KR102317168B1 - 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치 및 이를 이용한 식품 살균 및 향미와 향기 첨가 방법 - Google Patents

전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치 및 이를 이용한 식품 살균 및 향미와 향기 첨가 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치 및 이를 이용한 식품 살균 및 향미와 향기 첨가 방법에 관한 것으로서, 고전압 펄스 발생기로부터 발생되는 (+)전극의 전압을 챔버 내부로 광범위하게 흘려 보내도록 피뢰침을 회전시키면서 (+)전극의 전류가 상기 챔버 바닥면으로 흐르도록 유도하는 다수의 전자석을 함께 회전시킴에 따라, 상기 챔버 내부에 고르게 고전압 펄스 전기장을 형성시킴으로써, 챔버에 수용되는 농,축산물 또는 수산물의 살균이 가능할 뿐만 아니라, 고전압 펄스 전기장에 의해 농,축산물 또는 수산물의 표면에 발생되는 천공을 통해 향기 또는 향미 성분을 효율적으로 침투시킬 수 있는 것이 특징이다.

Description

전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치 및 이를 이용한 식품 살균 및 향미와 향기 첨가 방법{High voltage pulsed electric fields generator using electromagnet and food sterilizing using the same and method for adding enhanced flavor/scent}
본 발명은 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치 및 이를 이용한 식품 살균 및 향미/향기 첨가 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고전압 펄스 발생기로부터 발생되는 (+)전극의 전압을 챔버 내부로 광범위하게 흘려 보내도록 피뢰침을 회전시키면서 (+)전극의 전류가 상기 챔버 바닥면으로 흐르도록 유도하는 다수의 전자석을 함께 회전시킴에 따라, 상기 챔버 내부에 고르게 고전압 펄스 전기장을 형성시킴으로써, 챔버에 수용되는 농,축산물 또는 수산물의 살균이 가능할 뿐만 아니라, 고전압 펄스 전기장에 의해 농,축산물 또는 수산물의 표면에 발생되는 천공을 통해 향기 또는 향미 성분을 효율적으로 침투시킬 수 있는 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치 및 이를 이용한 식품 살균 및 향미와 향기 첨가 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 경제성장에 따른 양질의 식품에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있는 가운데, 소비자가 원하는 양질의 식품이란 신선하고 영양성분이 풍부하며, 맛, 향, 조직감 등의 기호성이 높은 식품을 의미한다.
이러한 소비자 요구를 충족하기 위하여, 식품산업 현장에서는 식품원료에서부터 최종제품에 이르기까지 다양한 살균방법을 적용하고 있으며, 스팀이나 열수를 사용하는 가열살균법이 대표적이다.
그러나, 가열살균법은 에너지가 소모가 크고 열에 의한 영양성분 파괴뿐만 아니라 향, 맛, 색 등의 관능적 품질을 저하시키는 문제점이 존재하여 이를 극복할 수 있는 대안으로, 방사선, 전자빔, 초고압, 고전장펄스, 자외선, 저온 플라즈마 등 비가열살균법에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 상기 비가열살균법 중, '저온 플라즈마를 이용한 식품표면 살균방법'이 등록특허 제10-1461085호(이하, '특허문헌 1'이라 함.)에 게시되어 있다.
상기 특허문헌 1을 참조하면, 종래의 '저온 플라즈마를 이용한 식품표면 살균방법'은, 식재료 또는 식품류에 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)를 이용한 저온 플라즈마의 3차원 분사 처리에 의해, 상기 식재료 또는 식품류 표면의 미생물을 사멸하되, 상기 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)는 세라믹 차폐체 내에 한 쌍의 전극을 장치하고, 상기 한 쌍의 전극으로부터 생성된 코로나방전 플라즈마를 송풍기에 의한 송풍압력에 의하여 하부의 토출구로 분사하며, 상기 한 쌍의 전극에는 펄스 직류 20 킬로볼트(KV)의 전압과 1.0 내지 1.5 암페아(A) 범위의 전류를 인가하고, 상기 한 쌍의 전극은 2.65 밀리미터(mm)의 간격을 형성하며, 상기 토출구로부터 15 내지 35 밀리미터(mm) 간격의 거리에 상기 식재료 또는 식품류의 표면을 배치하고, 상기 코로나방전 플라즈마 제트가 비평판 형태의 상기 식재료 또는 식품류의 표면에 대하여 3 방향에서 살균처리하며, 상기 식재료 또는 식품류는 상기 코로나방전 플라즈마 제트에 1 내지 2 분간 노출되고, 상기 식재료 또는 식품류는 수분함량이 높은 과일류 또는 채소류로 이루어지는 것이 특징이다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 특허문헌 1은 유전체장벽방전 플라즈마(DBDP) 또는 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)에서 선택되는 저온 플라즈마를 식품군의 형태 및 표면특성에 적합한 플라즈마 선택 및 처리조건을 최적화하여 식재료 또는 식품류 표면의 미생물의 살균효과를 높이도록 구성되는 것이나, 단순히 살균효과만을 제공할 뿐, 식재료 또는 식품류에 향기 또는 향미 성분을 침투시키는 등 소비자의 요구에 부합되는 양질의 식품을 생산하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있었다.
따라서, 소비자에게 양질의 식품을 제공하기 위한 다양한 수단이 요구되고 있다.
특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-1461085호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고전압 펄스 발생기로부터 발생되는 (+)전극의 전압을 챔버 내부로 광범위하게 흘려 보내도록 피뢰침을 회전시키면서 (+)전극의 전류가 상기 챔버 바닥면으로 흐르도록 유도하는 다수의 전자석을 함께 회전시킴에 따라, 상기 챔버 내부에 고르게 고전압 펄스 전기장을 형성시킴으로써, 챔버에 수용되는 농,축산물 또는 수산물의 살균이 가능할 뿐만 아니라, 고전압 펄스 전기장에 의해 농,축산물 또는 수산물의 표면에 발생되는 천공을 통해 향기 또는 향미 성분을 효율적으로 침투시키는 것이 가능한 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치 및 이를 이용한 식품 살균 및 향미/향기 첨가 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치는, 고전압 펄스 발생기; 농,축산물 또는 수산물이 수용되는 챔버; 상기 챔버의 내부 상측에 구비되어 상기 고전압 펄스 발생기로부터 발생되는 (+)전극의 전압을 상기 챔버 내부로 흘려 보내는 피뢰침; 상기 챔버의 내부 바닥면에 구비되며 전류가 흐르면 자화됨에 따라 자석이 되어 (+)전극의 전류가 상기 챔버 바닥면으로 흐르도록 유도하는 다수의 전자석; 상기 다수의 전자석을 순차적으로 동작시키며, 상기 고전압 펄스 발생기의 (-)전극을 전자석에 연결시키는 전자스위치; 및 상기 챔버의 내부 상측에 구비되어 상기 챔버 내부로 향기 및 향미 성분을 분사시키는 분사장치;를 포함하되, 상기 챔버 내부로 (+)전극이 광범위하게 발생되도록 상기 피뢰침을 회전시키면서 상기 전자석을 함께 회전시킴에 따라 상기 챔버 내부에 고르게 전기장이 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 챔버에는 상기 피뢰침을 회전시키는 제1회전모터가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 챔버의 바닥면에 위치하여 상기 전자석을 지지하는 회전판; 및 상기 전자석의 회전에 의해 전기장이 형성되도록 상기 회전판을 회전시키는 제2회전모터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치를 이용한 식품 살균 및 향미/향기 첨가 방법은, 고전압 펄스 발생기를 통해 20kV의 직류전압을 1㎲ 간격으로 100회 ~ 1000회까지 켜고 끄고를 반복하는 단계; 농,축산물 또는 수산물이 수용되는 챔버의 내부 상측에 구비되어 상기 고전압 펄스 발생기로부터 발생되는 (+)전극의 전압을 상기 챔버 내부로 흘려 보내는 피뢰침을 회전시키는 단계; 상기 챔버의 내부 바닥면에 구비되며 (+)전극의 전류가 상기 챔버 바닥면으로 흐르도록 유도하는 다수의 전자석에 전자스위치를 통해 순차적으로 전류를 인가시키면서 상기 고전압 펄스 발생기의 (-)전극을 연결시키는 단계; 상기 전자석의 회전에 의해 전기장이 형성되도록 상기 전자석을 지지하는 회전판을 회전시키는 단계; 및 상기 챔버의 내부 상측에 구비되는 분사장치를 통해 상기 챔버 내부로 향기 및 향미 성분을 분사시키는 단계;를 포함하되, 상기 농,축산물 또는 수산물의 표면에 고전압 펄스 전기장이 형성됨에 따라 살균이 이루어짐과 동시에 천공이 발생되며, 천공된 사이로 향기 또는 향미 성분이 침투되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 챔버 내부로 향기 및 향미 성분을 분사시키는 단계 이후에는, 천공으로 인한 열 발생을 줄여 농,축산물 또는 수산물의 원형변화를 최소화 하고, 향기 및 향미 성분을 투입시키는 것이 가능하도록 고전압 펄스 발생기를 통해 15kV의 직류전압을 10㎲ 간격으로 100회 ~ 1000회까지 켜고 끄고를 반복하는 단계; 및 향기 및 향미 성분을 농,축산물 또는 수산물에 깊이 투입하는 것이 가능하도록 고전압 펄스 발생기를 통해 10kV의 직류전압을 1s 간격으로 10회 ~ 100회까지 켜고 끄고를 반복하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 고전압 펄스 발생기로부터 발생되는 (+)전극의 전압을 챔버 내부로 광범위하게 흘려 보내도록 피뢰침을 회전시키면서 (+)전극의 전류가 상기 챔버 바닥면으로 흐르도록 유도하는 다수의 전자석을 함께 회전시킴에 따라, 상기 챔버 내부에 고르게 고전압 펄스 전기장을 형성시킴으로써, 챔버에 수용되는 농,축산물 또는 수산물의 살균이 가능할 뿐만 아니라, 고전압 펄스 전기장에 의해 농,축산물 또는 수산물의 표면에 발생되는 천공을 통해 향기 또는 향미 성분을 효율적으로 침투시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치의 고전압 펄스 발생기에 의한 펄스 변조 과정을 보인 설명도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치에 의해 토마토에 향기 및 향미가 첨가되는 과정을 보인 설명도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치에 의한 살균 과정을 보인 설명도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치를 이용한 식품 살균 및 향미와향기 첨가 과정을 보인 흐름도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치의 고전압 펄스 발생기에 의한 펄스 변조 과정을 보인 설명도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치에 의해 토마토에 향기 및 향미가 첨가되는 과정을 보인 설명도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치에 의한 살균 과정을 보인 설명도이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치는, 고전압 펄스 발생기(100), 챔버(200), 피뢰침(300), 전자석(400), 전자스위치(500), 분사장치(600)를 포함한다.
상기 고전압 펄스 발생기(100)는 여러가지 파형의 고전압 펄스를 발생하는 것으로서, 본 발명에 있어서, 상기 고전압 펄스 발생기(100)는 10kV ~ 20kV의 전압을 1㎲ ~ 1s간격으로 조절하여 전압을 발생시키도록 구성되는 것이 특징으로서, 농,축산물 또는 수산물에 천공이 발생하도록 고전압 펄스 발생기를 통해 20kV의 직류전압을 1㎲ 간격으로 100회 ~ 1000회까지 켜고 끄고를 반복하고, 천공으로 인한 열 발생을 줄여 농,축산물 또는 수산물의 원형변화를 최소화하고, 향기 및 향미 성분을 투입시키는 것이 가능하도록 15kV의 직류전압을 10㎲ 간격으로 100회 ~ 1000회까지 켜고 끄고를 반복하며, 향기 및 향미 성분을 농,축산물 또는 수산물에 깊이 투입하는 것이 가능하도록 10kV의 직류전압을 1s 간격으로 10회 ~ 100회까지 켜고 끄고를 반복하도록 구성된다.
상기 고전압 펄스 발생기를 통해 고전압 펄스를 발생시키는 상세 구조는 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지기술이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 챔버(200)는 농,축산물 또는 수산물과 같은 식품의 살균 및 향미와 향기를 첨가 가능하도록 식품이 수용되는 공간을 형성하는 것으로서, 그 내부 상측에 위치하는 피뢰침(300)을 회전시키는 것이 가능하도록 제1회전모터(210)가 구비되며, 그 내부 하측에 위치하는 전자석(400)의 회전이 가능하도록 전자석(400)을 지지하는 회전판(800)을 회전시키는 제2회전모터(220)가 구비된다.
상기 피뢰침(300)은 상기 챔버(200)의 내부 상측에 구비되어 상기 고전압 펄스 발생기(100)로부터 발생되는 (+)전극의 전압을 상기 챔버(200) 내부로 흘려 보내는 것으로서, 상기 제1회전모터(210)에 의해 회전 가능하도록 구성됨에 따라, 챔버(200) 내부에 전류가 광범위하게 흐르는 것을 가능하게 한다.
상기 전자석(400)은 상기 챔버(200)의 내부 바닥면에 구비되며 전류가 흐르면 자화됨에 따라 자석이 되어 (+)전극의 전류가 상기 챔버(200) 바닥면으로 흐르도록 유도하는 것으로서, 챔버(200) 내부에 고르게 전기장이 형성되는 것이 가능하도록 다수개가 일정 간격 이격된 상태로 회전 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 전자석(400)은 전원부(700)에 의한 전원 인가에 의해 동작하도록 구성된다.
상기 전자스위치(500)는 상기 다수의 전자석(400)을 순차적으로 동작시키며, 상기 고전압 펄스 발생기(100)를 통해 발생되는 (-)전극을 전자석(400)에 연결시키는 것으로서, 통상적으로, 챔버 내부에 전기장을 형성하려면 챔버 내부에 (+)전극과 (-)전극을 설치하여 전기를 흘려야 하지만 전기는 (+)전극에서 (-)전극으로 흐를 때 전류가 가장 흐르기 쉬운 쪽으로 흘러나가 버리는 문제가 있어 챔버 내부에 고르게 전기장을 형성 시킬 수 없는 문제점이 있다.
본 발명에서는 상기 전자스위치(500)를 통해 챔버(200) 바닥면에 설치되는 다수의 전자석(400)에 (-)전극을 연결하고 전자석(400)을 회전시켜 챔버(200)의 상측에서 바닥면으로 전류가 흐르도록 유도함으로써, 챔버(200) 내부에 고르게 전기장이 형성되는 것이 가능하게 된다.
상기 분사장치(600)는 상기 챔버(200)의 내부 상측에 구비되어 상기 챔버(200) 내부로 향기 및 향미 성분을 분사시키는 것으로서, 농,축산물 또는 수산물의 표면에 고전압 펄스 전기장이 형성되는 경우, 식품에 천공이 발생하게 되는데, 이때, 상기 분사장치(600)를 통해 분사되는 향기 및 향미 성분이 천공된 사이로 침투되어 양질의 식품을 제조하는 것이 가능하게 된다.
이하에서는 도 1 내지 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치를 이용한 식품 살균 및 향미와 향기 첨가 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 고전압 펄스 발생기(100)를 통해 20kV의 직류전압을 1㎲ 간격으로 100회 ~ 1000회까지 켜고 끄고를 반복(S100)한다. 이때, 농,축산물 또는 수산물이 수용되는 챔버(200)의 내부 상측에 구비되어 상기 고전압 펄스 발생기(100)로부터 발생되는 (+)전극의 전압을 상기 챔버(200) 내부로 흘려 보내는 피뢰침(300)을 회전(S200)시키고, 상기 챔버(200)의 내부 바닥면에 구비되며 (+)전극의 전류가 상기 챔버 바닥면으로 흐르도록 유도하는 다수의 전자석(400)에 전자스위치(500)를 통해 순차적으로 전류를 인가시키면서 상기 고전압 펄스 발생기(100)의 (-)전극을 연결(S300)시킨 후, 상기 전자석(400)의 회전에 의해 전기장이 형성되도록 전자석(400)을 지지하는 회전판(800)을 회전(S400)시킨다.
다음으로, 상기 챔버(200)의 내부 상측에 구비되는 분사장치(600)를 통해 상기 챔버(200) 내부로 향기 및 향미 성분을 분사(S500)하여 농,축산물 또는 수산물에 향기 및 향미 성분을 첨가하게 되는데, 상기와 같은 과정을 통해 고전압 펄스 전기장이 발생되면, 농,축산물 또는 수산물에 천공이 시작되며, 천공된 사이로 향기 및 향미 성분의 침투가 이루어지게 된다.
상기와 같이 천공이 시작되면 열이 발생하게 되는데, 천공으로 인한 열 발생을 줄여 농,축산물 또는 수산물의 원형변화를 최소화하면서 향기 및 향미 성분을 투입시키는 것이 가능하도록 고전압 펄스 발생기(100)를 통해 15kV의 직류전압을 10㎲ 간격으로 100회 ~ 1000회까지 켜고 끄고를 반복(S600)하게 되며, 마지막으로 고전압 펄스 발생기(100)를 통해 10kV의 직류전압을 1s 간격으로 10회 ~ 100회까지 켜고 끄고를 반복(S700)하여 향기 및 향미 성분을 농,축산물 또는 수산물에 깊이 투입하는 것이 가능하게 된다.
한편, 상기와 같은 과정을 통해 고전압 펄스 전기장이 발생되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 임의로 배양한 대장균이 고전압 펄스 전기장에 의해 살균이 이루어지게 된다. 고전압 펄스 전기장을 이용한 살균 작용은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 아래의 표 1 및 2를 참고하여 고전압 펄스 전기장 발생에 따른 토마토 당도 변화를 설명하기로 한다.
[실험예: 고전압 펄스 전기장 발생에 따른 토마토 당도 변화]
본 발명에서는 물 10ℓ에 설탕 3kg을 희석 시킨 용액을 토마토 표면에 분사한 후, 도 2에 도시된 바와 같은 고전압 펄스 전기장을 발생시켜 고전압 펄스 전기장 발생에 따른 토마토 당도 변화를 당도(brix) 측정기를 통해 조사하였으며, 특히, 토마토의 표면, 젤 부위, 꼭지 중앙부위에 대한 부위별 당도 변화를 조사하였다.
그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.

가공 조건
부위별 당도 변화

인가전압
펄스간격 펄스 횟수 표면 젤 부위 꼭지 중앙부위

20kV
1㎲ 100회 ~ 1000회 15.1 brix 6.3 brix 5.9 brix

15kV
10㎲ 100회 ~ 1000회 16.3 brix 15.3 brix 6.0 brix

10kV
1s 10회 ~ 100회 16.3 brix 15.9 brix 16.0 brix
시료번호
토마토 당도 측정

가공전
가공후

1
6.0 brix 16.0 brix

2
6.2 brix 16.3 brix

3
6.0 brix 16.3 brix

4
5.8 brix 16.0 brix

5
5.9 brix 15.9 brix

6
6.3 brix 16.3 brix

7
5.9 brix 15.9 brix

8
6.1 brix 16.1 brix

9
6.3 brix 16.3 brix

10
6.1 brix 16.0 brix
상기 표 1의 결과에 나타난 바와 같이, 인가전압이 20kV이고, 펄스간격이 1㎲이며, 펄스 횟수를 100회 ~ 1000회까지 켜고 끄고를 반복하는 경우, 천공의 시작이 이루어지게 되며, 천공의 시작단계에서는 토마토 표면에만 설탕 용액이 침투되는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로, 인가전압이 15kV이고, 펄스간격이 10㎲이며, 펄스 횟수를 100회 ~ 1000회까지 켜고 끄고를 반복하는 경우, 향기 및 향미가 토마토 내부로 투입이 이루어지게 되며, 향기 및 향미 투입단계에서는 토마토 젤 부위까지 설탕 용액이 침투되는 것을 확인할 수 있었다.
마지막으로, 인가전압이 10kV이고, 펄스간격이 1s이며, 펄스 횟수를 10회 ~ 100회까지 켜고 끄고를 반복하는 경우, 향기 및 향미가 토마토 내부로 완전하게 투입이 이루어지게 되며, 향기 및 향미 투입완료단계에서는 토마토 꼭지 중앙부위까지 설탕 용액이 침투되는 것을 확인할 수 있었다.
상기와 같은 시험을 반복적으로 시행해 본 결과, 표 2의 결과에 나타난 바와 같이, 가공전과 가공후에 전제척으로 균일하게 당도 변화가 이루어짐을 알 수 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같이, 고전압 펄스 발생기(100)로부터 발생되는 (+)전극의 전압을 챔버(200) 내부로 광범위하게 흘려 보내도록 피뢰침(300)을 회전시키면서 (+)전극의 전류가 상기 챔버(200) 바닥면으로 흐르도록 유도하는 다수의 전자석(400)을 함께 회전시킴에 따라, 챔버(200) 내부에 고르게 고전압 펄스 전기장을 형성시킴으로써, 챔버(200)에 수용되는 농,축산물 또는 수산물의 살균이 가능할 뿐만 아니라, 고전압 펄스 전기장에 의해 농,축산물 또는 수산물의 표면에 발생되는 천공을 통해 향기 또는 향미 성분을 효율적으로 침투시키는 것이 가능하다.
도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 고전압 펄스 발생기 200: 챔버
210: 제1회전모터 220: 제2회전모터
300: 피뢰침 400: 전자석
500: 전자스위치 600: 분사장치
700: 전원부 800: 회전판

Claims (5)

  1. 고전압 펄스 발생기;
    농,축산물 또는 수산물이 수용되는 챔버;
    상기 챔버의 내부 상측에 구비되어 상기 고전압 펄스 발생기로부터 발생되는 (+)전극의 전압을 상기 챔버 내부로 흘려 보내는 피뢰침;
    상기 챔버의 내부 바닥면에 구비되며 전류가 흐르면 자화됨에 따라 자석이 되어 (+)전극의 전류가 상기 챔버 바닥면으로 흐르도록 유도하는 다수의 전자석;
    상기 다수의 전자석을 순차적으로 동작시키며, 상기 고전압 펄스 발생기의 (-)전극을 전자석에 연결시키는 전자스위치; 및
    상기 챔버의 내부 상측에 구비되어 상기 챔버 내부로 향기 및 향미 성분을 분사시키는 분사장치;를 포함하되,
    상기 챔버 내부로 (+)전극이 광범위하게 발생되도록 상기 피뢰침을 회전시키면서 상기 전자석을 함께 회전시킴에 따라 상기 챔버 내부에 고르게 고전압 펄스 전기장이 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버에는 상기 피뢰침을 회전시키는 제1회전모터가 구비되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 챔버의 바닥면에 위치하여 상기 전자석을 지지하는 회전판; 및
    상기 전자석의 회전에 의해 전기장이 형성되도록 상기 회전판을 회전시키는 제2회전모터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치.
  4. 고전압 펄스 발생기를 통해 20kV의 직류전압을 1㎲ 간격으로 100회 ~ 1000회까지 켜고 끄고를 반복하는 단계;
    농,축산물 또는 수산물이 수용되는 챔버의 내부 상측에 구비되어 상기 고전압 펄스 발생기로부터 발생되는 (+)전극의 전압을 상기 챔버 내부로 흘려 보내는 피뢰침을 회전시키는 단계;
    상기 챔버의 내부 바닥면에 구비되며 (+)전극의 전류가 상기 챔버 바닥면으로 흐르도록 유도하는 다수의 전자석에 전자스위치를 통해 순차적으로 전류를 인가시키면서 상기 고전압 펄스 발생기의 (-)전극을 연결시키는 단계;
    상기 전자석의 회전에 의해 전기장이 형성되도록 상기 전자석을 지지하는 회전판을 회전시키는 단계; 및
    상기 챔버의 내부 상측에 구비되는 분사장치를 통해 상기 챔버 내부로 향기 및 향미 성분을 분사시키는 단계;를 포함하되,
    상기 농,축산물 또는 수산물의 표면에 고전압 펄스 전기장이 형성됨에 따라 살균이 이루어짐과 동시에 천공이 발생되며, 천공된 사이로 향기 또는 향미 성분이 침투되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치를 이용한 식품 살균 및 향미와 향기 첨가 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 챔버 내부로 향기 및 향미 성분을 분사시키는 단계 이후에는,
    천공으로 인한 열 발생을 줄여 농,축산물 또는 수산물의 원형변화를 최소화 하고, 향기 및 향미 성분을 투입시키는 것이 가능하도록 고전압 펄스 발생기를 통해 15kV의 직류전압을 10㎲ 간격으로 100회 ~ 1000회까지 켜고 끄고를 반복하는 단계; 및
    향기 및 향미 성분을 농,축산물 또는 수산물에 깊이 투입하는 것이 가능하도록 고전압 펄스 발생기를 통해 10kV의 직류전압을 1s 간격으로 10회 ~ 100회까지 켜고 끄고를 반복하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 고전압 펄스 전기장 발생 장치를 이용한 식품 살균 및 향미와 향기 첨가 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102555584B1 (ko) * 2022-02-28 2023-07-20 농업회사법인 팜팜(주) 전기천공을 이용하여 과채류에 천연 첨가물을 주입하기 위한 장치
KR102626900B1 (ko) * 2023-01-25 2024-01-17 김명연 농산물 살균 및 가공시스템

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004026171A (ja) * 2002-06-21 2004-01-29 Dainippon Printing Co Ltd 高電圧パルス電源を用いた包装材料の殺菌方法およびその装置
US20060110504A1 (en) * 2004-11-19 2006-05-25 Pelletier Peter R Apparatus and method for the enhancement of food properties and food prepared therefrom
KR20110096858A (ko) * 2010-02-23 2011-08-31 한국기계연구원 첨가제 분사부를 구비하는 유해가스 처리장치
JP2012522696A (ja) * 2009-04-07 2012-09-27 オゾニカ リミテッド 包装された製品の殺菌方法
KR101461085B1 (ko) 2012-06-29 2014-11-13 가천대학교 산학협력단 저온 플라즈마를 이용한 식품표면 살균방법
KR20160101229A (ko) * 2015-02-13 2016-08-25 이화여자대학교 산학협력단 식품용수 살균을 위한 연속식 광펄스 살균 장치 및 이의 살균 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004026171A (ja) * 2002-06-21 2004-01-29 Dainippon Printing Co Ltd 高電圧パルス電源を用いた包装材料の殺菌方法およびその装置
US20060110504A1 (en) * 2004-11-19 2006-05-25 Pelletier Peter R Apparatus and method for the enhancement of food properties and food prepared therefrom
JP2012522696A (ja) * 2009-04-07 2012-09-27 オゾニカ リミテッド 包装された製品の殺菌方法
KR20110096858A (ko) * 2010-02-23 2011-08-31 한국기계연구원 첨가제 분사부를 구비하는 유해가스 처리장치
KR101461085B1 (ko) 2012-06-29 2014-11-13 가천대학교 산학협력단 저온 플라즈마를 이용한 식품표면 살균방법
KR20160101229A (ko) * 2015-02-13 2016-08-25 이화여자대학교 산학협력단 식품용수 살균을 위한 연속식 광펄스 살균 장치 및 이의 살균 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102555584B1 (ko) * 2022-02-28 2023-07-20 농업회사법인 팜팜(주) 전기천공을 이용하여 과채류에 천연 첨가물을 주입하기 위한 장치
KR102626900B1 (ko) * 2023-01-25 2024-01-17 김명연 농산물 살균 및 가공시스템

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