KR102619964B1 - 과채 세척 및 살균 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 개시의 일 실시예에 의하면, 내부에 제1 공간을 정의하고, 제1 공간에 세척수 및 세척물을 수용하는 세척조; 세척조 내부에 버블을 주입시키는 버블 모듈; 초음파 신호에 기초하여 세척조에 초음파를 발생시키는 초음파 모듈; UV 조사신호에 기초하여 세척조에 자외선을 조사하도록 구성되는 UV 모듈; 및 사용자의 입력신호에 기초하여 초음파 신호 및 UV 조사신호를 생성하여 UV 모듈 및 초음파 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템을 제공한다.
Description
본 개시는 과채 세척 및 살균 시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
본 개시는 과채 세척 및 살균 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수작업에 의하지 않고 자동으로 과채나 식품 쌀을 세척 및 살균하도록 된 과채 세척 및 살균 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 배, 귤 등과 같은 과채류와 상추, 파슬리, 시금치 등과 같은 야채류는 재배시에 병해충 방지와 성장촉진을 위해 각종 농약이나 비료를 살포하게 되므로 수확할 때 농약이나 비료성분이 과일과 야채의 표면에 일부 잔류할 염려가 있다. 또한, 과일류나 야채류에는 재배 시 각종 기생충들이 서식하는 바, 수확할 때 각종 기생충이나 그 알들이 표면에 묻어 있는 상태로 수확하게 된다. 따라서, 과일류나 야채류를 먹기 전에는 반드시 세척해서 각종 농약이나 비료 등과 같은 유해성분, 기생충이나 그 알들을 깨끗하게 제거해야 하며, 그렇지 않고 과일류나 야채류를 그대로 먹게 되면 인체에 해를 입을 수 있다.
종래에 과일류나 야채류 및 쌀의 세척은 수작업을 통해 이루어졌다. 그러나, 대형 음식점, 구내식당 등에서는 세척해야 할 물량이 많기 때문에 세척 작업에 많은 인원과 시간이 필요하게 되고 그로 인해 많은 비용이 소모되는 문제점이 있다.
또한, 식품 병원성 미생물에 의한 식중독 사고가 꾸준히 증가하고 있으며, 과채로부터 탈리되지 않은 병원성 미생물은 과채나 과채의 조리 및 저장환경 내에 서식하다가 인체에 유입되어 식중독을 야기한다. 종래에는 병원성 미생물을 살균하기 위해 고압(high pressure) 처리, 전기장(electric fields) 처리, 초음파(ultrasound) 처리, 가스 살균제(gaseous sanitizer) 처리, 산/염기 워시액(acid/alkali wash) 처리, 염소계 소독제(chlorine) 처리, 과산화 살균제(peracid sanitizer) 처리 등의 방식을 이용하여 미생물을 살균해왔다.
그러나, 전기장, 초음파 처리 등의 경우 실제적인 적용에 있어 살균처리 가능 면적이 좁으며, 고정형 장비의 사용만 가능하고 설치 및 처리 비용이 높은 문제점이 있으며, 가스 살균제의 경우 작업자의 안전성 문제가 생길 수 있다. 또한, 산/염기 워시액, 염소계 소독제, 과산화 살균제 등의 화학적 살균 소독제의 경우 처리 후 과채에 잔류물이 잔존할 수 있으며, 잔류물이 유기물과 반응하여 인체에 유해한 부산물을 생성할 수 있고, 접촉 표면의 종류에 따라 부식을 야기시킬 수 있는 문제가 있다. 또한 세척수 재사용으로 인한 병원성 미생물 재오염 문제가 있다.
한편, UV도 미생물 살균에 활용되는데, 투과력이 낮은 단점이 있다.
이에, 본 개시는 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 수작업을 이용하지 않고 초음파와 자외선을 이용하여 과채를 세척함으로써, 과채 세척에 필요한 인원과 시간을 절약할 수 있는 과채 세척기를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 개시는 UV 모듈을 이용하여 과채를 자외선 처리하여 미생물을 살균함으로써, 유해한 부산물이 발생하지 않는 살균장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
또한, 미생물이 살균된 세척수를 배출함으로써 미생물 재오염 문제를 방지하는 데 다른 주된 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시예에 의하면, 내부에 제1 공간을 정의하고, 제1 공간에 세척수 및 세척물을 수용하는 세척조; 세척조 내부에 버블을 주입시키는 버블 모듈; 초음파 신호에 기초하여 세척조에 초음파를 발생시키는 초음파 모듈; UV 조사신호에 기초하여 세척조에 자외선을 조사하도록 구성되는 UV 모듈; 및 사용자의 입력신호에 기초하여 초음파 신호 및 UV 조사신호를 생성하여 UV 모듈 및 초음파 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 수작업을 이용하지 않고 초음파와 자외선을 이용하여 과채를 세척함으로써, 과채 세척에 필요한 인원과 시간을 절약하는 효과가 있다.
또한, UV 모듈을 이용하여 과채를 자외선 처리하여 미생물을 살균함으로써, 유해한 부산물이 발생하지 않는 효과가 있다. 또한, 투과력이 낮은 UV를 이용하더라도 높은 미생물 살균이 가능한 효과가 있다.
또한, 미생물이 살균된 세척수를 배출함으로써 미생물 재오염 문제를 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템의 시스템이 폐쇄된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템의 시스템이 개방된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템의 작동 순서도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 제어부의 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템의 시스템이 폐쇄된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템의 시스템이 개방된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템의 작동 순서도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 제어부의 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 이용해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템의 시스템이 폐쇄된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템의 시스템이 개방된 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템(10)은 세척조(110), 초음파 모듈(130), UV 모듈(140), 버블 모듈(120) 및 제어부(150)의 전부 또는 일부를 포함한다.
세척조(110)는 주입구(112), 배출구(114), 고정트레이(116) 및 수위감지부(118)의 전부 또는 일부를 포함한다.
세척조(110)는 세척물을 수용할 수 있도록 내부에 제1 공간을 정의한다. 제1 공간에는 세척물을 세척하기 위해 세척수가 유입된다. 제1 공간은 예컨대, 12 L를 수용할 정도의 부피를 가진다.
주입구(112)는 제1 공간 내부의 세척물을 세척하기 위하여 세척조(110)에 세척용재, 예컨대, 세척수 등을 투입한다.
배출구(114)는 세척조(110)가 세척과정을 완료하면, 세척용재를 외부로 배출시킨다. 예를 들어, 세척조(110)에 투입된 과채는 세척조(110) 내부에 형성된 스크루(미도시)에 의하여 자외선 램프 방향으로 이동됨과 동시에 초음파 모듈(130)에 의하여 1차적으로 미생물이 과채로부터 탈리되고, 과채는 자외선 램프(142)로부터 자외선이 조사되어 2차 살균처리가 완료된다. 이후 세척수는 세척조(110)의 후방에 형성된 배출구(114)를 이용하여 세척조(110)의 외부로 배출된다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템(10)은 배수 밸브(114a)를 이용하여 세척수를 배출구(114)를 통해 배출할 수 있다. 배수 밸브(114a)는 세척조(110)의 일단에 설치된다. 사용자가 배수 밸브(114a)를 가압하면 배출구(114)가 개방되어 세척수가 세척조(110)의 외부로 배출된다.
여기서, 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템(10)은 UV 모듈(140)의 살균과정을 거친 후에 세척수를 외부로 배출한다. 따라서, 본 개시는 미생물이 살균된 세척수를 배출함으로써 미생물 재오염 문제를 방지하는 효과가 있다.
한편, 세척조(110)는 내부로 투입된 과채가 외부로 이탈되는 것을 방지하고, UV 모듈(140)로부터 조사되는 자외선이 외부로 누출되는 것을 방지하도록 세척조(110)의 전면 및 후면이 외부로부터 차단되도록 형성된다. 세척조(110)의 일측에는 과채를 투입하기 위한 주입구(112)가 형성되고, 세척조(110)의 타측에는 살균된 과채를 배출하기 위한 배출구(114)가 형성된다.
또한, 세척조(110)는 직육면체 형상으로 설계될 수 있으며, 너비는 240 mm, 폭은 300 mm, 높이는 150mm일 수 있다. 세척조(110)의 소재는 SUS304 또는 PTFE(Poly-Tetra Fluoro Ethylene)일 수 있다. 또한, 세척조(110)의 소재는 이산화 티탄일 수 있다.
여기서, SUS304란, 오스테나이트계 스테인리스강으로 Ni 8~11%, Cr 18~20%를 함유한다. SUS304는 내약품성, 내열성이 뛰어난 도금소재이다. SUS304는 내약품성 및 내열성이 우수하므로 세척조(110)의 소재로 사용하기 적합하다.
한편, PTFE란, 내약품성이 뛰어난 폴리에틸렌의 일종으로, 높은 온도, 예컨대, 325
에서도 안정된 상태를 유지하며 물질의 특성이 변화하지 않는다. PTFE는 도금용 소재로 이용되며, 전기특성도 양호하며, 불연성으로 내후성도 우수하다. 따라서, 세척조(110)의 소재로 사용하기 적합하다.
본 개시의 일 실시예에 따른 세척조(110)를 SUS304 또는 PTFE를 이용하여 설계하면, 초음파 모듈(130)로부터 발생하는 충격으로부터 견딜 수 있으며, 뿐만 아니라 UV 모듈로부터 조사되는 자외선으로부터 세척조(110)가 손상되지 않는 효과가 있다.
고정트레이(116)는 세척물, 예컨대, 과채가 세척조(110) 내부에서 세척수에 의해 부유하는 것을 방지하기 위해 세척물을 고정한다. 고정트레이(116)는 고정망을 포함하는 커버(cover)를 포함할 수 있다. 커버(미도시)는 고정트레이(116)에 탈부착 가능하도록 구성된다. 사용자는 세척물의 크기에 기초하여 커버를 선택할 수 있다. 즉, 세척물의 크기가 큰 경우 망공의 크기가 큰 커버를 사용하고, 세척물의 크기가 작은 경우 망공의 크기가 작은 커버를 사용한다. 또한, 세척수는 고정망을 통과하여 세척물과 접촉할 수 있지만, 세척물은 고정망을 통과할 수 없으므로, 고정트레이(116)는 세척물이 세척조(110) 내부에서 부유하는 것을 방지한다. 또한 고정트레이(116)는 세척조(110) 내부에 고정형으로 설치될 수도 있지만, 세척조(110)에서 탈착 또는 부착가능한 탈부착식으로 형성될 수 있다.
수위감지부(118)는 세척조(110)의 내부 일측면에 설치되고, 세척조 내부의 세척수의 수위를 감지한다. 수위감지부(118)는 세척조(110)에 공급되는 세척수의 수위에 기초하여 상하로 움직이며 수위를 감지하는 접촉식 감지센서 또는 세척수와 접촉 없이 세척수의 수압에 기초하여 세척수의 수위를 감지하는 비접촉식 감지센서일 수 있다. 수위감지부(118)는 세척수의 수위를 감지하여 생성한 수위정보를 제어부(150)에 송신한다. 제어부(150)는 수신한 수위정보에 기초하여 세척조(110) 내부에 수위가 부족한지 여부를 판단하여 세척 세척수를 공급하지 여부를 판단한다.
버블 모듈(120)은 워터펌프(122) 및 드라이펌프(124)의 전부 또는 일부를 포함한다.
버블 모듈(120)은 세척조(110) 내부의 세척수의 흐름을 유발하시키는 버블을 주입시킨다. 또한 버블 모듈(120)은 세척 및 살균이 완료된 과채를 건조시킨다.
워터펌프(122)는 세척조 내부에서 세척수와 과채가 더욱 접촉이 원활하도록 내부에 버블을 주입한다. 버블은 초음파 모듈(130)이 발생시키는 초음파와 유사한 기능을 수행한다. 버블은 과채로부터 미생물이 탈리되도록 과채를 진동시킨다. 또한, 버블은 과채로부터 탈리된 미생물이 버블 표면에 응집한 상태로 상부로 상승시켜 과채 표면에 재부착하는 것을 방지하는 효과를 가진다. 또한, 탈리된 미생물을 부착한 버블이 상부로 상승하면 상부에 위치하는 UV모듈에 의한 살균시에 투과력이 낮은 UV를 이용하더라도 살균이 용이하게 진행될 수 있다.
드라이펌프(124)는 세척이 완료된 과채를 건조시키기 위해 세척조(110) 내부에 공기를 주입시킨다. 드라이펌프(124)는 과채에 남은 물방울이 증발 또는 날아갈 수 있도록 세척조에 강한 바람을 주입시킨다.
초음파 모듈(130)은 세척조(110) 내부에 초음파를 발생시킨다. 예를 들어 초음파 모듈(130)은 진동자(미도시)를 포함하고, 초음파 모듈(130)은 진동자가 진동함으로써 세척조(110) 내부에 초음파를 발생시킬 수 있다.
본 개시의 상세한 설명에서 초음파 모듈(130)은 예컨대, 40KHz인 초음파 모듈(130)일 수 있고, 진동횟수는 30KHz 내지 50KHz 범위에서 통상의 기술자가 적절하게 선택할 수 있다.
예를 들어, 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템(10)이 진동횟수가 40KHz인 초음파 모듈(130)을 사용하는 경우 진동자가 초당 40,000번 진동하여 세척조(110) 내부에 초음파를 발생시킬 수 있다.
발생된 초음파는 세척조(110) 내부에서 과채에 도달함으로써, 과채 표면에 부착된 미생물을 과채로부터 탈리시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 모듈(130)이 발생시키는 초음파의 충격력은 수십기압, 예컨대, 50 기압일 수 있고, 입자가속기는 2500 G이며, 회절이 강한 파동을 발생시킬 수 있다. 본 개시의 초음파 모듈(130)은 미세한 입자 예컨대, 2 μm(micrometer)의 미생물도 탈리시킬 수 있다.
또한, 초음파 모듈(130)의 내부에 배치되는 진동자는 어레이(array) 형식으로 배치될 수 있다. 초음파 모듈(130)의 진동자가 어레이 형식으로 배치되면, 진동이 도달하는 사각지대를 억제하는 효과가 있다.
또한, 초음파 모듈(130)의 세척의 원리는 공동현상(cavitation)에 의하므로, 초음파 모듈(130)은 초음파를 이용한 일반 세정용도를 구현할 수 있다.
본 개시에 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템(10)은 UV 모듈(140)을 가동하기 전에 앞서, 초음파 모듈(130)을 이용하여 과채에 부착된 미생물을 탈리시키고 UV 모듈(140)을 이용하여 과채를 살균함으로써, 우수한 살균 효과를 구현한다.
예를 들어, 초음파 모듈(130)에 의해 미생물이 과채로부터 탈리된 경우 탈리된 미생물은 다시 과채에 재부착 될 수 있다. 그러나 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템(10)은 탈리된 미생물을 UV 모듈(140)을 이용하여 신속하게 살균함으로써 미생물의 재부착을 방지할 수 있다. 또한, 상기 버블에 의한 탈리 미생물의 상승과 함께, 초음파 모율에 의해서도 캐비테이션이 발생하면 탈리된 미생물이 캐비테이션에 의하여 발생한 기포의 표면에 응집하여 상승하고, 상승된 탈리 미생물은 상부에 위치하는 UV모듈에 의한 살균이 용이해진다.
UV 모듈(140)은 적어도 하나의 자외선 램프(142)를 포함한다. 이때, 세척조(110)에 설치되는 다수개의 자외선 램프(142)와 세척조(110) 내벽과의 적정 간격, 예컨대, 15 ~ 20㎝ 이내로 이루어 진다. UV 모듈(140)은, 살균 파장을 방출하는 것이라면 특정 모듈에 제한하지 않으며, LED, 수은 자외선 램프, 엑시머 램프 등을 포함할 수 있다. 또한, UV 모듈(140)이 조사하는 파장은 살균 효과를 구현할 수 있는 파장, 즉, 200 nm 내지 280 nm 일 수 있다.
UV 모듈(140)은 세척조(110)의 일측, 예컨대, 상측에 설치된다. 또한, 본 개시는 이에 한정되지 않고, UV 모듈(140)이 세척조(110) 내부에 설치될 수 있다. 또한 UV 모듈(140)은 세척조 내부에 고정형으로 설치될 수 있으며, 뿐만 아니라 이동형으로 설치될 수도 있다. UV 모듈(140)이 이동형으로 설치되면, 세척조(110)를 통과하는 과채가 이동형으로 설치된 UV 모듈(140)이 계속적으로 움직이면서 이동됨으로써 세척조(110)를 통과하는 과채 전체를 골고루 살균한다. 또한, 과채를 수 회에 걸쳐 살균함으로써 과채의 완벽한 살균효과를 얻을 수 있다. 한편, UV 모듈(140)에는 손잡이(144)가 설치될 수 있다. 손잡이(144)는 UV 모듈(140)을 개방 또는 폐쇄하도록 구성된다.
또한, 세척조(110)의 상단부, 즉, UV 모듈(140)의 하단에 LED를 삽입하고, 자외선 조사를 위하여 석영으로 마무리 가공할 수 있다. 석영 등으로 마무리 가공함으로써, UV 모듈(140)이 세척조(110)의 세척수로부터 영향을 받지 않음과 동시에 UV 모듈(140)이 조사하는 자외선의 투과에 영향을 미치지 않는 효과가 있다. 자외선이 석영을 통과하더라도 파장이나 진동수에 영향을 받지 않는다. 결국, UV 모듈(140)은 세척수로부터 방수되며 자외선을 조사할 수 있는 효과가 있다.
UV 모듈(140)에 장착된 자외선 램프(142)는 파장이 200 nm 내지 280 nm인 자외선을 과채에 조사한다. 자외선 램프(142)의 파장이 200 nm 내지 280 nm인 경우 과채로부터 탈리된 미생물이 효과적으로 제거한다. 또한, 200 nm 내지 280 nm의 파장 영역에서 자외선 램프(142)가 조사하는 파장의 길이가 길수록 투과력이 높아지고, 이에 세척수의 탁도에 영향을 최소화한다. 따라서, 본 개시에서는 280 nm 파장을 이용하여 과채로부터 탈리된 미생물을 효과적으로 제거한다.
또한, 본 개시는 UV 모듈(140)이 과채로부터 탈리된 미생물을 살균하여 사용자에게 멸균된 과채를 제공함으로써, 사용자는 인체에 유해한 미생물로부터 보호된다. 또한 UV 모듈(140)이 조사하는 자외선은 과채의 품질에 영향을 주지 않으며, 과채에는 인체에 유해한 부산물이 생성되지 않는다.
제어부(150)는 버블 모듈(120), 초음파 모듈(130) 및 UV 모듈(140)의 온(on)/오프(off) 상태를 제어한다. 예를 들어, 사용자는 제어부(150)에 형성된 조작수단, 예컨대, 터치 스크린을 이용하여 세척 시스템을 구성하는 각각의 모듈을 선택적으로 제어할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 미리 설정된 알고리즘에 기초하여 세척조(110)가 세척 및 살균 과정을 수행하도록 각각의 모듈을 제어할 수 있다.
표 1 및 표 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템(10)의 실험데이터를 나타내는 표이다.
표 1은 Escherichia. coli O157:H7을 접종한 사과 샘플과 2000 ml의 수돗물을 세척조에 넣고, 각 모듈의 조합을 시간별로 처리한 뒤에 사과 샘플과 세척수에서 생존한 E. coli O157:H7를 나타낸다.
| 사과에 생존한 E.coil O157:H7 (log CFU/sample) | |||
| 처리시간 | UV 모듈 | 초음파 모듈 및 버블 모듈 | UV 모듈, 초음파 모듈 및 버블 모듈 |
| 0 분 | 8.76 ± 0.36 | 8.76 ± 0.36 | 8.57 ± 0.19 |
| 5 분 | 7.69 ± 0.17 | 5.91 ± 0.27 | 4.37 ± 0.11 |
| 10 분 | 6.53 ± 0.13 | 5.86 ± 0.24 | 4.02 ± 0.19 |
| 15 분 | 6.24 ± 0.22 | 5.54 ± 0.18 | 3.91 ± 0.21 |
| 20 분 | 4.76 ± 0.14 | 3.23 ± 0.29 | 2.53 ± 0.92 |
한편, 표 2는 초음파 모듈(130)을 이용한 미생물의 탈리와 UV 모듈(140)에 의한 살균이 동시에 이루어진 경우 5 분만에 4 log (CFU/ml, 99.99%)이상의 살균 효과를 나타내는 표이다.
| 세척수에 생존한 E.coil O157:H7 (log CFU/sample) | |||
| 처리시간 | UV 모듈 | 초음파 모듈 및 버블 모듈 | UV 모듈, 초음파 모듈 및 버블 모듈 |
| 0 분 | - | - | - |
| 5 분 | 7.69 ± 0.16 | 8.68 ± 0.15 | 3.5 ± 0.35 |
| 10 분 | 6.84 ± 0.07 | 8.54 ± 0.15 | 3.5 ± 0.0 |
| 15 분 | 5.22 ± 0.2 | 8.67 ± 0.14 | 3.5 ± 0.0 |
| 20 분 | 3.3 ± 0.0 | 8.493 ± 0.04 | 3.5 ± 0.0 |
표 1 및 표 2를 참조하면, 버블 모듈(120), 초음파 모듈(130), UV 모듈(140)을 모두 작동한 경우에 과채 및 살균 시스템(10)을 이용하여 과채를 20 분 동안 살균 및 세척 처리시에 6 log (CFU/ml, 99.9999%)이상의 제어 효과가 존재함을 확인할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템의 작동 순서도이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 과채 세척 및 살균 시스템(10)은 제어부(150)가 버블 모듈(120), 초음파 모듈(130) 및 UV 모듈(140)의 전부 또는 일부를 제어한다.
1 단계 내지 4 단계에서 각각의 모듈을 전환시키는 과정 및 판단기준은 도 5에서 더욱 상세하게 설명한다.
1 단계는 세척수와 버블을 이용하여 세척조(110) 내부의 과채를 세척하는 과정이다. 제어부(150)는 버블 모듈(120)만 온(On) 상태로 유지하고, 초음파 모듈(130) 및 UV 모듈(140)은 오프(off) 상태를 유지하도록 각각의 모듈을 제어한다.
2 단계는 세척된 과채에서 미생물을 탈리시키는 과정이다. 제어부(150)는 온 상태인 버블 모듈(120)을 오프 상태로 전환하고, 오프 상태인 초음파 모듈(130)을 온 상태로 전환한다.
3 단계는 탈리된 미생물을 살균화는 과정이다. 제어부(150)는 오프 상태인 UV 모듈(140)을 온 상태로 전환한다.
4 단계는 세척 및 살균 과정을 마친 과채를 건조시키는 과정이다. 제어부(150)는 온 상태인 초음파 모듈(130) 및 UV 모듈(140)은 오프 상태로 전환하고, 버블 모듈(120)의 드라이펌프(도 1의 124)를 온 상태로 전환한다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 제어부의 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 제어부(150)는 과채의 세척 및 살균 과정을 개시할지 여부를 판단한다(S510). S510 과정에서, 제어부(150)는 사용자의 입력신호에 기초하여 과채의 세척 및 살균과정을 개시한다. 예를 들어, 사용자가 On 스위치(미도시)를 누른 경우, 제어부(150)는 세척 및 살균 과정을 개시한다. S510 과정에서 세척 및 살균 과정을 개시하지 않는 것으로 판단한 경우 본 알고리즘은 종료한다.
세척 및 살균 과정을 개시하는 것으로 판단된 경우, 제어부(150)는 세척조(110)가 제1 공간에 세척수를 공급하도록 제어한다. 제어부(150)로부터 세척수 주입신호를 수신한 세척조(110)는 제1 공간에 세척물이 세척 및 살균될 수 있을 정도의 세척수를 주입한다(S515).
제어부(150)는 제1 공간에 세척수가 충분이 주입되었는지 여부에 기초하여 세척조(110)가 세척수 주입을 중지할지 여부를 판단한다(S520). S520 과정에서 제어부(150)는 수위감지부(118)로부터 수신한 수위정보에 기초하여 제1 공간에 세척수의 수위를 판단하고, 세척수를 추가적으로 투입할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 수위정보에 기초하여 판단한 수위가 5 cm 이하인 경우 수위가 10 ~ 12 cm에 도달하도록 세척수를 더 투입하도록 세척조(110)를 제어한다.
또한, 세척수가 일정 수위까지 투입되면, 제어부(150)는 세척조(110) 내부에 버블을 주입시키도록 버블 모듈(120)을 제어한다. 버블 모듈(120)은 제어부(150)의 제어신호에 기초하여 세척조(110) 내부에 버블을 주입한다(S525).
버블 모듈(120)이 작동을 개시한 이후, 제어부(150)는 버블 모듈(120)의 작동을 중지하고, 초음파 모듈(130)을 작동시킬 지 여부를 판단한다(S530). S530 과정에서 제어부(150)는 세척조(110) 내부의 과채의 세척이 완료되었는지 여부에 기초하여 초음파 모듈(130)을 작동시킬 지 여부를 판단한다. 예를 들어, 제어부(150)는 버블 모듈(120)이 버블을 30 s 동안 주입한 경우 초음파 모듈(130)의 작동을 개시하는 것으로 설정될 수 있다. 여기서 제어부(150)는 초음파 모듈(130)의 작동을 개시하는 것으로 판단한 경우 버블 모듈(120)의 작동을 정지시킬 수 있다.
S530 과정에서 제어부(150)가 초음파 모듈(130)의 작동을 개시하지 않는 것으로 판단한 경우, 제어부(150)는 버블 모듈(120)의 작동을 중지시키지 않고 버블 모듈(120)이 계속해서 세척조(110)에 버블을 주입하도록 제어한다.
한편, S530 과정에서 제어부(150)가 초음파 모듈(130)의 작동을 개시하는 것으로 판단한 경우, 제어부(150)는 초음파 신호를 생성하여 초음파 모듈(130)에 송신한다. 초음파 모듈(130)은 제어부(150)로부터 초음파 신호를 수신하여 작동을 개시한다(S535). 여기서 초음파 신호란, 초음파 모듈(130)이 세척조(110) 내부에 초음파를 주입하도록 설정된 신호이다.
초음파 모듈(130)이 세척조(110) 내부에 초음파를 주입하여 과채로부터 미생물을 분리시키면, 제어부(150)는 UV 모듈(140)을 작동시킬지 여부를 판단한다(S540). 예를 들어, 제어부(150)는 초음파 신호를 송신한 후 20 s가 경과한 경우 미생물이 과채로부터 충분히 탈리된 것으로 판단하여 UV 조사신호를 UV 모듈(140)에 송신할 수 있다.
UV 모듈(140)은 제어부(150)로부터 UV 조사신호를 수신하여 작동을 개시한다(S545). S545 과정에서 UV 모듈(140)은 자외선 램프(142)에 전원을 공급하여, 세척조(110) 내부의 과채에 자외선을 조사한다. 여기서, UV 모듈(140)이 작동을 개시하더라도, 초음파 모듈(130)은 계속해서 세척조(110) 내부에 초음파를 주입시킨다.
UV 모듈(140)이 세척조(110) 내부에 자외선을 조사하여 과채로부터 탈리된 미생물을 살균하면, 제어부(150)는 세척 및 살균을 종료하고 과채를 건조할지 여부를 판단한다(S550). S550 과정에서 제어부(150)는 세척조에 조사된 자외선 조사시간에 기초하여 건조여부를 개시할지 판단한다. 예를 들어, 제어부(150)는 UV 모듈(140)이 40 s 동안 자외선을 조사한 경우, 과채로부터 탈리된 미생물이 모두 사멸된 것으로 판단하여, 과채의 세척이 완료된 것으로 판단한다.
S550 과정에서 제어부(150)는 UV 모듈(140)을 제어하여 과채 살균을 완료한 것으로 판단한 경우, 초음파 모듈(130) 및 UV 모듈(140)을 함께 중지시키고, 버블 모듈(120)을 작동시킨다(S555). S555 과정에서 제어부(150)는 세척 및 살균이 완료된 과채에 드라이펌프(124)를 이용하여 바람을 주입함으로써 과채를 건조시킨다.
건조과정이 완료되면 본 알고리즘은 종료한다.
상기 설명에서 버블 모듈 작동은 초음파 모듈 작동 전에 종료하는 것으로 기재하고 있으나, 초음파 모듈 작동시에도 버블이 공급되면 초음파 모듈에 의한 케비테이션과 버블의 모듈에 의한 버블 공급으로 미생물의 탈리와 상부로의 이행이 더 촉진될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 세척 및 살균 시스템 110: 세척조
112: 주입구 114: 배출구
116: 고정트레이 118: 수위감지부
120: 버블 모듈 122: 워터펌프
124: 드라이펌프 130: 초음파 모듈
140: UV 모듈 150: 제어부
112: 주입구 114: 배출구
116: 고정트레이 118: 수위감지부
120: 버블 모듈 122: 워터펌프
124: 드라이펌프 130: 초음파 모듈
140: UV 모듈 150: 제어부
Claims (13)
- 내부에 제1 공간을 정의하고, 상기 제1 공간에 세척수 및 세척물을 수용하는 세척조;
상기 세척조 내부에 버블을 주입시키는 버블 모듈;
초음파 신호에 기초하여 상기 세척조에 초음파를 발생시키는 초음파 모듈;
UV 조사신호에 기초하여 상기 세척조에 자외선을 조사하도록 구성되는 UV 모듈; 및
사용자의 입력신호에 기초하여 상기 초음파 신호 및 상기 UV 조사신호를 생성하여 상기 UV 모듈 및 상기 초음파 모듈의 온/오프 상태를 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 세척조에 투입된 과채를 상기 UV 모듈의 자외선 램프 방향으로 이동시키는 스크류가 상기 세척조 내부에 형성되고,
상기 버블 모듈은 워터펌프와 드라이펌프를 더 포함하고,
상기 초음파 모듈의 내부에 배치되는 진동자는 진동이 도달하는 사각지대가 억제되도록 어레이(array) 형식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 UV 모듈은,
자외선 파장이 살균 효과를 나타내는 200 nm 내지 280 nm 범위 내의 파장인 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 UV 모듈은, LED 램프, 수은 자외선 램프, 엑시머 램프 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 UV 모듈은,
상기 세척조 내부에 장착되어 이동하며 상기 세척물을 세척하는 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 버블 모듈은 상기 세척조 내부에 버블을 주입시키는 워터펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 버블 모듈은, 상기 세척물을 건조시키는 드라이펌프를 추가로 포함하고,
상기 제어부는, 상기 세척물의 세척 및 살균 이 완료되면 상기 드라이펌프가 상기 세척물을 건조시키도록 제어하는 것
을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 버블은,
표면에 상기 세척물로부터 탈리된 미생물을 응집시켜 상승함으로써 상기 미생물이 상기 세척물의 표면에 재부착 되는 것을 방지하는 것
을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 세척조는,
상기 세척물를 고정시키도록 구성된 고정트레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 초음파 모듈은,
캐비테이션에 의하여 상기 세척물로부터 탈리된 미생물을 응집하여 상승하는 기포를 발생시키는 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 초음파 모듈은,
PTFE(Poly-Tetra Fluoro Ethylene)로 코팅되는 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 세척조는,
일측면에 상기 세척수의 수위를 감지하는 수위감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 세척조는 상기 세척수를 배출하는 배출구를 포함하고,
상기 배출구는, 상기 세척조의 일단에 설치되는 배수 밸브에 의해 개방 또는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 과채 세척 및 살균 시스템. - 삭제
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Patent Citations (3)
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