더 높은 살균력을 보인다. 다양한 세균, 바이러스, 곰팡이, 원생동물에 대해 강력한 살균효과를 가지고 있고, 인체에 무해하며, 소독부산물을 생성하지 않는다는 장점이 있다. 또한 이산화탄소는 식물의 호흡을 억제 시키고, 효소 반응도 억제시킴으로써, 식품의 저장성을 향상시킨다.
이와 관련하여 한국공개특허 제2013-0051056호는 저장고, 이산화탄소와 질소가스가 공급되는 기체 주입부, 저장고 내부의 과잉 가스를 제거하기 위한 가스 흡착 및 배출부 그리고 상기 기체 주입부와 가스 흡착 및 배출부를 자동으로 제어하기 위한 제어부를 포함하는 채소류의 장기 저장 장치를 개시하고 있다.
상기 기술은 기존의 저장고와는 달리 저장고 내의 온도와 습도는 물론 공기 조성을 조절하는 것에 의해 저장물의 신선도를 보다 장기간 유지할 수 있으나, 이산화탄소 봄베, 질소 발생기, 스크러버 등의 대형 설비로 인해 농산물 및 화훼류의 수출 등 장기간 유통 시 사용에 큰 제약을 받게 되는 문제점이 있다.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 단순 살균 기능뿐만 아니라, 신선도를 유지하기 위한 수분의 공급 등을 고려하면서 이동의 단순화 및 소형화를 위하여 별도의 대형 장비 없이 이산화탄소 및 이산화염소 가스를 발생하여, 장기간 저장 및 유통 시에도 농산물의 신선도를 유지할 수 있는 저장 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엘이디 광원이 형성된 기판, 상기 기판 상에 엘이디 광원을 연결하는 열전도성 부재가 형성되고, 상기 열전도성 부재 상에 접합 또는 기능성 성분이 함유된 용액의 코팅에 의해 기능성층이 형성되며. 상기 기능성 성분은 흡수성 수지, 이산화염소 발생 전구체 및 탄산가스 발생 전구체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것임을 특징으로 하는 전기 회로 장치를 제공한다.
상기 엘이디 광원은 자외선 광원이고, 기판상에 다수개가 구비되는 것임을 특징으로 한다.
상기 엘이디 광원은 적외선 광원이 기판상에 추가로 구비될 수 있다.
상기 흡수성 수지는 (메타)아크릴아미드 유도체의 중합체, 알킬비닐에테르 중합체 또는 이들 중합체의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 흡수성 수지는 친수성 단량체, 친유성 단량체 및 이온성 단량체로 이루어진 군에서 선택된 단량체가 중합된 공중합체; 이중결합을 갖는 가교성 단량체와 (메타)아크릴아미드 유도체의 공중합체; 및 N-알콕시메틸(메타)아크릴아미드 유도체의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것임을 특징으로 한다.
상기 탄산가스 발생 전구체는 수분 흡수 시 탄산가스를 발생하는 탄산염인 것을 특징으로 한다.
탄산염은 탄산암모늄, 탄산수소암모늄, 탄산망간, 탄산바륨, 탄산나트륨 및 탄산스트론튬으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것임을 특징으로 한다.
상기 이산화염소 발생 전구체는 분말상의 산성계 첨가물 및 분말상의 산화계 첨가물을 포함하며, 상기 분말상의 산성계 첨가물 구연산, 황산수소나트륨, 옥살산, 비타민 C, 황산마그네슘, 황산나트륨 및 염화칼슘로 이루어진 1종 이상이고 상기 분말상의 산화계 첨가물은 아염소산나트륨, 염소산나트륨, 이염화이소시안산나트륨, 삼염화이소시아뉼산나트륨, 브롬화나트륨 및 탄산수소나트륨로 이루어진 1종이상인 것임을 특징으로 한다.
특히, 본 발명의 전기회로장치는 과일, 채소 등의 신선식품 또는 화훼를 저장하는 것을 특징으로 하는 저장방법으로 이용될 수 있다.
본 발명은 기존의 농산물 및 화훼류의 저장 장치와 달리, 장치의 소형화를 구현함으로써 저장고의 크기 및 유통 과정에 관계없이 쉽게 적용할 수 있으며, 저장 장치 내의 제습 및 제균 효과로 과일, 채소, 화훼 및 식품을 안심하고 수납하여 높은 신선도를 유지한 상태에서 수요자에게 이송할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 전기회로 장치가 삽입된 저장 공간을 나타낸다.
도 2는 전기회로 장치의 평면도를 나타낸다.
도 3은 전기회로 장치의 단면도를 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 전기회로장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 전기회로장치를 통한 과일, 채소, 화훼 및 식품을 저장하는 방법을 나타낸다. 도 1에서와 같이, 예시로 과일에 대하여 살펴보면, 과일을 저장하여 이동하는 저장고(8) 내에 설치되어 박스 내에 포함된 수분을 흡수하고, 살균작용을 할 수 있도록 구성된다. 현대 사회에서 과일, 채소, 화훼, 식품은 박스 또는 여러 가지 형태의 저장용기를 통해 이동한다. 본 발명의 전기회로장치(7)는 저장 용기의 크기 및 형태에 무관하게 용기 내에 포함될 수 있도록, 소형으로 구성되어 용기 내에 부착될 수 있는 것이 바람직하며, 상기 전기회로장치(7)의 크기는 5cm 이하로 구성되는 것이 바람직하다.
도 2는 전기회로장치(7)의 평면도를 나타낸다. 본 발명에 따른 전기회로 장치(7)는 엘이디 광원(3)이 형성된 기판(1), 상기 기판의 일면 또는 양면의 표면 전체 또는 일부분에 엘이디 광원(3)을 연결하는 열전도성 부재(2)가 형성되고, 상기 열전도성 부재 상에 접합 또는 기능성 성분이 함유된 용액의 코팅에 의해 기능성층(4)이 형성되며, 상기 기능성 성분은 흡수성 수지, 이산화염소 발생 전구체 및 탄산가스 발생 전구체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것임을 특징으로 한다.
상기 엘이디 광원(3)은 자외선(10㎚~400㎚) 광원이고, 기판(1)상에 1개 또는 다수 개 구비되는 것임을 특징으로 한다.
상기 엘이디 광원(3)은 더욱 향상된 수분 공급을 위해 적외선(800㎚~4㎛) 광원이 기판(1)상에 추가로 구비될 수 있다.
이때, 자외선 광원의 파장은 250~260nm 범위를 가지는 것이 바람직하다.
상기 자외선 및 적외선 광원은 살균 작용을 하며, 살균력을 가지는 균의 종류는 한정되지 않으나, 일반세균, 내열성 포자균, 대장균, B.cereus group, 진균류, perfringens, 곰팡이 등을 예로 들 수 있다.
본 발명에 따른 전기회로장치(7)는, 상기 흡수성 수지를 이용함에 따라 수분의 흡수 또는 방출이 가능하다. 즉 상기 흡수성 수지가 수분을 흡수하고 상기 엘이디 광원(3)에서 발생되는 열이 엘이디 광원(3)과 연결된 열전도성 부재(2)에 전달되어 기판(1) 표면이 가온되게 되면 수분을 방출하게 된다. 또한 이산화탄소 및 이산화염소 가스 발생 조성물이 흡수성 수지와 혼합됨에 따라 수분이 방출될 때 이산화탄소 및 이산화염소 가스도 함께 방출되어 저장용기 내의 살균 효과를 나타낼 수 있다.
전기회로장치(7)를 구성하는 상기 기판(1)은 엘이디 광원(3)이 형성된 판 형태로, 용도 및 사용 공간에 따라 변경 가능하며, 일례로 원형 또는 다각형 일 수 있다.
상기 기판상에 엘이디 광원을 연결하는 열 전도성 부재(2)는 임의의 적당한 내열성 재료로 형성하거나 적당한 열전도율을 갖는 재료와 조합될 수 있으며, 본 발명은 이를 특별히 한정하지는 않는다.
열 전도성 부재의 형태는 특별히 한정하지는 않으나 일례로 선 또는 면 형태일 수 있다. 바람직하기로는 선 형태로 형성된 열 전도성 부재를 사용하는 것이 좋다.
상기 기능성 층(4)을 형성하는 고분자 수지는 수팽윤성 및 수불용성을 가지는 화합물로, 자체중량의 2배 내지 100배의 물을 흡수한 후, 가온에 의해 수축하여 수분을 방출하는 특성을 가진다.
이러한 고분자 수지는 (메타)아크릴아미드 유도체의 중합체, 알킬비닐에테르 중합체 또는 이들 중합체의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다.
상기 (메타)아크릴아미드 유도체는 구체적인 예로 N-n-프로필아크릴아미드, N-n-프로필(메타)크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-이소프로필(메타)크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N-에틸(메타)크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-아크릴로일피롤리딘, N-(메타)크릴로일피롤리딘, N-아크릴로일피페리딘, N-(메타)크릴로일피페리딘 및 N-(메타)크릴로일알라닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기에서 예시한 (메타)아크릴아미드 유도체는 각각 단독 중합 또는 2종 이상 공중합하여 사용할 수 있다.
상기 알킬비닐에테르는 구체적인 예로 메틸비닐에테르일 수 있다.
또한, 상기 고분자 수지는 수분 흡수량 조절 또는 형태를 개량하기 위하여 친수성 단량체, 친유성 단량체 및 이온성 단량체로 이루어진 군에서 선택된 공중합체를 더 포함할 수 있다.
상기 친수성 단량체는 구체적인 예로, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, 하이드록시에틸(메타)크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트, 하이드록시프로필(메타)크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트 및 N-비닐-2-피롤리돈으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
그밖에, 초산비닐과 글리시딜메타크릴레이트를 공중합하고, 이를 가수분해하여 친수성이 부여된 생성물을 사용할 수 있다.
상기 친유성 단량체는 구체적인 예로, N-n-부틸아크릴아미드, N-n-부틸메타크릴아미드, N-tert-부틸아크릴아미드, N-tert-부틸메타크릴아미드, N-n-헥실아크릴아미드, N-n-헥실메타크릴아미드, N-n-옥틸아크릴아미드, N-n-옥틸메타아크릴아미드, N-tert-옥틸아크릴아미드, N-n-도데실아크릴아미드 및 N-n-도데실메타크릴아미드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 (메타)아크릴레이트 유도체 또는 아크릴로니트릴, 초산비닐, 염화비닐, 스티렌, α-메틸스티렌 등을 들 수 있다.
또한, 상기 고분자 수지는 수불용성 특성을 나타내기 위하여 이중결합을 갖는 가교성 단량체와 (메타)아크릴아미드 유도체의 공중합체 및 N-알콕시메틸(메타)아크릴아미드 유도체의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 이중결합을 갖는 가교성 단량체는 구체적인 예로 적어도 2개 이상의 이중 결합을 갖는 디비닐에테르, 알릴비닐에테르, 알릴비닐아세탈 등을 들 수 있다.
여기서, 가교성 단량체와 공중합하는 (메타)아크릴아미드 유도체는 상술한 것과 동일하다.
상기 N-알콕시메틸(메타)아크릴아미드 유도체는 구체적인 예로 N-하이드록시메틸(메타)아크릴아미드, N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-메톡시메틸(메타)아크릴아미드, N-tert-부톡시메틸(메타)아크릴아미드 등을 들 수 있다.
또한 고분자 수지의 형태는 특별히 한정하지는 않으나, 일례로 분말상, 시트상, 섬유상, 필름상, 겔상 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 살균 물질과의 혼화성을 고려하여 분말상 또는 겔상인 것이 좋다.
상기 탄산가스 발생 전구체는 탄산암모늄, 탄산수소암모늄, 탄산망간, 탄산바륨, 탄산나트륨, 탄산스트론튬 또는 이들 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 이산화염소 가스 발생 전구체는 물에 용해되어 이산화염소를 발생할 수 있는 조성물로서, 구연산(citric acid), 황산수소나트륨(sodium bisulfate), 수산(oxalic acid), 비타민 C(ascorbic acid), 황산마그네슘(magnesium sulfate), 황산나트륨(sodium sulfate), 염화칼슘(calcium chloride) 중 어느 하나 이상을 선택하여 분말형태로 첨가하여 구성되는 산성계 첨가물과, 고체로 이루어진 아염소산나트륨(sodium chlorite), 염소산나트륨(sodium chlorate), 이염화이소시안산나트륨(sodium dichloroisocyanurate), 브롬화나트륨(sodium bromide) 삼염화이소시아뉼산나트륨(sodium trichloroisocyanurate), 탄산수소나트륨(sodium hydrogen carbonate) 중 어느 하나 이상을 첨가하여 구성되는 산화계 첨가물을 포함하여 구성될 수 있다.
이산화염소 가스는 낮은 농도에서도 효과적인 살균력을 보이며, 그 처리시간이 길어짐에 따라 더 높은 살균력을 보인다. 다양한 세균, 바이러스, 곰팡이, 원생동물에 대해 강력한 살균 효과를 가지고 있고, 인체에 무해하며, 소독부산물을 생성하지 않는다는 장점이 있다. 또한 이산화탄소는 식물의 호흡을 억제시키고, 효소 반응도 억제시킴으로써, 식품의 저장성을 향상시킨다.
이외에도 상기 이산화염소 기체 발생 반응에서 생성된 부산물로, 물은 과일 등 식품으로부터 발생하는 에틸렌 가스와 반응하여 이산화탄소 기체를 발생시킬 수 있다. 이 경우는 저장 공간 내의 이산화탄소 농도를 대기의 이산화탄소 농도보다 높이기 때문에, 식품의 호흡 활동을 억제시켜 일차적으로 식품의 신선도가 저하하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 식품이 발생하는 에틸렌 가스와 공기 중의 산소와의 반응물인 물은 상기 살균 및 저장 부재의 고흡수성 수지에 의해 제거될 수 있다.
도 3은 본 발명의 전기회로장치(7)의 단면을 나타낸 것으로, 상기 엘이디 광원(3)이 구성된 기판(1)의 표면에 수분을 흡수하는 흡수성 수지와 살균 물질이 부착되어 있으며, 상기 엘이디 광원(3)은 기판에 홈을 구성하여 엘이디 광원(3) 전체가 삽입될 수도 있고, 일부는 삽입되고 일부는 돌출될 수도 있으며, 엘이디 광원(3) 전체가 표면에 부착되어 돌출된 형태일 수도 있다. 상기 엘이디 광원은 엘이디에 전원을 인가하는 배터리(5) 및 스위치(6)와 전기적으로 상호 연결되어 있다. 이때, 상기 배터리(5)의 양극 단자와 음극 단자는 각각 회로기판과 접촉되도록 연결되며, 도 3에 나타낸 것과 같이 스위치(6)는 엘이디 광원(3)이 형성되어있는 기판(1)의 반대쪽 면에 전원 스위치(6)가 부착되어 있다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 범위에 속한다. 또한, 본 명세서에서 설명한 각 구성요소의 물질은 당업자가 공지된 다양한 물질로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다.
1: 기판
2: 열전도성 부재
3: 엘이디 광원
4: 기능성층
5: 배터리
6: 스위치
7: 전기회로 장치
8: 저장고

Claims (10)

  1. 엘이디 광원이 형성된 기판;
    상기 기판 상에 엘이디 광원을 연결하는 열전도성 부재; 및
    상기 열전도성 부재 상에 접합 또는 코팅에 의한 흡수성 수지를 포함하는 기능성 성분이 함유된 기능성층을 포함하되,
    상기 기능성 성분은 이산화염소 발생 전구체 및 탄산가스 발생 전구체 중 1종 이상을 더 포함하고,
    상기 흡수성 수지는 N-n-프로필아크릴아미드, N-n-프로필(메타)크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-이소프로필(메타)크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N-에틸(메타)크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-아크릴로일피롤리딘, N-(메타)크릴로일피롤리딘, N-아크릴로일피페리딘, N-(메타)크릴로일피페리딘, N-(메타)크릴로일알라닌 및 메틸비닐에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, 하이드록시에틸(메타)크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트, 하이드록시프로필(메타)크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트, N-비닐-2-피롤리돈, N-n-부틸아크릴아미드, N-n-부틸메타크릴아미드, N-tert-부틸아크릴아미드, N-tert-부틸메타크릴아미드, N-n-헥실아크릴아미드, N-n-헥실메타크릴아미드, N-n-옥틸아크릴아미드, N-n-옥틸메타아크릴아미드, N-tert-옥틸아크릴아미드, N-n-도데실아크릴아미드, N-n-도데실메타크릴아미드, 아크릴로니트릴, 초산비닐, 염화비닐, 스티렌 및 α-메틸스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상; 및 디비닐에테르, 알릴비닐에테르 및 알릴비닐아세탈로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 과일, 채소 및 화훼류의 신선도를 유지하기 위한 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 엘이디 광원은 자외선 광원이고, 기판상에 다수개가 구비되는 것임을 특징으로 하는 과일, 채소 및 화훼류의 신선도를 유지하기 위한 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 엘이디 광원은 적외선 광원이 기판상에 추가로 구비되는 것임을 특징으로 하는 과일, 채소 및 화훼류의 신선도를 유지하기 위한 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 탄산가스 발생 전구체는 수분 흡수 시 탄산가스를 발생하는 탄산염인 것을 특징으로 하는 과일, 채소 및 화훼류의 신선도를 유지하기 위한 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 탄산염은 탄산암모늄, 탄산수소암모늄, 탄산망간, 탄산바륨, 탄산나트륨 및 탄산스트론튬으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것임을 특징으로 하는 과일, 채소 및 화훼류의 신선도를 유지하기 위한 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 이산화염소 발생 전구체는 분말상의 산성계 첨가물 및 분말상의 산화계 첨가물을 포함하며,
    상기 분말상의 산성계 첨가물 구연산, 황산수소나트륨, 옥살산, 비타민 C, 황산마그네슘, 황산나트륨 및 염화칼슘로 이루어진 1종 이상이고,
    상기 분말상의 산화계 첨가물은 아염소산나트륨, 염소산나트륨, 이염화이소시안산나트륨, 삼염화이소시아뉼산나트륨, 브롬화나트륨 및 탄산수소나트륨로 이루어진 1종이상인 것임을 특징으로 하는 과일, 채소 및 화훼류의 신선도를 유지하기 위한 장치.
  9. 청구항 1 내지 3, 6 내지 8 중 어느 한 항의 과일, 채소 및 화훼류의 신선도를 유지하기 위한 장치를 이용하여, 신선식품 또는 화훼를 저장하는 것을 특징으로 하는 저장방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 신선식품은 과일, 채소인 것임을 특징으로 하는 저장방법.
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