KR102626900B1 - Agricultural Sterilization and Processing System - Google Patents
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Abstract
농산물 살균 및 가공시스템은 농산물과 향기성분과 향미성분을 포함하는 혼합정제수를 수용하는 내부 수용공간이 형성되는 챔버, 플라즈마를 발생시켜 농산물이 수용된 챔버 내로 공급하는 플라즈마공급부, 챔버 내의 공기를 순환시키는 에어순환부, 농산물과 혼합정제수가 챔버 내에 수용된 상태에서 플라즈마를 발생시켜 챔버 내로 공급하도록 플라즈마공급부를 제어하며, 챔버 내에 플라즈마가 공급된 상태에서 챔버 내의 공기가 순환되도록 에어순환부를 제어하는 제어부를 포함한다.The agricultural product sterilization and processing system includes a chamber in which an internal receiving space is formed to accommodate mixed purified water containing agricultural products and aroma and flavor components, a plasma supply unit that generates plasma and supplies it into the chamber containing the agricultural products, and air that circulates the air in the chamber. It includes a circulation unit, which controls the plasma supply unit to generate plasma while the agricultural produce and purified water mixed within the chamber are contained in the chamber and supplies it into the chamber, and a control unit that controls the air circulation unit to circulate the air within the chamber while plasma is supplied into the chamber. .
Description
본 발명은 농산물 살균 및 가공시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고전압 플라즈마와 UV를 이용한 농산물을 살균 및 가공하는 농산물 살균 및 가공시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a sterilization and processing system for agricultural products, and more specifically, to a sterilization and processing system for agricultural products using high-voltage plasma and UV.
최근 건강한 먹거리에 대한 소비자의 관심이 많아지고 있으며, 건강한 먹거리에 대한 TV 프로그램도 많이 방송되고 농산물 재배부터 농약을 사용하지 않는 유기농 농사법이 유행하고 마트나 인터넷 쇼핑에서 비싸게 판매되고 있다. 농산물의 트랜드가 맛과 건강으로 점차 변화하고 있다는 것을 알 수 있다. Recently, consumer interest in healthy food has increased, many TV programs about healthy food have been broadcast, organic farming methods that do not use pesticides have become popular, and they are being sold at high prices in supermarkets and online shopping. It can be seen that the trend of agricultural products is gradually changing towards taste and health.
그러나 농산물의 살균을 위해서는 베이킹파우더로 농약 성분을 씻어내거나 하는 작업이 별도로 필요하며, 유통기한 연장을 위해서 포장지에 방습제를 별도로 넣어 포장하거나, 항균팩 속에 농산물을 넣는 방식 등 다양한 방법을 사용하고 있으나, 이와 같은 방법은 원가 상승의 요인으로 작용하여, 적용사례가 많지 않고, 효과도 직접 살균 방식에 비해 떨어지는 단점이 있다.However, in order to sterilize agricultural products, it is necessary to wash off pesticides with baking powder. To extend the shelf life, various methods are used, such as packaging with a separate desiccant in the packaging or putting agricultural products in antibacterial bags. This method acts as a factor in increasing the cost, has the disadvantage that there are not many cases of application, and is less effective than the direct sterilization method.
따라서 본 발명의 목적은 농산물에 대하여 안전하게 살균도 하며 농산물을 풍미 넘치고 건강하게 가공할 수 있는 농산물 살균 및 가공시스템을 제공하는 것이다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a sterilization and processing system for agricultural products that can safely sterilize agricultural products and process them in a flavorful and healthy way.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 농산물 살균 및 가공시스템은 상기 농산물과 향기성분과 향미성분을 포함하는 혼합정제수를 수용하는 내부 수용공간이 형성되는 챔버; 플라즈마를 발생시켜 상기 농산물이 수용된 상기 챔버 내로 공급하는 플라즈마공급부; 상기 챔버 내의 공기를 순환시키는 에어순환부; 및 상기 농산물과 상기 혼합정제수가 상기 챔버 내에 수용된 상태에서 플라즈마를 발생시켜 상기 챔버 내로 공급하도록 상기 플라즈마공급부를 제어하며, 상기 챔버 내에 플라즈마가 공급된 상태에서 상기 챔버 내의 공기가 순환되도록 상기 에어순환부를 제어하는 제어부를 포함한다. 플라즈마공급부에서 발생시키는 플라즈마를 이용하여 챔버 내를 살균하며, 이 플라즈마를 이용하여 전기장 형성으로 농산물 표면에 천공이 발생되도록 하여 혼합정제수 내에 함유된 향기성분과 향미성분이 농산물 내에 침투되도록 하여 농산물의 안전성과 품질이 향상될 수 있다.The agricultural product sterilization and processing system according to the present invention for achieving the above object includes a chamber in which an internal receiving space is formed to accommodate the agricultural product and mixed purified water containing aroma and flavor components; A plasma supply unit that generates plasma and supplies it into the chamber containing the agricultural products; an air circulation unit that circulates air in the chamber; And controlling the plasma supply unit to generate plasma and supply it into the chamber while the agricultural product and the mixed purified water are accommodated in the chamber, and controlling the air circulation unit to circulate the air in the chamber while the plasma is supplied into the chamber. Includes a control unit that controls. The inside of the chamber is sterilized using plasma generated from the plasma supply unit, and this plasma is used to create an electric field to create perforations on the surface of agricultural products, allowing the aroma and flavor components contained in the mixed purified water to penetrate into the agricultural products, thereby ensuring the safety of agricultural products. and quality can be improved.
여기서, 상기 챔버 내에 수용된 상기 혼합정제수를 순환시키며, 순환되는 상기 혼합정제수를 살균하는 순환살균부를 더 포함하며, 상기 순환살균부는, 상기 챔버 내에 수용된 상기 혼합정제수를 순환시키기 위한 순환경로를 제공하는 순환배관; 상기 순환배관 상에 배치되어 상기 챔버 내에 수용된 상기 혼합정제수를 순환 구동하는 순환펌프; 상기 순환배관 상에 배치되어 상기 순환배관을 이동하는 상기 혼합정제수로 자외선을 출력하는 자외선출력부; 및 상기 순환배관 상에 배치되어 상기 순환배관을 이동하는 상기 혼합정제수를 필터링하는 필터링부를 가지면 순환살균부의 필터링부와 자외선출력부로 순환되는 혼합정제수를 안전하게 살균할 수 있어 바람직하다.Here, the circulation sterilization unit circulates the mixed purified water contained in the chamber, and further includes a circulation sterilization unit for sterilizing the circulated mixed purified water, wherein the circulation sterilization unit provides a circulation path for circulating the mixed purified water contained in the chamber. pipe; a circulation pump disposed on the circulation pipe and driving the mixed purified water contained in the chamber to circulate; an ultraviolet ray output unit disposed on the circulation pipe and outputting ultraviolet rays to the mixed purified water moving through the circulation pipe; and a filtering unit disposed on the circulation pipe to filter the mixed purified water moving through the circulation pipe, since the mixed purified water circulating through the filtering unit of the circulation sterilization unit and the ultraviolet ray output unit can be safely sterilized.
그리고 상기 챔버 내의 공기를 외부로 배출하여 진공상태를 만들기 위한 진공펌프를 더 포함하면 순환살균부의 필터링부와 자외선출력부로 순환되는 혼합정제수를 안전하게 살균할 수 있어 바람직하다.In addition, it is preferable to further include a vacuum pump for discharging the air in the chamber to the outside to create a vacuum state because it can safely sterilize the mixed purified water circulating through the filtering unit and the ultraviolet ray output unit of the circulation sterilization unit.
여기서, 혼합정제수는 정제수 99.8 내지 99.9중량부, 향기성분 0.03 내지 0.04중량부 및 향미성분 0.07 내지 0.08중량부를 포함하면 혼합정제수에 향기성분과 향미성분이 함유되어 있어 농산물에 침투되도록 할 수 있어 바람직하다.Here, it is preferable that the mixed purified water contains 99.8 to 99.9 parts by weight of purified water, 0.03 to 0.04 parts by weight of aroma components, and 0.07 to 0.08 parts by weight of flavor components because the mixed purified water contains aroma and flavor components and can penetrate into agricultural products. .
그리고 상기 챔버 내의 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 챔버 내의 압력에 따른 플라즈마의 세기를 저장하며, 상기 압력센서로부터 감지되는 상기 챔버 내의 압력에 따라 플라즈마의 세기가 조절되도록 상기 플라즈마공급부를 제어하는 것을 포함하면 진공상태에 따라 플라즈마의 세기를 달리하여 농산물의 표면에 천공이 형성되는 확률이 향상될 수 있어 바람직하다.And it further includes a pressure sensor that detects the pressure in the chamber, wherein the control unit stores the intensity of the plasma according to the pressure in the chamber, and adjusts the intensity of the plasma according to the pressure in the chamber detected by the pressure sensor. It is desirable to include controlling the plasma supply unit because the probability of forming a hole on the surface of the agricultural product can be improved by varying the intensity of the plasma depending on the vacuum state.
본 발명에 따르면 플라즈마공급부에서 발생시키는 플라즈마를 이용하여 챔버 내를 살균하며, 이 플라즈마를 이용하여 전기장 형성으로 농산물 표면에 천공이 발생되도록 하여 혼합정제수 내에 함유된 향기성분과 향미성분이 농산물 내에 침투되도록 하여 농산물의 안전성과 품질이 향상될 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, the inside of the chamber is sterilized using plasma generated from the plasma supply unit, and this plasma is used to create an electric field to create perforations on the surface of agricultural products so that the aroma and flavor components contained in the mixed purified water penetrate into the agricultural products. This has the effect of improving the safety and quality of agricultural products.
또한, 순환살균부의 필터링부와 자외선출력부로 순환되는 혼합정제수를 안전하게 살균할 수 있고, 순환살균부의 필터링부와 자외선출력부로 순환되는 혼합정제수를 안전하게 살균할 수 있으며, 농산물의 껍질 두께가 증가함에 따라 플라즈마의 세기의 패턴을 증가시킴으로써 농산물의 껍질에 천공이 효율적으로 생성될 수 있는 효과가 있다. In addition, it is possible to safely sterilize the mixed purified water circulated through the filtering section and ultraviolet ray output section of the circulation sterilization section, and the mixed purified water circulating through the filtering section and ultraviolet ray output section of the circulation sterilization section can be safely sterilized. As the skin thickness of agricultural products increases, By increasing the pattern of plasma intensity, perforations can be efficiently created in the skin of agricultural products.
또한, 혼합정제수에 향기성분과 향미성분이 함유되어 있어 농산물에 침투되도록 할 수 있고, 진공상태에 따라 플라즈마의 세기를 달리하여 농산물의 표면에 천공이 형성되는 확률이 향상될 수 있는 효과가 있다. In addition, the mixed purified water contains aroma and flavor components, so it can penetrate into agricultural products, and the probability of forming perforations on the surface of agricultural products can be improved by varying the intensity of plasma depending on the vacuum state.
도 1은 본 발명에 따른 농산물 살균 및 가공시스템의 개략 예시도이다.
도 2와 도3은 농산물 살균 및 가공 동작 설명도이다.
도 4는 플라즈마의 세기를 조절하는 설명도이다.
도 5는 농산물의 껍질 두께에 따른 플라즈마의 세기에 대한 그래프이다.
도 6은 농산물 살균 및 가공시스템의 제어블록도이다.
도 7은 정제수의 향기 및 향미 성분 혼합비율의 표이다.
도 8은 정제수 혼합액 용량 별 살균시간과 오염도 측정의 표이다.
도 9는 껍질 단단함 정도에 따른 진공도와 정제수 혼합액 침투량을 나타내는 표이다.
도 10은 전기장 형성으로 농산물 표면에 천공이 발생하는 것을 나타내는 도면이다.1 is a schematic illustration of an agricultural product sterilization and processing system according to the present invention.
Figures 2 and 3 are diagrams explaining the sterilization and processing operations of agricultural products.
Figure 4 is an explanatory diagram for controlling the intensity of plasma.
Figure 5 is a graph of the intensity of plasma according to the skin thickness of agricultural products.
Figure 6 is a control block diagram of the agricultural product sterilization and processing system.
Figure 7 is a table of mixing ratios of aroma and flavor components of purified water.
Figure 8 is a table of sterilization time and contamination level measurements by purified water mixture volume.
Figure 9 is a table showing the degree of vacuum and the amount of penetration of the purified water mixture according to the degree of shell hardness.
Figure 10 is a diagram showing that perforation occurs on the surface of agricultural products due to the formation of an electric field.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 농산물 살균 및 가공시스템(1)을 상세히 설명한다.Hereinafter, the agricultural product sterilization and
도 1은 본 발명에 따른 농산물 살균 및 가공시스템(1)의 개략 예시도이고, 도 2와 도3은 농산물 살균 및 가공 동작 설명도이며, 도 4는 플라즈마의 세기를 조절하는 설명도이고, 도 5는 농산물의 껍질 두께에 따른 플라즈마의 세기에 대한 그래프이며, 도 6은 농산물 살균 및 가공시스템(1)의 제어블록도이고, 도 7은 정제수의 향기 및 향미 성분 혼합비율의 표이며, 도 8은 정제수 혼합액 용량 별 살균시간과 오염도 측정의 표이고, 도 9는 껍질 단단함 정도에 따른 진공도와 정제수 혼합액 침투량을 나타내는 표이며, 도 10은 전기장 형성으로 농산물 표면에 천공이 발생하는 것을 나타내는 도면이다.Figure 1 is a schematic illustration of the agricultural product sterilization and processing system (1) according to the present invention, Figures 2 and 3 are diagrams illustrating the operation of sterilizing and processing agricultural products, Figure 4 is an explanatory diagram of adjusting the intensity of plasma, and Fig. 5 is a graph of the intensity of plasma according to the skin thickness of agricultural products, Figure 6 is a control block diagram of the agricultural product sterilization and processing system (1), Figure 7 is a table of the mixing ratio of aroma and flavor components of purified water, and Figure 8 is a table of sterilization time and contamination measurement by purified water mixture volume, Figure 9 is a table showing vacuum degree and purified water mixture penetration amount according to the degree of shell hardness, and Figure 10 is a diagram showing the occurrence of perforation on the surface of agricultural products due to the formation of an electric field.
도1 내지 도 6을 참조하여 농산물 살균 및 가공시스템(1)의 구성을 설명한다.The configuration of the agricultural product sterilization and
농산물 살균 및 가공시스템(1)은 챔버(10), 플라즈마공급부(20), 에어순환부(30), 순환살균부(40), 진공펌프(50), 센서부(60) 및 제어부(70)를 포함한다. The agricultural product sterilization and processing system (1) includes a chamber (10), a plasma supply unit (20), an air circulation unit (30), a circulation sterilization unit (40), a vacuum pump (50), a sensor unit (60), and a control unit (70). Includes.
챔버(10)는 농산물과 향기성분과 향미성분을 포함하는 혼합정제수를 수용하는 내부 수용공간이 형성된다. 챔버(10)는 챔버본체(11), 플라즈마결합공(12), 진공결합공(13), 순환배출공(14) 및 순환유입공(15)을 포함한다. The
챔버본체(11)는 내부의 수용공간이 형성된다.The
플라즈마결합공(12)은 후술할 플라즈마공급부(20)가 연결되기 위한 결합공이다.The
진공결합공(13)은 후술할 진공펌프(50)가 연결되기 위한 결합공이다.The vacuum coupling hole 13 is a coupling hole for connecting the
순환배출공(14)은 후술할 순환살균부(40)의 순환배관(41)이 연결되기 위한 구성이다.The
순환유입공(15)은 후술할 순환살균부(40)의 순환배관(41)이 연결되기 위한 구성이다.The
플라즈마공급부(20)는 플라즈마를 발생시켜 농산물이 수용된 챔버(10) 내로 공급한다. 플라즈마공급부(20)는 플라즈마발생기(21) 및 챔버연결배관(22)을 포함한다. The
플라즈마발생기(21)는 전원을 공급바다 플라즈마를 다양한 세기로 발생시킬 수 있다.The
챔버연결배관(22)은 플라즈마발생기(21)에서 발생된 플라즈마를 챔버본체(11)의 수용공간으로 투입시키기 위해 연결된 배관이다.The
에어순환부(30)는 챔버(10) 내의 공기를 순환시킨다. 에어순환부(30)는 송풍기로 이루어져 챔버본체(11) 내 수용공간의 공기를 순환시킬 수 있다. 에어순환부(30)는 일측으로 공기를 유입시켜 타측으로 배출하면서 챔버본체(11) 내 수용공간의 공기가 상하좌우로 섞일 수 있도록 한다.The
순환살균부(40)는 챔버(10) 내에 수용된 혼합정제수를 순환시키며, 순환되는 혼합정제수를 살균한다. 순환살균부(40)는 순환배관(41), 순환펌프(42), 자외선출력부(43), 필터링부(44), 순환배출밸브(45) 및 순환유입밸브(46)를 포함한다. The
순환배관(41)은 챔버(10) 내에 수용된 혼합정제수를 순환시키기 위한 순환경로를 제공한다. 순환배관(41)은 일지점으로부터 외부로 순환수를 배출할 수 있는 드레인배관과 드레인밸브가 추가로 형성되어 있을 수도 있다. The
순환펌프(42)는 순환배관(41) 상에 배치되어 챔버(10) 내에 수용된 혼합정제수를 순환 구동한다. The
자외선출력부(43)는 순환배관(41) 상에 배치되어 순환배관(41)을 이동하는 혼합정제수로 자외선을 출력한다. The ultraviolet
필터링부(44)는 순환배관(41) 상에 배치되어 순환배관(41)을 이동하는 혼합정제수를 필터링한다. The
순환배출밸브(45)는 챔버본체(11)에서 순환배관(41)으로 배출되어 이동하는 혼합정제수를 단속할 수 있다.The
순환유입밸브(46)는 순환배관(41)을 이동하여 챔버본체(11)로 유입되는 혼합정제수를 단속할 수 있다.The
진공펌프(50)는 챔버(10) 내의 공기를 외부로 배출하여 진공상태를 만들기 위한 구성이다. 진공펌프(50)는 펌프본체(51), 진공배관(52) 및 진공밸브(53)를 포함한다. The
펌프본체(51)는 진공배관(52) 상에 배치되어 챔버본체(11) 내의 공기를 외부로 배출시켜 챔버본체(11) 내의 압력이 진공상태가 되도록 할 수 있다.The
진공배관(52)은 챔버본체(11)에 연결되어 펌프본체(51)의 구동에 의한 공기의 이동경로를 제공한다.The
진공밸브(53)는 진공배관(52) 상에 배치되어 이동하는 공기를 단속할 수 있다.The
센서부(60)는 압력센서(61) 및 수위센서(62)를 포함한다. The
압력센서(61)는 챔버(10) 내의 압력을 감지한다. The
수위센서(62)는 챔버(10) 내의 혼합정제수의 수위를 감지할 수 있다.The
제어부(70)는 농산물과 혼합정제수가 챔버(10) 내에 수용된 상태에서 플라즈마를 발생시켜 챔버(10) 내로 공급하도록 플라즈마공급부(20)를 제어하며, 챔버(10) 내에 플라즈마가 공급된 상태에서 챔버(10) 내의 공기가 순환되도록 에어순환부(30)를 제어한다. The
제어부(70)는 챔버(10) 내의 압력에 따른 플라즈마의 세기를 저장하며, 압력센서(61)로부터 감지되는 챔버(10) 내의 압력에 따라 플라즈마의 세기가 조절되도록 플라즈마공급부(20)를 제어한다. The
제어부(70)는 챔버본체(11) 내의 수용공간에 수용되는 혼합정제수의 정상수위범위를 저장하며, 수위센서(62)로부터 감지되는 혼합정제수의 수위가 정상수위범위를 초과하는 것으로 판단되면 드레인밸브를 개방하여 혼합정제수의 수위가 정상수위범위 이내가 되도록 제어할 수도 있다.The
도 2와 도3은 농산물 살균 및 가공 동작 설명도이다. Figures 2 and 3 are diagrams explaining the sterilization and processing operations of agricultural products.
도 2 (a) 챔버본체(11) 내로 농산물과 향기성분과 향미성분을 포함하는 혼합정제수를 투입한다.Figure 2 (a) Mixed purified water containing agricultural products, aroma components, and flavor components is introduced into the chamber
도 2 (b) 농산물과 향기성분과 향미성분을 포함하는 혼합정제수가 정상수위범위 이하가 되면, 순환배출밸브(45)와 순환유입밸브(46)을 개방하고 자외선출력부(43)를 켠 상태에서 순환펌프(42)를 가동하여 혼합정제수가 순환되면서 필터링부(44)와 자외선출력부(43)에 의해 이물질과 세균들이 살균되도록 한다.Figure 2 (b) When the mixed purified water containing agricultural products, aroma components, and flavor components falls below the normal water level range, the
도 3 (a) 이 후 진공밸브(53)을 개방한 상태에서 진공펌프(50)를 가동하여 챔버본체(11) 내 공기를 외부로 배출하여 진공상태가 되도록 한다.After FIG. 3 (a), the
도 3 (b) 이렇게 챔버본체(11) 내가 진공상태가 되면 에어순환부(30)와 플라즈마발생기(21)를 작동시켜 플라즈마가 챔버본체(11) 내에 투입되도록 한다. 이에 의해 챔버본체(11) 내의 상부공간도 발생된 오존에 의해 살균이 이루어질 수 있으며, 에어순환부(30)에 의해 공기가 순환되면서 플라즈마가 혼합정제수에 전기가 유도된다. 챔버본체(11) 내에서 혼합정제수에 전기가 유도되면 혼합정제수에 침지되어 있는 농산물 표면에 전기장이 형성되고 전기장으로 인하여 농산물 껍질에 천공이 형성되며 이렇게 형성되 천공으로 향기성분과 향미성분이 농산물 내로 침투되며 살균되어 안전하며 풍미가 넘치는 농산물을 가동할 수 있다.Figure 3 (b) When the inside of the
도 4는 플라즈마의 세기를 조절하는 설명도이다.Figure 4 is an explanatory diagram for controlling the intensity of plasma.
도 4 (a) 플라즈마 전압 출력은 정확한 구형파로 출력되어야 품질에 문제가 발생되지 않으므로 플라즈마발생기는 적어도 2개로 마련되고, 고속스위치를 이용하여 플라즈마의 패턴을 출력할 수 있다. Figure 4 (a) Since the plasma voltage output must be output as an accurate square wave to avoid quality problems, at least two plasma generators are provided, and a plasma pattern can be output using a high-speed switch.
도 4 (b) 플라즈마 전압 출력을 정확한 구형파로 출력되어야 품질에 문제가 발생되지 않는데 정확한 구형파를 만들기 위해 플라즈마 발생기 #1과 #2로 나누고 플라즈마 발생기 #1은 ①, ②의 전압을 출력하고, 플라즈마 발생기 #2는 A, B 전압을 출력하고 고속스위치에 의해 플라즈마 발생기 #1과 플라즈마 발생기 #2의 출력전압이 연결되도록 구성되어 있다.Figure 4 (b) The plasma voltage output must be output as an accurate square wave to avoid quality problems. To create an accurate square wave, it is divided into
도 5는 농산물의 껍질 두께에 따른 플라즈마의 세기에 대한 그래프이다. 한편, 도 9에 나타낸 것과 같이 농산물의 껍질 두께는 단단함 정도에 따라 0.01mm 이하는 약함(두께 얇음), 0.02mm~0.03mm는 중간(두께 중간), 0.04mm~0.1mm는 단단함(두께 두꺼움)으로 구분하였다.Figure 5 is a graph of the intensity of plasma according to the skin thickness of agricultural products. Meanwhile, as shown in Figure 9, the thickness of the skin of agricultural products depends on the degree of hardness: 0.01 mm or less is weak (thin thickness), 0.02 mm to 0.03 mm is medium (medium thickness), and 0.04 mm to 0.1 mm is hard (thick thickness). It was divided into:
도 5 (a) 농산물의 껍질 두께가 0.01mm 이하로 단단함 정도가 약할 때(예컨대, 토마토 등)는 플라즈마 패턴의 그래프이며, 이 경우, 플라즈마 세기 및 패턴은 최초 플라즈마 발생기 #1이 5kv로 1ms 동안 발생 -> 플라즈마 발생기 #2가 5kv로 1ms 발생 -> 플라즈마 발생기 #1이 15kv로 10ms 동안 발생 -> 플라즈마 발생기 #2가 25kv로 1ms 발생의 순서로 연속적인 패턴으로 60회 ~ 360회 반복한다.Figure 5 (a) is a graph of the plasma pattern when the skin thickness of agricultural products is less than 0.01mm and the degree of hardness is weak (e.g., tomatoes, etc.). In this case, the plasma intensity and pattern are initially generated by
도 5 (b) 농산물의 껍질 두께가 0.02mm~0.03mm로 단단함 정도가 중간 정도일 때(예컨대, 복숭아 등)는 플라즈마 패턴의 그래프이며, 이 경우, 플라즈마 세기 및 패턴은 최초 플라즈마 발생기 #1이 5kv로 1ms 동안 발생 -> 플라즈마 발생기 #2가 5kv로 1ms 발생 -> 플라즈마 발생기 #1이 15kv로 100ms 동안 발생 -> 플라즈마 발생기 #2가 25kv로 10ms 발생의 순서로 연속적인 패턴으로 60회 ~ 360회 반복한다. Figure 5 (b) is a graph of the plasma pattern when the skin of agricultural products has a medium hardness of 0.02mm to 0.03mm (for example, peaches, etc.). In this case, the plasma intensity and pattern are 5kv when the first
도 5 (c) 농산물의 껍질 두께가 0.04mm~0.1mm로 단단함 정도가 단단하고 셀 때(예컨대, 사과 등)는 플라즈마 패턴의 그래프이며, 이 경우, 플라즈마 세기 및 패턴은 최초 플라즈마 발생기 #1이 5kv로 1ms 동안 발생 -> 플라즈마 발생기 #2가 5kv로 1ms 발생 -> 플라즈마 발생기 #1이 15kv로 1s 동안 발생 -> 플라즈마 발생기 #2가 25kv로 100ms 발생의 순서로 연속적인 패턴으로 60회 ~ 360회 반복한다. Figure 5 (c) is a graph of the plasma pattern when the skin of the agricultural product is hard and thick with a thickness of 0.04 mm to 0.1 mm (e.g., apples, etc.). In this case, the plasma intensity and pattern are determined by the initial
이렇게 농산물의 껍질 두께에 따라 플라즈마의 세기를 조절하여야 껍질에 천공이 효율적으로 생길 수 있다.In this way, the intensity of the plasma must be adjusted according to the thickness of the skin of the agricultural product to efficiently create perforations in the skin.
(농산물 살균 및 가공에 대한 동작)(Operations for sterilizing and processing agricultural products)
- 준비단계:- Preparation stage:
정제수 99.882%, 향기용액 0.039%, 향미용액 0.079%를 혼합해 챔버에 농산물과 함께 침지한다.99.882% purified water, 0.039% fragrance solution, and 0.079% flavor solution are mixed and immersed in the chamber along with the agricultural products.
- 정제수 살균 단계:- Purified water sterilization steps:
자외선 발생장치를 가동시켜 200nm ~ 280nm 파장의 UV 자외선이 정제수 이동 관을 통해 지나가면서 살균이 되도록 정제수를 순환시킨다.By operating the ultraviolet ray generator, UV rays with a wavelength of 200 nm to 280 nm pass through the purified water transfer pipe and circulate the purified water to sterilize it.
모터를 가동하고 마이크로 필터를 통과한 다음 200nm ~ 280nm의 UV파장이 자외선이 발생되는 관을 통과시키면서 세균의 DNA와 RNA분자구조를 손상시켜 번식하지 못하도록 하여 살균한다. After running the motor and passing through the micro filter, UV wavelengths of 200 nm to 280 nm pass through the ultraviolet ray generating tube, damaging the DNA and RNA molecular structures of bacteria and preventing them from multiplying, thereby sterilizing them.
- O₃ 생성 및 챔버 공기 살균 단계:- O₃ generation and chamber air sterilization steps:
진공펌프를 동작시켜 챔버 내부의 공기를 제거하고, 플라즈마가 챔버 내부의 공기 저항이 발생하지 않도록 한다.Operate the vacuum pump to remove air inside the chamber and prevent the plasma from generating air resistance inside the chamber.
플라즈마발생기를 통해 챔버 내부에서 플라즈마를 정제수 위에서 발생시키고, 전기작용에 의해 산소 원자 개가 모이게 되고 모인 산소원자는 O₃가 생성되며, 챔버 내부의 공기는 살균이 된다.Plasma is generated on purified water inside the chamber through a plasma generator, and oxygen atoms are collected by electrical action. The collected oxygen atoms generate O₃, and the air inside the chamber is sterilized.
- 가공 단계:- Processing steps:
에어순환장치를 이용하여 챔버 내부의 플라즈마를 향기와 향미성분이 용해되어 있는 정제수로 전기 유도가 되도록 한 다음 정제수에 침지되어 있는 농산물에 전기장이 형성되도록 한다.Using an air circulation device, the plasma inside the chamber is electrically induced into purified water in which aroma and flavor components are dissolved, and then an electric field is formed in agricultural products immersed in purified water.
전기장이 형성되면서 농산물 표면의 세포벽과 세포막이 천공을 일으키고, 천공 사이로 향기와 향미성분이 용해되어 있는 정제수가 자연스럽게 스며 들게 된다.As an electric field is formed, the cell walls and membranes on the surface of agricultural products are perforated, and purified water containing dissolved aromas and flavors naturally seeps through the perforations.
(실시 예)(Example)
본 발명은 도 7과 같이 정제수 99.882%, 향기성분 0.039%, 향미성분 0.079%를 혼합한 혼합액을 챔버에 농산물과 함께 침지 한 다음 정제수 혼합액 순환 모터를 가동시켜 챔버 내부의 정제수 혼합액이 마이크로 필터를 통과시켜 이물을 1차로 걸러낸 다음, 2차로 200nm ~ 280nm 파장의 UV 자외선관을 통과시켜 살균을 실시한다.In the present invention, as shown in Figure 7, a mixed solution of 99.882% of purified water, 0.039% of aroma components, and 0.079% of flavor components is immersed in a chamber along with agricultural products, and then the purified water mixed solution circulation motor is operated to allow the purified water mixed solution inside the chamber to pass through the micro filter. Firstly, foreign substances are filtered out, and then sterilization is performed secondly by passing them through a UV ultraviolet tube with a wavelength of 200 nm to 280 nm.
이때 살균시간은 오염도 측정기로 측정하여 도8과 같이 챔버 내부의 정제수 용량에 따라 1분 ~ 10분까지 실시한다. At this time, the sterilization time is measured with a contamination meter and is carried out from 1 minute to 10 minutes depending on the volume of purified water inside the chamber, as shown in Figure 8.
정제수 살균이 완료되면 플라즈마 발생기를 가동시켜 챔버 내부의 정제수 위에서 플라즈마를 발생시켜 전기작용에 의해 산소원자 개가 모이게 되면서 O₃가 생성된다. 생성된 O₃로 챔버 내부를 2차 살균한다.When purified water sterilization is completed, the plasma generator is activated to generate plasma on the purified water inside the chamber, and oxygen atoms are collected through electrical action, creating O₃. The inside of the chamber is sterilized secondary with the generated O₃.
2차 살균이 완료되면 도9와 같이 챔버 내부에 침지되어 있는 농산물의 껍질의 단단함 정도에 따라 진공도를 만들어 챔버 내부에서 공기저항을 세기를 조절하면서 플라즈마 세기를 조절한다. 그리고 에어순환장치를 통해 플라즈마가 정제수에 전기유도가 되도록 공기를 순환시킨다. 이때 플라즈마의 세기는 챔버 내부의 진공에 따라 도5와 같이 조정한다. When the secondary sterilization is completed, the degree of vacuum is created according to the hardness of the skin of the agricultural product immersed inside the chamber, as shown in Figure 9, and the intensity of air resistance inside the chamber is adjusted to adjust the plasma intensity. Then, air is circulated through an air circulation device so that plasma can be electrically induced into purified water. At this time, the intensity of the plasma is adjusted as shown in Figure 5 according to the vacuum inside the chamber.
챔버내부에서 플라즈마가 전기유도되면 도10과 같이 챔버내부에 정제수에 침지되어 있는 농산물의 표면은 전기장이 형성되고, 전기장으로 인해 농산물 표면은 천공이 발생되며, 천공사이로 정제수 혼합액이 자연스럽게 침투하게 한다. When plasma is electrically induced inside the chamber, an electric field is formed on the surface of the agricultural product immersed in purified water inside the chamber, as shown in Figure 10. Perforations are generated on the surface of the agricultural product due to the electric field, and the purified water mixture naturally penetrates through the perforations.
도9는 정제수 혼합액 침투량은 1kg의 농산물을 1리터의 정제수 혼합액에 침지한 후 진공도의 세기에 따라 플라즈마의 세기가 조절되며, 농산물의 껍질상태가 찢어지지 않는 양호한 상태까지 조정하였고, 이때 줄어든 정제수 혼합액의 양으로 측정하였다.Figure 9 shows the amount of penetration of the purified water mixture. After immersing 1 kg of agricultural products in 1 liter of purified water mixture, the intensity of plasma is adjusted according to the strength of the vacuum, and the skin condition of the agricultural products is adjusted to a good state without tearing. At this time, the purified water mixture is reduced. It was measured as an amount of .
여기서, 식품의 2차 기능은 맛, 향기, 색, 물성에 관한 기능 작용이 있지만 그러한 맛과 향기는 플레이버로 정의되며 그러한 향기가 정미에 영향을 미치는 것은 경험이나 학술적으로 알려졌다. 식품 향기와 기본적인 5가지 맛 중 감칠맛의 비중은 향미 증강제로서 매우 높게 평가된다. 감칠맛은 주관적인 평가인 맛있음과는 다르며, 미각의 복잡성, 중후감, 농후감이 강하게 느껴지는 현상으로 정의되고 있다.Here, the secondary functions of food include taste, aroma, color, and physical properties, but such taste and aroma are defined as flavors, and it is known through experience and academics that such aromas affect the taste of rice. Among the five basic tastes and aromas of food, umami is highly regarded as a flavor enhancer. Umami is different from deliciousness, which is a subjective evaluation, and is defined as a phenomenon in which taste complexity, depth, and richness are strongly felt.
감칠맛에 기여하는 향기 성분으로 면 즙액의 식품에 2, 5-dimethyl -pyrazine과 2, , 5-trimethylpyrazine 류를 0.001~0.1ppm의 첨가로 감칠맛이 부여된다. 다시마 국물의 감칠맛 증강에 2-acetylfuran, 2-ethylhexanal, 1-octen-3-ol이 효과를 내며 2-acetyl furan은 간장, 가다랑어포의 향기 성분으로 메일라드 반응으로 생성된다. 2-ethyl hexanal은 그린 타입으로 간장 다시마에 1-octen-3-ol은 간장, 가다랑어포, 다시마에서 확인되고 있다.As an aroma component that contributes to the umami taste, 2, 5-dimethyl -pyrazine and 2, , 5-trimethylpyrazine are added to foods made from cotton juice at an amount of 0.001 to 0.1 ppm. 2-acetylfuran, 2-ethylhexanal, and 1-octen-3-ol are effective in enhancing the umami flavor of kelp soup, and 2-acetyl furan is a flavor component of soy sauce and bonito flakes and is produced through the Maillard reaction. 2-ethyl hexanal is a green type, and 1-octen-3-ol is found in soy sauce, bonito, and kelp.
사카린에 의해 벤즈알데하이드의 역치는 낮아지며 뷰티르산 에틸은 역치 이하의 낮은 농도에서 설탕의 감미를 증진시킨다. 설탕이 바닐린, 시트랄, 푸라네올의 향기를 증강시킨다. 유자는 짠맛, 신맛, 쓴맛의 미각 감수성을 증가시켜 이런 3가지의 미질에 영향을 부여하며 특히 짠맛의 역치를 유의적으로 저하시킨다.Saccharin lowers the benzaldehyde threshold, and ethyl butyrate enhances the sweetness of sugar at low concentrations below the threshold. Sugar enhances the scent of vanillin, citral, and furaneol. Citron increases taste sensitivity to salty, sour, and bitter tastes, affecting these three taste qualities, and especially significantly lowering the salty taste threshold.
식품의 향미는 식품의 품질을 좌우하는 주요 인자로 향기는 후각을 자극하여 소비자의 기호를 향상해 식품선택의 기회가 제공된다. 최근에는 식품 이외의 화장품, 의약품, 의류, 마케팅 분야에서 향기 산업이 부가 가치를 높이기 위한 사업으로 주목을 받을 것이다.The flavor of food is a major factor that determines the quality of food. Fragrance stimulates the sense of smell, improves consumer preference, and provides opportunities for food selection. Recently, the fragrance industry will receive attention as a business to increase added value in cosmetics, pharmaceuticals, clothing, and marketing fields other than food.
상기의 실시 예 이외의 변형 가능한 실시 예를 설명한다.Modifiable embodiments other than the above embodiments will be described.
챔버본체(11)는 수용된 농산물과 혼합정제수를 교반할 수 있는 교반기를 더 포함할 수 있다. 농산물 껍질에 천공이 형성되는 것으로 판단되면 교반기를 작동하여 교반이 되면서 껍질에 형성된 천공으로 향기성분과 향미성분이 더욱 잘 흡수되도록 할 수 있다.The chamber
챔버본체(11)의 바닥영역에 오존공급기가 복수의 영역에 배치되어 혼합정제수와 공기를 동시에 살균하도록 할 수도 있다. Ozone suppliers may be placed in a plurality of areas in the bottom area of the
상기의 농산물 살균 및 가공시스템(1)으로 인하여, 플라즈마공급부에서 발생시키는 플라즈마를 이용하여 챔버 내를 살균하며, 이 플라즈마를 이용하여 전기장 형성으로 농산물 표면에 천공이 발생되도록 하여 혼합정제수 내에 함유된 향기성분과 향미성분이 농산물 내에 침투되도록 하여 농산물의 안전성과 품질이 향상될 수 있다. Due to the above-described agricultural product sterilization and processing system (1), the inside of the chamber is sterilized using plasma generated from the plasma supply unit, and this plasma is used to create an electric field to create perforations on the surface of agricultural products to remove the scent contained in the mixed purified water. The safety and quality of agricultural products can be improved by allowing ingredients and flavors to penetrate into agricultural products.
또한, 순환살균부의 필터링부와 자외선출력부로 순환되는 혼합정제수를 안전하게 살균할 수 있고, 순환살균부의 필터링부와 자외선출력부로 순환되는 혼합정제수를 안전하게 살균할 수 있다. In addition, the mixed purified water circulating through the filtering section and ultraviolet ray output section of the circulation sterilization unit can be safely sterilized, and the mixed purified water circulating through the filtering section and ultraviolet ray output section of the circulating sterilization section can be safely sterilized.
또한, 혼합정제수에 향기성분과 향미성분이 함유되어 있어 농산물에 침투되도록 할 수 있고, 진공상태에 따라 플라즈마의 세기를 달리하여 농산물의 표면에 천공이 형성되는 확률이 향상될 수 있다. In addition, the mixed purified water contains aroma and flavor components, so it can penetrate into agricultural products, and the probability of forming perforations on the surface of agricultural products can be improved by varying the intensity of plasma depending on the vacuum state.
1: 농산물 살균 및 가공시스템
10: 챔버 11: 챔버본체
12: 플라즈마 결합공 13: 진공결합공
14: 순환배출공 15: 순환유입공
20: 플라즈마공급부 21: 플라즈마발생기
22: 챔버연결배관 30: 에어순환부
40: 순환살균부 41: 순환배관
42: 순환펌프 43: 자외선출력부
44: 필터링부 45: 순환배출밸브
46: 순환유입밸브 50: 진공펌프
51: 펌프본체 52: 진공배관
53: 진공밸브 60: 센서부
61: 압력센서 62: 수위센서
70: 제어부1: Agricultural product sterilization and processing system
10: Chamber 11: Chamber body
12: Plasma joint hole 13: Vacuum joint hole
14: circulation discharge hole 15: circulation inlet hole
20: Plasma supply unit 21: Plasma generator
22: Chamber connection pipe 30: Air circulation unit
40: circulation sterilization unit 41: circulation piping
42: circulation pump 43: ultraviolet ray output unit
44: filtering unit 45: circulation discharge valve
46: circulation inlet valve 50: vacuum pump
51: Pump body 52: Vacuum piping
53: Vacuum valve 60: Sensor unit
61: pressure sensor 62: water level sensor
70: control unit
Claims (9)
상기 농산물과 향기성분과 향미성분을 포함하는 혼합정제수를 수용하는 내부 수용공간이 형성되는 챔버;
플라즈마를 발생시켜 상기 농산물이 수용된 상기 챔버 내로 공급하는 플라즈마공급부;
상기 챔버 내의 공기를 순환시키는 에어순환부; 및
상기 농산물과 상기 혼합정제수가 상기 챔버 내에 수용된 상태에서 플라즈마를 발생시켜 상기 챔버 내로 공급하도록 상기 플라즈마공급부를 제어하며, 상기 챔버 내에 플라즈마가 공급된 상태에서 상기 챔버 내의 공기가 순환되도록 상기 에어순환부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 챔버 내에 수용된 상기 혼합정제수를 순환시키며, 순환되는 상기 혼합정제수를 살균하는 순환살균부를 더 포함하며,
상기 순환살균부는,
상기 챔버 내에 수용된 상기 혼합정제수를 순환시키기 위한 순환경로를 제공하는 순환배관;
상기 순환배관 상에 배치되어 상기 챔버 내에 수용된 상기 혼합정제수를 순환 구동하는 순환펌프;
상기 순환배관 상에 배치되어 상기 순환배관을 이동하는 상기 혼합정제수로 자외선을 출력하는 자외선출력부; 및
상기 순환배관 상에 배치되어 상기 순환배관을 이동하는 상기 혼합정제수를 필터링하는 필터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 농산물 살균 및 가공시스템.
In agricultural product sterilization and processing systems,
A chamber in which an internal receiving space is formed to accommodate mixed purified water containing the agricultural products, aroma components, and flavor components;
A plasma supply unit that generates plasma and supplies it into the chamber containing the agricultural products;
an air circulation unit that circulates air in the chamber; and
Controlling the plasma supply unit to generate plasma while the agricultural product and the mixed purified water are accommodated in the chamber and supplying it into the chamber, and controlling the air circulation unit to circulate air in the chamber while plasma is supplied into the chamber. It includes a control unit that does,
Circulating the mixed purified water contained in the chamber, and further comprising a circulation sterilization unit for sterilizing the circulated mixed purified water,
The circulation sterilization unit,
a circulation pipe providing a circulation path for circulating the mixed purified water contained in the chamber;
a circulation pump disposed on the circulation pipe and driving the mixed purified water contained in the chamber to circulate;
an ultraviolet ray output unit disposed on the circulation pipe and outputting ultraviolet rays to the mixed purified water moving through the circulation pipe; and
A sterilization and processing system for agricultural products, comprising a filtering unit disposed on the circulation pipe and filtering the mixed purified water moving through the circulation pipe.
상기 챔버 내의 공기를 외부로 배출하여 진공상태를 만들기 위한 진공펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농산물 살균 및 가공시스템.
According to paragraph 1,
A sterilization and processing system for agricultural products, characterized in that it further includes a vacuum pump for discharging the air in the chamber to the outside to create a vacuum state.
상기 혼합정제수는 정제수 99.8 내지 99.9중량부, 향기성분 0.03 내지 0.04중량부 및 향미성분 0.07 내지 0.08중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 농산물 살균 및 가공시스템.
According to paragraph 1,
The mixed purified water is a sterilization and processing system for agricultural products, characterized in that it includes 99.8 to 99.9 parts by weight of purified water, 0.03 to 0.04 parts by weight of aroma components, and 0.07 to 0.08 parts by weight of flavor components.
상기 챔버 내의 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 챔버 내의 압력에 따른 플라즈마의 세기를 저장하며, 상기 압력센서로부터 감지되는 상기 챔버 내의 압력에 따라 플라즈마의 세기가 조절되도록 상기 플라즈마공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 농산물 살균 및 가공시스템.
According to paragraph 1,
It further includes a pressure sensor that detects the pressure in the chamber,
The control unit,
An agricultural product sterilization and processing system that stores the intensity of plasma according to the pressure within the chamber and controls the plasma supply unit to adjust the intensity of the plasma according to the pressure within the chamber detected by the pressure sensor.
상기 플라즈마공급부는,
플라즈마를 발생시키는 플라즈마발생기 및 상기 플라즈마발생기와 상기 챔버를 연결하는 챔버연결배관이 형성되고,
상기 플라즈마발생기는,
플라즈마 발생기 #1과 플라즈마 발생기 #2로 2대 구비되는 것을 특징으로 하는 농산물 살균 및 가공시스템.
According to paragraph 1,
The plasma supply unit,
A plasma generator that generates plasma and a chamber connection pipe connecting the plasma generator and the chamber are formed,
The plasma generator,
An agricultural product sterilization and processing system characterized by being equipped with two plasma generators #1 and plasma generator #2.
상기 농산물의 껍질 두께가 0.01mm 이하인 경우, 플라즈마의 세기의 패턴은 상기 플라즈마 발생기 #1이 5kv로 1ms, 상기 플라즈마 발생기 #2가 5kv로 1ms, 상기 플라즈마 발생기 #1이 15kv로 10ms, 상기 플라즈마 발생기 #2가 25kv로 1ms 순서의 연속적인 패턴으로 60회 ~ 360회 반복하는 것을 특징으로 하는 농산물 살균 및 가공시스템.
According to clause 6,
When the skin thickness of the agricultural product is 0.01 mm or less, the pattern of plasma intensity is 1 ms at 5kv for the plasma generator #1, 1 ms at 5kv for the plasma generator #2, 10 ms at 15kv for the plasma generator #1, and 10 ms at 15kv for the plasma generator #1. #2 is an agricultural product sterilization and processing system characterized by repeating 60 to 360 times in a continuous pattern of 1ms order at 25kv.
상기 농산물의 껍질 두께가 0.02mm~0.03mm인 경우, 플라즈마의 세기의 패턴은 상기 플라즈마 발생기 #1이 5kv로 1ms, 상기 플라즈마 발생기 #2가 5kv로 1ms, 상기 플라즈마 발생기 #1이 15kv로 100ms, 상기 플라즈마 발생기 #2가 25kv로 10ms 순서의 연속적인 패턴으로 60회 ~ 360회 반복하는 것을 특징으로 하는 농산물 살균 및 가공시스템.
According to clause 6,
When the skin thickness of the agricultural product is 0.02mm to 0.03mm, the pattern of plasma intensity is 1ms for the plasma generator #1 at 5kv, 1ms for the plasma generator #2 at 5kv, 100ms for the plasma generator #1 at 15kv, An agricultural product sterilization and processing system, characterized in that the plasma generator #2 repeats 60 to 360 times in a continuous pattern of 10ms at 25kv.
상기 농산물의 껍질 두께가 0.04mm~0.1mm인 경우, 플라즈마의 세기의 패턴은 상기 플라즈마 발생기 #1이 5kv로 1ms, 상기 플라즈마 발생기 #2가 5kv로 1ms, 상기 플라즈마 발생기 #1이 15kv로 1s, 상기 플라즈마 발생기 #2가 25kv로 100ms 순서의 연속적인 패턴으로 60회 ~ 360회 반복하는 것을 특징으로 하는 농산물 살균 및 가공시스템.
According to clause 6,
When the skin thickness of the agricultural product is 0.04mm to 0.1mm, the pattern of plasma intensity is 1ms at 5kv for plasma generator #1, 1ms at 5kv for plasma generator #2, 1s at 15kv for plasma generator #1, An agricultural product sterilization and processing system characterized in that the plasma generator #2 repeats 60 to 360 times in a continuous pattern of 100 ms at 25 kv.
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|---|---|---|---|
| KR1020230009370A KR102626900B1 (en) | 2023-01-25 | 2023-01-25 | Agricultural Sterilization and Processing System |
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| KR102626900B1 true KR102626900B1 (en) | 2024-01-17 |
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| KR102317168B1 (en) * | 2021-02-22 | 2021-10-26 | 주식회사 비이에프 | High voltage pulsed electric fields generator using electromagnet and food sterilizing using the same and method for adding enhanced flavor/scent |
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2023
- 2023-01-25 KR KR1020230009370A patent/KR102626900B1/en active IP Right Grant
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