KR19990064884A - Food Disinfection Apparatus using Microwave - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치에 관한 것으로서, 각종 음식물을 2∼3분간의 단시간에 살균 처리하여 상온에서 장시간 음식물을 보관할 수 있도록 하기 위한 것으로, 이를 위한 특징적인 수단으로 마이크로파의 전장에 의한 쌍극자의 진동 및 회전에 의한 유전체 자체의 발열을 이용하기 위한 전원장치, 마이크로파발진기와 방사효율을 높이기 위해 자체 제작한 개방형 혼 방사기 및 챔버내의 전력분포를 고려한 공진챔버와 전자파의 누설을 방지하는 전자파흡수 수단을 구성함에 있다.The present invention relates to a food sterilization apparatus using microwave, and to sterilize various foods in a short time of 2 to 3 minutes to store food for a long time at room temperature, a characteristic means for this is a dipole by the electric field of microwaves Power supply device for utilizing heat generation of dielectric itself by vibration and rotation, microwave open oscillator and self-made open horn radiator to increase radiation efficiency, and electromagnetic wave absorption means to prevent leakage of resonant chamber and electromagnetic wave considering power distribution in chamber It is in constructing.
Description
본 발명은 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치에 관한 것으로, 마이크로파를 이용하여 식품의 전 부분을 골고루 살균처리 함으로서 전력소모량이 극히 적고 또한 음식의 형태, 색상, 품질 및 맛 등에 변화를 주지 않는 식품살균장치에 관한 것이다.The present invention relates to a food sterilization apparatus using microwaves, and to sterilizing all parts of the food evenly using microwaves in a food sterilization apparatus that consumes very little power and does not change the shape, color, quality and taste of the food. It is about.
일반적으로 음식물 살균 처리는, 열을 가하거나 자외선 살균장치를 이용하고 있다. 열을 가하는 방법은 음식물을 익히지 않아야 되는 경우에 이용되기 곤란하고 자외선 살균방법은 통상 자외선 램프를 이용한 단순 살균처리를 하는데, 자외선이 조사되는 상부 표면만 살균되고 가려지는 부분은 살균이 제대로 이루어지지 못한다. 예를들어, 두부나, 어묵등등은 쉽게 대장균등이 번식하는 식품이므로 살균 가공하여야 보관시간을 연장할수 있으나, 특별한 살균 장치가 없기 때문에 살균처리 없이 유통되고 있는 실정이다. 그러므로, 부패방지를 위한 불법적으로 식품에 사용이 허가된 허용치 이상의 방부재를 사용하는 경우가 생겨 사회적인 문제를 야기하는 경우도 있었다.In general, the food sterilization treatment is applied with heat or an ultraviolet sterilizer. The method of applying heat is difficult to use when food should not be cooked, and the UV sterilization method is usually a simple sterilization treatment using an ultraviolet lamp. Only the upper surface to which ultraviolet rays are irradiated is sterilized and the part that is covered is not properly sterilized. . For example, tofu, fish cake lamps, etc. E. coli bacteria are easily breeding food, so the sterilization process can extend the storage time, but because there is no special sterilization device is distributed without sterilization. Therefore, in order to prevent corruption, there have been cases where the use of prevention measures illegally permitted for use in food has caused social problems.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치를 제공하기 위한 것이다.Therefore, the present invention devised to solve the above problems, to provide a food sterilization apparatus using a microwave.
기존의 마이크로파 가열장치(예컨데, 전자레인지)는, 음식물을 익혀서 조리하기 위한 장치인데, 본 발명에서는 마이크로파에 의해 음식물이 익지 않을 정도로 마이크로파를 조사하는 시간을 짧게 함과 아울러 그 출력의 세기를 약하게하여 음식물 표면을 살균처리하도록 개발한 것이다.Conventional microwave heating device (for example, microwave oven) is a device for cooking food cooked in the present invention, while shortening the time to irradiate the microwave so that the food is not cooked by the microwave, and weakens the intensity of the output It was developed to sterilize food surfaces.
본 발명에서는 공진 챔버내에 마이크로파를 방사하기 위한 마이크로파 발진기와, 그 마이크로파 발진기를 구동시키기 위한 전원장치와, 특별한 구조의 마이크로파 방사수단(혼 방사기)을 설치하며, 마이크로파의 고른 난반사를 유도하기 위해 가습기를 이용하여 수분을 공진 챔버내에 방사하여 그 수분들에 의해 마이크로파가 난반사를하여 음식물 표면을 살균처리하도록 한다.In the present invention, a microwave oscillator for radiating microwaves in a resonant chamber, a power supply for driving the microwave oscillator, a microwave radiating means (horn radiator) of a special structure are installed, and a humidifier for inducing even diffuse reflection of microwaves. Water is radiated into the resonant chamber to cause microwaves to diffuse into the resonant chamber to sterilize the surface of the food.
또한, 공진챔버내에 마이크로파를 조사하기 위하여 두 개의 마이크로파 발진기 및 두 개의 방사혼을 설치하도록 하며, 음식물의 입/출립을 자동으로 할 수 있도록 공진 챔버를 관통하여 이동되는 음식물 이송용 벨트를 설치하고, 그 벨트는 모터에 의해 이동되도록 하며, 그 모터는 속도 조절기에 의해 속도를 조절하도록 구성함에 특징이 있다.In addition, two microwave oscillators and two radial horns are installed to irradiate microwaves in the resonant chamber, and a food transfer belt is moved through the resonant chamber so as to automatically enter / stand food. The belt is characterized by being moved by a motor, the motor being configured to regulate speed by a speed regulator.
그리고, 본 발명에서는 상기 공진 챔버의 입/출구에 마이크로파의 누출을 방지할 수 있도록 입출구를 길게 구성하고 그 입출구에 마이크로파 흡숑 카본 테이프를 설치하여 마이크로파 누출을 방지하도록 구성한다.In addition, in the present invention, the inlet and the outlet are configured to prevent the leakage of microwaves at the inlet / outlet of the resonant chamber, and the microwave inlet and outlet are installed to prevent microwave leakage.
따라서, 본 발명의 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치는, 방사효율을 높이기 위해 자체 설계된 개방형 혼 방사기와 전력분포를 고려한 공진챔버 및 수증기 분자의 난 반사를 이용한 식품의 균일 살균처리장치를 제공함에 특징이 있다.Therefore, the food sterilization apparatus using the microwave of the present invention is characterized in that it provides a uniform sterilization apparatus for food using an open horn radiator designed in order to increase the radiation efficiency, the resonance chamber considering the power distribution, and the egg reflection of the water vapor molecules. .
도 1은 본 발명에 따른 마이크로파 살균장치의 구성도.1 is a block diagram of a microwave sterilization apparatus according to the present invention.
도 2a는 본 발명에 따른 마이크로파 방사기 윗면도.2a is a top view of a microwave emitter in accordance with the present invention;
도 2b는 본 발명에 따른 마이크로파 방사기 앞면도.2b is a front view of a microwave emitter in accordance with the present invention;
도 2c는 본 발명에 따른 마이크로파 방사기 측면도.2c is a side view of a microwave emitter in accordance with the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 챔버내의 전력분포와 살균물체 통과로.Figure 3 is the power distribution in the chamber and the passage through the sterilizing material according to the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 전원장치a 2 : 전원장치b1: power supply device a 2: power supply device b
3 : 마이크로파 발진기I, II 4 : 마이크로파 혼 방사기3: Microwave Oscillator I, II 4: Microwave Horn Emitter
5 : 공진챔버 6 : 카본 테이프5: resonant chamber 6: carbon tape
7 : 테프론 벨트 8 : 수증기주입 통구7: teflon belt 8: steam injection hole
9 : 모터 10 : 속도 조절기9: motor 10: speed regulator
11 : 가습기 12 : 전자파방사 홀11: humidifier 12: electromagnetic radiation hole
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치는 고압의 트랜스포머를 사용한 마이크로파 발진용 전원장치와, 국제적 공용 ISM(Industrial, Scientific, Medical)주파수를 사용하는 마이크로파 발진기와, 방사효율을 고려한 개방형 혼(Horn)방사기와, 마이크로파의 균일한 전파에 의해 많은 음식물을 균일하게 살균할 수 있도록 설계된 공진챔버와, 그 공진 챔버내에 수분을 방사하여 마이크로파의 고른 난반사를 유도하기 위한 가습기와, 누설되는 전자파방지를 위한 전자파흡수 수단과, 살균대상 음식물의 통과를 위한 테프론 벨트와 모터 및 테프론 벨트의 구동모터의 속도조절부로 이루어짐을 특징으로 한다.Microwave food sterilization apparatus using the microwave of the present invention for achieving the above object is a microwave oscillation power supply using a high-voltage transformer, a microwave oscillator using the international common ISM (Industrial, Scientific, Medical) frequency, radiation efficiency An open horn radiator in consideration of the phenomena, a resonant chamber designed to uniformly sterilize many foods by uniform propagation of microwaves, a humidifier for inducing evenly diffuse reflection of microwaves by radiating moisture in the resonant chambers, The electromagnetic wave absorbing means for preventing the leakage of electromagnetic waves, characterized in that consisting of the speed control unit of the Teflon belt and the motor and the drive motor of the Teflon belt for the passage of food to be sterilized.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 마이크로파 살균장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a microwave sterilization apparatus of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 마이크로파 발진용 전원장치(1, 2)는 마그네트론에 양극전압을 공급하기 위해 코아 재질의 고효율의 고압 트랜스포머를 사용하며, 마이크로파 발진기(3)는 마그네트론(OM 755)을 사용하고, 이때의 동작주파수는 국제적 공용 ISM주파수 2.45±0.05[GHz]를 사용한다.As shown in FIG. 1, the two microwave oscillation power supply units 1 and 2 use a high-efficiency high-voltage transformer made of core material to supply an anode voltage to the magnetron, and the microwave oscillator 3 is a magnetron (OM 755). ), And the operating frequency at this time is 2.45 ± 0.05 [GHz].
또한 살균하고자하는 식품의 통과를 위하여 마이크로파 살균장치의 중앙에 열에 강한 테프론 밸트(7)를 설치하고 저속모터(9)와 속도 조절기(10)를 조합하여 음식물의 살균시간를 조절할 수 있다.In addition, a heat resistant Teflon belt 7 is installed in the center of the microwave sterilizer for the passage of the food to be sterilized, and the low speed motor 9 and the speed controller 10 may be combined to adjust the food sterilization time.
도 2의 a, b, c 도면은 개방형 혼 방사기의 윗면, 정면 및 측면도이다.2 a, b and c are top, front and side views of the open horn radiator.
도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로파 방사기는 웨이브 가이드를 사용하지 않고 방사효율을 극대화하기 위하여 자체설계 제작한 개방형 혼 방사기(4)를 사용한다. 본 개방형 혼 방사기는 마그네트론에서 전자파가 방사되는 홀(12)의 지름이 3[cm]이고, 가로가 10[cm]이고 세로가 13[cm]이다. 또한 외주의 가로 및 세로에 각각 2[cm]의 공간은 챔버와의 고정부분으로 할당되며, 전자파가 방사되는 홀 부분에서 그 전면을 향하여 일정한 각도로 경사가 지는 구조로 설계되어져 있다.As shown in FIG. 2, the microwave emitter uses an open horn radiator 4 designed by itself to maximize radiation efficiency without using a wave guide. The open horn radiator has a diameter of 3 [cm], a width of 10 [cm], and a length of 13 [cm] in the magnetron. In addition, the space of 2 [cm] in the width and length of the outer periphery is allocated to the fixed portion with the chamber, and is designed to be inclined at a predetermined angle toward the front of the hole portion where the electromagnetic wave is radiated.
도 3은 본 발명의 챔버내의 전력분포와 살균물체 통과로이다.Figure 3 is a power distribution in the chamber of the present invention and the passage through the sterilizing material.
도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로파 가열 및 살균장치의 주요부분의 하나는 공진챔버의 규격에 있다고할 수 있다. 본 설계에서는 수 차례에 걸친 여러 형태의 모형을 설계/제작하여 실험해 본 결과 가로는 55.08[cm], 세로는 30.6[cm], 높이는 18.36[cm]로 했을 때 가장 효율이 좋았다. 또한 챔버내의 전력분포를 고려하여 점선으로 표시된 중앙과 상·하 부분에 살균시키고자 하는 식품을 통과시킴으로서 많은 양의 식품을 동시에 살균시킬 수가 있다.As shown in Fig. 3, one of the main parts of the microwave heating and sterilizing apparatus can be said to be in the specification of the resonant chamber. In this design, several types of models were designed / manufactured and tested. The most efficient design was 55.08 [cm] in width, 30.6 [cm] in height, and 18.36 [cm] in height. In addition, in consideration of the power distribution in the chamber, a large amount of food can be sterilized at the same time by passing the food to be sterilized at the center and the upper and lower portions indicated by dotted lines.
챔버내의 상·하·좌·우면 중의 어느 한곳에 구비된 수증기주입 통구(8)를 이용하여 수증기를 주입시키면 방사된 마이크로파가 수증기 분자에서 난 반사되어 챔버내에 균일하게 전파되므로 식품을 살균처리 하는데 위치에 관계없이 챔버내의 전 공간에서 일정하게 처리할 수 있으며, 살균 시키고자하는 음식물의 출입 통로를 통하여 누설되는 전자파의 흡수를 위해 카본테이프(6)를 출입통로의 상하·좌우에 설치함으로서 전자파의 누설을 방지한다.When steam is injected using the steam injection port 8 provided at any one of the upper, lower, left, and right sides of the chamber, the emitted microwave is reflected from the steam molecules and propagates uniformly in the chamber, so that the food is sterilized. Irrespective of this, it is possible to process uniformly in the entire space of the chamber and to prevent the leakage of electromagnetic waves by installing carbon tapes 6 above, below, left and right of the access passage to absorb the electromagnetic waves leaking through the access passage of the food to be sterilized. prevent.
이상의 경우에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 음식물 살균장치는 수분이 많이 함유된 식품의 가장 큰 문제인 유통기간의 연장을 위해 사용되는 방부제의 첨가를 줄여 국민의 건강을 증진시킬 수 있음과 동시에 유통기간의 경과 시 식품의 폐기처리라는 자원손실 및 환경문제의 개선을 도모할 수 있다. 또한 현재 외국에서 수입 판매되고 있는 기존제품에 비해 사용이 편리하고 가격이 저렴하여 수입대치 효과가 있다.As described in the above case, the food sterilization apparatus using the microwave according to the present invention can improve the health of the public by reducing the addition of a preservative used to extend the shelf life, which is the biggest problem of the food containing a lot of water. After the expiration date, it is possible to improve the resource loss and environmental problems such as the disposal of food. In addition, it is convenient to use and cheaper than existing products that are imported and sold in foreign countries.
이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당 업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims. .
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