KR102165506B1 - 플라즈마 기술 기반 스마트 저장 시스템과 저장 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식품이 저장된 저장고에 오존 발생기로부터 오존을 발생시켜 상기 식품을 살균하는 오존 처리 단계; 상기 오존처리 단계 이후에 상기 저장고 내의 오존을 배기하는 오존 배기 단계; 및 상기 오존 배기 단계 이후에, NO 발생기로부터 NO를 발생시켜 상기 식품의 호흡을 억제하는 NO 처리 단계를 추가로 포함하는 식품 저장 방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

플라즈마 기술 기반 스마트 저장 시스템과 저장 방법{Plasma technology-based smart storage systems and storage methods}
본 발명의 하나의 식품 저장고에서 오존에 의한 살균과 NO에 의한 호흡억제를 구현하면서, 오존과 NO의 효율의 감소가 없고, 배오존 및 배NO를 효율적으로 처리할 수 있는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
농업은 생산 중심에서 저장 중심으로 이의 패러다임이 전환되는 시점에 있고, 저장 기간과 효율을 높이고자 많은 연구가 이뤄지고 있다.
식품 저장 기술은 특히 유해한 화학약품에 의존하는 방법에서, 저온 저장 방법 및 CA(Controlled Atmosphere)의 방법으로 발전되었고, 최근에는 친환경적이고 살균, 호흡억제 등을 구현할 수 있는 플라즈마에 기초한 살균 방법이 시도되고 있다.
플라즈마에 기초한 살균 방법은 오존과 같은 가스를 발생시켜, 식품을 직접 살균하거나 저장고 내의 대기를 살균하는 방법이 있다. 또한, NO와 같은 활성종을 발생시켜, 저장고 내의 식품의 호흡을 억제하여 노화를 억제하려는 시도가 있다.
현재 한 저장고에서 플라즈마에 의한 오존 살균과 NO 호흡 억제를 동시에 가능하도록 구현하는 방법은 없고 이에 대한 해결이 필요하다.
본 발명은, 오존에 의한 살균과 NO에 의한 호흡 억제를 한 저장고에서 동시에 수행함에 있어, 오존과 NO는 한 저장고 내에 존재시 불필요한 부산물, 예컨대 NOx가 유발될 수 있고, 그리고 오존과 NO의 화학반응에 의해 이의 농도가 감소하는 문제점을 해결함을 목표로 한다.
또한 오존 살균 후의 배오존 및 NO 호흡 억제 이후의 배NO를 효율적으로 처리하고 이를 다시 저장 시스템 및 방법에 활용할 수 있는 새로운 방법 및 시스템을 제공함을 목표로 한다.
본 발명은, 식품이 저장된 저장고에 오존 발생기로부터 오존을 발생시켜 상기 식품을 살균하는 오존 처리 단계; 상기 오존처리 단계 이후에 상기 저장고 내의 오존을 배기하는 오존 배기 단계; 및 상기 오존 배기 단계 이후에, NO 발생기로부터 NO를 발생시켜 상기 식품의 호흡을 억제하는 NO 처리 단계를 추가로 포함하는, 식품 저장 방법을 제공한다.
상기 NO 처리 단계 이후에 상기 저장고 내의 NO를 배기하는 NO 배기 단계를 추가로 포함한다.
상기 NO 배기 단계 이후에 오존 처리 단계를 추가로 포함하여, 반복적으로 저장 방법을 수행할 수 있다.
상기 오존 배기 단계로부터의 배기된 오존을 NO 발생기로부터 발생한 NO와 반응시키는 배오존 처리 단계를 추가로 포함한다. 상기 배오존 처리 단계에서의 NO 발생기는 상기 NO 처리 단계에서의 NO 발생기일 수 있다. 상기 배오존 처리 단계에서의 반응 생성물을 물에 용해시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 용해 단계로 HNO3가 발생시켜 비료로 활용할 수 있다.
또한, 상기 오존 배기 단계로부터의 배기된 오존을 물에 용해시켜 오존수를 생성시키면서 배오존을 처리하는 배오존 처리 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 오존수를 이용하여 상기 저장고 내를 가습함을 포함할 수 있다. 상기 오존 배기 단계로부터의 배기된 오존을 상기 저장고 가습용 물통의 물에 용해시키는 배오존 처리 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 NO 배기 단계로부터의 배기된 NO를 물에 용해시켜 질산수를 생성시키면서 배NO를 처리하는 배NO 처리 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 질산수는 HNO2를 포함함을 특징으로 한다. 상기 질산수를 이용하여 상기 저장고 내를 가습함을 포함하고, 상기 NO 배기 단계로부터의 배기된 NO를 상기 저장고 가습용 물통의 물에 용해시키는 배오존 처리 단계를 추가로 포함할 수 있다.
다른 측면으로서, 본 발명은, 식품이 저장된 저장고; 오존을 발생시키는 오존 발생기; 상기 저장고 내의 가스를 배기하는 배기 수단; 및 NO를 발생시키는 NO 발생기를 포함하는, 식품 저장 시스템을 제공하며, 상기 식품 저장 시스템은 상기 저장고에 상기 오존 발생기로부터 오존을 발생시켜 상기 식품을 살균하는 오존 처리하고, 상기 오존처리 이후에 상기 배기 수단에 의해 상기 저장고 내의 오존을 배기하며, 상기 오존 배기 이후에, 상기 NO 발생기로부터 NO를 발생시켜 상기 식품의 호흡을 억제하도록 구성된다.
상기 NO 처리 단계 이후에 상기 배기 수단에 의해 저장고 내의 NO를 배기하도록 구성된다.
상기 NO 배기 이후에 상기 오존 발생기로부터 오존을 발생시켜 상기 식품을 살균하는 오존 처리하도록 구성된다.
상기 NO 발생기는 발생한 NO의 일부와 상기 배기된 오존을 반응시키는 배오존 반응부를 포함한다.
상기 식품 저장 시스템은, 상기 배오존 반응부로부터 생성된 생성가스를 수용해시켜 HNO3를 생성하는 HNO3 수용해부를 포함한다.
상기 식품 저장 시스템은, 상기 배기된 오존을 수용해시키는 오존 수용해부를 추가로 포함한다.
상기 오존 수용해부는 상기 저장고의 가습수단일 수 있고, 상기 오존 수용해부로부터의 오존수로 상기 저장고를 가습하도록 구성된다.
상기 배기된 NO를 물에 용해시켜 HNO2를 생성하는 HNO2수용해부를 포함한다.
상기 HNO2수용해부는 상기 저장고의 가습수단일 수 있고, 상기 HNO2수용해부로부터의 오존수로 상기 저장고를 가습하도록 구성된다.
본 시스템은, 에틸렌 처리 장치를 추가로 더 포함하고, 이 에틸렌 처리 장치는, 유입구 및 배출구가 형성되며, 상기 유입구를 통해서 상기 저장고와 연결되고, 내부에 에틸렌 흡착제가 충진되는 플라즈마 방전부; 및 상기 플라즈마 방전부의 내부에 플라즈마를 발생시키는 전극부를 포함하며, 상기 흡착제는 촉매인 산화은(Ag2O)이 담지되어, 상기 플라즈마 방전부 내에서 반복적으로 상기 플라즈마 및 촉매 복합작용으로 상기 농산물 저장시설에서 발생하는 에틸렌을 분해시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 시스템은, 습도측정장치 및 온도측정장치를 포함하며, 상기 오존발생기, 상기 NO발생기, 상기 에틸렌처리장치, 상기 습도측정장치 및 상기 온도측정장치를 모니터하고 제어하도록 구성되는 스마트제어장치를 포함하여 스마트 제어될 수 있고, 상기 스마트제어장치는 휴대용 단말기를 통해 모니터 및 제어 가능할 수 있다.
본 발명은, 오존에 의한 살균과 NO에 의한 호흡 억제를 한 저장고에서 동시에 수행가능하고, 오존과 NO에 의한 불필요한 부산물을 억제하며, 오존과 NO의 화학반응에 의해 이의 농도가 감소하는 문제점을 해결한다.
또한, 본 발명은 오존 살균 후의 배오존 및 NO 호흡 억제 이후의 배NO를 효율적으로 처리하고 이를 다시 저장 시스템 및 방법에 활용할 수 있는 새로운 방법 및 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 오존발생기, 상기 NO발생기, 상기 에틸렌처리장치를 ICT 기반 스마트 제어 가능한 스마트 시스템을 제공한다. 나아가, 본 발명의 플라즈마 기반 스마트 저장 시스템은 습도, 온도
, 상기 습도측정장치 및 상기 온도측정장치를 모니터하고 제어하도록 구성되는 스마트제어장치를 포함하여 스마트 제어될 수 있고, 상기 스마트제어장치는 휴대용 단말기를 통해 모니터 및 제어 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 식품 저장 시스템의 시스템 개략도이다.
도 2는 발명의 식품 저장 방법의 개략적 순서도이다.
도 3은 본 발명의 플라즈마 기술 기반 스마트 저장 시스템을 예시한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 본 발명이 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.
도 1은 본 발명의 식품 저장 시스템(100)의 시스템 개략도이다.
본 발명의 식품 저장 시스템은, 식품이 저장된 저장고(110); 오존을 발생시키는 오존 발생기(120); 상기 저장고 내의 가스를 배기하는 배기 수단(111); 및 NO를 발생시키는 NO 발생기(130)를 포함하며, 상기 식품 저장 시스템(100)은 상기 저장고(110)에 상기 오존 발생기(120)로부터 오존을 발생시켜 상기 식품을 살균하는 오존 처리하고, 상기 오존처리 이후에 상기 배기 수단에 의해 상기 저장고 내의 오존을 배기하며, 상기 오존 배기 이후에, 상기 NO 발생기로부터 NO를 발생시켜 상기 식품의 호흡을 억제하도록 구성되고, 상기 NO 처리 단계 이후에 상기 배기 수단(111)에 의해 저장고 내의 NO를 배기하도록 구성되고, 상기 NO 배기 이후에 상기 오존 발생기로부터 오존을 발생시켜 상기 식품을 살균하는 오존 처리하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 저장 시스템은 순차적으로 오존 처리, 배오존 배기, NO 처리 및 NO 배기로 처리되며 이를 계속 반복적으로 수행할 수 있으며, 한 저장고 내에서 오존과 NO 처리가 동시에 이뤄짐에 따른 효율을 감소를 막을 수 있다.
본 발명의 식품 저장고는, 바람직하게는 저온 저장고일 수 있다.
본 발명의 오존 발생기는 오존을 발생시킬 수 있는 장치면 가능하고, 특별히 특정 장치로 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 공기 플라즈마에 기초한 오존 발생기일 수 있다.
본 발명의 NO 발생기는 NO를 발생시킬 수 있는 장치이면 가능하고, 특별히 특정 장치로 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 공기 플라즈마에 기초한 NO 발생기일 수 있다.
본 발명의 배기 수단은 저장고 내에 기체를 밖으로 배기시킬 수 있는 수단으로서 예를 들어, 공기펌프일 수 있다. 본 발명의 배기수단으로부터 배기 되는 배기가스는 배오존 반응부(140)로 유입되어, 상기 NO 발생기(130)으로부터 발생한 NO의 일부와 상기 배기된 오존은 반응된다. 상기 배오존 반응부(140)에서 반응 아래의 화학 반응식에 의해 N2O5를 생성한다.
NO + O3 → NO2 + O2
NO2 + O3 → NO3 + O2
NO2 + NO3 → N2O5
상기 배오존 반응부에서의 반응 생성 가스는 HNO3 수용해부(150)로 공급된다. 상기 HNO3 수용해부(150)에는 물이 담겨져 있으며, 상기 반응 생성 가스, 예컨대 N2O5는 상기 물과 반응하여, 아래의 반응식에 따라 HNO3 수용액을 생성한다. 상기 HNO3 수용액은 비료로 활용될 수 있다.
N2O5(g) + H2O → 2HNO3 (aq)
본 발명의 식품 저장 시스템은, 상기 배기된 오존을 처리한 오존 수용해부(160)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 오존 수용해부(160)에는 물이 담겨져 있으며, 상기 배기된 배오존은 상기 오존 수용해부(160)로 유입되어 오존수를 만들 수 있다. 상기 오존수는 식품 저장고(110)의 가습을 위한 가습수로 활용될 수 있다. 상기 오존 수용해부(160)로부터 용해되지 않은 오존은 상기 배오존반응부(140)로 공급되어 앞서 설명한 배오존반응부 내에서 배오존 처리될 수 있다.
본 발명의 식품 저장 시스템은, 상기 배기된 NO을 처리하기 위한, HNO2 수용해부(170)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 HNO2 수용해부(170)에는 물이 담겨져 있으며, 상기 배기된 배NO는 상기 HNO2 수용해부(160)로 유입되어 아래 반응식에 따라 HNO2 수용액을 만들 수 있다. 상기 HNO2수용해부는 상기 저장고의 가습수로 활용될 수 있다.
NO (g) + H2O → HNO2 (aq)
도 2는 본 발명의 식품 저장 방법의 순서도이다.
식품이 저장된 저장고에 오존 발생기로부터 오존을 발생시켜 상기 식품을 살균하는 오존 처리 단계(210); 상기 오존처리 단계 이후에 상기 저장고 내의 오존을 배기하는 오존 배기 단계(220); 상기 오존 배기 단계 이후에, NO 발생기로부터 NO를 발생시켜 상기 식품의 호흡을 억제하는 NO 처리 단계(230); 및 상기 NO 처리 단계 이후에 상기 저장고 내의 NO를 배기하는 NO 배기 단계(240)를 추가로 포함한다.
본 발명의 저장 방법은 한 저장고 내에서 오존 살균 및 NO에 의한 호흡억제를 구현할 수 있어 식품의 저장 기간을 크게 늘릴 수 있다. 특히 한 공간 내에서 오존과 NO의 존재시, 오존 및 NO의 농도가 줄 수 있고, 불필요한 부산물, 예컨대 NOx를 생성할 수 있다는 문제점을 극복하기 위해, 오존 살균 후, 오존 배기 이후, NO 호흡 억제 그리고 NO 배기의 단계를 순차적으로 수행하는 방법을 제공한다.
특히, 본 발명의 저장 방법은, 상기 오존 배기 단계로부터의 배기된 오존을 처리하는 배오존 처리 단계(221)를 포함한다. 상기 배오존 처리 단계는, NO 호흡 억제 단계에서 사용될 NO 발생기로부터 발생한 NO의 일부와 반응시키고, 이 반응물을 물에 용해시켜 HNO3 수용액을 제조하는 것을 포함한다.
또는, 상기 오존 배기 단계로부터의 배기된 오존을 물에 용해시켜 오존수를 생성시키면서 배오존을 처리하는 배오존 처리 단계를 추가로 포함한다. 상기 오존수는 상기 저장고 내를 가습할 때 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 오존 배기 단계로부터의 배기된 오존을 상기 저장고 가습용 물통의 물에 용해시킬 수 있다. 저장고 내의 가습을 필요할 수 있고, 가습용 물은 오염이 쉽게 될 수 있는데, 배오존을 용해시켜 오염을 방지할 수 있으며, 오존수를 이용하여 저장고를 가습하여 물로만 가습하는 경우에 비해 살균의 효과를 높일 수 있다.
특히, 본 발명의 저장 방법은, 상기 NO 배기 단계로부터의 배기된 NO를 처리하는 배NO 처리 단계(241)를 포함한다. 상기 배NO 처리 단계는, 상기 NO 배기 단계로부터의 배기된 NO을 물에 용해시켜 HNO2를 생성시키면서 배NO을 처리하는 배NO 처리 단계를 추가로 포함한다. 상기 HNO2수용액은 상기 저장고 내를 가습할 때 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 NO 배기 단계로부터의 배기된 NO를 상기 저장고 가습용 물통의 물에 용해시킬 수 있다. 저장고 내의 가습을 필요할 수 있고, 가습용 물은 오염이 쉽게 될 수 있는데, 배NO를 용해시켜 오염을 방지할 수 있으며, HNO2수용액을 이용하여 저장고를 가습하여 물로만 가습하는 경우에 비해 살균의 효과를 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 플라즈마 기술 기반 스마트 저장 시스템을 예시한다. 본 발명의 스마트 저장 시스템은, 습도측정장치 및 온도측정장치(도면에 기재하지 않음)를 포함하며, 상기 오존발생기, 상기 NO발생기, 상기 에틸렌처리장치, 상기 습도측정장치 및 상기 온도측정장치를 모니터하고 제어하도록 구성되는 스마트제어장치를 포함하여 스마트 제어될 수 있고, 상기 스마트제어장치는 휴대용 단말기를 통해 모니터 및 제어 가능할 수 있다.

Claims (27)

  1. 식품이 저장된 저장고에 오존 발생기로부터 오존을 발생시켜 상기 식품을 살균하는 오존 처리 단계;
    상기 오존처리 단계 이후에 상기 저장고 내의 오존을 배기하는 오존 배기 단계;
    상기 오존 배기 단계 이후에, NO 발생기로부터 NO를 발생시켜 상기 식품의 호흡을 억제하는 NO 처리 단계; 및
    상기 NO 처리 단계 이후에 상기 저장고 내의 NO를 배기하는 NO 배기 단계;
    상기 오존 배기 단계로부터의 배기된 오존을 상기 NO 발생기로부터 발생한 NO와 반응시키고 이 반응 생성물을 물에 용해시켜 HNO3를 생성하는 단계;
    상기 오존 배기 단계로부터의 배기된 오존을 물에 용해시켜 오존수를 생성시키면서 배오존을 처리하는 배오존 처리 단계;
    상기 NO 배기 단계로부터의 배기된 NO를 물에 용해시켜 질산수를 생성시키면서 배NO를 처리하는 배NO 처리 단계;
    상기 오존수 및 상기 질산수로 상기 저장고를 가습하는 단계; 및
    식품의 살균, 보존 및 호흡억제를 통해 식품의 저장 시간을 늘리는, 식품 저장 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 NO 배기 단계 이후에 오존 처리 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는,
    식품 저장 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 식품이 저장된 저장고;
    오존을 발생시키는 오존 발생기;
    상기 저장고 내의 가스를 배기하는 배기 수단; 및
    NO를 발생시키는 NO 발생기를 포함하는, 식품 저장 시스템으로서,
    상기 식품 저장 시스템은,
    상기 저장고에 상기 오존 발생기로부터 오존을 발생시켜 상기 식품을 살균하는 오존 처리하고,
    상기 오존처리 이후에 상기 배기 수단에 의해 상기 저장고 내의 오존을 배기하며,
    상기 오존 배기 이후에, 상기 NO 발생기로부터 NO를 발생시켜 상기 식품의 호흡을 억제하고,
    상기 호흡 억제 이후에 상기 배기 수단에 의해 상기 저장고 내의 NO를 배기하도록 구성되며,
    상기 NO 발생기는 발생한 NO의 일부와 상기 배기된 오존을 반응시키는 배오존 반응부를 포함하고,
    상기 식품 저장 시스템은 상기 배오존 반응부로부터 생성된 생성가스를 수용해시켜 HNO3를 생성하는 HNO3수용해부를 포함하며,
    상기 식품 저장 시스템은, 상기 배기된 오존을 수용해시키는 오존 수용해부; 및 상기 배기된 NO를 물에 용해시켜 HNO2를 생성하는 HNO2수용해부를 포함하고,
    상기 오존 수용해부로부터의 오존수 및 상기 상기 HNO2수용해부로부터의 HNO2수로 상기 저장고를 가습하도록 구성된, 식품 저장 시스템.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제15항에 있어서,
    에틸렌 처리 장치를 추가로 더 포함하는,
    식품 저장 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 에틸렌 처리 장치는
    유입구 및 배출구가 형성되며, 상기 유입구를 통해서 상기 저장고와 연결되고, 내부에 에틸렌 흡착제가 충진되는 플라즈마 방전부; 및
    상기 플라즈마 방전부의 내부에 플라즈마를 발생시키는 전극부를 포함하며,
    상기 흡착제는 촉매인 산화은(Ag2O)이 담지되어, 상기 플라즈마 방전부 내에서 반복적으로 상기 플라즈마 및 촉매 복합작용으로 상기 저장고에서 발생하는 에틸렌을 분해시키는 것을 특징으로 하는,
    식품 저장 시스템.
  26. 제24항에 있어서,
    습도측정장치 및 온도측정장치를 포함하며,
    상기 오존발생기, 상기 NO발생기, 상기 에틸렌처리장치, 상기 습도측정장치 및 상기 온도측정장치를 모니터하고 제어하도록 구성되는 스마트제어장치를 포함하는,
    식품 저장 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 스마트제어장치는 휴대용 단말기를 통해 모니터 및 제어 가능함을 특징으로 하는,
    식품 저장 시스템.
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