KR101973495B1 - 플라즈마를 이용한 식재료의 신선도 유지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식재료의 신선도를 유지하는 장치에 관한 것으로, 뚜껑 및 용기로 상하 분리 가능하게 이루어지며, 내부에 식재료가 수용 가능한 케이스와; 상기 뚜껑의 내측 상부에 구비되어 발생되는 이온에 의해 상기 케이스의 내부에 수용된 식재료의 살균 및 신선도를 유지시키는 플라즈마발생기와; 상기 플라즈마발생기의 하단에 구비되어 발생되는 이온을 상기 케이스의 내부에 순환시키는 흡입팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 식재료의 신선도 유지 장치를 제공함으로써, 오존으로 가정 또는 야외에서 간편하게 식재료의 선선도를 유지할 수 있고, 내부에 순환되는 오존을 통해 식재료에 고르게 분포될 수 있으며, 필터링을 통해 외부로 오존에 대한 불쾌감을 해소할 수 있는 효과를 기대한다.

Description

플라즈마를 이용한 식재료의 신선도 유지 장치{Freshness maintenance of food using plasma}

본 발명은 식재료의 신선도를 유지하는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 가정 또는 야외에서 간편하게 식재료의 선선도를 유지할 수 있는 플라즈마를 이용한 식재료의 신선도 유지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마(plasma; 물질이 전리(電離)하여 이온과 전자가 같은 밀도로 공간 중에 존재하는 상태로 된 것.)는 반도체 제조기술의 핵심기술로서 국내 산업에 오랫동안 기여해 왔다. 최근에는 플라즈마 기술을 의료산업, 미용산업, 식품산업 기술과 융합하여 적용범위를 넓히고 있다. 플라즈마를 이용한 각종 치료기기가 등장하고 있으며, 특히, 대기압 저온 플라즈마를 발생시켜 플라즈마 발생장치 주변에 많은 활성 라디칼을 생성함으로써 살균작용을 발휘하도록 한 각종 바이오 응용 기술이 나타나고 있다. ROS(Reactive Oxygen Species),RNS(Reactive Nitrogen Species) 등을 이용한 살균은 UV를 추가하여 살균장치를 구성하기도 한다.

병원에서 사용되는 의료 장구 등의 경우, 감염 위험이 있어, 일 회 사용 후 살균소독하여야 할 필요가 있다. 일회용품도 살균 처리 후 폐기 처리해야 하며, 그에 따라 인력을 동원하여 지속적으로 세정/살균 작업과 방역을 실시하고 있다. 그 외에도 농수산물의 부패방지를 요하는 농수산물 보관소, 식당, 식음료 취급소에서 농수산물 또는 식기와 주방기구들을 오존 살균기, 이온 살균기, 자외선 살균기 등의 살균장치를 이용하여 살균하고 있지만 살균 효과가 충분하지 못하다. 그에 따라 의료용 살균은 고열의 증기 장치, EO(Ethylene Oxide) 가스, 과산화수소를 사용하고 있다. 이러한 살균장치는 유독성 성분의 잔류문제가 있어 식품에는 적용할 수 없고 다른 물품에 대해서도 바람직하지 못하다.

또한, 종래 플라즈마 살균 장치들의 경우, 가스 유입부나 유출부에 플라즈마 소스를 두어 플라즈마가 직접적으로 피처리물에 접근하기 어려운 구조를 지니고 있다. 플라즈마는 멸균가스의 이온화나 유독성 가스 처리에 대한 후처리 정도의 보조적인 역할에 그치는 경우라 하겠다.

따라서, 플라즈마 상태에서 오존과 질소화합물 형태의 이온화된 기체가 발생하는 이 이온은 항균, 살균, 탈취 효과를 가지고 있어 최근 식재료의 신선도 유지를 위해 기술 개발로 이미 냉장고에 플라즈마 발생기를 장착하는 것을 알 수 있다.

이에 대하여 특허문헌 1은 유연성이 있는 보자기 형태의 바탕 재에 플라즈마 발생용 전극을 넓은 면으로 설치하여 면(surface) 플라즈마 소스를 만들고, 상기 플라즈마 소스를 밀폐된 공간을 형성하는 소독장치의 벽면 및/또는 천장면에 부착하여 다량의 플라즈마와 이로 인한 활성종을 발생시킬 수 있는 플라즈마 살균 장치를 제공하였다.

그러나, 팬을 이용하여 플라즈마를 내부에서 순환 구조로 이루어지지 않아 플라즈마에 따른 오존이 식재료에 고르게 전달되지 않아 실재료의 일부에 부폐가 발생하는 문제가 있고, 오존의 특이한 냄새는 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있는 문제점이 있다.

KR 10-1824805 B1

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 플라즈마에 따른 오존으로 가정 또는 야외에서 간편하게 식재료의 선선도를 유지할 수 있고, 흡입팬을 통해 내부에 순환시켜 식재료에 오존이 고르게 분포될 수 있으며, 필터링을 통해 외부로 오존에 대한 불쾌감을 해소할 수 있는 플라즈마를 이용한 식재료의 신선도 유지 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 뚜껑 및 용기로 상하 분리 가능하게 이루어지며, 내부에 식재료가 수용 가능한 케이스와; 상기 뚜껑의 내측 상부에 구비되어 발생되는 이온에 의해 상기 케이스의 내부에 수용된 식재료의 살균 및 신선도를 유지시키는 플라즈마발생기와; 상기 플라즈마발생기의 하단에 구비되어 발생되는 이온을 상기 케이스의 내부에 순환시키는 흡입팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 식재료의 신선도 유지 장치를 제공한다.

여기서, 상기 용기의 내측 저면에는 상기 식재료를 용기의 저면으로부터 이격시켜 상기 플라즈마발생기에 의해 발생된 이온을 상기 식재료의 하측에 공급될 수 있도록 다수의 이격돌기가 더 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 뚜껑은 상기 플라즈마발생기에 대응하여 외부공기를 유입시키는 유입공과, 상기 케이스의 내부를 순환한 이온을 배출하는 배출공이 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 유입공과 플라즈마발생기의 사이에는 상기 유입공을 통해 케이스의 내부로 유입되는 외부공기의 이물질을 걸러내는 공기필터가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 배출공의 내측에는 상기 케이스의 내부공기를 배출하는 배출팬이 구비되고, 상기 배출팬과 배출공의 사이에는 내부를 순환하는 이온의 배출을 차단하는 이온필터가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 오존으로 가정 또는 야외에서 간편하게 식재료의 선선도를 유지할 수 있고, 내부에 순환되는 오존을 통해 식재료에 고르게 분포될 수 있으며, 필터링을 통해 외부로 오존에 대한 불쾌감을 해소할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 식재료의 신선도 유지 장치를 나타내는 구성도.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 플라즈마를 이용한 식재료의 신선도 유지 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 뚜껑(110) 및 용기(120)로 상하 분리 가능하게 이루어지며, 내부에 식재료(10)가 수용 가능한 케이스(100)와; 상기 뚜껑(110)의 내측 상부에 구비되어 발생되는 이온에 의해 상기 케이스(100)의 내부에 수용된 식재료(10)의 살균 및 신선도를 유지시키는 플라즈마발생기(200)와; 상기 플라즈마발생기(200)의 하단에 구비되어 발생되는 이온을 상기 케이스(100)의 내부에 순환시키는 흡입팬(300)을 포함한다.

즉, 뚜껑(110) 및 용기(120)를 갖는 케이스(100)의 수용공간에 각종 채소, 육류 등 다양한 식자재를 수용하여 상기 뚜껑(110)에 구비된 플라즈마발생기(200)에 의해 발생되는 플라즈마 현상으로 공기에 대부분을 차지하는 기체인 산소와 질소를 오존과 질소화화물 형태의 이온화된 기체로 바꾸게 된다.

이렇게 생긴 오존은 각종 세균을 살균 및 탈취 기능을 갖는다.

즉, 밀폐된 공간에서 생성되는 오존은 극히 일부일 뿐 외부에서 공기를 지속적으로 공급하여 오존을 생성해야 한다.

따라서, 상기 뚜껑(110)은 상기 플라즈마발생기(200)에 대응하여 외부공기를 유입시키는 유입공(111)과, 상기 케이스(100)의 내부를 순환한 이온을 배출하는 배출공(113)이 각각 형성될 수 있다.

즉, 상기 유입공(111)을 통해 외부 공기의 유입과 상기 배출공(113)을 통해 내부 공기를 배출하여 지속적으로 내부에 공기를 유입시켜 오존을 생성한다.

이때, 상기 유입공(111)과 플라즈마발생기(200)의 사이에는 상기 유입공(111)을 통해 케이스(100)의 내부로 유입되는 외부공기의 이물질을 걸러내는 공기필터(310)가 더 구비될 수 있다.

즉, 상기 공기필터(310)를 통해 상기 케이스(100)의 내부로 유입되는 공기의 이물질을 제거하여 내부로 공기가 유입되면, 상기 플라즈마발생기(200)를 통과하면서 발생된 플라즈마에 의해 이온이 생성되고, 상기 흡입팬(300)을 통해 케이스(100)의 내부에 이온을 전체적으로 분포시킨다.

한편, 상기 용기(120)의 내측 저면에는 상기 식재료(10)를 용기(120)의 저면으로부터 이격시켜 상기 플라즈마발생기(200)에 의해 발생된 이온을 상기 식재료(10)의 하측에 공급될 수 있도록 다수의 이격돌기(121)가 더 돌출 형성될 수 있다.

상기 이격돌기(121)를 통해 상기 식재료(10)를 저면으로부터 이격시켜 공간을 형성시켜 상기 흡입팬(300)을 통해 순환되는 오존이 상기 식재료(10)의 저면까지 투입되어 더욱 신선도를 유지할 수 있다.

그리고, 상기 배출공(113)의 내측에는 상기 케이스(100)의 내부공기를 배출하는 배출팬(400)이 구비되고, 상기 배출팬(400)과 배출공(113)의 사이에는 내부를 순환하는 이온의 배출을 차단하는 이온필터(410)가 더 구비될 수 있다.

즉, 상기 케이스(100)의 내부를 순환하는 오존을 포함한 내부공기가 배출되어야 외부공기를 유입시키게 되는데, 상기 배출공(113)을 통해 배출되는 공기는 오존의 특유한 비린내가 일부 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있는데, 이온필터(410)를 통해 오존을 걸러내고 내부공기를 배출하는 것이 바람직하다.

한편, 필요에 따라 상기 유입공(111) 및 배출공(113)을 선택적으로 차단 및 밀폐할 수 있는 마감캡을 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 식재료(10)의 보관을 위해 상기 프라즈마발생기(200)에 사용되는 플라즈마 전극은 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 제작 공법으로 제작하는 것이 바람직하다.

이는 수 백um의 두께를 가진 유전체에 금속 패턴 전극을 형성한 후(Top electrode), 수 백um의 두께를 가진 유전체를 금속 패턴이 형성된 전극을 감싸는 형태로 적층한 후, 다시 금속전극을 형성한다.

이렇게 금속전극이 형성이 완료되면 금속전극의 상하부를 다시 유전체로 감싸는 형태로 적층되고, 이때 금속전극(top electrode)는 식품보관에 용이한 OH라디컬 및 산소 활성종이 많이 나올 수 있도록 지그제그 형태 또는 다각형, 원형의 구조의 패턴으로 제작될 수 있다.

따라서, 각 금속전극을 적층하고 있는 유전체는 유전율이 20이상인 재질을 사용하며, 총 두께가 0.5mm~10mm인 것을 특징으로 하여 이렇게 형성된 전극은 FE-DBD(Floating Electron-Dielectric Barrier Discharge)방식으로 플라즈마를 형성하여 인체와 접촉해도 전기적 손상을 입지 않는 것이다.

그리고, 한 개의 PCB에서 플라즈마 전원을 내장하고, 플라즈마 제어, 조명, 팬, 블루투스를 각각 제어할 수있도록 통합 제어보드를 제안하는 것이 바람직하다.

즉, 통합제어보드의 형상은 원형태로 저전력 무선기능 MCU보드와 IDE를 이용하여 쉽게 수정할 수 있도록 하였다.

상기 플라즈마를 동작시키기 위한 전원장치에 관한 것으로 플라즈마 전극에 수 kV의 에너지를 공급하기 위해 DC입력 전압을 공급받아 정류소자를 거쳐 PWM소자에서 수십kHz이상의 주파를 가진 AC 출력파형을 IGBT소자로 스위칭할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 오존으로 가정 또는 야외에서 간편하게 식재료의 선선도를 유지할 수 있고, 내부에 순환되는 오존을 통해 식재료에 고르게 분포될 수 있으며, 필터링을 통해 외부로 오존에 대한 불쾌감을 해소할 수 있는 효과가 있다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 식재료
100: 케이스
110: 뚜껑
111: 유입공
113: 배출공
120: 용기
121: 이격돌기
200: 플라즈마발생기
300: 흡입팬
310: 공기필터
400: 배출팬
410: 이온필터

Claims (5)

1. 뚜껑(110) 및 용기(120)로 상하 분리 가능하게 이루어지며, 내부에 식재료(10)가 수용 가능한 케이스(100)와;
   상기 뚜껑(110)의 내측 상부에 구비되어 발생되는 이온에 의해 상기 케이스(100)의 내부에 수용된 식재료(10)의 살균 및 신선도를 유지시키는 플라즈마발생기(200)와;
   상기 뚜껑(110)은 상기 플라즈마발생기(200)에 대응하여 외부공기를 유입시키는 유입공(111)과, 상기 케이스(100)의 내부를 순환한 이온을 배출하는 배출공(113)이 각각 형성되며,
   상기 플라즈마발생기(200)의 하단에는 발생되는 이온 및 외부공기를 상기 케이스(100)의 내부에 흡입 및 순환시키는 흡입팬(300)과, 상기 배출공(113)에는 상기 케이스(100)의 내부공기를 배출하는 배출팬(400)이 구비되고, 상기 배출팬(400)과 배출공(113)의 사이에는 내부를 순환하는 이온의 배출을 차단하는 이온필터(410)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 식재료의 신선도 유지 장치.
   
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4. 청구항 1에 있어서,
   상기 유입공(111)과 플라즈마발생기(200)의 사이에는,
   상기 유입공(111)을 통해 케이스(100)의 내부로 유입되는 외부공기의 이물질을 걸러내는 공기필터(310)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 식재료의 신선도 유지 장치.
   
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