KR101893657B1 - Apparatus and application method of generating plasma reactive species for non-thermal sterilization in water - Google Patents
Apparatus and application method of generating plasma reactive species for non-thermal sterilization in water Download PDFInfo
- Publication number
- KR101893657B1 KR101893657B1 KR1020160149435A KR20160149435A KR101893657B1 KR 101893657 B1 KR101893657 B1 KR 101893657B1 KR 1020160149435 A KR1020160149435 A KR 1020160149435A KR 20160149435 A KR20160149435 A KR 20160149435A KR 101893657 B1 KR101893657 B1 KR 101893657B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- plasma
- water
- species
- active
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
- A23L3/26—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by irradiation without heating
- A23L3/263—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by irradiation without heating with corpuscular or ionising radiation, i.e. X, alpha, beta or omega radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
- A23L3/001—Details of apparatus, e.g. for transport, for loading or unloading manipulation, pressure feed valves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L5/00—Preparation or treatment of foods or foodstuffs, in general; Food or foodstuffs obtained thereby; Materials therefor
- A23L5/57—Chemical peeling or cleaning of harvested fruits, vegetables or other foodstuffs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
- A61L2/14—Plasma, i.e. ionised gases
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/26—Accessories or devices or components used for biocidal treatment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
- A61L2202/10—Apparatus features
- A61L2202/17—Combination with washing or cleaning means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
- A61L2202/20—Targets to be treated
- A61L2202/24—Medical instruments, e.g. endoscopes, catheters, sharps
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
- Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
본 발명의 목적은 플라즈마에 의해 발생되는 활성산소종 및 활성질소종의 발생 효율을 높이고 최종적으로 수중으로의 전달 효율을 높여 원활한 비가열 식재료 살균 장치를 제공하고자 하며, 이를 기반으로 휴대성, 전기적 안전성, 열적 안전성 등을 모두 구비한 플라즈마 저온 식재료 살균 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은, 전극 외측을 밀착하여 에워싸는 유전체 관과, 주입되는 가스가 플라즈마 발생 구간만을 지날 수 있도록 가스관을 설치함으로써 활성산소종 및 활성질소종의 발생 효율을 높였고, 방전 구간과 수중으로의 주입구까지의 길이를 최소화하여 미세 버블 형태로 활성산소종 및 활성질소종을 수중으로 전달되게 하여 처리 효율을 높였다. 또한 본 발명은 외부유전체관의 외부에 보조전극을 설치하여 활성산소종 및 활성질소종의 발생효율을 높이는 개선된 형태의 플라즈마 장치이다. 본 발명은 플라즈마 처리수를 식재료 살균에 적용하였다It is an object of the present invention to provide a device for sterilizing a non-heated food material by increasing the efficiency of generation of reactive oxygen species and active nitrogen species generated by plasma and ultimately increasing the efficiency of water transfer to water, , Thermal stability, and the like.
The present invention relates to a dielectric tube enclosing and enclosing an outer side of an electrode and a gas pipe for allowing the gas to pass through only a plasma generation section to increase the efficiency of generating active oxygen species and active nitrogen species, And the active oxygen species and the active nitrogen species were transferred to the water in the form of fine bubbles to improve the treatment efficiency. In addition, the present invention is an improved type plasma apparatus in which an auxiliary electrode is provided outside an outer dielectric tube to increase the generation efficiency of active oxygen species and active nitrogen species. The present invention applies plasma-treated water to sterilization of ingredients
Description
본 발명은 플라즈마를 이용한 수중 활성산소종 및 활성질소종을 포함하는 방전가스 발생 장치 및 그 사용방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 유전체 장벽 방전 플라즈마로부터 발생 된 활성산소종 및 활성질소종 등이 원활하게 수중으로 주입될 수 있는 전극 및 기체 관 구조와 이를 활용하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for generating a discharge gas including active oxygen species and active nitrogen species in a water using plasma and a method of using the same, and more particularly, to an apparatus and a method for producing a discharge gas including an active oxygen species and an active nitrogen species generated from a dielectric barrier discharge plasma To an electrode and a gas pipe structure which can be smoothly injected into water, and a method of utilizing the same.
플라즈마를 바이오 및 환경 분야에 적용하여 플라즈마에 의해 생성되는 반응성이 강한 활성산소종 및 활성질소종이 미생물 살균 작용을 일으킨다는 점이 알려져 플라즈마 응용 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그에 따라 플라즈마를 이용하여 살균수를 제조하기도 하고, 대기압에서 저온 플라즈마를 방전시켜 식재료살균에 이용하고 있다. 대한민국 특허 제10-1461085호 등은 대기압 저온 플라즈마를 식재료 표면에 처리하는 기술에 대해 기재한다. 이러한 방법은 이물질 등을 물로 세척하는 통상적인 식재료 세척과 병행되어야 하지만 방전가스를 이용한 처리수를 이용할 경우 물 세척과 동시에 플라즈마 살균 처리가 이루어지는 식재료 처리 방법이므로 대상물 특성에 따라 더욱 산업적 활용가치가 높을 것으로 보인다.Plasma is applied to bio- and environmental fields, and reactive oxygen species and active nitrogen species generated by plasma are generated by sterilization of microorganisms. Thus, plasma application researches are actively conducted. Accordingly, sterilized water is produced using plasma, and low-temperature plasma is discharged at atmospheric pressure to use for disinfecting food ingredients. Korean Patent No. 10-1461085 discloses a technique for treating atmospheric pressure low-temperature plasma on the surface of a food material. Such a method should be accompanied with a conventional food material cleaning method in which a foreign object or the like is washed with water. However, in the case of using treated water using a discharge gas, since it is a food material processing method in which plasma processing and sterilization are simultaneously performed, see.
플라즈마 방전에 의한 활성종의 생성효율을 높이려면 플라즈마 방전 구간에 대해 산소를 포함한 기체가 어느 정도 밀폐되어 한정되어야 하고, 플라즈마에 의해 생성된 활성종들의 손실 없이 수중으로 효과적으로 전달되어야 한다. In order to increase the production efficiency of the active species by the plasma discharge, the gas containing oxygen for the plasma discharge section should be confined to a certain extent and be effectively transferred into the water without loss of the active species generated by the plasma.
또한, 장치의 휴대성을 부여해야 활용도가 높아지므로 가스 공급기를 없애고 대기를 이용하는 것이 바람직하므로 가스가 존재하는 공간의 한정성과 양립하는 플라즈마 발생장치를 요한다. In addition, since it is desirable to use the atmosphere by eliminating the gas feeder since the utilization of the apparatus is increased by providing portability of the apparatus, a plasma generating apparatus compatible with the confinement of the space in which the gas exists is required.
추가적으로, 실생활에 다양하게 적용될 수 있는 식재료 비가열 살균용 플라즈마 장치는 전기적인 안전성과 열적 안정성도 구비하여야 한다. In addition, a plasma sterilization device for foodstuffs that can be applied variously in real life should have electrical safety and thermal stability.
한편, 다양한 식재료에 대해 세정과 살균 효과를 나타내기 위해서는 플라즈마 방전에 의해 생성되는 활성 라디칼이 풍부해야 하는 것은 물론, 실질적인 실험을 통해 본 발명자들이 발견한 사실은 플라즈마 방전에 의해 생성된 오존보다 오히려 수산기(OH-) 또는 산화질소종(NOx -)에 의한 처리효과가 더 높다는 것이다. 오존의 식재료 처리 효과는 미미 한데 비해, 작업자의 호흡기 건강을 해할 수 있다는 문제점을 지니고 있어 플라즈마 방전 장치에 의해 생성되는 라디칼의 종류와 양을 제어해야만 실질적으로 원하는 처리를 할 수 있다. Meanwhile, in order to exhibit cleaning and germicidal effects on various food materials, it is necessary not only that the active radicals generated by the plasma discharge are abundant, but also the facts discovered by the present inventors through practical experiments are that the ozone generated by the plasma discharge, (OH - ) or nitric oxide species (NO x - ). The ozone treatment effect of the ozone is insignificant, but it has a problem that the worker's respiratory health can be deteriorated. Therefore, the kind and amount of the radical generated by the plasma discharge device need to be controlled to perform the desired treatment substantially.
본 발명의 목적은 플라즈마에 의해 발생 되는 활성산소종 및 활성질소종 등의 발생 효율을 높이고 최종적으로 수중으로의 전달 효율을 높여 원활한 식재료 비가열 살균 장치를 제공하고자 하며, 이를 기반으로 휴대성, 전기적 안전성, 열적 안전성 등을 모두 구비한 플라즈마 식재료 비가열 살균 장치를 제공하고자 하는 것이다. 즉, 본 발명의 주목적은 물속에 들어있는 식재료와 가공장비 및 환경, 식기 등의 살균 세척을 위해 공기 중에서 발생 된 플라즈마의 활성기체를 수중에 주입시켜 대상물을 살균하고자 함이다. An object of the present invention is to provide a device for disinfection of a food material by improving the efficiency of generation of reactive oxygen species and active nitrogen species generated by plasma and ultimately increasing the efficiency of water transfer into the water, Safety, thermal stability, and the like of the plasma material. That is, the main object of the present invention is to sterilize a subject by injecting active gas of plasma generated in the air into the water for cleaning the foodstuffs contained in the water, the processing equipment, the environment, the dishes and the like.
상기 목적에 따라 본 발명은 전극 외측을 밀착하여 에워싸는 유전체 관과, 주입되는 가스가 플라즈마가 발생 되는 구간만을 지날 수 있도록 가스관을 설치함으로써 활성산소종 및 활성질소종 등의 발생 효율을 높였고, 방전 구간과 수중으로의 주입구까지의 길이를 최소화하여 미세 버블 형태로 활성산소종 및 활성질소종 등을 수중으로 전달되게 하여 처리 효율을 높였다.According to the above object, the present invention provides a dielectric tube which surrounds and surrounds the electrode closely, and a gas pipe is installed so that only a portion of the gas to be injected can pass through the plasma, thereby increasing the efficiency of generating active oxygen species and active nitrogen species, And the length to the injection port into the water was minimized, and active oxygen species and active nitrogen species were transferred to the water in the form of fine bubbles, thereby improving the treatment efficiency.
즉, 본 발명은,That is,
각각의 내부 유전체 관에 넣어진 제1 전극과 제2 전극;A first electrode and a second electrode placed in respective inner dielectric tubes;
상기 제1 전극과 제2 전극이 각각의 내부 유전체 관에 넣어진 상태로 서로 나란히 배열되어 내장되며, 방전 가스가 공급되는 외부 유전체 관;An outer dielectric tube in which the first electrode and the second electrode are arranged side by side in a state that they are inserted into the respective inner dielectric tubes and to which a discharge gas is supplied;
상기 외부 유전체 관 단부에 접속되며, 물속에 넣어지는 버블 디퓨저; 및A bubble diffuser connected to the outer dielectric tube end and immersed in water; And
상기 전극에 접속되는 전원;을 포함하여 플라즈마 발생장치가 구성되고,And a power source connected to the electrode, wherein the plasma generating device is constituted,
피처리물인 식재료, 식재료 처리도구 또는 식기를 물에 넣고, A food material, a food material processing tool or a tableware, which is the object to be treated,
전극에 인가된 전압으로 인해 외부 유전체관 내에 주입된 가스를 통해 플라즈마가 방전되어 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종 중 하나 이상을 포함한 활성종들이 생성되어 물속으로 미세 버블 형태로 주입되어 플라즈마 처리수를 형성하되,The plasma is discharged through the gas injected into the outer dielectric tube due to the voltage applied to the electrode to generate active species including at least one of hydroxyl group, reactive oxygen species, and active nitrogen species, and is injected into the water in the form of fine bubbles, Respectively,
상기 플라즈마 발생장치에 의해 100 내지 150mJ/sec의 에너지의 플라즈마를 생성시켜, 이로부터 발생된 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종 중 하나 이상을 포함한 활성종들을 수중에 주입시킴으로써 피처리물을 살균 및 세정하는 것을 특징으로 하는 세정방법을 제공한다.The plasma is generated by the plasma generator at an energy of 100 to 150 mJ / sec, and active species including at least one of the hydroxyl group, the reactive oxygen species, and the active nitrogen species generated from the plasma are injected into the water, The cleaning method comprising the steps of:
상기에 있어서, 상기 피처리물은, 식재료, 식재료 처리도구, 식재료 처리환경, 의료기구, 의료기기 또는 피복류 중 하나 이상을 포함한다.In the above, the object to be treated includes at least one of a food material, a food material processing tool, a food material processing environment, a medical instrument, a medical instrument, or a cover.
상기에 있어서, 플라즈마로부터 발생 된 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종 중 하나 이상을 포함한 활성종들을 수중에 적어도 30초 동안 주입하여 살균 및 세정하는 것을 특징으로 하는 세정방법을 제공한다.In the above, a cleaning method is characterized in that active species including at least one of a hydroxyl group, an active oxygen species or an active nitrogen species generated from a plasma is injected into water for at least 30 seconds for sterilization and cleaning.
상기에 있어서, 120 내지 150mJ/sec의 에너지로 플라즈마를 발생시켜, 생성되는 활성종 중 오존의 농도를 낮추고 수산기 또는 활성질소종들의 농도를 높여 살균 및 세정하는 것을 특징으로 하는 세정방법을 제공한다.In the above, a plasma is generated at an energy of 120 to 150 mJ / sec to lower the concentration of ozone in the generated active species and increase the concentration of hydroxyl groups or active nitrogen species to sterilize and clean.
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
각각의 내부 유전체 관에 넣어진 제1 전극과 제2 전극;A first electrode and a second electrode placed in respective inner dielectric tubes;
상기 제1 전극과 제2 전극이 각각의 내부 유전체 관에 넣어진 상태로 서로 나란히 배열되어 내장되며, 방전 가스가 공급되는 외부 유전체 관;An outer dielectric tube in which the first electrode and the second electrode are arranged side by side in a state that they are inserted into the respective inner dielectric tubes and to which a discharge gas is supplied;
상기 외부 유전체 관 단부에 접속되며, 물속에 넣어지는 버블 디퓨저; 및A bubble diffuser connected to the outer dielectric tube end and immersed in water; And
상기 전극에 접속되는 전원;을 포함하여 플라즈마 발생장치가 구성되고,And a power source connected to the electrode, wherein the plasma generating device is constituted,
수조에 물을 채우고 상기 버블 디퓨저를 물에 넣고, The water tank is filled with water, the bubble diffuser is put into water,
전극에 인가된 전압으로 인해 외부 유전체관 내에 주입된 가스를 통해 플라즈마가 방전되어 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종 중 하나 이상을 포함한 활성종들이 생성되어 물속으로 미세 버블 형태로 주입되어 플라즈마 처리수를 형성하고, The plasma is discharged through the gas injected into the outer dielectric tube due to the voltage applied to the electrode to generate active species including at least one of hydroxyl group, reactive oxygen species, and active nitrogen species, and is injected into the water in the form of fine bubbles, Lt; / RTI >
상기 플라즈마 처리수로 피처리물을 세척하는 것을 특징으로 하는 세정방법을 제공한다. And the object to be treated is washed with the plasma-treated water.
또한, 본 발명은,Further, according to the present invention,
각각의 내부 유전체 관에 넣어진 제1 전극과 제2 전극;A first electrode and a second electrode placed in respective inner dielectric tubes;
상기 제1 전극과 제2 전극이 각각의 내부 유전체 관에 넣어진 상태로 서로 나란히 배열되어 내장되며, 방전 가스가 공급되는 외부 유전체 관;An outer dielectric tube in which the first electrode and the second electrode are arranged side by side in a state that they are inserted into the respective inner dielectric tubes and to which a discharge gas is supplied;
상기 외부 유전체 관 단부에 접속되는 버블 디퓨저 및A bubble diffuser connected to the outer dielectric tube end and
상기 전극에 접속되는 전원을 포함하는 플라즈마 발생장치와,A plasma generating device including a power source connected to the electrode,
수조를 포함하여,Including a water tank,
피처리물인 식재료, 식재료 처리도구 또는 식기를 수조 안의 물에 넣고, Food ingredients, food processing tools or tableware, which are the object to be treated, are put into water in a water tank,
상기 플라즈마 발생장치의 버블 디퓨저는 물에 넣어져,The bubble diffuser of the plasma generating device is immersed in water,
전극에 인가된 전압으로 인해 외부 유전체관 내에 주입된 가스를 통해 플라즈마가 방전되어 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종 중 하나 이상을 포함한 활성종들이 생성되어 물속으로 미세 버블 형태로 주입되어 플라즈마 처리수를 형성하되,The plasma is discharged through the gas injected into the outer dielectric tube due to the voltage applied to the electrode to generate active species including at least one of hydroxyl group, reactive oxygen species, and active nitrogen species, and is injected into the water in the form of fine bubbles, Respectively,
피처리물에 대해 100 내지 150mJ/sec의 에너지의 플라즈마를 발생시켜 이로부터 발생 된 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종을 하나 이상 포함한 활성종들을 수중으로 공급하여 살균 및 세정하는 것을 특징으로 하는 세정장치를 제공한다.Characterized in that a plasma having an energy of 100 to 150 mJ / sec is generated with respect to the object to be treated, and active species containing one or more hydroxyl groups, reactive oxygen species or active nitrogen species generated therefrom are supplied to water for sterilization and cleaning Device.
상기에 있어서, 외부 유전체관의 외부에 보조전극을 형성하여, 플라즈마의 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종 중 하나 이상을 포함한 활성종들을 생성을 향상시켜 물속에 주입하는 형태로 피 처리물을 세정하는 것을 특징으로 하는 세정장치를 제공한다.In the above, an auxiliary electrode is formed outside the outer dielectric tube to improve the generation of active species including at least one of the hydroxyl groups of the plasma, the active oxygen species, and the active nitrogen species, And a cleaning device for cleaning the surface of the substrate.
본 발명은 대기 중의 공기를 방전 가스로 사용하여 별도의 가스 공급통을 설치할 필요가 없어 휴대성이 매우 좋다. 상기 가스관 구조로 인해 방전된 플라즈마 가스가 손실되지 않고 처리시간에 따라 균일하고도 풍부한 활성산소종 및 활성질소종 등을 얻을 수 있다.In the present invention, it is not necessary to use a separate gas supply cylinder by using air in the atmosphere as a discharge gas, so that the portability is very good. The plasma gas discharged due to the gas pipe structure is not lost and uniform and rich active oxygen species and active nitrogen species can be obtained according to the treatment time.
본 발명에 따르면 플라즈마 처리된 버블수에 의해 박테리아를 30초 내지 1분 내외에 살균할 수 있어 식재료의 살균 및 세척에 매우 유용하다. According to the present invention, the bacteria can be sterilized for about 30 seconds to about 1 minute by the plasma-treated bubble water, which is very useful for sterilizing and cleaning food materials.
또한, 본 발명에 따르면, 식재료의 살균 세정 처리에 유용한 수산기, 질소활성종 등의 생성율을 높이고 비교적 유용성이 낮고 작업자의 안전을 해할 수 있는 오존의 생성율은 낮출 수 있도록 제어되어 식재료 처리에 좀 더 최적화된 처리를 할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to increase production rates of hydroxyl groups, nitrogen active species, and the like, which are useful for germicidal cleaning treatment of food ingredients, and to control the production rate of ozone which is relatively low in usability and can prevent operator's safety, Can be performed.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 처리수는 약품 처리에 의한 식재료 등의 세정 처리수에 비해 활성종들의 반감기가 짧아 잔류되지 않기 때문에 별도의 폐수 처리 단계없이 일반수와 같이 처리될 수 있어 산업상 유용하다. In addition, the plasma treated water according to the present invention is industrially useful because it can be treated like ordinary water without a separate wastewater treatment step since the half-lives of active species are not so short as compared with the treated water such as foodstuffs by chemical treatment .
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 처리수로 식재료 등을 처리하거나, 가공장비, 도마 등의 도구를 담가놓거나 식재료 처리실에 대한 세척수 등으로 활용되어 미생물학적 안전성을 높일 수 있다. In addition, the plasma-treated water according to the present invention can improve the microbiological safety by treating food materials and the like, immersing tools such as processing equipment, cutting boards, and washing water for the food processing chamber.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치를 보여주는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치에 구성을 전체적으로 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치를 이용하여 깻잎 등의 농작물에 대해 살균 처리하는 실험에 대한 장치 구성과 실험 조건표를 보여준다.
도 4는 도 3의 플라즈마 발생장치에 인가된 전압-전류 그래프와 플라즈마 발생장치로부터 발생되는 활성종에 대한 분석을 위한 광 스펙트럼 그래프를 보인다.
도 5는 플라즈마 발생장치로부터 발생 되는 활성종 NO2의 농도를 방전기체 중에서 측정하기 위한 장치와 조건 및 측정 결과를 보여준다.
도 6은 플라즈마 발생장치에 대한 전압 인가 시간에 따른 활성종의 농도 변화를 비롯하여 온도, pH 등의 상태 변화를 수중에서 측정한 그래프들이다.
도 7은 본 발명의 플라즈마 발생장치를 이용하여 수중에서 박테리아를 살균한 것을 보이는 사진들이다.
도 8은 도 3의 실험과 같이 박테리아에 감염된 깻잎에 플라즈마를 처리하여 살균력을 확인한 실험에 대한 사진 및 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른, 개선된 플라즈마 전극 구성을 상세히 보여주는 정면도와 단면도 이다. 도 1의 바깥쪽 외부 유전체관의 외부에 보조 전극을 형성해 준 상태이다.
도 10은 도 9의 플라즈마 전극에 전원을 인가하여 플라즈마가 방전되는 것을 보여주는 사진이다. 1 is a configuration diagram showing a plasma generating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a photograph showing the entire construction of the plasma generating apparatus according to the present invention.
FIG. 3 shows a device configuration and an experimental condition table for an experiment to sterilize crops such as leaf leaves using the plasma generating apparatus according to the present invention.
FIG. 4 shows a voltage-current graph applied to the plasma generating apparatus of FIG. 3 and an optical spectrum graph for analyzing active species generated from the plasma generating apparatus.
FIG. 5 shows an apparatus for measuring the concentration of active species NO 2 generated from a plasma generator in a discharge gas, conditions and measurement results thereof.
FIG. 6 is a graph showing the changes in the concentration of the active species as a function of the voltage application time for the plasma generating apparatus, and the change in the state such as temperature and pH.
7 is photographs showing sterilization of bacteria in water using the plasma generating apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a photograph and a graph of an experiment in which bacterial-infected sesame leaves were treated with plasma to confirm the sterilizing power as in the experiment of FIG.
9 is a front view and a cross-sectional view illustrating the improved plasma electrode structure in detail according to the present invention. An auxiliary electrode is formed outside the outer dielectric tube of Fig.
FIG. 10 is a photograph showing that plasma is discharged by applying power to the plasma electrode of FIG.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명의 플라즈마를 이용한 식재료 비가열 전처리 및 살균을 실시하는 데 사용되는 플라즈마 발생장치의 구성이 나와 있다.Fig. 1 shows a configuration of a plasma generating apparatus used for performing heat pretreatment and sterilization of food ingredients using the plasma of the present invention.
플라즈마 발생장치는 선형 전극(100)을 유전체 관(200)으로 밀착하여 에워싸, 가스관(300) 안에 넣어 구성한다. 일반적으로 피복 전선은 전극이 유전체로 피복된 상태이므로 이들을 가스관에 넣어 구성할 수도 있다. 본 실시예에서는 유전체로 피복된 두 개의 전극(100)을 절연체 고리로 된 고정 부재(400)로 묶어 절연체로 된 가스관(300)에 넣고 가스관(300) 단부에 고정 부재를 이용하여 가스 연결관(500)을 고정하였다. 가스 연결관(500)의 정면에는 개구부가 있어 가스가 출입할 수 있다. 한 쌍으로 이루어진 전극은 서로 나란히 배열되어 양 전극 사이에서 플라즈마 방전이 일어난다. 편의상 제1 전극과 제2 전극으로 부를 수 있고, 유전체 관(200)은 내부 유전체 관으로, 가스관(300)은 외부 유전체 관으로 부를 수 있다. The plasma generator is constructed by closely surrounding the
교류 전원을 각각의 전극(100)의 한쪽 단부에 인가하였고, 타 단은 그대로 두어 플로팅 DBD 플라즈마 발생장치로 만들었다. 즉, 접지 전극을 별도로 구성하지 않고 방치하여 플라즈마는 수면을 접지면으로 하여 방전된다. 출력전압은 주파수는 100 kHz 이하의 교류로서 2.75 kV 내지 10 kV 정도로 상황에 따라 적절히 조절된다. 즉, 피처리물의 용량과 처리되어야 하는 박테리아 종 등 용도에 따라 가해주어야 하는 플라즈마 에너지를 선택적으로 조절하게 될 것이다. An AC power source was applied to one end of each
방전 기체는 별도의 가스공급 통 없이 공기를 사용하며, 바람직하게는 가스관(300) 안으로 공기를 불어넣는 팬(미 도시)을 설치할 수 있다. 즉, 팬을 구비한 관를 가스관(300)에 연결하여 공기가 유입되고 고전압이 인가된 전극(100)으로 인해 플라즈마 방전이 일어난다. 플라즈마 방전으로 인해 다량의 활성산소종 및 활성질소종을 포함한 활성종들이 발생 되며, 팬의 송풍작용으로 인해 활성산소종 및/또는 활성질소종 등을 포함한 공기가 물속으로 보내지면서 마이크로 버블이 형성된다(도 3 참조). 이러한 마이크로 버블은 활성산소종 및/또는 활성질소종 등을 실어나르는 매체가 되어 공급된 물속에 퍼져 살균력을 부여한다. 마이크로 버블은 버블 자체가 라디칼을 고 농도 화하는 수단이 되어 이를 포함한 활성종 기체가 주입된 물은 매우 효과적인 살균 효과를 갖게 된다. 즉, 버블 하나하나 일종의 고립계를 형성하여 그 안에 포함된 활성산소종 및/또는 활성질소종 등은 고립계 내 고농도화 되며, 이러한 상태로 운반되어 피처리물에 대해 고농도 라디칼을 제공한다. The discharge gas uses air without a separate gas supply pipe, and preferably a fan (not shown) for blowing air into the
본 실시예에서, 주입되는 가스는, 플라즈마가 발생 되는 구간만을 지날 수 있도록 가스관을 설치함으로써 활성산소 종의 발생 효율을 높였고, 방전 구간과 수중으로의 주입구까지의 길이를 최소화하여 미세 버블 형태로 활성산소 종을 수중으로 전달되게 하여 처리 효율을 높였다. In this embodiment, the gas to be injected increases the efficiency of generating active oxygen species by providing a gas pipe so that only the portion where the plasma is generated, and minimizes the length from the discharge section to the inlet to the water, Oxygen species were transferred to the water to increase the treatment efficiency.
도 2에는 본 실시예에 따라 플라즈마 발생장치에 구성을 전체적으로 보여주는 사진이다. 플라즈마 소스부, 샘플 처리용 챔버구조와 슬라이닥스 전원 및 전압변압부가 나와 있다. 도 1에 따라 전극 구성 후, 일측 단부에 버블 디퓨저를 연결하여 수처리용으로 사용할 수 있다. 본 실시예에서 버블 디퓨저는 다공질 세라믹으로 된 것을 사용하였으며, 이러한 것은 상용화되어 있고, 수족관용품점에서 쉽게 구입할 수 있다. FIG. 2 is a photograph showing a configuration of the plasma generating apparatus according to the present embodiment as a whole. A plasma source section, a chamber structure for sample processing, a slicer power supply, and a voltage transformer section. 1, a bubble diffuser may be connected to one end of the electrode to be used for water treatment. In the present embodiment, the bubble diffuser is made of porous ceramics, which is commercially available and can be easily purchased from an aquarium supply store.
상기에서 전극은 구리 외에 다른 도체로 구성될 수 있고, 내부 석영관과 외부 석영관도 유리, 세라믹 등의 다른 유전체 소재로 구성될 수 있다. In this case, the electrode may be made of a conductor other than copper, and the inner quartz tube and the outer quartz tube may be made of other dielectric materials such as glass, ceramics and the like.
다음으로, 본 발명의 플라즈마 발생장치를 이용하여 생성된 플라즈마 처리 버블수를 깻잎에 대한 살균처리에 적용하였다. Next, the plasma-treated bubble water generated by using the plasma generating apparatus of the present invention was applied to a sesame leaf sterilization treatment.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치를 이용하여 깻잎 등의 농작물에 대해 살균 처리하는 실험에 대한 장치 구성과 실험 조건표를 보여준다. 여기서는 슬라이닥스로 플라즈마 발생장치 전극에 인가되는 전압 세기를 조절하고 네온트렌스를 거쳐서 전극에 교류 전원을 인가하는 방식을 취하였고, 에어 컴프레서를 통해 공기를 공급하여 미세 버블을 생성하도록 하였다. 도 3의 좌측 상단에 보인 실험 장치는 플라즈마 발생장치의 단부에 버블 디퓨저를 연결하고 이를 수조에 인입시켜 수중으로 플라즈마에서 발생된 활성기체가 미세 버블형태로 수중으로 들어갈 수 있게 하였고, 수조에 박테리아 현탁액과 깻잎을 넣었다. 박테리아에 감염시킨 깻잎을 탈이온수(DI water)와 함께 넣을 수도 있다. 구체적인 실험 조건에 대해 테이블로 도시하였으나, 이러한 수치는 예시적이므로 조절될 수 있다. 플라즈마에 의해 공급된 에너지가 120mJ/sec였지만 이로부터 다소 벗어난 100 내지 150mJ/sec에서도 동일한 결과를 나타낼 수 있다. 처리시간은 최소 30초 이상으로 하는 것이 바람직하며, 1분 내외로 충분한 효과를 얻을 수 있으며, 최장 300초 정도 유지될 수 있다. FIG. 3 shows a device configuration and an experimental condition table for an experiment to sterilize crops such as leaf leaves using the plasma generating apparatus according to the present invention. In this case, the voltage applied to the electrode of the plasma generator is controlled by the slider duck, the AC power is applied to the electrode through the neon transfer, and air is supplied through the air compressor to generate micro bubbles. 3, a bubble diffuser was connected to the end of the plasma generator, and the bubble diffuser was inserted into the water tank to enable the active gas generated in the plasma to enter into the water in the form of micro bubbles. In the water tank, And sesame leaves. Bacterial infected sesame leaves may be placed with deionized water (DI water). Although specific experimental conditions are shown in the table, these values are exemplary and can be adjusted. The energy supplied by the plasma was 120 mJ / sec, but the same results can be obtained even at 100 to 150 mJ / sec, which is somewhat deviated from this. The treatment time is preferably at least 30 seconds, and a sufficient effect can be obtained within about 1 minute, which can be maintained for a maximum of 300 seconds.
도 4는 도 3의 플라즈마 발생장치에 인가된 전압-전류 그래프와 플라즈마 발생장치로부터 발생 되는 활성종에 대한 분석을 위한 광 스펙트럼 그래프를 보인다. FIG. 4 shows a voltage-current graph applied to the plasma generating apparatus of FIG. 3 and an optical spectrum graph for analyzing active species generated from the plasma generating apparatus.
이로부터 활성종은 N2*(N2 second positive system: 200~310nm 대역)와 O (O : 777, 852 nm 대역)결합에 의해, NO, NO2, NO2 -, NO3 - , 활성종이 생성되며, 알려진 바와 같이 다음 반응으로 오존이 생성된다. NO, NO 2 , NO 2 - , NO 3 - , and active species were detected by the combination of N 2 * (N 2 second positive system: 200 to 310 nm band) and O (777, 852 nm band) And, as is known, ozone is produced by the following reaction.
O2 + O→ O3 (254 nm), O 2 + O? O 3 (254 nm) ,
또한, OH·(OH radical : 309nm 대역) + OH· → H2O2 (254 nm)가 생성된다. Also, OH · (OH radical: 309 nm band) + OH · H 2 O 2 (254 nm) is generated.
도 5는 플라즈마 발생장치로부터 발생 되는 NO2의 농도를 측정하기 위한 장치와 조건 및 측정 결과를 보여준다. 실측된 NO2의 농도는 115ppm 정도였다. 5 shows an apparatus, conditions and measurement results for measuring the concentration of NO 2 generated from the plasma generating apparatus. The measured NO 2 concentration was about 115 ppm.
도 6은 플라즈마 발생장치에 대한 전압 인가 시간에 따른 활성종의 농도 변화를 비롯하여 온도, pH 등의 상태 변화를 측정한 그래프들이다. 2.75 kV와 3.75 kV의 인가전압으로 처리 시간을 최대 300초로 하여 데이터를 수집하였으며, 과산화수소, 일산화질소, 수산기의 농도가 도시되어 있다. 상기 인가전압은 하나의 실험 수치들이며, 50 ml 정도 용량의 처리수에 살균력을 부여함에 있어 2.75 내지 10 kV 정도가 인가될 수 있다. 오존 농도는 인가전압을 변인으로 하여 기체 상태에서 측정되었다. 도 6의 그래프에 표시된 전압은 슬라이닥스 인가전압이다. FIG. 6 is a graph showing changes in the concentration of the active species with respect to the voltage application time for the plasma generating device, and the change in the state such as temperature and pH. Data were collected with a treatment time of up to 300 seconds at 2.75 kV and 3.75 kV applied voltage and the concentrations of hydrogen peroxide, nitrogen monoxide and hydroxyl were shown. The applied voltage is one experimental value, and about 2.75 to 10 kV can be applied to impart the sterilizing power to the treatment water of about 50 ml. The ozone concentration was measured in the gaseous state with the applied voltage as a factor. The voltage shown in the graph of Fig. 6 is a sliced duck applied voltage.
플라즈마에 의해 발생된 활성기체인 과산화수소, 일산화질소, 수산기의 농도는 대부분의 경우 2.75 kV 인가시 보다 3.75 kV의 인가시 더 높아지는 것을 확인했고, 처리시간이 증가함에 따라 그 농도가 증가하는 경향을 보였다. pH는 처리 시간이 30초 경과되면 점차 감소되었고, 오존 농도는 인가전압이 증가할수록 감소됨을 보였다. The concentration of hydrogen peroxide, nitrogen monoxide, and hydroxyl groups generated by the plasma was found to be higher in the case of application of 3.75 kV than in the case of 2.75 kV in most cases, and the concentration thereof tended to increase with increasing treatment time. The pH gradually decreased when the treatment time was 30 seconds, and the ozone concentration was decreased as the applied voltage increased.
상술한 바와 같이, 식재료 처리에 더욱 효과적인 라디칼이 수산기와 산화질소종들의 농도는 높이고 오존의 농도는 낮추기 위해서는 50ml 처리수 기준으로 2.75 kV보다 높은 인가전압으로 30초 내지 3분 정도 처리하는 것이 바람직하다고 본다. 처리수 용량이 증가할 경우, 동일한 구조의 플라즈마 소스를 다수로 구성하거나 인가전압을 높이는 식으로 대응할 수 있다. As described above, in order to increase the concentrations of hydroxyl radicals and nitric oxide species, which are more effective in the treatment of foodstuffs, it is preferable to treat them for 30 seconds to 3 minutes at an applied voltage higher than 2.75 kV on the basis of 50 ml treated water in order to lower the concentration of ozone see. When the amount of treated water is increased, a plurality of plasma sources of the same structure may be constructed or the applied voltage may be increased.
식재료 처리에 있어서, 수산기와 산화질소종들은 미생물 살균 효과를 발휘하나 상대적으로 오존은 살균효과는 미미하다. 특히, 항산화물질에 대해 활성종들은 Scavenging 반응을 보이기 때문에, 본 발명의 방법은 식재료를 절단하지 않은 상태인 초기단계 처리에 응용되는 것이 살균 효과 및 영양적인 면에서 바람직하다. In the treatment of food ingredients, hydroxyl groups and nitric oxide species exhibit microbicidal effect, but relatively little ozone has a bactericidal effect. In particular, since the active species exhibit a scavenging reaction with respect to antioxidants, the method of the present invention is preferably applied to an initial stage treatment in which the food material is not cut off, in view of sterilizing effect and nutrition.
식재료에 대한 처리는 초기단계에서 상기와 같은 플라즈마 처리수를 이용하여 세정 및/또는 살균을 실시하며, 이후 순수를 이용하여 세정하여 식재료 표면에 남을 수 있는 잔류물질을 제거하는 것이 좋은데 이는 잔류물질에 의해 식재료를 갈변시키는 문제가 생길 수 있다. It is preferable to clean and / or sterilize the foodstuff using the plasma-treated water as described above at the initial stage, and then clean it with pure water to remove the residual material remaining on the surface of the foodstuff. There may be a problem of browning the ingredients.
도 7은 본 발명의 플라즈마 발생장치를 이용하여 액체배양 된 박테리아(Escherichia coli 및 Staphylococcus aureus) 현탁액을 살균한 것을 보이는 사진들이다. 60초 동안 플라즈마 처리된 박테리아의 농도가 크게 낮아졌음을 알 수 있다. 7 are photographs showing the sterilization of suspension of liquid cultured bacteria ( Escherichia coli and Staphylococcus aureus ) using the plasma generating apparatus of the present invention. It can be seen that the concentration of the plasma-treated bacteria was drastically lowered for 60 seconds.
도 8은 도 3의 실험을 통해 깻잎에 접종된 박테리아 살균력에 대한 사진 및 그래프이다. 1분 동안 플라즈마 처리된 깻잎의 박테리아(E. coli 및 S. aureus)의 농도가 크게 낮아졌음을 확인하였다.FIG. 8 is a photograph and a graph of bactericidal activity inoculated on a sesame leaf through the experiment of FIG. 3; FIG. It was confirmed that the concentrations of bacteria ( E. coli and S. aureus ) in plasma treated sesame leaf for 1 minute were significantly lowered.
상기 실험을 통해 플라즈마 처리 버블수로 2분 정도 처리하면 박테리아 등은 충분히 사멸된다고 결론지을 수 있다. 따라서 채소, 과일, 생선, 육류, 어패류 등의 식재료와 공정장비 및 생산현장 세척에 플라즈마 발생장치를 이용한 처리수를 적용할 수 있다. It can be concluded that bacteria and the like are sufficiently killed by the plasma treatment bubble water treatment for 2 minutes. Therefore, it is possible to apply processed water using plasma generating equipment to foodstuffs such as vegetables, fruit, fish, meat, fish and shellfish, process equipment, and production site.
도 9 와 도 10은 플라즈마 전극 구성을 변형, 개선하여 좀 더 활발한 방전을 일으키도록 한 변형 실시예에 대한 것이다. 플라즈마 소스부와 슬라이닥스 전원 및 전압변압부가 제시되어 있다. 플라즈마 소스부의 전극 구성은 도 9에 자세히 제시되어 있다. 두 개의 구리 전극을 절연체인 내부 석영관에 넣고 나란히 배열한 다음, 내부 석영관이 들어있는 상태로 외부 석영관에 넣는다. 석영관 양단은 실리콘 튜브를 끼워 고정하고 절연체 마개(예를 들면, 고무, 플라스틱 등)로 막는다. FIGS. 9 and 10 illustrate an alternative embodiment in which the configuration of the plasma electrode is modified and improved to cause a more active discharge. A plasma source portion, a slicing power supply, and a voltage changing portion are proposed. The electrode configuration of the plasma source portion is shown in detail in Fig. Place the two copper electrodes in an insulated inner quartz tube, arrange them side by side, and place them in an outer quartz tube with the inner quartz tube in it. Both ends of the quartz tube are fixed with a silicone tube inserted and plugged with an insulating plug (for example, rubber, plastic, etc.).
이러한 전극 구성 후, 각각의 전극에 전원의 양단을 접속하는 것은 도 1과 같지만, 도 9의 경우, 외부 석영관의 외벽에 인접하여 구리로 된 보조 전극을 감아주었다. 외부 석영관 외벽에 감긴 구리 전극에도 전원의 어느 한쪽 단자가 연결된다. 즉, 교류 전원이 인가되는 전극 중 어느 하나가 내부 석영관 안에 넣어지고 외부 석영관 외벽에 감긴 형태로 형성된다고 볼 수 있다. 내부 석영관 안에 있는 서로 나란히 배열된 전극 사이에 주 방전이 일어나고 외부 석영관 외벽에 감긴 전극과 내부 석영관 안에 있는 대향 전극 사이에도 보조 방전이 일어나 플라즈마 방전의 효율성을 기대할 수 있고, 그에 따라 더 많은 라디칼이 생성될 수 있다. 대향 전극이란 보조 전극과 전원의 같은 단자가 접속되지 않은 전극을 뜻한다. In the case of Fig. 9, an auxiliary electrode made of copper was wound around the outer wall of the outer quartz tube and connected to both ends of the power source. One terminal of the power source is also connected to the copper electrode wound on the outer wall of the outer quartz tube. That is, any one of the electrodes to which the AC power is applied may be inserted into the inner quartz tube and wound around the outer wall of the outer quartz tube. A main discharge occurs between the electrodes arranged side by side in the inner quartz tube and an auxiliary discharge occurs between the electrode wrapped around the outer quartz tube and the counter electrode in the inner quartz tube so that the efficiency of the plasma discharge can be expected, Radicals can be generated. The counter electrode means an electrode to which the auxiliary terminal and the same terminal of the power source are not connected.
이와 같은 전극 구성 후, 일측 단부에 버블 디퓨저를 연결하여 수처리용으로 사용할 수 있다. 본 실시예에서 버블 디퓨저는 다공질 세라믹으로 된 것을 사용하였으며, 이러한 것은 상용화되어 있고, 수족관용으로 쉽게 구입할 수 있다. After such an electrode structure, a bubble diffuser may be connected to one end of the electrode to be used for water treatment. In the present embodiment, the bubble diffuser is made of porous ceramics, which is commercially available and can be easily purchased for aquarium.
상기에서 전극은 구리 외에 다른 도체로 구성될 수 있고, 내부 석영관과 외부 석영관도 유리, 세라믹 등의 다른 유전체 소재로 구성될 수 있다. In this case, the electrode may be made of a conductor other than copper, and the inner quartz tube and the outer quartz tube may be made of other dielectric materials such as glass, ceramics and the like.
도 10에는 전극 사진과 전극에서 주방전과 보조방전이 일어나고 있는 사진을 보였다. FIG. 10 shows photographs of the electrodes and the electrodes in which the main discharge and the auxiliary discharge are taking place.
한편, 상기한 실시예에서와 같이 구성된 플라즈마 처리수에 의해 식재료 등을 세정 및/또는 살균한 이후, 남겨진 처리수에는 라디칼이 존재할 수 있으나 이들은 반감기가 매우 짧아 별도의 폐수 처리 단계를 밟지 않고 방류될 수 있다는 점에서 산업상 매우 유리하며 친환경적이다. On the other hand, radicals may be present in the treated water after cleaning and / or sterilizing the foodstuffs and the like with the plasma-treated water constructed as in the above embodiment, but they have a very short half-life and are discharged without being subjected to a separate wastewater treatment step It is industrially advantageous and environmentally friendly.
또한, 남겨진 처리수에 잔류 라디칼을 이용하여 도마 등의 식재료 처리도구를 담가놓거나 흘려주어 살균 세정의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 잔류된 처리수를 재활용한 후, 폐수가 아닌 일반 수(水)로 하여 방류될 수 있다. In addition, it is possible to obtain the effect of sterilization cleaning by immersing or flowing a food processing tool such as a cutting board using residual radicals in the remaining processed water. That is, after the recycled residual water is recycled, it can be discharged as ordinary water (water) instead of wastewater.
이러한 구성의 전극으로 인해 매우 풍부한 플라즈마 방전과 활성종을 얻을 수 있어 더욱 효율적인 식재료 및 식기, 식재료 처리 도구, 식재료 처리 환경(식재료를 다루는 공간을 말한다), 의료기기, 의료기구, 피복류 등의 살균 세척을 실시할 수 있다. The electrode of this structure can obtain a very rich plasma discharge and active species, thus enabling more efficient disinfection of foodstuffs and utensils, food processing equipment, food processing environment (referring to space for handling foodstuffs), medical equipment, medical instruments, Can be performed.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiment, but is capable of many modifications and variations within the scope of the appended claims. It is self-evident.
100: 전극(제 1 전극, 제 2 전극)
200: 유전체 관(내부 유전체 관)
300: 가스관(외부 유전체 관)
400: 고정부재
500: 가스 연결관
600: 디퓨저100: electrode (first electrode, second electrode)
200: dielectric tube (internal dielectric tube)
300: Gas pipe (outer dielectric pipe)
400: Fixing member
500: gas connection pipe
600: diffuser
Claims (7)
상기 제1 전극과 제2 전극이 각각의 내부 유전체 관에 넣어진 상태로 서로 나란히 배열되어 내장되며, 방전 가스가 공급되는 외부 유전체 관;
상기 외부 유전체관 외벽에 인접하여 감겨진 보조 전극;
상기 외부 유전체 관 단부에 접속되며, 물속에 넣어지는 버블 디퓨저; 및
상기 제1 전극, 제2 전극 및 상기 보조 전극에 접속되는 전원;을 포함하여 플라즈마 발생장치가 구성되고,
피처리물을 물에 넣고,
상기 플라즈마 발생장치는 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 발생장치로서 플라즈마는 제1 전극과 제2 전극 사이 그리고 보조 전극과 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에서 방전되되,
전극에 인가된 전압으로 인해 외부 유전체관 내에 주입된 가스를 통해 플라즈마가 방전되어 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종 중 하나 이상을 포함한 활성종들이 생성되어 물속으로 미세 버블을 통해 주입되어 플라즈마 처리수를 형성하되,
상기 플라즈마 발생장치에 의해 100 내지 150mJ/sec의 에너지의 플라즈마를 생성시켜, 이로부터 발생된 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종 중 하나 이상을 포함한 활성종들을 수중에 주입시킴으로써 피처리물을 살균 및 세정하는 것을 특징으로 하는 세정방법.A first electrode and a second electrode placed in respective inner dielectric tubes;
An outer dielectric tube in which the first electrode and the second electrode are arranged side by side in a state that they are inserted into the respective inner dielectric tubes and to which a discharge gas is supplied;
An auxiliary electrode wound around the outer wall of the outer dielectric tube;
A bubble diffuser connected to the outer dielectric tube end and immersed in water; And
And a power source connected to the first electrode, the second electrode, and the auxiliary electrode,
The object to be treated is put into water,
The plasma generating device is a DBD (Dielectric Barrier Discharge) plasma generating device. The plasma is discharged between a first electrode and a second electrode, and between an auxiliary electrode and the first electrode and a second electrode,
The plasma is discharged through the gas injected into the outer dielectric tube due to the voltage applied to the electrode to generate active species including at least one of hydroxyl group, reactive oxygen species or active nitrogen species, and is injected through the fine bubbles into the water, Respectively,
The plasma is generated by the plasma generator at a plasma energy of 100 to 150 mJ / sec, and active species including at least one of the hydroxyl group, the reactive oxygen species, and the active nitrogen species generated from the generated plasma are injected into the water, The cleaning method comprising:
상기 제1 전극과 제2 전극이 각각의 내부 유전체 관에 넣어진 상태로 서로 나란히 배열되어 내장되며, 방전 가스가 공급되는 외부 유전체 관;
상기 외부 유전체관 외벽에 인접하여 감겨진 보조 전극;
상기 외부 유전체 관 단부에 접속되며, 물속에 넣어지는 버블 디퓨저; 및
상기 제1 전극, 제2 전극 및 보조 전극에 접속되는 전원;을 포함하여 플라즈마 발생장치가 구성되고,
수조에 물을 채우고 상기 버블 디퓨저를 물에 넣고,
상기 제1 전극, 제2 전극 및 보조 전극에 인가된 전압으로 인해 외부 유전체관 내에 주입된 가스를 통해 플라즈마가 방전되어 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종 중 하나 이상을 포함한 활성종들이 생성되어 미세 버블을 통해 물속으로 주입되어 플라즈마 처리수를 형성하고,
상기 플라즈마 처리수로 피처리물을 세척하는 것을 특징으로 하는 세정방법.A first electrode and a second electrode placed in respective inner dielectric tubes;
An outer dielectric tube in which the first electrode and the second electrode are arranged side by side in a state that they are inserted into the respective inner dielectric tubes and to which a discharge gas is supplied;
An auxiliary electrode wound around the outer wall of the outer dielectric tube;
A bubble diffuser connected to the outer dielectric tube end and immersed in water; And
And a power source connected to the first electrode, the second electrode, and the auxiliary electrode,
The water tank is filled with water, the bubble diffuser is put into water,
The plasma is discharged through the gas injected into the outer dielectric tube due to the voltage applied to the first electrode, the second electrode and the auxiliary electrode, and active species including at least one of hydroxyl group, reactive oxygen species or active nitrogen species are generated, Is injected into the water through the bubble to form plasma-treated water,
And the object to be treated is washed with the plasma-treated water.
상기 제1 전극과 제2 전극이 각각의 내부 유전체 관에 넣어진 상태로 서로 나란히 배열되어 내장되며, 방전 가스가 공급되는 외부 유전체 관;
상기 외부 유전체관 외벽에 인접하여 감겨진 보조 전극;
상기 외부 유전체 관 단부에 접속되는 버블 디퓨저 및
상기 제1 전극, 제2 전극 및 보조 전극에 접속되는 전원을 포함하는 플라즈마 발생장치;와,
수조;를 포함하고,
피처리물을 상기 수조 안의 물에 넣고,
상기 버블 디퓨저는 상기 물에 넣어져,
상기 제1 전극, 제2 전극 및 보조 전극에 인가된 전압으로 인해 외부 유전체관 내에 주입된 가스를 통해 플라즈마가 방전되어 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종 중 하나 이상을 포함한 활성종들이 생성되어 미세 버블을 통해 물속으로 주입되어 플라즈마 처리수를 형성하되,
피처리물에 대해 100 내지 150mJ/sec의 에너지의 플라즈마를 발생시켜 이로부터 발생 된 수산기, 활성산소종 또는 활성질소종을 하나 이상 포함한 활성종들을 수중으로 공급하여 살균 및 세정하는 것을 특징으로 하는 장치.
A first electrode and a second electrode placed in respective inner dielectric tubes;
An outer dielectric tube in which the first electrode and the second electrode are arranged side by side in a state that they are inserted into the respective inner dielectric tubes and to which a discharge gas is supplied;
An auxiliary electrode wound around the outer wall of the outer dielectric tube;
A bubble diffuser connected to the outer dielectric tube end and
And a power source connected to the first electrode, the second electrode, and the auxiliary electrode,
A water tank,
The object to be treated is placed in water in the water tank,
The bubble diffuser is placed in the water,
The plasma is discharged through the gas injected into the outer dielectric tube due to the voltage applied to the first electrode, the second electrode and the auxiliary electrode, and active species including at least one of hydroxyl group, reactive oxygen species or active nitrogen species are generated, Is injected into the water through the bubble to form a plasma treatment water,
Characterized in that a plasma having an energy of 100 to 150 mJ / sec is generated with respect to the object to be treated, and the active species containing at least one hydroxyl group, active oxygen species or active nitrogen species generated therefrom is sterilized and cleaned by supplying water thereto. .
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160149435A KR101893657B1 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | Apparatus and application method of generating plasma reactive species for non-thermal sterilization in water |
PCT/KR2016/013032 WO2017082691A1 (en) | 2015-11-12 | 2016-11-11 | Bean sprout cultivation method using plasma-discharged water, apparatus for generating plasma active species for water treatment for non-heat sterilization, and method for using same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160149435A KR101893657B1 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | Apparatus and application method of generating plasma reactive species for non-thermal sterilization in water |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180052800A KR20180052800A (en) | 2018-05-21 |
KR101893657B1 true KR101893657B1 (en) | 2018-10-05 |
Family
ID=62453193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160149435A KR101893657B1 (en) | 2015-11-12 | 2016-11-10 | Apparatus and application method of generating plasma reactive species for non-thermal sterilization in water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101893657B1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102110028B1 (en) * | 2018-02-14 | 2020-05-12 | 광운대학교 산학협력단 | Portable Plasma Sterilizer-Bag |
KR102154766B1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-10 | 썬더에코 주식회사 | System for disinfection and cultivation of agricultural products using Thunderbolt discharge of electricity and micro bubble water |
KR102296198B1 (en) * | 2019-11-29 | 2021-09-01 | 경북대학교 산학협력단 | Solution plasma device |
KR102440967B1 (en) * | 2020-11-16 | 2022-09-13 | 주식회사 플라리트 | Plasma radical solution and manufacturing method the same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200219735Y1 (en) * | 2000-10-31 | 2001-04-02 | 주식회사기산제트프라즈마 | Apparatus for preparing water solution of dissolved and decomposed ozone |
KR101295350B1 (en) | 2012-11-23 | 2013-08-12 | 주식회사 그룬 | A malodor removal apparatus using high-voltage electron discharge |
JP2015136644A (en) | 2014-01-21 | 2015-07-30 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Liquid treatment apparatus and liquid treatment method as well as plasma treated liquid |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0831548A (en) * | 1994-07-18 | 1996-02-02 | Tamura Kinzoku Seisakusho:Kk | Deodorizing and sterilizing discharge tube |
JPH10276597A (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-20 | Ryoda Sato | Solution culture system using active water and raising system |
-
2016
- 2016-11-10 KR KR1020160149435A patent/KR101893657B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200219735Y1 (en) * | 2000-10-31 | 2001-04-02 | 주식회사기산제트프라즈마 | Apparatus for preparing water solution of dissolved and decomposed ozone |
KR101295350B1 (en) | 2012-11-23 | 2013-08-12 | 주식회사 그룬 | A malodor removal apparatus using high-voltage electron discharge |
JP2015136644A (en) | 2014-01-21 | 2015-07-30 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Liquid treatment apparatus and liquid treatment method as well as plasma treated liquid |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180052800A (en) | 2018-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101893657B1 (en) | Apparatus and application method of generating plasma reactive species for non-thermal sterilization in water | |
US8383038B2 (en) | Method and apparatus for supplying liquid with ions, sterilization method and apparatus | |
Machala et al. | Plasma agents in bio-decontamination by dc discharges in atmospheric air | |
US5484570A (en) | Microbe propagation prenvention method | |
US8871146B2 (en) | Sterilization method and apparatus | |
ES2437743T3 (en) | System and method for non-thermal plasma treatment of food products | |
JP2013537433A (en) | Plasma generated gas sterilization method | |
KR101057453B1 (en) | Plasma processing device | |
US20080112846A1 (en) | Device for Sterilizing with Gaseous Plasma Formed from a Mixture of Nitrogen and Hydrogen | |
EP2174671A1 (en) | Plasma sterilizing device and method | |
WO2017200930A1 (en) | Inactivating pathogenic microorganisms using cold plasma | |
US10596283B2 (en) | Sterilization apparatus | |
WO2019130223A1 (en) | Plasma sterilization and drying system and methods | |
JP2018027025A (en) | Ozone treatment equipment and ethylene gas degradation equipment for farm product, and distribution system of the farm product | |
Jin et al. | Generation of plasma activated water by a hybrid plasma source | |
CN106693009A (en) | Barometric pressure flexible cold plasma jet endoscope sterilizing device and method | |
CN101394870A (en) | Sterilizer and sterilization method using the same | |
El Shaer et al. | Low-Cost Dielectric Barrier Discharge Plasma Hand Sanitizer Using Air and Tap Water Enriched by Hydrogen Peroxide | |
Azharonok et al. | Bactericidal action of the plasma of high-frequency capacitive and barrier discharges on microorganisms | |
KR20180035955A (en) | Reactive species generator with non-thermal atmospheric pressure plasma | |
Bellebna et al. | Application of dielectric surface barrier discharge for air disinfection | |
Nimbua et al. | The influence of Argon, Oxygen, and Air plasma jet on Escherichia coli inactivation | |
KR20120098542A (en) | Plasma spray for sterilization and storing agricultural products and method for treating agricultural products using the same | |
RU2766600C1 (en) | Method and device for treatment of cooled meat with low-temperature gas plasma of atmospheric pressure | |
Moon et al. | Decontamination Effects of Ozone Generated in an Atmospheric-pressure Air Plasma on Packaged Fruits |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) |