KR101916395B1 - Superheated steam generator to sterilize pathogenic microorganism - Google Patents

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Abstract

본 발명은 병원성 미생물 살균을 위한 과열수증기 발생장치에 관한 것으로서, 물저장조로부터 공급되는 물을 가열하여 포화수증기를 형성하는 포화수증기발생부와; 상기 포화수증기발생부의 일측에 구비되며, 상기 포화수증기를 시즈히터를 이용해 가열하여 과열수증기를 형성하는 과열수증기발생부와;상기 포화수증기발생부와 상기 과열수증기발생부를 서로 연결하여, 상기 포화수증기발생부에서 발생된 포화수증기를 상기 과열수증기발생부로 공급하는 단열연결관과; 상기 포화수증기발생부와 상기 과열수증기발생부 및 상기 단열연결관을 내부에 수용하는 외부하우징과: 상기 과열수증기발생부와 연결되며, 상기 외부하우징의 외부로 연장형성되어, 상기 과열수증기발생부에서 발생된 과열수증기를 살균대상으로 직접 공급하는 배출노즐과; 상기 과열수증기의 희망온도를 입력받는 입력부와; 상기 과열수증기발생부와 상기 배출노즐의 연결영역에 구비되어 상기 배출노즐을 통해 배출되는 과열수증기의 온도를 측정하는 써모커플과; 상기 써모커플에서 감지된 현재온도와 상기 입력부에서 입력된 희망온도를 비교하여 상기 시즈히터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a superheated water vapor generator for sterilizing pathogenic microorganisms, and more particularly, to a superheated water vapor generator for sterilizing pathogenic microorganisms, comprising: a saturated water vapor generator for heating water supplied from a water storage tank to form saturated water vapor; A superheated water vapor generating unit provided at one side of the saturated water vapor generating unit and heating the saturated water vapor using a sieve heater to form superheated water vapor; A heat insulating coupling pipe for supplying saturated steam generated in the superheated steam generator to the superheated steam generator; An outer housing that houses the saturated steam generating unit, the superheated steam generating unit, and the heat insulating coupling pipe; and an outer housing connected to the superheated steam generating unit and extending to the outside of the outer housing, A discharge nozzle for directly supplying the generated superheated water vapor to the object to be sterilized; An input unit for receiving a desired temperature of the superheated steam; A thermocouple provided in the connection region of the superheated steam generator and the discharge nozzle to measure a temperature of superheated steam discharged through the discharge nozzle; And a control unit for controlling the driving of the sheath heater by comparing the current temperature sensed by the thermocouple with the desired temperature input from the input unit.

Description

병원성 미생물 살균을 위한 과열수증기 발생장치{SUPERHEATED STEAM GENERATOR TO STERILIZE PATHOGENIC MICROORGANISM}[0001] SUPERHEATED STEAM GENERATOR TO STERILIZE PATHOGENIC MICROORGANISM [0002]

본 발명은 병원성 미생물 살균을 위한 과열수증기 발생장치에 관한 것으로, 보다 자세히는 식품 및 기구 표면에 존재하는 병원성 바이오필름 형성균 및 노로바이러스 살균을 위해 사용될 수 있는 병원성 미생물 살균을 위한 과열수증기 발생장치에 관한 것이다. The present invention relates to a superheated water vapor generator for sterilizing pathogenic microorganisms, and more particularly, to a superheated water vapor generator for sterilizing pathogenic microorganisms that can be used for sterilizing pathogenic biofilm forming bacteria and Norovirus existing on food and apparatus surfaces .

식품 병원성 미생물에 의한 식중독 사고는 꾸준히 증가하고 있으며, 이러한 병원성 미생물은 식품 자체나 식품의 조리 및 저장 환경 내의 다양한 표면에 존재하다가 식품에 교차 오염을 통해 식중독을 야기시키는 것으로 알려져 있다. 또한 이러한 식품 접촉 표면 중에는 미생물이 정착하여 바이오필름을 형성하기 쉬운 스테인레스 스틸, 플라스틱 및 고무 등의 재료가 많아 바이오 필름 관련 감염증도 많이 발생하고 있다. Food poisoning accidents caused by foodborne microorganisms are steadily increasing. It is known that these pathogenic microorganisms are present on various surfaces in the food itself or in food cooking and storage environments, and cause food poisoning through cross contamination of food. In addition, many biofilm-related infectious diseases are occurring in such food contact surfaces due to the presence of a large number of materials such as stainless steel, plastic, and rubber, which are susceptible to microbial settlement and biofilm formation.

한편, 현재까지 이러한 식품 및 기구 표면에 존재하는 병원성 미생물 제어를 위해 자외선 (ultraviolet), 고압(high pressure), 전기장(electric fields), 초음파(ultrasound), 가스 살균제 (gaseous sanitizer), 산/염기 워시액(acid/alkali wash), 염소계 소독제(chlorine), 과산화 살균제(peracid sanitizer) 등이 연구되어 왔다.In order to control pathogenic microorganisms present on the surface of food and apparatus, ultraviolet, high pressure, electric fields, ultrasound, gaseous sanitizer, acid / base wash Acid / alkali wash, chlorine disinfectant (chlorine) and peracid sanitizer have been studied.

하지만 고압, 전기장, 초음파 처리 등의 경우 실제적인 적용에 있어 살균처리 가능 면적이 좁다는 단점이 있으며, 고정형 장비의 사용만 가능하고 설치 및 처리 비용이 높은 문제점이 있다. 자외선 처리의 경우 설치 및 처리 비용은 낮지만 자외선 침투 깊이가 낮아 식품 및 기구의 틈에 존재하는 병원성 미생물은 제어할 수 없다는 단점이 있으며, 가스 살균제의 경우 작업자의 안전성 문제가 생길 수 있다.However, in the case of high pressure, electric field, ultrasonic treatment, etc., there is a disadvantage that the sterilization processable area is narrow in practical application, and there is a problem that the fixed equipment is only used and the installation and processing cost is high. In case of ultraviolet ray treatment, installation and processing costs are low but the penetration depth of ultraviolet rays is low, so there is a disadvantage that the pathogenic microorganisms present in the gaps between food and apparatus can not be controlled. In case of gas sterilizing agent, there may be safety problems of workers.

또한, 다양한 화학적 살균 소독제의 경우 처리 후 잔류물이 생길 수 있으며, 유기물과 반응하여 유해한 부산물을 생성할 수 있고, 접촉 표면의 종류에 따라 부식을 야기시킬 수 있다는 단점이 있다. 이러한 문제로 인해 화학적 살균 소독제 처리 후 대량의 세척수가 필요로 되는 세척과정이 요구되며, 이 과정에서 세척수 재사용으로 인한 병원성 미생물 재오염 문제가 발생할 수 있다. In addition, various chemical disinfectants may produce residues after treatment, may react with organic matter to produce harmful by-products, and may cause corrosion depending on the type of contact surface. These problems require a washing process that requires a large amount of washing water after chemical disinfectant disinfectant treatment. In this process, there is a problem of recontamination of pathogenic microorganisms due to the reuse of washing water.

따라서, 식품 제조 공정 및 급식 업소 등에서 손쉽게 사용 가능하고 병원성 미생물 제어 효과가 뛰어난 살균 장치의 개발 필요성이 대두되고 있다. Accordingly, there is a need to develop a sterilizing apparatus which can be easily used in a food manufacturing process and a foodservice business and has an excellent effect of controlling pathogenic microorganisms.

등록특허 제10-0780575호 "과열증기발생기를 이용한 가열, 살균, 건조기구"Registration No. 10-0780575 entitled "Heating, sterilizing, drying apparatus using superheated steam generator" 등록특허 제10-1255112호 "과열수증기를 이용한 살균난방기"Registration No. 10-1255112 "Sterilization heater using superheated steam"

본 발명의 목적은 식품 제조 공정 및 급식 업소 등에서 용이하게 사용할 수 있으며, 짧은 처리 시간에 병원성 미생물을 효과적으로 제어할 수 있는 과열수증기 발생장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a superheated water vapor generator which can be easily used in a food manufacturing process and a foodservice business and can effectively control pathogenic microorganisms in a short processing time.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention by those skilled in the art.

본 발명의 목적은 과열수증기 발생장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명이 과열수증기 발생장치는, 물저장조로부터 공급되는 물을 가열하여 포화수증기를 형성하는 포화수증기발생부와; 상기 포화수증기발생부의 일측에 구비되며, 상기 포화수증기를 시즈히터를 이용해 가열하여 과열수증기를 형성하는 과열수증기발생부와;상기 포화수증기발생부와 상기 과열수증기발생부를 서로 연결하여, 상기 포화수증기발생부에서 발생된 포화수증기를 상기 과열수증기발생부로 공급하는 단열연결관과; 상기 포화수증기발생부와 상기 과열수증기발생부 및 상기 단열연결관을 내부에 수용하는 외부하우징과: 상기 과열수증기발생부와 연결되며, 상기 외부하우징의 외부로 연장형성되어, 상기 과열수증기발생부에서 발생된 과열수증기를 살균대상으로 직접 공급하는 배출노즐과; 상기 과열수증기의 희망온도를 입력받는 입력부와; 상기 과열수증기발생부와 상기 배출노즐의 연결영역에 구비되어 상기 배출노즐을 통해 배출되는 과열수증기의 온도를 측정하는 써모커플과; 상기 써모커플에서 감지된 현재온도와 상기 입력부에서 입력된 희망온도를 비교하여 상기 시즈히터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The object of the present invention can be achieved by a superheated water vapor generator. The superheated water vapor generating apparatus of the present invention comprises: a saturated water vapor generating unit for heating water supplied from a water storage tank to form saturated water vapor; A superheated water vapor generating unit provided at one side of the saturated water vapor generating unit and heating the saturated water vapor using a sieve heater to form superheated water vapor; A heat insulating coupling pipe for supplying saturated steam generated in the superheated steam generator to the superheated steam generator; An outer housing that houses the saturated steam generating unit, the superheated steam generating unit, and the heat insulating coupling pipe; and an outer housing connected to the superheated steam generating unit and extending to the outside of the outer housing, A discharge nozzle for directly supplying the generated superheated water vapor to the object to be sterilized; An input unit for receiving a desired temperature of the superheated steam; A thermocouple provided in the connection region of the superheated steam generator and the discharge nozzle to measure a temperature of superheated steam discharged through the discharge nozzle; And a control unit for controlling the driving of the sheath heater by comparing the current temperature sensed by the thermocouple with the desired temperature input from the input unit.

일 실시예에 따르면, 상기 과열수증기발생부는, 상기 단열연결관과 연결되며 내부에 상기 시즈히터가 배치되는 과열수증기발생챔버와; 상기 수증기발생챔버의 일측에 구비되어 상기 시즈히터에서 과열수증기로 전환되지 않고 응축된 응축수가 배출되는 응축수배출관을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the superheated steam generating unit includes a superheated steam generating chamber connected to the heat insulating coupling pipe and having the sieve heater disposed therein; And a condensed water discharge pipe provided at one side of the steam generating chamber to discharge the condensed condensed water without being converted into superheated steam in the sieve heater.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부와 상기 시즈히터 사이에는 솔리드 스테이트 계전기가 구비되어 상기 시즈히터의 전원공급을 단속할 수 있다. According to an embodiment, a solid state relay is provided between the control unit and the sheath heater to intermittently supply power to the sheath heater.

일 실시예에 따르면, 상기 배출노즐은 형상변형이 가능하며 단열기능을 갖는 관 형태로 형성될 수 있다. According to one embodiment, the discharge nozzle may be formed in a tube shape which is deformable and has a heat insulating function.

본 발명에 따른 과열수증기 발생장치는 포화수증기발생부와 과열수증기발생부를 소형화하여 전체적인 살균장비의 크기를 종래 살균장비에 비해 크게 줄여 식품 제조 공정 및 급식 업소 등에 적용이 용이할 수 있다.The superheated water vapor generating device according to the present invention can be miniaturized to a saturated steam generating unit and a superheated steam generating unit so that the size of the sterilizing equipment as a whole can be greatly reduced as compared with the conventional sterilizing equipment so that it can be easily applied to a food manufacturing process and a foodservice business.

또한, 본 발명에 따른 과열수증기 발생장치는 과열수증기발생챔버 말단에서 온도를 측정하여 피드백 조절을 통해 과열수증기 온도를 100-250℃ 범위 내에서 조절할 수 있도록 하였다. Also, the superheated water vapor generating apparatus according to the present invention measures the temperature at the end of the superheated steam generating chamber, and adjusts the superheated steam temperature within the range of 100-250 ° C through feedback control.

또한, 과열수증기발생챔버에 응축된 물을 응축수배출관을 통해 외부로 배출시킬 수 있어 시간이 경과하여도 과열 수증기 발생 효율이 저하되지 않는다. In addition, the condensed water in the superheated steam generating chamber can be discharged to the outside through the condensed water discharge pipe, so that the efficiency of generating superheated steam does not decrease even after a lapse of time.

또한, 발생된 과열수증기를 단열노즐을 통해 배출되도록 제작하여 목적하는 위치에 존재하는 병원성 미생물에 열 손실 없이 처리할 수 있다. In addition, the generated superheated steam can be discharged through the adiabatic nozzle to treat the pathogenic microorganisms present at the desired position without heat loss.

또한, 본 발명을 통해 배출되는 과열수증기를 이용하여 병원성 바이오필름 형성균 또는 노로바이러스를 짧은 시간 내에 효과적으로 처리할 수 있다.In addition, the pathogenic biofilm-forming bacteria or norovirus can be effectively treated in a short time by using the superheated water vapor discharged through the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 과열수증기 발생장치의 외부구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 과열수증기 발생장치의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고,
도 3 내지 도 10은 본 발명에 따른 과열수증기 발생장치를 통한 병원균 살균 실험결과를 나타낸 그래프와 도표이다.
1 is a perspective view illustrating an external configuration of a superheated steam generator according to the present invention,
FIG. 2 is a conceptual diagram schematically showing a configuration of a superheated water vapor generator according to the present invention,
FIGS. 3 to 10 are graphs and charts showing results of pathogen sterilization experiments using the superheated water vapor generator according to the present invention.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified into various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that in the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명에 따른 과열수증기 발생장치(1)의 외부 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 과열수증기 발생장치(1)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다. FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of a superheated steam generator 1 according to the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram schematically showing an internal configuration of a superheated steam generator 1.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 과열수증기 발생장치(1)는 외부하우징(100)과, 외부하우징(100)의 내부에 수용되어 물(W)을 가열하여 포화수증기(V1)를 형성하는 포화수증기발생부(200)와, 포화수증기발생부(200)에서 발생된 포화수증기(V1)를 2차로 가열하여 과열수증기(V2)를 형성하는 과열수증기발생부(400)와, 포화수증기발생부(200)와 과열수증기발생부(400)를 연결하는 단열연결관(300)과, 과열수증기발생부(400)에서 발생된 과열수증기(V2)를 살균대상으로 공급하는 배출노즐(600)과, 각 구성들을 제어하는 제어부(700)를 포함한다. As shown in the drawings, the superheated water vapor generating apparatus 1 according to the present invention includes an outer housing 100, a saturated water vapor which is contained in the outer housing 100 and heats the water W to form a saturated water vapor V1, A superheated water vapor generator 400 for heating the saturated water vapor V1 generated in the saturated water vapor generator 200 to generate superheated water vapor V2, a saturated water vapor generator 200 A discharge nozzle 600 for supplying the superheated water vapor V2 generated in the superheated steam generator 400 to the sterilization target, And a control unit (700) for controlling the control unit (700).

외부하우징(100)은 포화수증기발생부(200)와 과열수증기발생부(400) 및 단열연결관(300)을 내부에 함께 수용한다. 외부하우징(100)의 외표면에는 전원을 on/off 하거나, 과열수증기의 외부 배출여부를 조작하는 입력부(110)가 구비되고, 현재 포화수증기발생부(200)에서 발생된 포화수증기(V1)의 온도와 과열수증기발생부(400)에서 발생된 과열수증기(V2)의 온도를 표시하는 표시부(120)가 구비된다. The outer housing 100 houses the saturated water vapor generator 200, the overheated water vapor generator 400, and the thermal insulation connector 300 together. The outer surface of the outer housing 100 is provided with an input unit 110 for turning on or off the power or controlling whether or not the superheated steam is discharged to the outside. The saturation steam V1 generated in the saturated steam generator 200 And a display unit 120 for displaying the temperature of the superheated steam V2 generated in the superheated steam generator 400.

외부하우징(100)의 하부에는 이동바퀴(130)가 구비되어 사용자가 과열수증기 발생장치(1)를 용이하게 이동시킬 수 있다. 이에 의해 사용자는 과열수증기 발생장치(1)를 휴대하며 필요한 살균대상을 용이하게 살균할 수 있는 장점이 있다. A moving wheel 130 is provided under the outer housing 100 so that the user can easily move the overheated steam generator 1. Thereby, the user can carry the overheated water vapor generator 1 and can easily sterilize the object of sterilization required.

외부하우징(100)의 하부에는 과열수증기발생부(400)로부터 연장형성된 응축수배출관(411)이 구비되고, 응축수배출관(411)에는 응축수배출을 단속하는 응축수배출밸브(413)가 구비된다. A condensed water discharge pipe 411 extending from the superheated steam generator 400 is provided in the lower portion of the outer housing 100 and a condensed water discharge valve 413 is provided in the condensed water discharge pipe 411 for controlling the discharge of the condensed water.

또한, 외부하우징(100)의 표면에는 내부에서 발생되는 열을 외부로 배출시키기 위한 통풍구가 다수개 형성된다. In addition, a plurality of ventilation openings for discharging the heat generated from the inside to the outside are formed on the surface of the outer housing 100.

본 발명의 외부하우징(100)은 내부에 포화수증기발생부(200)와 과열수증기발생부(400)를 내장하여 수용하여, 전체 장비의 크기를 소형화할 수 있어, 휴대와 보관 및 사용을 간편하게 하는 장점이 있다. The outer housing 100 of the present invention includes a saturated water vapor generating unit 200 and a superheated water vapor generating unit 400 so as to be housed therein to reduce the size of the entire equipment and simplify carrying, There are advantages.

포화수증기발생부(200)는 물(W)을 가열하여 포화수증기(V1)를 형성한다. 포화수증기발생부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 물이 저장되는 물저장조(210)와, 물저장조(210)로부터 공급되는 물(W)을 포화수증기(V1)로 형성하는 포화수증기발생챔버(220)와, 포화수증기발생챔버(220)의 내부에 구비되는 제1히터(230)를 포함한다. The saturated water vapor generator 200 heats the water W to form a saturated water vapor V1. The saturated water vapor generating unit 200 includes a water storage tank 210 in which water is stored as shown in FIG. 2, and a saturated water vapor generating unit 220 in which water W supplied from the water storage tank 210 is formed into a saturated water vapor V1 A chamber 220, and a first heater 230 provided inside the saturated steam generating chamber 220.

물저장조(210)는 외부하우징(100)의 내부에 수용된다. 사용자는 외부하우징(100)을 개방한 후 물저장조(210)에 물(W)을 충진하여 사용한다. 이 때, 물저장조(210)에는 수위계가 구비되고, 표시부(120)에는 물저장조(210)의 현재 수위를 표시하여 사용자가 물(W)을 충진할 수 있게 한다. The water storage tank 210 is accommodated inside the outer housing 100. The user opens the outer housing 100 and uses the water W to be filled in the water storage tank 210. At this time, a water level meter is provided in the water storage tank 210, and the display unit 120 displays the current water level of the water storage tank 210 so that the user can fill the water.

물저장조(210)의 물은 제어부(700)의 제어에 의한 물공급밸브(미도시)의 개폐에 의해 포화수증기발생챔버(220)로 공급될 수 있다. The water in the water storage tank 210 can be supplied to the saturated water vapor generating chamber 220 by opening and closing a water supply valve (not shown) under the control of the controller 700.

포화수증기발생챔버(220)는 밀폐된 함체 형태로 형성되며, 일단은 물저장조(210)의 물공급관(211)과 연결되고, 타단은 단열연결관(300)과 연결된다. The saturated water vapor generating chamber 220 is formed in the shape of a closed enclosure and has one end connected to the water supply pipe 211 of the water storage tank 210 and the other end connected to the heat insulating connection pipe 300.

포화수증기발생챔버(220)의 내부에는 제1히터(230)가 구비되고, 제1히터(230)는 전원공급부(500)로부터 전원을 공급받아 물(W)을 가열하여 100℃의 포화수증기(V1)를 발생시킨다. 여기서, 포화수증기발생챔버(220)의 단열연결관(300) 결합영역에는 제1온도계(240)가 구비된다. 제1온도계(240)는 제1서모스탯(241)과 연결되어 제1히터(230)의 과열이 방지된다. A first heater 230 is provided in the saturated water vapor generating chamber 220. The first heater 230 receives power from the power supply unit 500 and heats the water W to generate saturated water vapor V1). Here, the first thermometer 240 is provided in the region where the heat insulating coupling tube 300 of the saturated steam generating chamber 220 is coupled. The first thermometer 240 is connected to the first thermostat 241 to prevent the first heater 230 from overheating.

단열연결관(300)은 포화수증기발생챔버(220)와 과열수증기발생챔버(410)를 서로 연결하여, 포화수증기(V1)를 과열수증기발생챔버(410)로 공급한다. 단열연결관(300)은 포화수증기(V1)가 과열수증기발생챔버(410)로 이송되는 과정에서의 열 손실을 최소화하고 온도 감소에 따른 응축을 막기 위해 단열 효과가 있는 테플론소재로 형성될 수 있다. The thermal insulation coupling pipe 300 connects the saturated steam generating chamber 220 and the superheated steam generating chamber 410 to each other to supply the saturated steam V1 to the superheated steam generating chamber 410. The heat insulating coupling pipe 300 may be formed of a Teflon material having an insulating effect to minimize heat loss during the transfer of the saturated water vapor V1 to the superheated steam generating chamber 410 and to prevent condensation due to temperature decrease .

과열수증기발생부(400)는 단열연결관(300)을 통해 공급된 포화수증기(V1)를 2차로 가열하여 100~250℃의 과열수증기(V2)를 발생시킨다. 과열수증기발생부(400)는 과열수증기발생챔버(410)와, 과열수증기발생챔버(410) 내부에 구비되어 포화수증기(V1)를 가열하는 시즈히터(420)를 포함한다. The superheated water vapor generator 400 generates the superheated water vapor V2 at 100 to 250 ° C by heating the saturated water vapor V1 supplied through the heat insulation coupling tube 300 to the second order. The superheated steam generating unit 400 includes a superheated steam generating chamber 410 and a sieve heater 420 disposed inside the superheated steam generating chamber 410 to heat the saturated steam V1.

과열수증기발생챔버(410)는 밀폐된 함체 형태로 형성된다. 시즈히터(420)는 과열수증기발생챔버(410)의 길이방향을 따라 배치되어 과열수증기(V2)를 발생시킨다. The superheated steam generating chamber 410 is formed in a closed housing shape. The sheath heater 420 is disposed along the longitudinal direction of the superheated steam generating chamber 410 to generate superheated steam V2.

여기서, 과열수증기발생챔버(410)에는 시즈히터(420)의 과열로 인한 안전성 문제를 해결하기 위해 바이메탈을 이용한 제2서모스탯(431)을 구비한다. 과열수증기발생챔버(410) 내부에 제2온도계(430)를 구비하고, 입력부(110)를 통해 과열수증기발생챔버(410)의 허용가능한 최대 온도를 300°온도 내에서 입력받는다. Here, the overheated water vapor generating chamber 410 is provided with a second thermostat 431 using a bimetal to solve the safety problem due to overheating of the sheath heater 420. A second thermometer 430 is provided in the superheated steam generating chamber 410 and receives the maximum permissible temperature of the superheated steam generating chamber 410 through the input unit 110 within a temperature of 300 °.

제2서모스탯(431)은 제2온도계(430)에서 감지된 시즈히터(420)의 온도가 입력부(110)를 통해 사용자가 설정한 온도 이상으로 가열될 시 전원공급부(500)의 시즈히터(420)로의 전원공급이 차단되도록 한다.  The second thermostat 431 is connected to the sheath heater 420 of the power supply unit 500 when the temperature of the sheath heater 420 detected by the second thermometer 430 is heated to a temperature higher than a user- 420 are cut off.

과열수증기발생챔버(410)에서 발생된 과열수증기(V2)는 배출노즐(600)을 통해 외부로 배출된다. 이 때, 배출노즐(600)과 과열수증기발생챔버(410) 사이에는 써모커플(440)을 장착하여 배출되는 과열수증기(V2)의 온도를 실시간으로 측정한다. The superheated water vapor V2 generated in the superheated steam generating chamber 410 is discharged to the outside through the discharge nozzle 600. [ At this time, the temperature of the superheated steam V2 discharged by mounting the thermocouple 440 between the discharge nozzle 600 and the superheated steam generating chamber 410 is measured in real time.

입력부(110)를 통해 사용자가 희망하는 과열수증기(V2)의 희망온도를 설정하게 되며, 입력부(110)와 써모커플(440)을 솔리드 스테이트 계전기(450)와 연동하여 설정된 온도에 따라 시즈히터(420)가 0n/off 되도록 한다. The desired temperature of the superheated steam V2 desired by the user is set through the input unit 110. The input unit 110 and the thermocouple 440 are interlocked with the solid state relay 450, 420) is 0n / off.

한편, 과열수증기발생챔버(410)의 하단에는 응축수배출관(411)을 형성하여 시즈히터(420)에서 과열수증기(V2)로 전환되지 않고 응축된 응축수가 배출되도록 하며, 이를 통해 시즈히터(420)의 가열 효율이 떨어지지 않도록 한다.A condensate discharge pipe 411 is formed at the lower end of the superheated steam generating chamber 410 to discharge the condensed condensed water without converting the superheated steam V2 into the superheated steam V2 from the sieve heater 420, So as not to lower the heating efficiency of the heater.

전원공급부(500)는 제어부(700)의 제어에 의해 제1히터(230)와 시즈히터(420)로 전원을 공급한다. 제어부(700)는 앞서 설명한 제1온도계(240) 및 제1서모스탯(241)의 동작에 의해 제1히터(230)의 전원공급을 제어하고, 제2온도계(430)와 제2서모스탯(431) 및 써모커플(440)과 솔리드 스테이트 계전기(450)의 동작에 의해 시즈히터(420)의 전원공급을 제어한다. The power supply unit 500 supplies power to the first heater 230 and the sheath heater 420 under the control of the controller 700. The controller 700 controls the power supply of the first heater 230 by the operation of the first thermometer 240 and the first thermostat 241 described above and controls the power supply of the second thermometer 430 and the second thermostat 241 431 and the thermocouple 440 and the solid state relay 450 to control the power supply of the sheath heater 420.

이러한 제어과정에 의해 포화수증기발생부(200)와 과열수증기발생부(400)와 과열되지 않고 안전하게 병원균 살균과정을 수행할 수 있다. By this control process, the saturated water vapor generating unit 200 and the overheated water vapor generating unit 400 can be sterilized safely without overheating.

배출노즐(600)은 과열수증기발생챔버(410)에 결합되며, 외부하우징(100)의 외부로 일정 길이 연장형성된다. 배출노즐(600)은 형상변형이 가능하며 유동이 가능한 탄성소재의 관 형태로 형성되어, 사용자가 배출노즐(600)을 잡고 직접 살균이 되어야할 피살균대상으로 배출노즐(600)을 갖다댄 후 과열수증기(V2)가 배출되도록 한다. The discharge nozzle 600 is coupled to the superheated steam generating chamber 410 and extends to a predetermined length outside the outer housing 100. The discharge nozzle 600 is formed in the shape of a tube of an elastic material capable of deforming the shape and allowing the user to take the discharge nozzle 600 into the object to be sterilized to be sterilized by holding the discharge nozzle 600 Allow the superheated water vapor (V2) to be discharged.

여기서, 도면에는 도시되지 않았으나, 배출노즐(600)을 통한 과열수증기의 외부 배출여부를 단속하는 배출노즐개폐밸브(미도시)가 구비된다. 입력부(110)를 통해 사용자가 과열수증기의 배출을 선택하면, 배출노즐개폐밸브(미도시)가 개방된다. Although not shown in the drawing, a discharge nozzle opening / closing valve (not shown) for interrupting the discharge of superheated water vapor through the discharge nozzle 600 is provided. When the user selects to discharge the superheated water vapor through the input unit 110, the discharge nozzle opening / closing valve (not shown) is opened.

이 때, 배출노즐(600)의 내부는 과열수증기의 열손실이 없도록 단열처리된다. At this time, the inside of the discharge nozzle 600 is heat-treated so that there is no heat loss of superheated water vapor.

이에 의해 다양한 위치의 피살균대상을 열 손실 없이 처리할 수 있는 장점이 있다. Thereby, there is an advantage that the object to be sterilized at various positions can be treated without heat loss.

도 3 내지 도 10은 본 발명에 따른 과열수증기 발생장치(1)를 이용하여 병원성 미생물을 살균한 실험결과를 나타낸 결과들이다. FIGS. 3 to 10 show results of experiments on sterilizing pathogenic microorganisms using the superheated water vapor generator 1 according to the present invention.

먼저, 실험에 앞서 병원성 미생물을 이용한 바이오필름을 형성하였다. 이를 위해 대장균 O157:H7 (Escherichia coli O157:H7), 살모넬라 타이피무리움 (Salmonella Typhimurium) 또는 리스테리아 모노사이토제니스 (Listeria monocytogenes)를 10 ml TSB (tryptic soy broth) 배지를 이용하여 37℃에서 24시간 동안 각각 배양한 후, 배양액을 4℃에서 5,000×g의 조건으로 15분간 원심 분리하여, 균체 (cell pellet)를 수거하였다.First, a biofilm using pathogenic microorganisms was formed prior to the experiment. For this purpose, E. coli O157: H7 ( Escherichia coli O157: H7), Salmonella tie blood bunch Titanium (Salmonella Typhimurium) or L. monocytogenes Zenith (Listeria monocytogenes ) were cultured in 10 ml of tryptic soy broth (TSB) medium at 37 ° C for 24 hours, and then the culture broth was centrifuged at 5,000 × g at 4 ° C for 15 minutes to collect the cell pellet Respectively.

수거한 균체를 PBS (phosphate-buffered saline, pH 7.4; 137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10 mM Na2HPO4, 1.8 mM H2PO4) 완충용액에 넣어, 대략 107~108 CFU/ml이 되도록 각각의 현탁액을 만들었다.The collected cells were put into a buffer solution of PBS (phosphate-buffered saline, pH 7.4; 137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10 mM Na 2 HPO 4 , 1.8 mM H 2 PO 4 ), and about 10 7 to 10 8 CFU / ml Each suspension was made.

한편, 스테인레스 스틸 시편(stainless steel coupon, 5 × 2 cm)을 70% 에탄올로 소독한 후 바이오세이프티 후드 (biosafety hood, 22±2℃)에서 3시간 동안 건조시키고, 고압증기멸균기(autoclave)에서 멸균한 후, 앞서 제조한 균 현탁액 30 ml가 담긴 50 ml 원심분리기용 튜브(conical centrifuge tube)에 담근 후, 균의 부착을 위해 4℃에서 24시간 동안 배양하였다.Meanwhile, a stainless steel coupon (5 × 2 cm) was sterilized with 70% ethanol, dried in a biosafety hood (22 ± 2 ° C.) for 3 hours, sterilized in a high pressure steam autoclave Then, the cells were immersed in a 50 ml conical centrifuge tube containing 30 ml of the bacterial suspension prepared above, and then cultured at 4 ° C for 24 hours for attachment of bacteria.

그 후, 살균된 핀셋을 이용하여 스테인레스 스틸 시편을 꺼내어 300 ml의 살균 증류수(22±2℃)에 5초 동안 휘저어주어 부착되지 않은 균을 제거한 후, 30 ml TSB 배지가 담긴 원심분리기용 튜브(conical centrifuge tube)에 넣어주고 25℃에서 6일 동안 각 균의 바이오필름을 형성시켰다.Thereafter, the sterilized tweezers were taken out of the stainless steel specimen, and the unattached microorganisms were removed by shaking in 300 ml of sterilized distilled water (22 ± 2 ° C.) for 5 seconds. Thereafter, the tube for centrifugation containing 30 ml of TSB medium conical centrifuge tube, and the biofilm of each strain was formed at 25 ℃ for 6 days.

이렇게 형성된 각 균의 바이오필름을 이용해 본 발명이 과열수증기 발생장치(1)의 살균력을 분석하는 실험1을 수행하였다. Experiment 1 was conducted to analyze the sterilizing power of the overheated water vapor generator 1 using the biofilms of the bacteria thus formed.

상술한 방법에 의해 병원성 미생물 바이오필름이 형성된 스테인레스 스틸 시편을 튜브에서 꺼내 살균된 증류수에 넣고, 부유물질들을 제거한 후, 스테인레스 스틸 시편을 본 발명의 과열수증기 발생장치(1)로부터 배출되는 과열수증기 상태인 1atm 130℃, 160℃의 과열수증기로 각각 5, 10, 15, 20, 25, 30초 처리하였다. 이때, 비교실험군으로 상기 부유물질이 제거된 스테인레스 스틸 시편에 포화수증기 상태인 1atm 100℃의 포화수증기를 동일한 시간 간격으로 처리하였다.The stainless steel specimen having the pathogenic microorganism biofilm formed thereon was taken out from the tube and put into sterilized distilled water to remove suspended substances and then the stainless steel specimen was placed in the superheated water vapor generating apparatus 1 of the present invention 10, 15, 20, 25, and 30 seconds respectively with 1 atm of 130 ° C and 160 ° C of superheated steam. At this time, in the comparative test group, saturated steam of 1 atm 100 ° C in the saturated water vapor state was treated at the same time intervals in the stainless steel specimen from which the suspended material was removed.

과열수증기와 포화수증기를 처리한 각각의 스테인레스 스틸 시편들을 30 ml의 PBS 완충용액과 3 g의 살균된 글라스 비드(glass beads, 425~600㎛)가 들어있는 튜브에 넣고, 볼텍스 믹서 (vortex mixer)에 올려 최대 속도로 1분 동안 구동시켜, 스테인레스 스틸 시편에 붙어 있는 바이오필름 균주를 떨어뜨렸다. 이후, 멸균한 9 ml 버퍼 펩톤 워터(buffered pepton water, BPW)를 사용하여 10배씩 희석하여 각각의 선택배지에 분주하여 계수하였다.Each stainless steel specimen treated with superheated water vapor and saturated water vapor was placed in a tube containing 30 ml of PBS buffer and 3 g of sterilized glass beads (425 to 600 μm) and placed in a vortex mixer. And driven at a maximum speed for 1 minute, so that the biofilm strain attached to the stainless steel specimen was dropped. The cells were then diluted 10-fold with sterile 9-ml buffered peptone water (BPW) and fractionated on each selection medium.

각각의 병원균 계수를 위해 대장균 O157:H7은 솔비톨 매컨키 배지(sorbitol MacConkey agar, SMAC)에 배양하고, 살모넬라 타이피무리움은 자일로스 데스옥시콜레이트 배지(xylose desoxycholate agar, XLD)에 배양하고, 리스테리아 모노사이토제니스는 안티마이크로빅 서플리먼트(antimicrobic supplement)를 첨가한 옥스포드 배지(oxford agar base, OAB)에 배양하였다. For each pathogen count, E. coli O157: H7 was cultured in sorbitol MacConkey agar (SMAC), Salmonella typhimurium was cultured in xylose desoxycholate agar (XLD), Listeria The monocytogenes were incubated in an oxford agar base (OAB) supplemented with an antimicrobic supplement.

3종의 배지는 37℃에서 24~48시간 동안 배양하였으며, 생성된 콜로니(colony)중 선택배지에서 전형적인 콜로니 수를 측정하였으며, 대장균 O157:H7, 살모넬라 타이피무리움 또는 리스테리아 모노사이토제니스에 대한 실험 1의 결과는 각각 하기 도 3, 도 4, 도 5에 제시하였다.Three kinds of medium were cultured at 37 ° C for 24 to 48 hours. Typical colonies were counted in a selection medium among the resulting colonies, and the number of colonies of E. coli O157: H7, Salmonella typhimurium or Listeria monocytogenenis The results of Experiment 1 are shown in FIGS. 3, 4 and 5, respectively.

도 3 내지 도 6에서 검정색 원형으로 나타낸 그래프는 100°포화수증기로 살균한 경우의 실험결과를 나타낸 그래프이고, 비어있는 원형으로 나타낸 그래프는 130℃ 과열수증기로 살균한 경유의 실험결과를 나타낸 그래프이고, 검정색 역삼각형으로 나타낸 그래프는 160℃ 과열수증기로 살균한 경우의 실험결과를 나타낸 그래프이다. 3 to 6 are graphs showing experimental results when sterilized with 100 ° saturated water vapor and graphs showing empty circles showing experimental results of light oil sterilized with 130 ° C superheated steam , And black inverted triangles are graphs showing the results of experiments when sterilized with 160 ° C superheated steam.

도시된 바와 같이 대장균 O157:H7, 살모넬라 타이피무리움 또는 리스테리아 모노사이토제니스 모두 온도가 높은 160℃ 과열수증기에서 보다 빠르게 살균되어 개체수가 저감되는 것을 알 수 있다. As shown, it can be seen that E. coli O157: H7, Salmonella typhimurium or Listeria monocytogenenis are sterilized more rapidly in the high temperature superheated steam of 160 ° C, and the population is reduced.

즉, 실험 결과, 과열수증기의 온도가 높을수록 스테인레스 스틸 시편 위에 형성된 대장균 O157:H7, 살모넬라 타이피무리움 및 리스테리아 모노사이토제니스의 바이오필름 제어 효과가 더 높은 것으로 나타났으며, 과열수증기 (130, 160℃)의 바이오필름 살균력은 포화수증기 (100℃)의 바이오필름 살균력보다 높은 것으로 나타났다. That is, as the temperature of the superheated steam increases, the biofilm control effect of E. coli O157: H7, Salmonella typhimurium and Listeria monocytogenenis formed on the stainless steel specimen is higher, and superheated water vapor 130, 160 ℃) was higher than the biofilm sterilization capacity of saturated water vapor (100 ℃).

한편, 실험 2에서는 본 발명의 과열수증기 발생장치(1)에서 발생된 과열수증기(V2)가 앞서 제조된 바이오필름 내의 병원성 미생물의 손상 정도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. In Experiment 2, the effect of the superheated water vapor (V2) generated in the superheated water vapor generator (1) of the present invention on the damage degree of the pathogenic microorganisms in the biofilm was examined.

살균 처리에 의해 병원성 미생물이 완전하게 사멸되지 않고 손상만 (injured) 입은 후 환경 조건이 생육에 적합하게 되면 다시 병원성을 회복하게 된다. 따라서 병원성 미생물의 살균에 있어 손상 입은 병원성 미생물의 생성 없이 균을 완전히 사멸하는 것이 중요하다. After the pathogenic microorganisms are not completely killed by the sterilization treatment and injured, the pathological conditions are restored when the environmental conditions are suitable for growth. Therefore, it is important to completely kill bacteria without the generation of pathogenic microorganisms that are damaged in the sterilization of pathogenic microorganisms.

앞서 설명한 방법에 따라 병원성 미생물 바이오필름이 형성된 스테인레스 스틸 시편을 실험 1과 동일한 방법으로 처리한 후, 각각의 병원균 계수를 위해 대장균 O157:H7은 솔비톨 매컨키 배지에 배양하고, 살모넬라 타이피무리움은 자일로스 데스옥시콜레이트 배지에 배양하고, 리스테리아 모노사이토제니스는 안티마이크로빅 서플리먼트를 첨가한 옥스포드 배지에 배양하였다. Stainless steel specimens with pathogenic microbial biofilms were treated in the same manner as in Experiment 1, and E. coli O157: H7 was cultured on sorbitol macaque medium for each pathogen count. Salmonella typhimurium Cultured on a xylose desoxycholate medium, and Listeria monocytogenes was cultured on an Oxford medium supplemented with anti-microbial supplement.

한편, 손상을 입은 병원성 미생물의 계수를 위해 대장균 O157:H7은 솔비톨 페놀 레드 배지 (sorbitol phenol red agar, SPRAB)에 배양하고, 살모넬라 타이피무리움은 TSA (tryptic soy agar) 배지에 37℃에서 2시간 동안 배양한 후 7ml의 자일로스 데스옥시콜레이트 배지를 그 위에 분주하여 배양하고 (OV-XLD), 리스테리아 모노사이토제니스는 TSA 배지에 37℃에서 2시간 동안 배양한 후 7ml의 안티마이크로빅 서플리먼트를 첨가한 옥스포드 배지를 그 위에 분주하여 배양하였다 (OV-OAB).E. coli O157: H7 is cultured in sorbitol phenol red agar (SPRAB) for the evaluation of pathogenic microorganisms, and Salmonella typhimurium is added to TSA (tryptic soy agar) (OV-XLD). Listeria monocytogenes was cultured in TSA medium at 37 DEG C for 2 hours, and then 7 ml of anti-microbial supplement was added thereto The added Oxford medium was cultured thereon (OV-OAB).

6종의 배지는 37℃에서 24~48시간 동안 배양하였으며, 생성된 콜로니 중 선택배지에서 전형적인 콜로니 수를 측정하였으며, 대장균 O157:H7, 살모넬라 타이피무리움 또는 리스테리아 모노사이토제니스에 대한 실험 2의 결과는 각각 도 6, 도 7, 도 8에 나타내었다.Six kinds of medium were cultured at 37 占 폚 for 24 to 48 hours. Typical colonies were counted in a selective medium among the resulting colonies and the number of colonies of Escherichia coli O157: H7, Salmonella typhimurium or Listeria monocytogenen The results are shown in Figs. 6, 7 and 8, respectively.

도 6은 과열수증기 처리에 따른 손상을 입은 바이오필름 내 대장균 O157:H7 수를 비교한 표이고, 도 7은 과열수증기 처리에 따른 손상을 입은 (injured) 바이오필름 내 살모넬라 타이피무리움 수를 비교한 도표이고, 도 8은 과열수증기 처리에 따른 손상을 입은 (injured) 바이오필름 내 리스테리아 모노사이토제니스 수를 비교한 도표이다. FIG. 6 is a table comparing the number of E. coli O157: H7 in the biofilm damaged by the superheated steam treatment, and FIG. 7 is a graph comparing the number of Salmonella typhimurium in a biofilm injured by superheated steam treatment And FIG. 8 is a chart comparing the number of Listeria monocytogenes in a biofilm injured by superheated steam treatment.

실험 결과, 과열수증기 (130℃, 160℃)의 경우 바이오필름 내 대장균 O157:H7, 살모넬라 타이피무리움 및 리스테리아 모노사이토제니스의 살균에 있어 손상을 입은 균의 생성을 야기시키지 않고 균을 제어하는 것으로 나타났으며, 포화수증기 (100℃)의 경우 손상을 입은 균의 생성을 전반적으로 야기시키는 것을 확인함으로써 과열수증기 처리가 포화수증기에 비해 더 뛰어난 살균 효과를 보임을 확인하였다. As a result of the experiment, it was found that, in the case of superheated steam (130 ° C., 160 ° C.), bacteria were controlled without causing generation of bacteria damaged in the sterilization of E. coli O157: H7, Salmonella typhimurium and Listeria monocytogenenis in the biofilm And it was confirmed that the effect of the superheated water vapor treatment was superior to that of the saturated water vapor by confirming that the generation of damaged bacteria was generally caused by the saturated water vapor (100 ° C.).

한편, 본 발명에 따른 과열수증기 발생장치(1)에서 발생된 과열수증기의 노로바이러스 대용 미생물(surrogate)에 대한 살균 처리력을 분석하기 위한 실험3을 수행하였다. Meanwhile, Experiment 3 was performed to analyze the disinfection power of the super-heated water vapor generated from the overheated water vapor generator 1 according to the present invention on the surrogate for substitution of norovirus.

이를 위해 뮤린노로바이러스가 접종된 스테인레스 스틸 시편을 준비하였다. For this purpose, a stainless steel specimen inoculated with murine Norovirus was prepared.

노로바이러스 대용 미생물인 뮤린노로바이러스 (murine norovirus)의 stock을 만들기 위해 뮤린노로바이러스를 RAW 264.7 세포주에 감염시킨 후 37℃ CO2 배양기에서 3-4일 동안 배양하였다. 세포병변현상이 일어나 90% 이상 세포가 표면에서 떨어지면 세포와 바이러스가 있는 배지를 50 ml 튜브에 옮겨 원심분리를 실시하여 세포를 제거하고 상층액을 동량의 클로로포름과 혼합한 후, 5000×g에서 20분 동안 원심분리하여 바이러스를 추출하였다. 이후 이것을 Filtration를 통하여 4℃ 5000×g 에서 10분 동안 원심분리하여 농축하고 농축된 뮤린노로바이러스는 100μL씩 분주하여 -80℃에 보관하였다. Murine norovirus was infected with RAW 264.7 cell line and cultured in a 37 ° C CO 2 incubator for 3-4 days to make stock of murine norovirus, a microorganism substituting for Norovirus. When cells become more than 90% from the surface, cells and virus-containing media are transferred to a 50-ml tube, centrifuged to remove cells, and the supernatant is mixed with an equal volume of chloroform. The virus was extracted by centrifugation for one minute. Then, it was centrifuged at 5,000 × g at 4 ° C for 10 minutes through filtration, concentrated and the concentrated murine norovirus was dispensed at 100 μL and stored at -80 ° C.

실험 3을 위해 상기 뮤린노로바이러스 stock을 스테인레스 스틸 시편(stainless steel coupon, 5 cm×2 cm) 및 폴리비닐클로라이드 (polyvinyl chloride, PVC)에 마이크로파이펫 (micropippet)을 이용하여 106-107 PFU/ml 농도로 점 접종한 후, 상온에서 1시간 동안 건조하였다. For Experiment 3, the murine Norovirus stock was diluted to 10 6 -10 7 PFU / ml in a stainless steel coupon (5 cm x 2 cm) and polyvinyl chloride (PVC) using a micropipette, ml, and then dried at room temperature for 1 hour.

뮤린노로바이러스가 접종된 스테인레스 스틸 시편 및 폴리비닐클로라이드 시편을 본 발명의 과열수증기 발생장치(100)에서 발생된 과열수증기 상태인 1atm 150℃의 과열수증기로 각각 1, 2, 3, 4, 5초 처리하였다. 이때, 비교실험군으로 상기 스테인레스 스틸 시편 및 폴리비닐클로라이드 시편에 포화수증기 상태인 1atm 100℃의 포화수증기를 동일한 시간 간격으로 처리하였다.The stainless steel specimen and the polyvinyl chloride specimen inoculated with murine norovirus were subjected to superheated water vapor at 1 atm 150 ° C in the superheated steam state of the superheated steam generator 100 of the present invention for 1, 2, 3, 4 and 5 seconds Respectively. At this time, the stainless steel specimen and the polyvinyl chloride specimen were treated with a saturated steam of 1 atm 100 ° C in the saturated steam at the same time intervals.

과열수증기와 포화수증기를 처리한 각각의 스테인레스 스틸 시편 및 폴리비닐클로라이드 시편들을 10 ml의 PBS 완충용액과 1 g의 살균된 글라스 비드가 들어있는 튜브에 넣고, 볼텍스 믹서에 올려 5분간 동안 구동시켜, 스테인레스 스틸 시편 및 폴리비닐클로라이드 시편에 붙어 있는 뮤린노로바이러스를 떨어뜨렸다. Each of the stainless steel specimens and polyvinyl chloride specimens treated with superheated water vapor and saturated water vapor was placed in a tube containing 10 ml of PBS buffer solution and 1 g of sterilized glass beads and placed in a vortex mixer for 5 minutes, The stainless steel specimens and the polyvinyl chloride specimens were dropped on the murine norovirus.

뮤린노로바이러스의 계수는 플라크 어세이 (plaque assay) 방법을 사용하였다. 실험 3을 위해서 배양된 Raw 264.7 세포를 6 well plate에 5×106 cell/well로 분주하고, 37℃ CO2 배양기에서 하루 동안 배양하였다. 150℃ 과열수증기와 100℃ 포화수증기에 처리한 뮤린노로바이러스를 Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) 배지에서 단계 희석하고 6 well plate에서 배지를 제거한 후 희석한 뮤린노로바이러스를 500μL씩 각 well의 넣어주었다. The count of murine norovirus was determined by the plaque assay method. For experiment 3, Raw 264.7 cells were seeded at 5 × 10 6 cells / well in a 6-well plate and cultured in a 37 ° C CO 2 incubator for one day. Murine Norovirus treated with 150 ° C superheated steam and 100 ° C saturated water vapor was diluted stepwise in Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) medium, and the medium was removed from the 6-well plate. 500 μl of diluted murine norovirus was added to each well.

뮤린노로바이러스를 1시간 동안 37℃ CO2 배양기에서 시킨 후, 2×MEM을 1.5% seaplaque agarose를 녹인 증류수와 1:1로 섞어 배양세포 표면의 바이러스를 회수하고 well 당 3mL씩 분주하였다. 분주 후 20-30분 정도 agarose를 상온에서 고정화한 후 37℃ CO2 배양기에 넣고 플라크가 형성될 때까지 3-4일 정도 배양하였다. 플라크가 관찰되면 플라크 수를 측정하고 PFU/mL 단위로 정량 분석하였다. Murine norovirus was incubated in a 37 ° C CO 2 incubator for 1 hour, and 2 × MEM was mixed with distilled water containing 1.5% seaplaque agarose in a ratio of 1: 1. Cells were harvested at 3 mL per well. Agarose was immobilized at room temperature for 20-30 minutes, and then placed in a 37 ° C CO 2 incubator and cultured for 3-4 days until plaque formation. When plaques were observed, plaques were measured and quantitated in PFU / mL.

실험 3의 결과는 각각 도 9와 도 10에 나타내었다. 도 9는 과열수증기 또는 포화수증기 처리에 따른 스테인레스 시편 내 뮤린노로바이러스 저감화 곡선이고, 도 10은 과열수증기 또는 포화수증기 처리에 따른 폴리비닐클로라이드 시편 내 뮤린노로바이러스 저감화 곡선이다.The results of Experiment 3 are shown in FIGS. 9 and 10, respectively. FIG. 9 is a curve of a murine norovirus reduction in a stainless steel specimen according to superheated steam or saturated steam treatment, and FIG. 10 is a curve of a murine norovirus reduction in a polyvinyl chloride specimen according to superheated steam or saturated steam treatment.

도 9와 도 10에서 실선으로 나타낸 그래프는 150℃ 과열수증기로 처리한 그래프이고, 점선으로 나타낸 그래프는 100℃ 포화수증기로 처리한 그래프이다.The graphs shown by solid lines in FIGS. 9 and 10 are graphs treated with 150.degree. C. superheated steam, and the graphs shown with dotted lines are graphs treated with saturated steam at 100.degree. C.

실험3의 수행결과, 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이 스테인레스 스틸과 및 폴리비닐클로라이드 시편에서 과열수증기 (150℃)의 뮤린노로바이러스 살균력이 포화수증기 (100℃)의 살균력보다 높은 것으로 나타났으며, 포화수증기 처리시 5초 처리 후 3 log 정도의 저감화 효과를 보인데 비해 과열수증기 처리시 3초 이내에 모든 균을 검출 한계 이하로 저감화 시키는 것을 확인하였다.As a result of the experiment 3, it was found that the sterilization power of Murine Norovirus of superheated water vapor (150 ° C) was higher than that of saturated water vapor (100 ° C) in stainless steel and polyvinyl chloride specimen as shown in FIGS. 9 and 10 And it was confirmed that all bacteria were reduced to below the detection limit within 3 seconds in the case of superheated steam treatment, compared to 5 minutes after the treatment of saturated steam.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 과열수증기 발생장치는 포화수증기발생부와 과열수증기발생부를 소형화하여 전체적인 살균장비의 크기를 종래 살균장비에 비해 크게 줄여 식품 제조 공정 및 급식 업소 등에 적용이 용이할 수 있다.As described above, the superheated water vapor generator according to the present invention can miniaturize the saturated water vapor generator and the overheated water vapor generator, thereby greatly reducing the size of the sterilizer as compared with the conventional sterilizer, have.

또한, 본 발명에 따른 과열수증기 발생장치는 과열수증기발생챔버 말단에서 온도를 측정하여 피드백 조절을 통해 과열수증기 온도를 100-250℃ 범위 내에서 조절할 수 있도록 하였다. Also, the superheated water vapor generating apparatus according to the present invention measures the temperature at the end of the superheated steam generating chamber, and adjusts the superheated steam temperature within the range of 100-250 ° C through feedback control.

또한, 과열수증기발생챔버에 응축된 물을 응축수배출관을 통해 외부로 배출시킬 수 있어 시간이 경과하여도 과열 수증기 발생 효율이 저하되지 않는다. In addition, the condensed water in the superheated steam generating chamber can be discharged to the outside through the condensed water discharge pipe, so that the efficiency of generating superheated steam does not decrease even after a lapse of time.

또한, 발생된 과열수증기를 단열노즐을 통해 배출되도록 제작하여 목적하는 위치에 존재하는 병원성 미생물에 열 손실 없이 처리할 수 있다. In addition, the generated superheated steam can be discharged through the adiabatic nozzle to treat the pathogenic microorganisms present at the desired position without heat loss.

또한, 본 발명을 통해 배출되는 과열수증기를 이용하여 병원성 바이오필름 형성균 또는 노로바이러스를 짧은 시간 내에 효과적으로 처리할 수 있다.In addition, the pathogenic biofilm-forming bacteria or norovirus can be effectively treated in a short time by using the superheated water vapor discharged through the present invention.

이상에서 설명된 본 발명의 병원성 미생물 살균을 위한 과열수증기 발생장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments of the superheated water vapor generator for sterilizing pathogenic microorganisms according to the present invention described above are merely illustrative and those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments can be made without departing from the scope of the present invention. You can see that it is possible. Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1 : 과열수증기 발생장치 100 : 외부하우징
110 : 입력부 120 : 표시부
130 : 이동바퀴 200 : 포화수증기발생부
210 : 물저장조 211 : 물공급관
220 : 포화수증기발생챔버 230 : 제1히터
240 : 제1온도계 241 : 제1서모스탯
300 : 단열연결관 400 : 과열수증기발생부
410 : 과열수증기발생챔버 411 : 응축수배출관
413 : 응축수배출밸브 420 : 시즈히터
430 : 제2온도계 431 : 제2서모스탯
440 : 써모커플 450 : 솔리드 스테이트 계전기
500 : 전원공급부 600 : 배출노즐
700 : 제어부
1: superheated water vapor generator 100: outer housing
110: input unit 120:
130: Moving wheel 200: Saturated steam generator
210: water storage tank 211: water supply pipe
220: Saturated steam generating chamber 230: First heater
240: first thermometer 241: first thermostat
300: Adiabatic connector 400: Superheated steam generator
410: superheated water vapor generating chamber 411: condensed water discharge pipe
413: Condensate discharge valve 420: Sheath heater
430: second thermometer 431: second thermostat
440: Thermocouple 450: Solid State Relay
500: Power supply unit 600: Discharge nozzle
700:

Claims (4)

물저장조로부터 공급되는 물을 가열하여 포화수증기를 형성하는 포화수증기발생부와;
상기 포화수증기발생부의 일측에 구비되며, 상기 포화수증기를 시즈히터를 이용해 가열하여 과열수증기를 형성하는 과열수증기발생부와;
상기 포화수증기발생부와 상기 과열수증기발생부를 서로 연결하여, 상기 포화수증기발생부에서 발생된 포화수증기를 상기 과열수증기발생부로 공급하는 단열연결관과;
상기 포화수증기발생부와 상기 과열수증기발생부 및 상기 단열연결관을 내부에 수용하는 외부하우징과:
상기 과열수증기발생부와 연결되며, 상기 외부하우징의 외부로 연장형성되어, 상기 과열수증기발생부에서 발생된 과열수증기를 살균대상으로 직접 공급하는 배출노즐과;
상기 과열수증기의 희망온도를 입력받는 입력부와;
상기 과열수증기발생부와 상기 배출노즐의 연결영역에 구비되어 상기 배출노즐을 통해 배출되는 과열수증기의 온도를 측정하는 써모커플과;
상기 써모커플에서 감지된 현재온도와 상기 입력부에서 입력된 희망온도를 비교하여 상기 시즈히터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 외부하우징의 하부에는 이동바퀴가 구비되고,
상기 포화수증기발생부는,
물이 저장되는 물저장조와;
제1히터와 제1온도계가 구비되며, 일단은 상기 물저장조의 물공급관과 연결되고 타단은 상기 단열연결관과 연결되며, 상기 물저장조로부터 공급되는 물을 포화수증기로 형성하는 포화수증기발생챔버와;
상기 제1히터의 과열을 방지하는 제1서모스탯;을 구비하고,
상기 단열연결관은 단열 효과가 있는 테플론 소재로 형성되고,
상기 과열수증기발생부는,
상기 단열연결관과 연결되며 내부에 상기 시즈히터와 제2온도계가 배치되는 과열수증기발생챔버와;
상기 과열수증기발생챔버의 일측에 구비되어 상기 시즈히터에서 과열수증기로 전환되지 않고 응축된 응축수가 배출되는 응축수배출관과;
상기 시즈히터의 과열을 방지하는 제2서모스탯을 구비하고,
상기 제어부와 상기 시즈히터 사이에는 솔리드 스테이트 계전기가 구비되어 상기 시즈히터의 전원공급을 단속하며,
상기 배출노즐은 형상변형이 가능하며 단열기능을 갖는 관 형태로 형성되며,
150~250℃의 과열수증기를 발생시켜 대장균 O157:H7(Escherichia coli O157:H7), 살모넬라 타이피무리움(Salmonella Typhimurium), 리스테리아 모노사이토제니스(Listeria monocytogenes) 및 뮤린노로바이러스(murine norovirus) 중 선택되는 어느 하나 이상을 살균하는 것을 특징으로 하는 병원성 미생물 살균을 위한 과열수증기 발생장치.
A saturated water vapor generating unit for heating the water supplied from the water storage tank to form saturated water vapor;
A superheated steam generating unit provided at one side of the saturated steam generating unit and heating the saturated steam using a sieve heater to form superheated steam;
An insulating coupling pipe connecting the saturated water vapor generating unit and the overheated water vapor generating unit to each other to supply saturated water vapor generated in the saturated water vapor generating unit to the overheated water vapor generating unit;
An outer housing housing the saturated water vapor generating unit, the overheated water vapor generating unit, and the heat insulating coupling pipe;
A discharge nozzle connected to the superheated steam generator and extending to the outside of the outer housing to directly supply superheated steam generated in the superheated steam generator to a sterilization target;
An input unit for receiving a desired temperature of the superheated steam;
A thermocouple provided in the connection region of the superheated steam generator and the discharge nozzle to measure a temperature of superheated steam discharged through the discharge nozzle;
And a control unit for controlling driving of the sheath heater by comparing a current temperature detected by the thermocouple with a desired temperature inputted from the input unit,
A moving wheel is provided at a lower portion of the outer housing,
The saturated water vapor generating unit may include:
A water storage tank in which water is stored;
A saturated water vapor generating chamber having a first heater and a first thermometer, one end connected to the water supply pipe of the water storage tank and the other end connected to the insulating connection pipe, the water supplied from the water storage tank being formed of saturated water vapor, ;
And a first thermostat for preventing overheating of the first heater,
Wherein the heat insulating coupling pipe is formed of a Teflon material having a heat insulating effect,
The superheated steam generating unit may include:
A superheated water vapor generating chamber connected to the heat insulating connection pipe and having the sieve heater and the second thermometer disposed therein;
A condensate discharge pipe provided at one side of the superheated steam generating chamber and discharging the condensed condensed water without converting the superheated steam into heat in the sieve heater;
And a second thermostat for preventing overheating of the sheath heater,
A solid state relay is provided between the control unit and the sheath heater to intermittently supply power to the sheath heater,
The discharge nozzle is formed in a tube shape which is deformable in shape and has a heat insulating function,
Selected from: (H7 Escherichia coli O157), Salmonella tie blood bunch Titanium (Salmonella Typhimurium), L. monocytogenes Zenith (Listeria monocytogenes), and murine norovirus (murine norovirus): to generate superheated steam of 150 ~ 250 ℃ E. coli O157 H7 Wherein the microorganism is sterilized by the microorganism.
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