KR102137108B1 - 전기분해 장치를 포함하는 식기세척기 - Google Patents

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KR102137108B1 KR1020190026853A KR20190026853A KR102137108B1 KR 102137108 B1 KR102137108 B1 KR 102137108B1 KR 1020190026853 A KR1020190026853 A KR 1020190026853A KR 20190026853 A KR20190026853 A KR 20190026853A KR 102137108 B1 KR102137108 B1 KR 102137108B1
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Abstract

본 발명은 식기세척기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 식기세척기는, Na 이온 또는 K 이온 전구체로부터 형성된 NaOH 또는 KOH를 세척 공간으로 공급하는 전기분해 장치를 포함한다.

Description

전기분해 장치를 포함하는 식기세척기{DISH WASHER COMPRISING ELECTROLYSIS DEVICE}
본 발명은 식당, 관공서 또는 업소에서 사용되는 식기세척기, 특히 전기분해 장치를 포함하는 식기세척기에 관한 것이다.
식기 세척기용 세제는 액체형, 분말형, 정제형 등으로 분류할 수 있는데, 분말형의 경우 사용시 가루 날림, 장기간 제품 사용시 수분의 혼입으로 인한 뭉침 현상의 발생 및 세제 잔류성 등의 단점이 나타났고, 정제형의 경우 균일한 조성을 얻을 수는 있으나 보관 시 층 분리나 굳음 현상으로 인한 세정능 및 안정성 지하, 제조상의 단가가 높다는 점 등의 단점이 나타났다. 이에 반해, 액상형은 이러한 분말형과 정제형의 많은 단점을 해결하였고, 사용상의 편리성, 외관상 미려함 등의 특성으로 인해 선택적으로 사용되고 있다. 아울러, 액상형 중에서도, 흘러내림이 방지되어야 세제를 기기에 투입시 투입구 이외의 곳으로 흐르지 않고 양을 적절히 조절할 수 있기 때문에 젤 타입의 액상형 세제에 관한 선호도가 높아, 젤 타입의 액상형 세제를 중심으로 제품이 개발되고 있다.
한편, 가정용 외의 식당과 같은 상업용, 공장에서와 같은 산업용 세척기의 경우 계면활성제, 가용화제 등 세척력을 증대시킬 수 있는 다양한 성분들이 첨가되나 이러한 첨가제들은 대부분 환경오염을 유발하거나 인체에 유해한 문제가 있다.
이에, 우수한 세척력을 가지는 식기 세척기용 세제를 활용한 식기세척기에 관한 지속적인 연구가 진행되고 있는 실정이다.
(특허문헌 1) KR20110007651 A
(특허문헌 2) JP2003038409 A
(특허문헌 3) JP4159484 B
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 화학적 첨가제를 사용하지 않고 소금 용액을 이용하여 식기를 세척하고, 주방 환경을 소독함으로써, 추가적인 오염 물질을 배출하지 않는 친환경적인 식기세척기를 제공하는데 있다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, Na 이온 또는 K 이온 전구체로부터 형성된 NaOH 또는 KOH를 세척 공간으로 공급하는 전기분해 장치를 포함하는 식기 세척기를 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 전기분해 장치는, Na 이온 또는 K 이온 전구체 공급부; 전기분해부; 및 NaOH 또는 KOH 배출부;를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 전기분해 장치는, Cl 이온 전구체 공급부; 및 Cl 수용액 배출부;를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 NaOH 또는 KOH 배출부와 상기 Cl 수용액 배출부는 동일한 것이고, 사용자의 선택에 의하여 NaOH 또는 KOH, 또는 Cl 수용액이 선택적으로 배출되는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 Cl 수용액 배출부는, 상기 식기 세척기 외부로 배출되는 라인, Cl 수용액 저장부 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 Cl 수용액 배출부가 연결된 상기 식기 세척기 외부로 배출되는 라인은 분무 기능을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 세척 공간으로 도입되는 NaOH 또는 KOH의 농도는 50 ppm 내지 1000 ppm인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 세척 공간으로 도입되는 NaOH 또는 KOH의 농도는 상기 전기분해능을 조절하여 제어 가능한 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 전기분해 장치는 상기 식기 세척기에 내장되어 있는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 복합효소 공급부, 산소-리치 공기 공급부, 및 호기성 미생물 공급부를 포함하는 오염 물질 처리부;를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 오염 물질 처리부는, 처리 대상 물질 반응조를 더 포함하고, 상기 처리 대상 물질 반응조는, 상기 복합효소 공급부, 상기 산소-리치 공기 공급부 및 상기 호기성 미생물 공급부가 연결된 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 산소-리치 공기 공급부는 흡착시스템을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식기세척기는, 별도의 화학적 첨가제를 사용하지 않고, 예를 들어, 소금 용액을 이용하여 식기를 세척하고, 주방 환경을 살균 처리하도록 함으로써, 세정효과를 극대화할 수 있다. 또한, 추가적인 오염 물질을 배출하지 않아 친환경적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식기세척기의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 식기세척기의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식기세척기의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식기세척기의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 물질 처리부의 개념도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 식기세척기에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, Na 이온 또는 K 이온 전구체로부터 형성된 NaOH 또는 KOH를 세척 공간으로 공급하는 전기분해 장치를 포함하는 식기 세척기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 별도의 화학적 첨가제를 사용하지 않고 소금 용액을 이용하여 식기를 세척하고, 주방 환경을 살균 처리하도록 함으로써, 추가적인 오염 물질을 배출하지 않아 친환경적인 식기세척기를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식기세척기의 개념도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 식기세척기는 전기분해 장치(100) 및 세척 공간(200)을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 전기분해 장치(100)는, Na 이온 또는 K 이온 전구체 공급부(110); 전기분해부(120); 및 NaOH 또는 KOH 배출부(130);를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 Na 이온 또는 K 이온 전구체 공급부(110)는, Na 이온 또는 K 이온 전구체를 공급하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 Na 이온 전구체는, 소금 용액(NaCl), 희석된 소금 용액 및 NaHCO3로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 K 이온 전구체는, KCl, KNO3 및 K2CO3로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 식기세척기의 개념도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 식기세척기의 전기분해 장치(100)는, Cl 이온 전구체 공급부(140); 및 Cl 수용액 배출부(150);를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 전기분해 장치(100)는, 상기 Na 이온 또는 K 이온 전구체 공급부(110)에서, 예를 들어, 소금 용액(NaCl)을 사용하는 경우 상기 Cl 이온 전구체 공급부(140)는 별도로 포함하지 않도록 구성할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 전기분해부(120)는, 상기 소금 용액을 전기 분해하여 세척력이 우수한 강산성 전해수 및 살균 성분이 있는 차아염소산나트륨(NaOCl)이 함유된 살균수를 생성하도록 구성될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 전기분해부(120)는, 식기 및 주방환경을 살균 처리할 수 있도록 전해수를 생성 공급하는 장치로서, 별도의 화학적 살균제 등을 사용하지 않고 소금 용액을 사용하는 방식으로 구성되어 친환경적인 살균 처리 과정을 거치도록 구성된다.
일 실시형태에 따르면, Na 이온 전구체를 사용하는 것을 예시로 한다. 상기 전기분해부(120)는, 식기세척기가 작동되기 시작하면 아래의 [화학식 1]과 같은 화학반응에 따라 양극에서는 Cl 수용액을 포함하는 강산성 전해수(강산성차아염소산수)가 생성되고, 음극에서는 수산화나트륨(NaOH)을 포함하는 강알카리성 전해수가 생성된다.
[화학식 1]
<양극 반응>
NaCl → Na++ Cl-
2Cl-→ Cl2 + 2e
Cl2 + H2O → HOCl + HCl
<음극 반응>
2Na++ 2e → 2Na
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
구체적으로, Na 이온 전구체 공급부(110)로부터 소금(NaCl) 용액이 유입되고, 전기분해부(120) 내부에는 복수의 양극판(미도시)과 음극판(미도시)이 장착되어 소금 용액에 대한 전기 분해를 통해 강산성 전해수 및 강알칼리 전해수를 생성한 후 전기분해부(120)의 유출구를 통해 세척 공간(200)의 라인에 수산화나트륨(NaOH)을 공급하도록 구성되는 것일 수 있다. 양극에서는 상기 [화학식 1]에 서와 같이 염소가 발생하고 음극에서는 나트륨 이온이 물과 결합하여 수산화나트륨(NaOH)이 발생하며, 염소와 수산화나트륨이 결합하여 OCl- 이온 형태의 살균수가 생성될 수 있다. 이 때, 양극판과 음극판은 전기분해부(120) 내부에서 소금 용액이 오래 머무르면서 충분히 전기 분해될 수 있도록 서로 엇갈리게 배치되는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 강알카리성 전해수는 pH 11 내지 13의 강알카리성, -850 mV의 산화환원 전위, 일반 물의 1/2에 해당하는 물분자 집단의 크기(Cluster Size) 등의 물리화학적 특성을 가지며, 생성되는 화학종으로는 수산화나트륨(NaOH), 하이드록실이온(H3O2 -), 수소(H2) 및 유화수소(활성수소)가 포함되는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 강알칼리 전해수는 일반적인 물과는 다른 물성과 기능에 의하여 감화(비누화) 작용, 유화, 분리 작용, 탈리작용 및 용존수소작용으로 강한 세정력을 갖게 된다. 상기 감화(비누화) 작용은, 식기류 표면에 부착되어 있는 유지분을 분해하여 지방산을 감화(Saponification)하는 것일 수 있다. 상기 유화, 분리작용은, 기름 오염물질을 유화 분리시켜 쉽게 떨어져 나가게 하는 것일 수 있다. 상기 탈리작용은, 강알칼리 전해수 중에는 식기류에 부착된 오염물질과 동일한 음이온(부전하)을 가지고 있으며, 똑같이 음이온을 가진 식기류 간에 반발력이 발생하여 오염물질이 탈리하게 할 수 있다. 이 반발력은 탈리 후의 재부착 및 재오염 방지에도 작용하는 것일 수 있다. 상기 용존수소작용은, 강알카리성 전해수 중에는 풍부한 용존수소가 존재하는데, 이 용존수소의 물리적, 화학적 작용이 높은 세정력에 기여하게 되는 것일 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식기세척기의 개념도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식기세척기의 전기분해 장치(100)에서, 상기 NaOH 또는 KOH 배출부와 상기 Cl 수용액 배출부는 동일한 것으로서, NaOH 또는 KOH/Cl 수용액 배출부(160)를 포함하고, 사용자의 선택에 의하여 NaOH 또는 KOH, 또는 Cl 수용액이 선택적으로 배출되는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 Cl 수용액 배출부는, 상기 식기 세척기 외부로 배출되는 라인, Cl 수용액 저장부 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식기세척기의 개념도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식기세척기의 Cl 수용액 배출부(150)는, 상기 식기 세척기 외부로 배출되는 라인(170) 및 Cl 수용액 저장부(180)을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 Cl 수용액 배출부(150)가 연결된 상기 식기 세척기 외부로 배출되는 라인(170)은 분무 기능을 포함하는 것일 수 있다. 상기 분무 기능에 의해 Cl 수용액을 분사시켜 주방의 내부를 세정 및 소독하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 세척 공간(200)으로 도입되는 NaOH 또는 KOH의 농도는 50 ppm 내지 1000 ppm인 것일 수 있다. 상기 NaOH 또는 KOH 농도가 50 ppm 미만인 경우 식기류의 세척이 깨끗하게 되지 않을 수 있고, 1000 ppm 초과인 경우 강한 알칼리 성분에 의해 위험할 수 있으며, 추가 세정을 수차례 진행해야 하므로 물 사용량이 증가할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 세척 공간으로 도입되는 NaOH 또는 KOH의 농도는 상기 전기분해능을 조절하여 제어 가능한 것일 수 있다. 상기 NaOH 또는 KOH 농도는 전기분해장치에 인가되는 전력 및 전기분해 시간 등에 따라 전기분해능을 조절하여 제어가능 하다.
일 실시형태에 따르면, 상기 전기분해 장치는 상기 식기 세척기에 내장되어 있는 것일 수 있다. 상기 전기분해 장치가 식기 세척기에 내장됨에 따라 전기분해 장치를 별도로 설치해야 하는 장소가 마련되지 않아도 식기 세척기를 사용할 수 있어 효율적이다.
일 실시형태에 따르면, 복합효소 공급부, 산소-리치 공기 공급부, 및 호기성 미생물 공급부를 포함하는 오염 물질 처리부;를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 오염 물질 처리부는, 음식물 쓰레기와 같은 처리 대상 물질의 분해를 촉진하기 위하여 오염된 오염물질 분해능력을 가진 미생물을 포함하는 미생물 제제와, 상기 미생물 제제 중의 호기성 미생물의 활동성을 촉진하기 위한 산소-리치 공기 및 복합효소를 이용하여 생물학적으로 정화하는 것일 수 있다. 또한, 산소-리치 공기, 호기성 미생물 및 복합효소의 투입 시간 및 투입량이 자동으로 조절되도록 하여 처리 대상 물질을 효율적으로 처리함으로써, 처리 대상 물질의 처리 효율을 극대화시킬 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 오염 물질 처리부는, 처리 대상 물질 반응조를 더 포함하고, 상기 처리 대상 물질 반응조는, 상기 복합효소 공급부, 상기 산소-리치 공기 공급부 및 상기 호기성 미생물 공급부가 연결된 것일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 물질 처리부의 개념도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 물질 처리부(300)는 복합효소 공급부(310), 산소-리치 공기 공급부(320), 호기성 미생물 공급부(330) 및 처리 대상 물질 반응조(340)를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 복합효소 공급부(310) 및 상기 산소-리치 공기 공급부(320)는 하나의 라인으로 상기 처리 대상 물질 반응조(340)에 연결된 것일 수 있다. 상기 복합효소 공급부(310) 및 상기 산소-리치 공기 공급부(320)가 하나의 라인으로 연결되어 복합효소 및 산소-리치 공기가 처리 대상 물질 반응조(340)에 함께 공급되어 처리 대상 물질 반응조에 미생물이 정착 및 활동하기 좋은 환경을 제공할 수 있다. 또한, 겨울철에 복합효소 공급부(310)의 액상인 복합효소에 의해 동파가 우려되는데 상기 복합효소 공급부(310) 및 상기 산소-리치 공기 공급부(320)가 하나의 라인으로 연결되는 경우 산소-리치 공기 공급부(320)의 산소-리치 공기로 배관 내를 수시로 밀어내어 동파 위험을 방지할 수 있다. 또한, 각 공급라인을 하나의 라인으로 연결할 경우, 공사 시공을 줄여 원가를 절감할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 복합효소 공급부(310), 상기 산소-리치 공기 공급부(320) 및 상기 호기성 미생물 공급부(330)는 하나의 라인으로 상기 처리 대상 물질 반응조(340)에 연결된 것일 수 있다. 이 경우에 각 공급라인을 하나의 라인으로 연결함으로써 공사 시공을 줄여 원가를 절감할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 복합효소가 복합적으로 포함된 미생물에 의해 처리 대상 물질, 예를 들어, 음식물 쓰레기 중 탄수화물, 전분, 단백질, 지방 및 섬유소 분해능이 우수하다.
일 실시형태에 따르면, 상기 복합효소는 탄수화물을 분해하는 글루코시다아제(Glucosidase)류, 전분을 분해하는 아밀라아제(Amylase)류, 단백질을 분해하는 프로테아제(Protease)류, 지방을 분해하는 리파아제(Lipase), 섬유소를 분해하는 셀룰라아제(Cellulase)를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 복합효소 공급부(310)는, 복합효소를 공급하는 것일 수 있다. 상기 복합 효소는, 탄수화물 분해효소, 전분 분해효소, 단백질 분해효소, 지방 분해효소, 섬유소 분해효소를 포함하는 것일 수 있다. 상기 복합 효소에 의해 음식물 쓰레기를 오염 물질 처리부에서 상호 보완적이면서 환경친화적으로 신속하게 분해 소멸처리함으로써, 미생물 적용의 한계를 극복할 수 있다. 호기성 미생물 및 복합 효소 각 구성 성분이 유기적 상호 보완적으로 결합된 복합 상승 효과로 처리가 번거롭지 않고, 냄새도 없으며, 잔재물이 거의 없이 감량됨과 동시에 유해물질 발생도 저감시킴으로써 환경친화적이고 경제적으로서 환경 오염을 근원적으로 해결할 수 있으며 또한 처리가 매우 간편하고, 위생적이며, 고온을 필요로 하지 않아 전기소모가 적기 때문에 경제적인 효과가 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 처리 대상 물질 반응조(340) 앞에 산소-리치 공기 저장탱크(미도시)를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 산소-리치 공기 공급부(320)는, 산소-리치 공기를 압축시켜 일정한 압력으로 배출되도록 할 수 있다. 산소-리치 공기는, 공기 중 산소의 함량이 높은 것을 일컫는 것이다.
일 실시형태에 따르면, 상기 산소-리치 공기 공급부(320)는, 흡착시스템(미도시)을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 흡착시스템은, 외기가 흡입되고 상소-리치 공기가 배출되는 제올라이트(Zeolite) 베드(미도시)를 포함하는 것일 수 있다. 제올라이트는 질소에 대해서는 강한 흡착 성능을 나타내고, 산소에 대해서는 약한 흡착 성능을 나타낸다. 이에 따라 제올라이트에 공기를 공급하면, 질소는 흡착되고 산소는 투과 배출되어 질소가 배제된 산소, 즉, 산소-리치 공기를 생산할 수 있다. 제올라이트 베드는 산소의 순도를 높이기 위하여 2개 이상의 제올라이트 베드로 구성될 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, 제올라이트는 흡착시스템에 포함될 수도 있지만, 처리 대상 물질 반응조에 포함되는 것일 수도 있다. 이 때의 처리 대상 물질은 생활하수, 산업폐수 및 축산폐수와 같은 액체인 것일 수 있다. 제올라이트는 박테리아와 다른 미생물들이 제올라이트 입자 표면에 부착하여 손쉽게 생물막을 형성하므로 처리 대상 물질에 대한 생물학적 분해가 생물막 내에서 빠르고 효율적으로 일어난다. 즉, 제올라이트는 다공성 물질로서 각 세공에 미생물들이 부착하기 쉬우므로 각 세공에 부착된 미생물들이 미생물막을 형성함으로써 처리 대상 물질의 생물학적 분해가 가능하다. 제올라이트는 처리 대상 물질에 있는 미생물 성장과 증식을 저해하는 독성을 가진 양전하를 띤 여러 가지의 중금속 (특히, 양이온 중금속)을 이온 교환 작용에 의해 제거하여 미생물의 활성을 증가시키는 역할을 한다. 또한, 미생물의 성장과 증식을 저해하는 일부 수용성 유기물들을 포함한 처리 대상 물질은 물리적 또는 화학적으로 제올라이트에 의하여 흡착 제거됨으로써 미생물의 활성은 증가되고 처리 대상 물질의 오염은 개선된다. 제올라이트의 입자의 표면은 거칠고 세공은 박테리아나 다른 미생물이 성장하고 증식하기에 가장 알맞은 크기이며 물리적, 화학적 및 생물학적으로 매우 안정적이고 오염 물질 처리부의 운전 조건하에서는 부스러지지 않는 특성을 가지고 있으므로 오·폐수와 같은 처리 대상 물질의 생물학적 처리에 이용될 수 있다
본 발명에서는 상기 산소-리치 공기를 생산하기 위해 흡착시스템의 다공성 물질로서, 제올라이트를 언급하고 있으나, 제올라이트에만 제한되는 것은 아니고, 버미큘라이트(Vermiculite), 천매암(Phyllite), 일라이트(Illite), 고령토(Kaolin), 클로라이트(Chlorite), 진주암(Perlite), 벤토나이트(Bentonite), 카올리나이트(Kaolinite), 스멕타이트(Smectite) 및 몬모릴로나이트(Montmorillonite)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 산소-리치 공기 공급부는, 상기 제올라이트 베드 앞에, 활성탄 베드(미도시)를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 활성탄 베드는 공기 중의 수분에 의한 제올라이트 베드의 성능 저하를 방지하기 위하여, 도입되는 공기 중의 수분을 제거하기 위한 것이다.
일 실시형태에 따르면, 상기 활성탄 베드는 도입되는 공기 중의 기타 오염 물질을 흡착을 통하여 제거한다. 즉, 공기 또는 처리 대상 물질에 함유되어 있는 현탁 물질, 이온성 용해물질, 비이온성 용해물 등은 통상적인 응집 침전법 또는 모래여과법으로 제거하기 곤란한 바, 본 발명에서는 활성탄 베드에서 여과 방식으로 처리 대상 물질의 오염물질을 효과적으로 제거한다. 활성탄은 주로 야자나무의 껍질, 목재, 석탄 등을 원료로 사용하여 고온에서 소성시켜 제조되는 바, 원료에 따라 크게 식물계 및 광물계로 분류되며, 형상에 따라 입상탄 및 분말탄으로 분류되기도 한다. 본 발명에서 사용가능한 활성탄은 특별히 제한됨이 없이 사용될 수 있는 바, 예를 들어, 8 메쉬 내지 30 메쉬의 입도, 800 m2/g 내지 1500 m2/g의 비표면적, 100 nm 내지 1000 nm의 기공 크기 및 0.2 g/cm3 내지 0.5 g/cm3의 밀도를 갖는 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 과립형으로 성형된 입상 활성탄(Granular Activated Carbon)을 충진한 베드 내에 공기 또는 처리 대상 물질의 흐름을 하향식으로 통과시켜 유기물 등을 효과적으로 흡착할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 호기성 미생물 공급부(330)는, 호기성 미생물을 포함하는 미생물 제제를 공급하는 것일 수 있다. 상기 호기성 미생물은 잔류 염분 농도가 20％ 이상에서도 활동 가능한 내염성이 탁월한 미생물 제제로서 다양한 성상을 가지는 음식물 쓰레기의 다양한 종류 악취 발생원인 물질이나 유기화합물에 복합적으로 반응하여 제거하는 용도의 복합 미생물 제제인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 호기성 미생물은 단백질과 지질을 분해하는 미생물, 황화수소(H2S) 또는 황(S)을 산화시켜 악취를 제거하는 산 생성 미생물, 탄수화물 및 ABS, 헥산(hexane), 페놀(phenol), 탄화수소(hydrocarbon) 등의 유기화합물과 난분해성 물질을 분해하는 미생물, 질화 미생물을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 본 발명의 호기성 미생물은 빛의 유무나 산, 알칼리성에도 관계가 없으며, 산소공급 유무나 질소(N), 인(P)의 영양 공급 없이도 잘 작용하고, 급격한 기온 변화에 영향을 받지 않으며, 유기화합물질에서도 잘 작용하고 악취까지 빠른 속도로 분해할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명의 호기성 미생물은 미분해 단백질, 지질을 분해하는 미생물, 탄수화물 및 유기화합물을 분해하는 미생물, 공기 및 물속의 질소를 고정하는 질화 미생물과 난분해성 물질을 분해하는 미생물 등으로 이 미생물들은 그 적용대상에 따라서는 단일 종으로 사용될 수 있으나, 통상 여러 종류의 미생물이 흡착, 배양되고, 그것들 모두를 동시에 혼합 배양한 미생물 배양물질을 사용하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명의 호기성 미생물은 단지 설명할 목적으로 예를 들어 설명한 것이며, 유익한 것으로 알려진 다양한 미생물을 제한 없이 본 발명에 적용할 수 있음은 본 발명의 특징에 비추어 통상의 기술자에게 자명하다. 미생물의 입수는 자연 상태에 존재하는 균을 사용할 수 있고, 상업적으로도 입수 가능한 것을 사용할 수도 있고, 미생물 기탁기관으로부터 분양 받아 사용하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 제어부(미도시);를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 처리 대상 물질 반응조의 처리 대상 물질의 농도에 따라 상기 복합효소 공급부(310), 상기 산소-리치 공기 공급부(320) 및 상기 호기성 미생물 공급부(330)의 공급 유량 각각을 조절하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 제어부는 원격으로 제어되는 것일 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 산소-리치 공기 공급부(320)는, 설정된 시간 간격에 따라 설정된 유량으로 상기 산소-리치 공기를 공급하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 산소-리치 공기, 호기성 미생물 및 복합효소의 공급을 자동으로 투입량 및 시간 간격이 조절이 되도록 하여 처리 대상 물질을 처리함에 있어서, 처리 대상 물질의 처리 효율을 극대화시킬 수 있다. 또한, 하루 중 처리 대상 물질의 배출이 없는 시간에 일정 타이머를 정해 정화시키게 되면 더이상 유분의 침착과 오물의 잔류에 의한 부패 등을 방지할 수가 있게 되므로 심한 악취 발생과 파이프의 막힘 등을 미연에 방지할 수 있게 된다.
일 실시형태에 따르면, 상기 산소-리치 공기 공급부(320)는, 산소 농도 40% 이상 공기를 공급하는 것일 수 있다. 이에 따라, 처리 대상 물질에서의 호기성 미생물의 증식 및 발효가 더 잘 일어날 수 있게 된다.
일 실시형태에 따르면, 상기 흡착시스템은, 배출되는 산소-리치 공기의 산소 농도를 측정하고, 상기 산소 농도가 40% 미만인 경우에는 상기 배출된 공기를 상기 흡착시스템으로 다시 공급하는 것일 수 있다. 산소 농도 40% 이상의 공기를 공급함으로써 활성도가 저하된 미생물을 활성화시켜 처리 대상 물질의 처리효율을 높일 수 있다. 산소 농도가 40% 미만인 경우에는 상기 배출된 공기를 상기 흡착시스템으로 다시 공급하는 것을 통하여 상기 오염 물질 처리부에서 생산되는 산소-리치 공기를 재활용함으로써, 산소-리치 공기의 회수율 및 순도를 향상시킬 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 복합효소 공급부(310)는 효소 배지 성분을 함께 공급하는 것일 수 있다. 이에 따라, 복합효소는 배양 배지에서 배양시켜 복합효소의 발현을 촉진시킬 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 오염 물질 처리부(300)는 히터부(미도시);를 더 포함할 수 있다. 상기 히터부에 의해 처리 대상 물질 반응조는 소정의 온도로 유지된다. 히터부에 의한 가온은 미생물의 증식·활성화 및 효소의 활성화를 위해 필요에 따라 실시된다. 이 경우, 온도범위는, 예를 들어, 15 ℃ 내지 45 ℃인 것일 수 있으며, 40 ℃ 전후가 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오염 물질 처리부(300)는, 환경오염을 일으키지 않고, 신속하게 그리고 높은 효율을 발휘할 수 있는 자연 친화적인 자동 오염 물질 처리 방법으로서, 산소-리치 공기 공급부와 호기성 미생물 공급부에 의해 음식물 쓰레기와 같은 오염 물질의 분해 소멸처리에 상호보완적으로 작용하여 복합 시너지효과가 구현되도록 탄수화물, 전분, 단백질, 지방 및 섬유소 분해능 등 음식물 쓰레기 분해능이 우수한 친환경 복합 미생물과 탄수화물 분해효소, 전분 분해 효소, 단백질 분해효소, 지방 분해효소 및 섬유소 분해효소가 복합적으로 포함된 미생물 활성촉진용 복합효소가 일정 비율로 혼합 조성된 복합효소에 의해 음식물 쓰레기를 오염 물질 처리부에서 상호 보완적이면서 환경친화적으로 신속하게 분해 소멸처리함으로써, 미생물 적용의 한계를 극복할 수 있다. 산소 공급 군, 미생물 군 및 효소 군 등 각 구성 성분이 유기적 상호 보완적으로 결합된 복합 상승 효과로 처리가 번거롭지 않고, 냄새도 없으며, 잔재물이 거의 없이 감량됨과 동시에 유해물질 발생도 저감시킴으로써 환경친화적이고 경제적으로서 환경 오염을 근원적으로 해결할 수 있으며 또한 처리가 매우 간편하고, 위생적이며, 고온을 필요로 하지 않아 전기소모가 적기 때문에 경제적인 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오염 물질 처리부(300)는, 식기세척기의 오염 물질 폐기물 발생장소에서 직접적이고 지속적인 오염 물질 처리가 가능할 뿐만 아니라 처리 효율도 우수한 저비용 고효율의 오염 물질 처리 방법으로서 종래 미생물의 소멸능력, 냄새제거능력 등의 원인으로 그 효율성이 낮은 미생물군 만을 이용한 단순 음식물 쓰레기 공정보다 탄소발생을 감축시키는 월등한 환경 오염 방지효과와 처리비 절감 및 에너지 절약효과를 현저히 구현하게 된다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
100: 전기분해 장치
110: Na 이온 또는 K 이온 전구체 공급부
120: 전기분해부
130: NaOH 또는 KOH 배출부
140: Cl 이온 전구체 공급부
150: Cl 수용액 배출부
160: NaOH 또는 KOH/Cl 수용액 배출부
170: 식기 세척기 외부로 배출되는 라인
180: Cl 수용액 저장부
200: 세척공간
310: 복합효소 공급부
320: 산소-리치 공기 공급부
330: 호기성 미생물 공급부
340: 처리 대상 물질 반응조
350: 산소-리치 공기 저장탱크

Claims (12)

  1. Na 이온 또는 K 이온 전구체로부터 형성된 NaOH 또는 KOH를 세척 공간으로 공급하는 전기분해 장치를 포함하는 식기 세척기로서,
    상기 전기분해 장치는, Na 이온 또는 K 이온 전구체 공급부; 전기분해부; 및 NaOH 또는 KOH 배출부;를 포함하고,
    상기 전기분해 장치는, Cl 이온 전구체 공급부; 및 Cl 수용액 배출부;를 더 포함하고,
    상기 Cl 수용액 배출부는, 상기 식기 세척기 외부로 배출되는 라인, Cl 수용액 저장부 또는 이 둘을 포함하고,
    상기 식기 세척기는, 복합효소 공급부, 산소-리치 공기 공급부, 및 호기성 미생물 공급부를 포함하는 오염 물질 처리부;를 더 포함하고,
    상기 오염 물질 처리부는, 처리 대상 물질 반응조를 더 포함하고,
    상기 처리 대상 물질 반응조는, 상기 복합효소 공급부, 상기 산소-리치 공기 공급부 및 상기 호기성 미생물 공급부가 연결된 것이고,
    상기 산소-리치 공기 공급부는, 흡착시스템을 포함하고,
    상기 흡착시스템은, 외기가 흡입되고 산소-리치 공기가 배출되는 제올라이트 베드를 포함하고,
    상기 산소-리치 공기 공급부는, 상기 제올라이트 베드 앞에, 활성탄 베드를 더 포함하고,
    상기 활성탄은, 8 메쉬 내지 30 메쉬의 입도, 800 ㎡/g 내지 1500 ㎡/g의 비표면적, 100 nm 내지 1000 nm의 기공 크기 및 0.2 g/㎤ 내지 0.5 g/㎤의 밀도를 갖는 것이고,
    상기 산소-리치 공기 공급부는, 산소 농도 40% 이상 공기를 공급하는 것이고,
    상기 흡착시스템은, 배출되는 산소-리치 공기의 산소 농도를 측정하고, 상기 산소 농도가 40% 미만인 경우에는 배출된 공기를 상기 흡착시스템으로 다시 공급하는 것인,
    식기 세척기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 NaOH 또는 KOH 배출부와 상기 Cl 수용액 배출부는 동일한 것이고, 사용자의 선택에 의하여 NaOH 또는 KOH, 또는 Cl 수용액이 선택적으로 배출되는 것인,
    식기 세척기.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 Cl 수용액 배출부가 연결된 상기 식기 세척기 외부로 배출되는 라인은 분무 기능을 포함하는 것인,
    식기 세척기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 세척 공간으로 도입되는 NaOH 또는 KOH의 농도는 50 ppm 내지 1000 ppm인 것인,
    식기 세척기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세척 공간으로 도입되는 NaOH 또는 KOH의 농도는 전기분해능을 조절하여 제어 가능한 것인,
    식기 세척기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전기분해 장치는 상기 식기 세척기에 내장되어 있는 것인,
    식기 세척기.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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JP2003038409A (ja) * 2001-08-02 2003-02-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解水生成装置を備えた食器洗浄機
JP4159484B2 (ja) * 2004-02-02 2008-10-01 シャープ株式会社 食器洗い乾燥機
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