KR102581488B1 - 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템 및 방법 - Google Patents
대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시는 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템 및 방법을 제공한다. 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템은, 식품이 수용되는 컨테이너, 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분 중 적어도 일부를 추출하여 배출하는 공기 필터, 공기 필터에 의해 수분 중 적어도 일부가 제거된 공기로부터 압축 공기를 생성하는 공기 압축기, 및 공기 압축기로부터 생성되는 압축 공기를 플라즈마 방전 가스로 사용하여 플라즈마 방전을 통해 활성종을 포함하는 플라즈마 빔을 생성하는 플라즈마 발생 장치를 포함한다.
Description
본 개시는 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 플라즈마 발생 장치를 이용하여 파우더 또는 입자 상태인 식품의 열처리 또는 살균처리가 가능한 식품 가공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
플라즈마(Plasma)는 전자, 중성입자 등의 이온화된 가스로서, 플라즈마 가스의 일부분은 높은 에너지를 갖고 있어 물질 표면을 변화시킬 수 있다. 즉, 플라즈마는 다른 재료의 표면과 직접 반응하거나 탄성 충돌에 의해 반응할 수 있다. 플라즈마 발생 장치는, 주로 압축된 공기 또는 질소 가스가 고주파수, 고전압의 전하와 교차하여 플라즈마를 발생하도록 구성된 튜브를 포함한다. 최근에는 저압 또는 진공 플라즈마를 대신하여 대기압 플라즈마 장치를 이용하는 경우가 증가해 오고 있다. 대기압 플라즈마 장치의 경우, 저온공정으로 다양한 재료와 기판에 적용할 수 있고, 진공 용기나 진공 배기 장치를 필요로 하지 않기 때문에 처리속도가 빠르고 경제적이다. 또한, 대기압 플라즈마를 이용한 증착법을 이용할 경우 부착력이 좋고 증착 온도가 낮아지기 때문에, 종래의 표면처리 공정, 반도체 공정, 디스플레이 공정에서, 고온 가열에 수반되는 변형 또는 변성을 줄일 수 있는 등의 장점을 활용하여 비교적 다양한 산업에서 사용되고 있다.
한편, 분말형 또는 입자형 식품(스프류, 향신료, 커피 분말과 같은 각종 분말류, 커피빈과 같은 알갱이 또는 입자류 등)에 사용되는 가열 처리 또는 살균 처리에는, 초고온 증기 살균, 전자파 조사, 훈증 처리, 방사선 조사, 고주파 가열법, 자외선 조사 방식, 전기적인 가열기를 이용한 볶음 처리 등이 있다. 그러나, 분말형 또는 입자형 식품의 가공 중에 발생하는 발암성 물질, 식품의 변질 및 영양소 파괴 등의 이유로 이러한 방식의 사용에 많은 제약이 수반되며, 해당 식품 가공에 많은 에너지와 시간이 소요되는 문제점이 있다.
본 개시는 이상 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 플라즈마 발생 장치를 이용하여 식품의 가열 처리 또는 향균 처리가 가능한 식품 파우더 가공 시스템 및 방법을 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템은, 식품이 수용되는 컨테이너, 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분 중 적어도 일부를 추출하여 배출하는 공기 필터, 공기 필터에 의해 수분 중 적어도 일부가 제거된 공기로부터 압축 공기를 생성하는 공기 압축기, 및 공기 압축기로부터 생성되는 압축 공기를 플라즈마 방전 가스로 사용하여 플라즈마 방전을 통해 활성종을 생성하는 플라즈마 발생 장치를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 플라즈마 발생 장치는, 압축 공기가 공급되는 가스 공급관, 및 활성종을 포함하는 플라즈마 가스가 토출되는 노즐부를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템은, 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분량을 검출하는 습도 센서, 및 습도 센서가 검출한 수분량에 기초하여 공기 필터의 구동 여부를 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 컨테이너 내의 활성종의 농도를 검출하는 활성종 센서, 및 활성종 센서가 검출한 활성종의 농도에 기초하여 공기 압축기 및 플라즈마 발생 장치 중 적어도 하나의 구동 여부를 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 컨테이너 내의 온도를 검출하는 온도 센서, 및 온도 센서가 검출한 온도에 기초하여 플라즈마 발생 장치의 구동 여부 또는 플라즈마 발생 장치로부터 토출되는 플라즈마 빔의 강도를 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 방법은, 공기 필터에 의해, 식품이 수용되는 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분 중 적어도 일부를 추출하여 배출하는 단계, 공기 압축기에 의해, 공기 필터에 의해 수분 중 적어도 일부가 제거된 공기로부터 압축 공기를 생성하는 단계, 및 플라즈마 발생 장치에 의해, 공기 압축기로부터 생성되는 압축 공기를 플라즈마 방전 가스로 사용하여 플라즈마 방전을 통해 활성종을 생성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 플라즈마 발생 장치에 의해, 활성종이 포함된 플라즈마 가스를 컨테이너 내부로 토출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 방법은, 습도 센서에 의해, 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분량을 검출하는 단계, 및 제어기에 의해, 습도 센서가 검출한 수분량에 기초하여 공기 필터의 구동 여부를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 활성종 센서에 의해, 컨테이너 내의 활성종의 농도를 검출하는 단계, 및 제어기에 의해, 활성종 센서가 검출한 활성종의 농도에 기초하여 공기 압축기 및 플라즈마 발생 장치 중 적어도 하나의 구동 여부를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 온도 센서에 의해, 컨테이너 내의 온도를 검출하는 단계, 및 제어기에 의해, 온도 센서가 검출한 온도에 기초하여 플라즈마 발생 장치의 구동 여부 또는 플라즈마 발생 장치로부터 토출되는 플라즈마 빔의 강도를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 플라즈마를 이용하여 파우더 또는 입자 상태의 식품을 열처리하여 기존 방식에 비해 적은 에너지를 사용함으로써, 효율적인 식품 열처리가 가능하다. 또한, 식품의 종류에 따라 플라즈마 빔의 세기 및/또는 공기 분사량을 조절함으로써, 식품의 종류에 최적화된 열처리가 가능하다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 식품 파우더 또는 입자에 포함된 수분을 제거함으로써 습도를 낮게 유지하거나 습기를 제거함으로써, 파우더 또는 입자 상태의 식품의 신선도와 보관 기간을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 식품 파우더 또는 입자의 습도를 제거함과 동시에 살균 또는 소독 효과가 있는 플라즈마 가스를 발생시킴으로써, 식품의 신선도와 보관 기간을 더욱 증가시켜 식품의 상품성을 개선할 수 있다.
본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 실시예들은, 이하 설명하는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 요소들을 나타내지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 대기압 플라스마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 대기압 플라스마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 대기압 플라스마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 방법의 흐름도이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 대기압 플라스마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 대기압 플라스마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 대기압 플라스마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 방법의 흐름도이다.
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
본 개시에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다.
본 개시에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"의 기재는 A, 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.
본 개시의 실시예들을 상술하기에 앞서, 도면의 위쪽은 그 도면에 도시된 구성의 "상부" 또는 "상측", 그 아래쪽은 "하부" 또는 "하측"이라고 지칭할 수 있다. 또한, 도면에 있어서 도시된 구성의 상부와 하부의 사이 또는 상부와 하부를 제외한 나머지 부분은 "측부" 또는 "측면"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "상부", "상측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예들에서 도면의 왼쪽은 그 도면에 도시된 구성의 "좌" 또는 "좌측", 그 오른쪽은 "우" 또는 "우측" 이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "좌", "좌측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
본 개시에서, 한 구조물의 내부 공간으로 향하는 방향을 "내측", 개방된 외부 공간으로 돌출된 방향을 "외측"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "내측", "외측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
본 개시에서, 용어 '부(part 또는 portion)' 또는 '모듈(module)'은 기계적 또는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소 또는 이들의 조합을 의미하며, '부' 또는 '모듈'은 특정 역할이나 기능을 수행하기 위해 구성될 수 있다. 그렇지만 '부' 또는 '모듈'은 기계적 구성요소 또는 하드웨어 또는 소프트웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부' 또는 '모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 본 개시에서 설명되는 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들은 그 내부에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 또는 '모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들로 더 분리될 수 있다.
본 개시에서, '시스템'은 하나 이상의 플라즈마 발생 장치, 공기 압축기, 공기 필터, 컴퓨팅 장치, 컨테이너 등을 포함하는 기계적인 장치 또는 전자 기계적인 장치를 의미할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 통상의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 대기압 플라스마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템(100)의 개략도이다.
도시된 바와 같이, 식품 파우더 가공 시스템(100)은, 파우더(또는 분말) 또는 입자(또는 알갱이) 형태의 식품(190)이 내부에 보관되는 컨테이너(110), 컨테이너(110) 내의 공기에 포함된 수분 중 적어도 일부를 추출하여 배출하는 공기 필터(120), 공기 필터(120)에 의해 수분 중 적어도 일부가 제거된 공기로부터 압축 공기를 생성하는 공기 압축기(130), 및 공기 압축기(130)로부터 생성되는 압축 공기를 플라즈마 방전 가스로 사용하여 플라즈마 방전을 통해 활성종을 생성하는 플라즈마 발생 장치(140)를 포함할 수 있다.
컨테이너(110)는, 플라즈마 발생 장치(140)의 노즐부(142)가 설치되는 덮개부(112), 내부가 빈 원통 형상으로 형성되어 식품(190)이 보관되는 본체부(114), 본체부(114)를 회전시키도록 구동하는 회전부(116)를 포함한다. 덮개부(112)는 본체부(114)와 결합되어, 본체부(114)의 개방된 일단을 밀폐시킴으로써 본체부(114)에 수용된 식품(190)이 외부로 누출되지 않도록 구성된다. 또한, 덮개부(112)는 고정되도록 배치되는 반면, 본체부(114)는 회전부(116)에 의해 회전축(118)을 중심으로 시계방향 또는 반시계반향으로 회전 가능하도록 구성된다.
또한, 본체부(114) 내에는, 본체부(114)가 회전되는 동안에 식품(190)이 전체적으로 노즐부(142)로부터 토출되는 플라즈마 빔에 노출될 수 있도록 식품(190)을 교반시키는 하나 이상의 교반 날개(미도시)가 설치될 수 있다.
시스템(100)은, 컨테이너(110)의 일 측면에 공기 필터(120)가 연결되어, 컨테이너(110) 내의 공기가 공기 필터(120)로 유입될 수 있도록 구성될 수 있다. 공기 필터(120)는 컨테이너(110)로부터 유입된 공기 중에 포함된 수분의 적어도 일부를 제거하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따라 컨테이너(110) 내의 공기가 일정한 습도를 유지하거나 습기가 제거되도록 관리될 수 있다. 일 실시예에서 공기 필터(120)는 냉각식 또는 건조식 제습기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 건조식 제습기는, 다공성 물질인 실리카겔(silica gel), 알루미나겔(alumina gel), 몰레큘러시브(molecular sieves)와 같은 흡습제를 이용하여 공기 중에 포함된 수분을 흡착하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 냉각식 제습기는, 공기를 팬을 이용하여 빨아들인 뒤 냉매를 이용한 냉각장치를 통과시킴으로써, 온도가 낮아져 이슬점에 도달한 공기가 물로 변하는 특성을 이용하도록 구성될 수 있다.
공기 필터(120)에 의해 수분이 제거된 공기는 공기 압축기(130)로 유입될 수 있다. 공기 압축기(130)는 유입된 공기를 일정한 압력으로 압축하여 플라즈마 발생 장치(140)로 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 공기 압축기(130)는, 왕복식(reciprocating or piston type), 스크류식(rotary screw type), 또는 터보식(turbo or centrifugal type) 압축기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 플라즈마 발생 장치(140)가 요구하는 일정한 압력의 공기를 제공할 수 있도록 적절한 용량을 갖는 임의의 종류의 압축기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 플라즈마 발생 장치(140)는 대기압 플라즈마 발생 장치일 수 있다. 플라즈마 발생 장치(140)는 유입된 압축 공기를 플라즈마 방전 가스로 사용하여 플라즈마 방전을 통해 플라즈마 빔을 생성할 수 있다. 또한, 플라즈마 발생 장치(140)로부터 방출되는 플라즈마 빔 또는 가스의 온도는 대략 상온에서 600℃까지의 범위 내일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 가공 대상 식품의 종류에 따라 그 온도가 조절될 수 있다. 예를 들어, 가공 대상 식품이 커피 빈과 같이 비교적 고온의 열처리가 필요한 경우, 플라즈마 발생 장치(140)로부터 방출되는 플라즈마 빔의 온도는 약 200℃ 내지 300℃로 조절될 수 있다. 다른 예에서, 가공 대상 식품이 후추가루, 고추가루 등 과 같이 비교적 저온의 열처리가 필요한 경우, 플라즈마 발생 장치(140)로부터 방출되는 플라즈마 빔의 온도는 약 50℃ 내지 100℃로 조절될 수 있다. 플라즈마 발생 장치(140)에 의해 생성된 플라즈마 빔은 컨테이너(110) 내부에 부착된 노즐부(142)를 통해 컨테이너(110) 내부로 토출될 수 있다. 이와 같이 토출된 플라즈마 빔에 의해 컨테이너(110) 내부의 공기 및 식품(190)의 온도가 증가하며, 이에 따라 식품(190)의 열처리가 가능하다.
일 실시예에서, 플라즈마 발생 장치(140)는 유입된 압축 공기를 플라즈마 방전 가스로 사용하여 플라즈마 방전을 통해 오존(O3)을 포함하는 활성종들을 생성할 수 있다. 플라즈마 발생 장치(140)에 의해 생성된 활성종들을 포함하는 플라즈마 가스는 컨테이너(110) 내부에 부착된 노즐부(142)를 통해 컨테이너(110) 내부로 토출될 수 있다. 이와 같이 토출된 활성종들을 포함하는 플라즈마 가스에 의해 컨테이너(110) 내부의 공기 중에 포함된 유해균 또는 유해물질이 제거되며, 이에 따라 식품(190)의 신선도나 보관 기간이 증가할 수 있다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 대기압 플라스마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템(200)의 개략도이다. 도 2에 개시된 구성 중 도 1과 대응하는 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도시된 바와 같이, 시스템(200)은, 컨테이너(110), 공기 필터(120), 공기 압축기(130), 플라즈마 발생 장치(140), 컨테이너(110) 내에 설치되는 습도 센서(220), 활성종 센서(240) 및 온도 센서(260), 및 컨테이너(110) 내의 공기가 일정한 습도와 활성종 농도를 갖도록 공기 필터(120), 공기 압축기(130) 및 플라즈마 발생 장치(140) 중 하나 이상을 제어하는 제어기(280)를 포함할 수 있다. 시스템(200)에서, 습도 센서(220), 활성종 센서(240) 및/또는 온도 센서(260)로부터 신호를 전달받은 제어기(280)가 공기 필터(120), 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)를 제어함으로써, 컨테이너(110) 내부 공기의 습도, 활성종 농도 및/또는 온도를 일정 수치 범위 내로 유지시킬 수 있다.
일 실시예에서, 습도 센서(220)는 컨테이너(110) 내부에 설치될 수 있다. 컨테이너(110) 내부에 설치된 습도 센서(220)는 컨테이너(110) 내부 공기의 수분량 또는 습도를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 습도 센서(220)는, 습도에 따라 전기적인 신호를 출력할 수 있는 전기저항식 또는 전기용량식 습도 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 습도 센서(220)는 컨테이너(110) 내부 공기의 수분량 또는 습도가 일정 수치 범위 내로 유지되고 있는지 실시간으로 확인하는 역할을 수행할 수 있다. 습도 센서(220)는 컨테이너(110) 내부 공기에 포함된 수분량 또는 습도에 따라 결정되는 전기적인 신호를 제어기(280)에 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 활성종 센서(240)는 컨테이너(110) 내부에 설치될 수 있다. 컨테이너(110) 내부에 설치된 활성종 센서(240)는 컨테이너(110) 내부 공기의 활성종(예를 들어, O3, Nx 등)의 농도를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 활성종 센서(240)는, 기체 상태인 활성종의 흡착 또는 탈착에 따라 전기 전도도가 변화되어 전기적인 신호를 출력할 수 있는 화학 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 활성종 센서(240)는 컨테이너(110) 내부 공기의 활성종 농도가 기준치 이상의 농도로 유지되고 있는지 실시간으로 확인하는 역할을 수행할 수 있다. 활성종 센서(240)는 컨테이너(110) 내부 공기에 포함된 활성종의 존재 여부 또는 활성종의 농도에 따라 결정되는 전기적인 신호를 제어기(280)로 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 온도 센서(260)는 컨테이너(110) 내부에 설치될 수 있다. 컨테이너(110) 내부에 설치된 온도 센서(260)는 컨테이너(110) 내부 공기의 온도를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(260)는, 온도에 따라 전기적인 신호를 출력할 수 있는 접촉식 온도 센서 또는 비접촉식 온도 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 온도 센서(260)는 컨테이너(110) 내부 공기의 온도(또는 식품의 표면 온도)가 일정 범위 내로 유지되고 있는지 실시간으로 확인하는 역할을 수행할 수 있다. 온도 센서(260)는 컨테이너(110) 내부 공기의 온도에 따라 결정되는 전기적인 신호를 제어기(280)에 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 제어기(280)는, 습도 센서(220), 활성종 센서(240) 및/또는 온도 센서(260)로부터 전송되는 전기적인 신호를 입력 받아, 컨테이너(110) 내부 공기에 포함된 습도, 활성종의 농도 및/또는 온도가 기준치 이상 또는 미만인지를 결정할 수 있다. 이와 같이 결정되는 컨테이너(110) 내부의 습도, 활성종의 농도 또는 온도에 따라, 제어기(280)는, 공기 필터(120), 공기 압축기(130) 및 플라즈마 발생 장치(140) 중 하나 이상의 구동 시간 및 플라즈마 빔의 강도 등을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(280)는, 습도 센서(220)의 전기적인 신호에 기초하여, 컨테이너(110) 내부 공기의 습도가 기준치 이상에 해당한다고 결정하면, 공기 필터(120)를 가동시키거나 공기 필터(120)의 구동 시간 및/또는 강도를 상향 조정할 수 있다. 또한, 제어기(280)는, 활성종 센서(240)의 전기적인 신호에 기초하여, 컨테이너(110) 내부 공기의 활성종 농도가 기준치 이하에 해당한다고 결정하면, 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)를 가동시키거나 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 구동 시간 및/또는 강도를 상향 조정할 수 있다. 또한, 제어기(280)는, 온도 센서(260)의 전기적인 신호에 기초하여, 컨테이너(110) 내부 공기의 온도가 기준 범위를 벗어난다고 결정하면, 플라즈마 발생 장치(140)를 가동시키거나 플라즈마 발생 장치(140)의 구동 시간 및/또는 강도를 상향 또는 하향 조정할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제어기(280)는, 제어 패널(미도시)을 통한 가공 대상 식품의 종류에 관한 사용자 입력에 기초하여, 컨테이너(110) 내부 공기의 기준 온도 범위를 설정할 수 있다. 예를 들어, 가공 대상 식품이 커피 빈과 같이 비교적 고온의 열처리가 필요한 경우, 컨테이너(110) 내부 공기의 기준 온도 범위는 200℃ 내지 300℃로 설정될 수 있다. 다른 예에서, 가공 대상 식품이 후추가루, 고추가루 등 과 같이 비교적 저온의 열처리가 필요한 경우, 컨테이너(110) 내부 공기의 기준 온도 범위는 50℃ 내지 100℃로 설정될 수 있다. 이와 같이 사용자 입력에 따라 설정된 기준 온도 범위가 설정된 후, 제어기(280)는, 온도 센서(260)의 전기적인 신호에 기초하여, 컨테이너(110) 내부 공기의 온도가 기준 온도 범위를 벗어난다고 결정하면, 플라즈마 발생 장치(140)를 가동시키거나 플라즈마 발생 장치(140)의 구동 시간 및/또는 강도를 상향 또는 하향 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 이상 설명한 바와 같은 제어기(280)에 의한 공기 필터(120)의 동작 제어, 공기 압축기(130)의 동작 제어 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 동작 제어는, 순차적으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 제어기(280)는 공기 필터(120)의 동작 제어를 실행한 후, 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 동작 제어를 실행할 수 있으며, 이러한 2 단계의 동작 제어를 반복할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(280)에 의한 공기 필터(120)의 동작 제어와, 제어기(280)에 의한 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 동작 제어는, 병렬적으로 동시에 실행될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제어기(280)에 의한 공기 필터(120)의 동작 제어와, 제어기(280)에 의한 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 동작 제어 중 어느 하나만 실행될 수도 있다.
이상 설명한 바와 같은, 제어기(280)에 의한 공기 필터(120)의 동작 제어와, 제어기(280)에 의한 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 동작 제어에 의해, 컨테이너(110) 내부의 공기 중에 포함된 수분, 활성종의 농도 및 온도가 적절한 범위 내로 유지되어 식품(190)의 신선도와 보관 기간이 증가할 수 있거나 식품(190)의 적절한 열처리가 실행될 수 있다.
도 3은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 대기압 플라스마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템(300)의 개략도이다. 도 3에 개시된 구성 중 도 1 및 도 2와 대응하는 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도시된 바와 같이, 시스템(300)은, 컨테이너(310), 공기 필터(120), 공기 압축기(130), 플라즈마 발생 장치(140), 컨테이너(310) 내에 설치되는 습도 센서(220), 활성종 센서(240) 및 온도 센서(260), 및 컨테이너(110) 내의 공기가 일정한 습도와 활성종 농도를 갖도록 공기 필터(120), 공기 압축기(130) 및 플라즈마 발생 장치(140) 중 하나 이상을 제어하는 제어기(280)를 포함할 수 있다. 시스템(300)에서, 습도 센서(220), 활성종 센서(240) 및/또는 온도 센서(260)로부터 신호를 전달받은 제어기(280)가 공기 필터(120), 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)를 제어함으로써, 컨테이너(310) 내부 공기의 습도, 활성종 농도 및/또는 온도를 일정 수치 범위 내로 유지시킬 수 있다.
컨테이너(310)는, 플라즈마 발생 장치(140)의 플라즈마 노즐부(142) 및 공기 노즐부(132)가 설치되는 노즐 장착부(312), 내부가 빈 원통 형상 또는 직사각형으로 형성되어 식품(190)이 보관되는 본체부(314)를 포함한다. 노즐 장착부(312)는 본체부(314)와 결합되며, 본체부(314)와 노즐 장착부(312) 사이의 격벽을 형성함으로써, 본체부(114)에 수용된 식품(190)이 노즐 장착부(312) 측으로 이동하지 않도록 구성될 수 있다. 이 경우, 본체부(314)와 노즐 장착부(312) 사이의 격벽에는 플라즈마 노즐부(142) 및 공기 노즐부(132)로부터 분사되는 플라즈마 빔 및 공기가 통과할 수 있는 복수의 개구가 형성되거나, 플라즈마 노즐부(142) 및 공기 노즐부(132)가 동작하기 전에 식품(190)이 플라즈마 노즐부(142) 및 공기 노즐부(132)에 접촉 가능하도록 이동 가능하게 구성될 수도 있다. 대안적으로, 노즐 장착부(312)는 본체부(314)와 일체적으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 노즐 장착부(312)와 본체부(314)의 공간 구분을 위한 격벽을 설치하지 않고, 식품(190)이 플라즈마 노즐부(142) 및 공기 노즐부(132)와 직접 접촉 가능하도록 구성할 수 있다.
또한, 노즐 장착부(312) 및 본체부(314)를 포함하는 컨테이너(310)는, 회전되지 않고 일정한 위치에 고정되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 컨테이너(310)가 고정 설치되는 경우, 플라즈마 노즐부(142)로부터 토출되는 플라즈마 빔에 의해 컨테이너(310) 내부의 온도가 빨리 상승할 수 있다. 따라서, 고정 설치된 컨테이너(310)를 포함하는 시스템(300)은, 비교적 고온의 열처리가 필요한 커피 빈과 같은 입자형 식품의 열처리에 적합할 수 있다.
시스템(300)은, 컨테이너(310)의 일 측면에 공기 필터(120)가 연결되어, 컨테이너(310) 내의 공기가 공기 필터(120)로 유입될 수 있도록 구성될 수 있다. 공기 필터(120)는 컨테이너(310)로부터 유입된 공기 중에 포함된 수분의 적어도 일부를 제거하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따라 컨테이너(310) 내의 공기가 일정한 습도를 유지하거나 습기가 제거되도록 관리될 수 있다. 또한, 공기 필터(120)에 의해 수분이 제거된 공기는 공기 압축기(130)로 유입될 수 있다.
플라즈마 발생 장치(140)는 유입된 압축 공기를 플라즈마 방전 가스로 사용하여 플라즈마 방전을 통해 플라즈마 빔을 생성할 수 있다. 또한, 플라즈마 발생 장치(140)로부터 방출되는 플라즈마 빔 또는 가스의 온도는 대략 상온에서 600℃까지의 범위 내일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 가공 대상 식품의 종류에 따라 그 온도가 조절될 수 있다. 플라즈마 발생 장치(140)에 의해 생성된 플라즈마 빔은 컨테이너(110) 내부에 부착된 플라즈마 노즐부(142)를 통해 컨테이너(110) 내부로 토출될 수 있다. 이와 같이 토출된 플라즈마 빔에 의해 컨테이너(110) 내부의 공기 및 식품(190)의 온도가 증가하며, 이에 따라 식품(190)의 열처리가 가능하다.
또한, 공기 압축기(130)는 유입된 공기를 일정한 압력으로 압축하여 공기 노즐부(132)를 통해 컨테이너(310)의 본체부(314)로 제공할 수 있다. 공기 노즐부(132)를 통해 본체부(314) 내부로 분사되는 공기압에 의해, 식품(190)의 분말 또는 입자가 적절히 교반될 수 있다. 또한, 공기 노즐부(132)를 통해 본체부(314) 내부로 분사되는 공기압에 의해, 플라즈마 노즐부(142)에서 토출되는 플라즈마 빔에 의해 가열된 본체부(314) 내부의 공기의 흐름을 원활하게 하여 온도를 적절한 수준으로 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어기(280)는, 습도 센서(220), 활성종 센서(240) 및/또는 온도 센서(260)로부터 전송되는 전기적인 신호를 입력 받아, 컨테이너(310) 내부 공기에 포함된 습도, 활성종의 농도 및/또는 온도가 기준치 이상 또는 미만인지를 결정할 수 있다. 이와 같이 결정되는 컨테이너(310) 내부의 습도, 활성종의 농도 또는 온도에 따라, 제어기(280)는, 공기 필터(120), 공기 압축기(130) 및 플라즈마 발생 장치(140) 중 하나 이상의 구동 시간 및 플라즈마 빔의 강도 등을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(280)는, 습도 센서(220)의 전기적인 신호에 기초하여, 컨테이너(310) 내부 공기의 습도가 기준치 이상에 해당한다고 결정하면, 공기 필터(120)를 가동시키거나 공기 필터(120)의 구동 시간 및/또는 강도를 상향 조정할 수 있다. 또한, 제어기(280)는, 활성종 센서(240)의 전기적인 신호에 기초하여, 컨테이너(310) 내부 공기의 활성종 농도가 기준치 이하에 해당한다고 결정하면, 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)를 가동시키거나 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 구동 시간 및/또는 강도를 상향 조정할 수 있다. 또한, 제어기(280)는, 온도 센서(260)의 전기적인 신호에 기초하여, 컨테이너(310) 내부 공기의 온도가 기준 범위를 벗어난다고 결정하면, 플라즈마 발생 장치(140) 및/또는 공기 압축기(130)를 가동시키거나 플라즈마 발생 장치(140) 및/또는 공기 압축기(130)의 구동 시간 및/또는 강도를 상향 또는 하향 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 이상 설명한 바와 같은 제어기(280)에 의한 공기 필터(120)의 동작 제어, 공기 압축기(130)의 동작 제어 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 동작 제어는, 순차적으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 제어기(280)는 공기 필터(120)의 동작 제어를 실행한 후, 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 동작 제어를 실행할 수 있으며, 이러한 2 단계의 동작 제어를 반복할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(280)에 의한 공기 필터(120)의 동작 제어와, 제어기(280)에 의한 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 동작 제어는, 병렬적으로 동시에 실행될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제어기(280)에 의한 공기 필터(120)의 동작 제어와, 제어기(280)에 의한 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 동작 제어 중 어느 하나만 실행될 수도 있다.
이상 설명한 바와 같은, 제어기(280)에 의한 공기 필터(120)의 동작 제어와, 제어기(280)에 의한 공기 압축기(130) 및/또는 플라즈마 발생 장치(140)의 동작 제어에 의해, 컨테이너(310) 내부의 공기 중에 포함된 수분, 활성종의 농도 및 온도가 적절한 범위 내로 유지되어 식품(190)의 신선도와 보관 기간이 증가할 수 있거나 식품(190)의 적절한 열처리가 실행될 수 있다. 또한, 공기 노즐부(132)를 통해 컨테이너(310) 내부로 압축 공기를 분사함으로써, 식품(190)이 적절히 교반되거나 내부 온도가 적정한 수준으로 제어되기 때문에, 식품(190) 전체적으로 균등한 정도로 열처리가 실행될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(400)를 개략적으로 나타낸 개략도이다. 도 4에 도시된 플라즈마 발생 장치(400)는, 예를 들어, 도 1 내지 도 3에 도시된 시스템(100, 200, 300)의 플라즈마 발생 장치(140)로 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 플라즈마 발생 장치(400)는 대기압 플라즈마 발생 장치일 수 있다. 이 경우, 플라즈마 발생 장치(400)는 통상 상온/상압 환경에서 구동될 수 있도록, 제네레이터, 고전압 변압기, 플라즈마 방전을 발생시키는 전극들 등을 포함할 수 있다. 구체적으로, 플라즈마 발생 장치(400)는, 플라즈마가 토출되는 노즐부(420), 일측에서 노즐부(420)가 탈착되고, 타측에서 작동 가스(또는 압축공기)가 공급되는 가스 공급관(미도시), 고전압 변압기(미도시)에 연결되는 케이블 등이 탈착되는 몸체부(440)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 고전압 변압기에 의해 발생된 고주파 고전압은 몸체부(440) 내부에 설치된 전극들에 인가되며, 인가된 전압에 의해 전극들 사이에 전기 아크 형태의 고주파 방전이 발생된다. 이와 같이 몸체부(440) 내부에 전기 아크가 발생된 상태에서 작동 가스가 전기 아크와 접촉하여 플라즈마 상태로 변환된다. 몸체부(440)에서 생성된 플라즈마 빔은 노즐부(420)의 개구를 통해 토출된다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 방법의 흐름도이다.
도 5에 도시된 식품 가공 방법(500)은, 도 1에 도시된 식품 가공 시스템(100)을 이용하는 것으로, 식품 가공 방법(500)의 구성요소들은, 도 1에 도시된 식품 가공 시스템(100)의 구성요소들에 대응될 수 있다. 또한, 구성요소들 중에서, 앞서 상술한 도 1에서 설명된 것과 동일 또는 유사한 부재번호 또는 명칭을 갖는 구성요소들에 대해서는, 반복을 피하기 위해 상세한 설명을 생략할 수 있으며, 변경 또는 추가적인 부분만 설명할 수 있다.
식품 가공 방법(500)은, 공기 필터에 의해, 분말 또는 입자 형태의 식품이 수용되는 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분 중 적어도 일부를 추출하여 배출하는 단계(S520)로 개시될 수 있다. 이는 컨테이너 내 기준치를 초과하는 수분량을 줄여 컨테이너 내의 공기가 일정한 습도를 유지하도록 하기 위함이다.
단계(S540)에서, 공기 압축기에 의해, 공기 필터에 의해 수분 중 적어도 일부가 제거된 공기로부터 압축 공기를 생성하며, 이는 플라즈마 발생 장치가 요구하는 일정한 압력의 공기를 제공하기 위함이다.
단계(S560)에서, 플라즈마 발생 장치에 의해, 공기 압축기로부터 생성되는 압축 공기를 플라즈마 방전 가스로 사용하여 플라즈마 방전을 통해 플라즈마 빔과 함께 오존(O3)을 포함하는 활성종을 생성한다.
단계(S560) 이후, 플라즈마 빔 또는 가스는 컨테이너 내부로 토출되어, 컨테이너 내부의 식품에 대한 열처리를 실행하고, 컨테이너 내부의 공기 중에 포함된 유해균 또는 유해물질을 제거하므로, 컨테이너 내에 수용된 식품의 신선도나 보관 기간을 증가시키고, 식품에 대한 열처리 가공을 실행할 수 있다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 파우더 가공 방법의 흐름도이다.
도 6에 도시된 식품 가공 방법(600)은, 도 5에 도시된 식품 파우더 가공 방법(500)의 단계들의 적어도 일부에 대응될 수 있다. 구체적으로, 도 6에 도시된 식품 가공 방법(600)의 단계들(S630, S660)은, 도 5에 도시된 식품 가공 방법(500)의 단계들(S520, S540, S560)과 일부 실질적으로 대응될 수 있다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의상 반복을 피하기 위해, 단계들(S630, S660)에 대한 상세한 설명을 생략할 수 있으며, 변경 또는 추가적인 부분만 설명할 수 있다.
식품 가공 방법(600)은, 습도 센서에 의해, 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분량을 검출하는 단계(S610)로 개시될 수 있다.
단계(S620)에서, 제어기에 의해, 습도 센서가 검출한 수분량에 기초하여 공기 필터의 구동 여부를 제어한다. 예를 들어, 습도 센서가 검출한 수분량이 사전에 설정한 기준치 이상인지 여부를 제어기가 판별하며, 습도 센서가 검출한 수분량이 기준치 이상이면 공기 필터가 구동되도록 하고, 습도 센서가 검출한 수분량이 기준치 미만이면 공기 필터가 구동되지 않도록 할 수 있다.
단계(S620)에서 수분량이 기준치 이상으로 판별되면, 단계(S630)에서, 제어기가 공기 필터를 가동시켜, 공기 필터에 의해 식품이 수용되는 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분 중 적어도 일부를 추출하여 배출한다.
단계(S620)에서 수분량이 기준치 미만으로 판별되거나, 단계(S630)에서 공기 필터의 가동을 통해 컨테이너 내 공기에 포함된 수분의 적어도 일부가 추출되어 배출된 이후, 단계(S640)에서, 활성종 센서가 컨테이너 내의 공기에 포함된 활성종(예를 들어, O3, Nx 등) 농도를 검출한다.
단계(S650)에서, 제어기가 검출된 활성종 농도가 기준치 이하인지를 판별하며, 활성종 센서가 검출한 활성종 농도에 기초하여 공기 압축기 및 플라즈마 발생 장치 중 적어도 하나의 구동 여부를 제어한다. 예를 들어, 단계(S650)에서 활성종 농도가 기준치 이하로 판별되면, 단계(S660)에서 제어기가 공기 압축기 및 플라즈마 발생 장치 중 적어도 하나를 가동하여 컨테이너 내에 활성종을 생성한다. 반면, 단계(S650)에서 활성종 농도가 기준치 초과로 판별되면 제어기에 의해 단계(S660)가 수행되지 않는다.
단계(S650)에서 활성종 센서에서 검출된 활성종 농도가 기준치를 초과하거나, 단계(S660)에서 공기 압축기 및 플라즈마 발생 장치 중 적어도 하나가 가동되어 컨테이너 내에 활성종을 생성한 이후, 단계(S670)에서, 온도 센서가 컨테이너 내의 온도를 검출한다.
단계(S680)에서, 제어기가 검출된 컨테이너 내의 온도가 기준 범위 내인지를 판별하며, 온도 센서가 검출된 온도에 기초하여 플라즈마 발생 장치 및/또는 공기 압축기의 구동 여부 또는 플라즈마 발생 장치로부터 토출되는 플라즈마 빔의 강도를 제어한다. 예를 들어, 단계(S680)에서 온도가 기준 범위에 미치지 못하는 것으로 판별되면, 단계(S690)에서 제어기가 플라즈마 발생 장치를 가동하여 플라즈마 빔의 강도를 증가시키거나 가동 시간을 증가시켜서 컨테이너 내의 온도를 증가시킨다. 반면, 단계(S680)에서 온도가 기준 범위를 초과하는 것으로 판별되면, 단계(S690)에서 제어기가 플라즈마 발생 장치를 가동하여 플라즈마 빔의 강도를 감소시키거나 가동 시간을 감소시켜서 컨테이너 내의 온도를 감소시킨다. 대안적으로 또는 추가적으로, 단계(S690)에서 제어기가 공기 압축기를 가동하여 압축 공기를 컨테이너 내부에 분사하는 강도 또는 시간을 증가시켜서 컨테이너 내의 온도를 감소시킨다.
일 실시예에서, 이상 설명한 바와 같은 제어기에 의한 공기 필터의 동작 제어 단계들(S610 내지 S630), 제어기에 의한 공기 압축기 및/또는 플라즈마 발생 장치의 동작 제어 단계들(S640 내지 S660)과, 제어기에 의한 공기 압축기 및/또는 플라즈마 발생 장치의 추가적인 동작 제어 단계들(S670 내지 S690)는, 순차적으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 단계(S610 내지 S630)를 실행한 후, 단계(S640 내지 S660)를 실행한 후, 단계(S670 내지 S690)를 실행할 수 있으며, 이러한 단계들을 반복 실행할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기에 의한 공기 필터의 동작 제어 단계들(S610 내지 S630)와, 제어기에 의한 공기 압축기 및/또는 플라즈마 발생 장치의 동작 제어 단계들(S640 내지 S660) 및 단계들(S670 내지 S690)는, 병렬적으로 동시에 실행될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제어기에 의한 공기 필터의 동작 제어 단계들(S610 내지 S630)와, 제어기에 의한 공기 압축기 및/또는 플라즈마 발생 장치의 동작 제어 단계들(S640 내지 S660) 및 단계들(S670 내지 S690) 중 어느 하나만 실행될 수도 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100, 200: 식품 가공 시스템
110: 컨테이너
112: 덮개부 114: 본체부
116: 회전부 118: 회전축
120: 공기 필터 130: 공기 압축기
132: 공기 노즐부 140: 플라즈마 발생 장치
142: 플라즈마 노즐부 190: 식품
220: 습도 센서 240: 활성종 센서
260: 온도 센서 280: 제어기
110: 컨테이너
112: 덮개부 114: 본체부
116: 회전부 118: 회전축
120: 공기 필터 130: 공기 압축기
132: 공기 노즐부 140: 플라즈마 발생 장치
142: 플라즈마 노즐부 190: 식품
220: 습도 센서 240: 활성종 센서
260: 온도 센서 280: 제어기
Claims (10)
- 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템에 있어서,
식품이 수용되는 컨테이너;
상기 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분 중 적어도 일부를 추출하여 공기 압축기로 배출하는 공기 필터;
상기 공기 필터로부터 상기 수분 중 적어도 일부가 제거된 공기를 흡입하여 압축 공기를 생성하는 상기 공기 압축기;
상기 공기 압축기로부터 생성되는 상기 압축 공기를 플라즈마 방전 가스로 사용하여 플라즈마 방전을 통해 활성종을 생성하여 상기 활성종이 포함된 플라즈마 가스를 상기 컨테이너 내부로 토출하는 플라즈마 발생 장치;
상기 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분량을 검출하는 습도 센서;
상기 컨테이너 내의 온도를 검출하는 온도 센서; 및
상기 습도 센서가 검출한 수분량에 기초하여 상기 공기 필터의 구동 여부를 제어하고, 상기 온도 센서가 검출한 온도에 기초하여 상기 플라즈마 발생 장치 및 상기 공기 압축기 중 적어도 하나의 구동 여부 또는 상기 플라즈마 발생 장치로부터 토출되는 플라즈마 빔의 강도를 제어하는 제어기를 포함하고,
상기 제어기는 상기 공기 필터, 상기 공기 압축기 및 상기 플라즈마 발생 장치를 제어함으로써, 상기 컨테이너 내 공기의 습도 및 온도를 미리 정해진 수치 범위 내로 유지하는, 식품 가공 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 발생 장치는,
상기 압축 공기가 공급되는 가스 공급관; 및
상기 활성종을 포함하는 플라즈마 빔이 토출되는 노즐부를 포함하는, 식품 가공 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 컨테이너 내의 활성종의 농도를 검출하는 활성종 센서; 및
상기 활성종 센서가 검출한 활성종의 농도에 기초하여 상기 공기 압축기 및 상기 플라즈마 발생 장치 중 적어도 하나의 구동 여부를 제어하는 제어기를 더 포함하는, 식품 가공 시스템.
- 삭제
- 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 방법에 있어서,
공기 필터에 의해, 식품이 수용되는 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분 중 적어도 일부를 추출하여 공기 압축기로 배출하는 단계;
상기 공기 압축기에 의해, 상기 공기 필터에 의해 상기 수분 중 적어도 일부가 제거된 공기를 흡입하여 압축 공기를 생성하는 단계;
플라즈마 발생 장치에 의해, 상기 공기 압축기로부터 생성되는 상기 압축 공기를 플라즈마 방전 가스로 사용하여 플라즈마 방전을 통해 활성종을 생성하여 상기 활성종이 포함된 플라즈마 빔을 상기 컨테이너 내부로 토출하는 단계;
습도 센서에 의해, 상기 컨테이너 내의 공기에 포함된 수분량을 검출하는 단계;
온도 센서에 의해, 상기 컨테이너 내의 온도를 검출하는 단계;
제어기에 의해, 상기 습도 센서가 검출한 수분량에 기초하여 상기 공기 필터의 구동 여부를 제어하는 단계; 및
상기 제어기에 의해, 상기 온도 센서가 검출한 온도에 기초하여 상기 플라즈마 발생 장치 및 상기 공기 압축기 중 적어도 하나의 구동 여부 또는 상기 플라즈마 발생 장치로부터 토출되는 플라즈마 빔의 강도를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 제어기는 상기 공기 필터, 상기 공기 압축기 및 상기 플라즈마 발생 장치를 제어함으로써, 상기 컨테이너 내 공기의 습도 및 온도를 미리 정해진 수치 범위 내로 유지하는, 식품 가공 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 플라즈마 발생 장치에 의해, 상기 활성종이 포함된 플라즈마 빔을 상기 컨테이너 내부로 토출하는 단계를 더 포함하는, 식품 가공 방법.
- 삭제
- 제6항에 있어서,
활성종 센서에 의해, 상기 컨테이너 내의 활성종의 농도를 검출하는 단계; 및
제어기에 의해, 상기 활성종 센서가 검출한 활성종의 농도에 기초하여 상기 공기 압축기 및 상기 플라즈마 발생 장치 중 적어도 하나의 구동 여부를 제어하는 단계를 더 포함하는, 식품 가공 방법.
- 삭제
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020200158412A KR102581488B1 (ko) | 2020-11-24 | 2020-11-24 | 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템 및 방법 |
| PCT/KR2020/016703 WO2022114246A2 (ko) | 2020-11-24 | 2020-11-24 | 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템 및 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200158412A KR102581488B1 (ko) | 2020-11-24 | 2020-11-24 | 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템 및 방법 |
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| KR20220071382A KR20220071382A (ko) | 2022-05-31 |
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ID=81755730
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|---|---|---|---|
| KR1020200158412A KR102581488B1 (ko) | 2020-11-24 | 2020-11-24 | 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 식품 가공 시스템 및 방법 |
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Citations (2)
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| KR102007900B1 (ko) * | 2018-12-05 | 2019-08-06 | 재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원 | 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템 |
| KR200490974Y1 (ko) * | 2018-03-21 | 2020-01-30 | 대한민국 | 저온 플라즈마 살균장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08198602A (ja) * | 1995-01-20 | 1996-08-06 | Gold Syst Kk | 酸素抽出装置を備えたオゾン発生装置 |
| KR101944267B1 (ko) * | 2017-09-25 | 2019-01-30 | 주식회사 셀로닉스 | 대기압 플라즈마를 이용한 알갱이 식품의 냄새 제거 장치 |
| KR102047811B1 (ko) * | 2018-12-18 | 2019-11-22 | 이창훈 | 플라즈마를 이용한 식품 파우더 로스팅 장치 |
-
2020
- 2020-11-24 WO PCT/KR2020/016703 patent/WO2022114246A2/ko active Application Filing
- 2020-11-24 KR KR1020200158412A patent/KR102581488B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200490974Y1 (ko) * | 2018-03-21 | 2020-01-30 | 대한민국 | 저온 플라즈마 살균장치 |
| KR102007900B1 (ko) * | 2018-12-05 | 2019-08-06 | 재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원 | 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022114246A2 (ko) | 2022-06-02 |
| WO2022114246A3 (ko) | 2022-07-21 |
| KR20220071382A (ko) | 2022-05-31 |
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