KR20040054561A - Sterilization method and sterilization device - Google Patents

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KR20040054561A
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KR
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high voltage
discharge
electrode
electricity
pulse
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KR1020030092964A
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시미즈마코토
이와시미즈마사카츠
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: Provided is a sterilizing method for certainly sterilizing or inactivating a microorganism included in the gas or liquid flowing at high speed, by generating a pulse streamer electricity discharge in the gas nearby both electrodes by applying high voltage in pulse waveform between the electricity discharging electrode and the corresponding electrode. CONSTITUTION: The sterilizing method sterilizes or inactivates an microorganism existing in an electricity discharging area by generating a streamer discharge of electricity nearby both electrodes by applying a high voltage in a pulse waveform between the electricity discharge electrode and a corresponding electrode. The sterilizer comprises an electricity discharging electrode(3), a corresponding electrode(4), and a high voltage application unit for applying the high voltage in a pulse waveform to generate a streamer discharge of electricity. The high voltage application unit is controlled more than once by a frequency to generate the streamer discharge of electricity within the time when the gas or liquid passes an electricity discharging area(5) at a predetermined speed.

Description

살균방법 및 살균장치{STERILIZATION METHOD AND STERILIZATION DEVICE}Sterilization Method and Sterilizer {STERILIZATION METHOD AND STERILIZATION DEVICE}

본 발명은 미생물을 살멸 또는 불활성화하기 위한 살균방법 및 살균장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sterilization method and a sterilization apparatus for killing or inactivating microorganisms.

종래, 이온이나 오존 등의 활성입자를 이용하여 식품·조리용품 등의 음식에 관련되는 물체나 공중위생상 미생물이 문제가 되는 물체의 표면, 또 이들 물체를수납하는 공간에 존재하는 미생물의 번식을 방지하는 방법이 알려져 있다.Conventionally, active particles such as ions and ozone are used to reproduce microorganisms present in objects related to food, such as food and cooking products, or on surfaces of objects with which microorganisms are a problem in public health, and in spaces storing these objects. A method of preventing is known.

예를 들면 일본 특허공개 평9-108313호 공보에는, 공기 등의 기체를 전리실에 안내하여 이온 및 오존을 발생시킬 때의 방전전류를 제어하여, 소정의 저농도의 오존과 고농도의 이온을 함유하는 이온화 기체를 발생시켜, 상기 전리실 혹은 그것에 연통하는 공간 내에서, 혹은 발생한 이온화 기체를 물체에 분사함으로써, 오존과 이온의 상승효과로 미생물의 번식을 방지하는 미생물 번식방지방법 및 장치가 개시되어 있다.For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-108313 discloses a gas containing air, such as air, in an ionizing chamber to control discharge current when generating ions and ozone to contain a predetermined low concentration of ozone and high concentration of ions. A microbial propagation prevention method and apparatus for preventing the propagation of microorganisms by synergistic effect of ozone and ions by generating an ionizing gas and injecting the generated ionizing gas into an object in the ionization chamber or a space communicating with the object is disclosed. .

그러나, 지금까지의 미생물 번식방지방법이나 장치는, 상기한 바와 같이 물체의 표면이나 수납공간에 존재하는 미생물을 처리대상으로 하는 것이기 때문에, 기체가 매우 빠른 속도로 통류하는 기기에 적용하여도 효과가 적고, 미생물은 손상되지 않고 통과하여 버리는 일이 많았다. 그 때문에, 빠른 속도로 통류되는 기체 또한 액체중의 미생물도 확실하게 살멸(殺滅) 또는 불활성화하는 것이 과제로 되었다.However, the microbial propagation prevention method and apparatus up to now have the effect of applying the microorganisms present on the surface of the object or the storage space as described above to the apparatus to which gas flows very quickly. In many cases, microorganisms pass through without being damaged. For this reason, it has become a problem to reliably kill or inactivate the gas flowing through at high speed and the microorganisms in the liquid.

도 1은 본 발명의 일실시예의 살균장치의 개략구성을 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a sterilizing apparatus of one embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 살균장치를 다른 방향에서 나타낸 단면도,2 is a cross-sectional view showing the sterilization apparatus of FIG. 1 from another direction;

도 3은 도 1의 살균장치에서 인가되는 제1예의 고전압 파형도,3 is a high voltage waveform diagram of a first example applied in the sterilization apparatus of FIG.

도 4는 도 1의 살균장치에서 인가되는 제2예의 고전압 파형도,4 is a high voltage waveform diagram of a second example applied in the sterilization apparatus of FIG.

도 5는 도 1의 살균장치에서 인가되는 제3예의 고전압 파형도,5 is a high voltage waveform diagram of a third example applied in the sterilization apparatus of FIG.

도 6은 도 1의 살균장치에서 인가되는 제4예의 고전압 파형도,6 is a high voltage waveform diagram of a fourth example applied in the sterilization apparatus of FIG.

도 7은 도 1의 살균장치에서 인가되는 제5예의 고전압 파형도,7 is a high voltage waveform diagram of a fifth example applied in the sterilization apparatus of FIG. 1;

도 8은 본 발명의 살균장치의 살균효과를 시험할 때에 사용한 고전압의 파형도이다.8 is a waveform diagram of a high voltage used when testing the sterilization effect of the sterilization apparatus of the present invention.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 살균방법은 방전전극과 대향전극 사이에 펄스파형의 고전압을 인가하여 양 전극의 근방에서 스트리머 방전을 발생시켜서, 방전영역에 존재하는 미생물을 살멸 또는 불활성화하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the sterilization method of the present invention by applying a high voltage of the pulse waveform between the discharge electrode and the counter electrode to generate a streamer discharge in the vicinity of both electrodes, killing or inactivating microorganisms present in the discharge region Characterized in that.

또 본 발명의 살균장치는, 방전전극 및 대향전극과, 이들 전극간에 스트리머 방전을 발생시키는 펄스파형의 고전압을 인가하는 고전압 인가수단을 구비한 것을특징으로 한다.Moreover, the sterilizing apparatus of this invention is characterized by including the discharge electrode and the counter electrode, and high voltage application means which applies the high voltage of the pulse waveform which generate | occur | produces a streamer discharge between these electrodes.

이러한 살균방법 및 살균장치에 의하면, 스트리머 방전영역에서 고속으로 비산하는 전자나 이온이나 라디칼 등의 비산입자, 전위차 등에 의해서, 미생물을 살멸 또는 불활성화할 수 있다.According to such a sterilization method and a sterilizer, microorganisms can be killed or inactivated by electrons, ions or radicals scattering at high speed in the streamer discharge region, potential difference, and the like.

바람직하게는 고전압 인가수단은, 방전전극과 대향전극의 근방에 형성되는 방전영역을 소정속도로 통과하는 기체나 액체의 통과시간 내에 적어도 1회, 스트리머 방전을 발생시키는 주파수로 제어된다. 이것에 의해, 기체나 액체중에 함유되는 모든 미생물은, 방전전극과 대향전극 근방을 통과하는 동안에 적어도 1회, 스트리머 방전에 조우(遭遇)하게 되어, 확실하게 살멸 또는 불활성화된다.Preferably, the high voltage applying means is controlled at a frequency for generating streamer discharge at least once within the passage time of the gas or liquid passing through the discharge region formed near the discharge electrode and the counter electrode at a predetermined speed. As a result, all microorganisms contained in the gas and the liquid encounter the streamer discharge at least once while passing near the discharge electrode and the counter electrode, and are reliably killed or inactivated.

또 바람직하게는 고전압 인가수단은, 극소 펄스폭의 고전압을 인가하도록 구성한다. 보다 바람직하게는 1μsec이하의 극소 펄스폭의 고전압을 인가하도록 구성한다. 이것에 의해, 순식간에 전압을 상승시킬 수 있고, 보다 다량의 전자를 고속비산시키는 것, 또 전압인가시간을 단축하여 인체에 유해한 오존의 발생을 저감하는 것이 가능하게 된다.Preferably, the high voltage applying means is configured to apply a high voltage having a minimum pulse width. More preferably, it is configured to apply a high voltage having a minimum pulse width of 1 μsec or less. As a result, it is possible to increase the voltage in an instant, to rapidly scatter a large amount of electrons, to shorten the voltage application time, and to reduce the generation of ozone harmful to the human body.

또 바람직하게는 고전압 인가수단은, 부(負)의 펄스파형의 고전압을 인가하도록 구성한다. 이것에 의해, 마이너스이온을 생성할 수 있고, 마이너스이온을 함유한 깨끗한 공기를 공급하는 것이 가능하게 된다.Further, preferably, the high voltage applying means is configured to apply a high voltage of negative pulse waveform. As a result, negative ions can be generated, and clean air containing negative ions can be supplied.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 구체적으로 설명한다. 여기서는 공기 등의 기체에 대하여 설명하지만, 물 등의 액체도 마찬가지로 처리할 수 있다.Best Mode for Carrying Out the Invention Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. Although gas, such as air, is demonstrated here, liquids, such as water, can also be processed similarly.

도 1 및 도 2에 있어서, 살균유닛(1)은 공기 등의 기체의 유로 내에 배치되는 것이고, 케이싱(2)의 내부에 와이어형상의 방전전극(3)이 복수단으로 배치되며, 각 단의 방전전극(3) 사이에 평판형상의 대향전극(4)이 서로 병렬로 배치되어 있고, 각 방전전극(3)과 대향전극(4) 사이에 형성되는 방전영역(5)이 서로 연속하여, 케이싱(2)에 개구된 유입구, 유출구(도시하지 않음)에 의해 형성되는 기류의 통과영역(6)보다 큰 영역을 차지하고 있다. 7은 기류 통과영역(6)에 유입되는 상류기류, 8은 기류 통과영역(6)에서 유출되는 하류기류를 나타낸다. 또한, 방전전극(3)은 예를 들면 금속침형상 등, 방전을 야기하는 전극이면 아무런 한정없이 사용할 수 있다.1 and 2, the sterilization unit 1 is disposed in a flow path of a gas such as air, and a wire-shaped discharge electrode 3 is disposed in a plurality of stages inside the casing 2, The flat counter electrodes 4 are arranged in parallel between the discharge electrodes 3, and the discharge regions 5 formed between the discharge electrodes 3 and the counter electrodes 4 are continuously connected to each other. It occupies an area larger than the passage area 6 of the air flow formed by the inlet port and the outlet port (not shown) opened in (2). 7 indicates an upstream air flow flowing into the airflow passage region 6, and 8 indicates a downstream airflow flowing out of the airflow passage region 6. The discharge electrode 3 can be used without any limitation as long as it is an electrode that causes discharge, such as a metal needle.

고전압 인가장치(9)는, 방전전극(3)에 접속하는 플러스전극(10)과, 대향전극(4)에 접속하는 마이너스전극(11)(또는 어스(11))을 갖고, 방전전극(3)과 대향전극(4) 사이에 스트리머 방전을 발생시킬 수 있는 펄스파형의 고전압을 인가하도록 구성되어 있다. 이 고전압 인가장치(9)로서는, 예를 들면 배전압회로에 IGBT(Inslated Gate Bipolar Transistor) 등의 스위칭수단을 배치하여, 소정의 펄스파형 또한 고주파수의 전압을 생성하고, 고압트랜스로 승압하도록 한 전장(電裝)회로 등이 사용된다. 그러나 소정 펄스파형, 주파수의 고전압을 인가할 수 있는 것이면, 이것에 한정되지 않고 사용가능하다.The high voltage applying device 9 has a positive electrode 10 connected to the discharge electrode 3, a negative electrode 11 (or earth 11) connected to the counter electrode 4, and the discharge electrode 3. And a high voltage of a pulse waveform capable of generating streamer discharge between the counter electrode and the counter electrode 4. As the high voltage applying device 9, for example, a switching means such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is arranged in a double voltage circuit to generate a predetermined pulse waveform and a high frequency voltage, and to boost the voltage to a high voltage transformer. An electronic circuit or the like is used. However, as long as a high voltage of a predetermined pulse waveform and frequency can be applied, the present invention can be used without being limited thereto.

이하, 상기 구성에 있어서의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation in the above configuration will be described.

고전압 인가장치(9)에 의해서 방전전극(3)과 대향전극(4) 사이에 소정 펄스파형의 고전압을 인가함으로써, 스트리머 방전(이하, 펄스스트리머 방전이라고 함)을 방전영역(5)에 발생시킨다.By applying a high voltage of a predetermined pulse waveform between the discharge electrode 3 and the counter electrode 4 by the high voltage applying device 9, streamer discharge (hereinafter referred to as pulse streamer discharge) is applied to the discharge region 5. Generate.

펄스스트리머 방전의 발생기구는, 방전전극(3)으로부터 방출되는 전자의 전방에서 중성분자의 전리가 일어나서 전자가 사태(avalanche)와 같이 방출되고, 이 전자사태(electron avalanche)가 다음의 새로운 전자사태를 야기한다는 것과 같이, 전자사태가 차차 일어나서 합체되어 감으로써 고속으로 진행하는 것이며, 방전전류의 대부분은 전자에 의한 것이다.The pulse streamer discharge generating mechanism is characterized in that ionization of the heavy molecules occurs in front of the electrons emitted from the discharge electrode 3 so that the electrons are released like an avalanche, and this electron avalanche is the next new electron. As it causes an avalanche, an avalanche gradually rises and coalesces and progresses at high speed, and most of the discharge current is caused by electrons.

그 때에는, 방전전극(3)과 대향전극(4) 사이에 있어서의 방전전극(3)의 부근에 현저한 전계집중이 있기 때문에, 인가되는 고전압이 충분한 크기이면 전자사태가 발생하여 다량의 이온과 광량자가 생산된다.At that time, since there is a remarkable electric field concentration near the discharge electrode 3 between the discharge electrode 3 and the counter electrode 4, an avalanche is generated when the applied high voltage is large enough to cause a large amount of ions and photons. Is produced.

또 그 때에, 와이어형상의 방전전극(3)을 플러스전극으로 하고 있기 때문에, 방전전극(3)의 부근에서 다량의 광량자가 모든 방향으로 방출되며, 방출된 광량자가 그 부근의 중성분자에 흡수되어 전리를 발생시켜 가서, 방전전극(3)을 향하는 방향의 전자사태가 다수로 발생하고, 그것과 동시에 생산되는 양이온 중에서 플라즈마기둥을 형성한다.At that time, since the wire-shaped discharge electrode 3 is a positive electrode, a large amount of photons are emitted in all directions in the vicinity of the discharge electrode 3, and the emitted photons are absorbed by the neutrons in the vicinity. The ionization is generated, and a large number of avalanches in the direction toward the discharge electrode 3 are generated, and at the same time, plasma columns are formed among the cations produced.

이 플라즈마기둥의 앞가장자리에는 대향전극(4)(즉 마이너스전극 혹은 어스에 접속한 전극)을 향하는 양이온이 고밀도로 집중되고, 그것에 의한 전계집중 외에, 이들 양이온의 공간전하와 전자사태군의 공간전하 사이에 특히 강력한 전계가 형성되기 때문에, 플라즈마기둥의 앞가장자리의 발광은 더욱 촉진된다.At the front edge of the plasma column, cations toward the counter electrode 4 (that is, a negative electrode or an electrode connected to the earth) are concentrated at a high density, and in addition to the electric field concentration, the space charge of these cations and the space charge of the group of avalanche groups are concentrated. Since a particularly strong electric field is formed between them, light emission of the front edge of the plasma column is further promoted.

이러한 펄스스트리머 방전이 방전영역(5)에서 일어나기 때문에, 방전영역(5)에 유입되는 상류전류(7)에 미생물이 포함되어 있으면, 방전영역(5)에서 고속으로 비산하고 있는 다량의 전자 등의 비산입자, 즉 방전전극(3)으로부터 방출된 전자;기체분자(중성분자), 그것에 유래하는 전자, 양이온, 라디칼 등이나, 전위차 등에 의해서, 미생물의 외벽 등의 단백질 등이 파괴되거나, DNA나 RNA가 손상되게 되어 미생물은 살멸 또는 불활성화된다.Since such pulse streamer discharge occurs in the discharge region 5, when microorganisms are contained in the upstream current 7 flowing into the discharge region 5, a large amount of electrons and the like are scattered at high speed in the discharge region 5. Scattering particles, i.e., electrons emitted from the discharge electrode 3; gas molecules (heavy component molecules), electrons, cations, radicals and the like derived therefrom, potential differences, etc., to destroy proteins such as outer walls of microorganisms, RNA is damaged and microorganisms are killed or inactivated.

인가해야 할 고전압은, 펄스스트리머 방전을 발생시킬 수 있는 고전압이고, 방전전극(3)과 대향전극(4)의 간극의 크기에 따라서도 다르지만, 예를 들면 방전전극(3)과 대향전극(4)의 간극이 약 10㎜일 때에는 약 7㎸이상, 간극이 약 8㎜일 때에는 약 6㎸이상의 펄스파형의 고전압이 필요하다. 이것은 에어컨 등에서 집진을 목적으로 하여 일반적으로 인가되고 있는 펄스파형의 전압보다 높은 전압값이다.The high voltage to be applied is a high voltage capable of generating pulse streamer discharge, and also depends on the size of the gap between the discharge electrode 3 and the counter electrode 4, but for example, the discharge electrode 3 and the counter electrode ( When the gap of 4) is about 10 mm, a pulse waveform high voltage of about 7 mA or more is required when the gap is about 8 mm. This is a voltage value higher than the voltage of the pulse waveform generally applied for dust collection in an air conditioner or the like.

미생물을 확실하게 살멸 또는 불활성화하기 위해서는, 방전영역(5)을 통과하는 기류의 속도와 고전압의 펄스주파수의 관계가 중요하다. 기류중의 미생물(환언하면 기류중의 임의의 1점)이 방전영역(5)을 통과하는 동안에 적어도 1회, 펄스스트리머 방전을 발생시킬 수 있는 고주파수가 필요하다.In order to reliably kill or inactivate microorganisms, the relationship between the velocity of the air stream passing through the discharge region 5 and the pulse frequency of the high voltage is important. At least once during the passage of the microorganisms in the air stream (in other words, any one point in the air stream) through the discharge region 5, a high frequency frequency capable of generating a pulse streamer discharge is required.

예를 들면 에어컨의 경우, 실내기를 통과하는 기류의 속도는 1m/s이므로, 기류의 통과방향에 있어서의 방전영역(5)의 폭이 약 10㎜일 때에는, 기류중의 미생물은 약 10msec로 방전영역(5)을 통과한다. 따라서, 고전압을 약 100㎐로 인가함으로써 방전영역(5)을 통과하여 가는 미생물을 1회, 펄스스트리머 방전에 조우시킬 수 있다.For example, in the case of an air conditioner, since the speed of the air flow passing through the indoor unit is 1 m / s, when the width of the discharge area 5 in the passage direction of the air flow is about 10 mm, the microorganisms in the air flow discharge at about 10 msec. Pass through area 5. Therefore, by applying a high voltage of about 100 kW, the microorganisms passing through the discharge region 5 can be encountered once in a pulse streamer discharge.

방전영역(5)을 통과하는 미생물을 확실하게 살멸 또는 불활성화하기 위해서는, 상기한 주파수, 약 100㎐의 수배~수십배 정도, 즉 수백~수천㎐라는 고주파수의 고전압을 인가하면 된다. 역으로 말하면, 이러한 고주파수의 고전압을 인가함으로써, 기류가 매우 빠른 속도로 방전영역(5)을 통과하는 경우도, 기류중의 미생물을 확실하게 살멸 또는 불활성화할 수 있는 것이다. 기류중의 미생물이 아니라 물체의 표면이나 수납공간에 존재하는 미생물을 처리대상으로 하는 경우에는, 이러한 고주파수는 필수가 아니다.In order to reliably kill or inactivate microorganisms passing through the discharge region 5, a high voltage of the above-mentioned frequency, about several hundreds to several tens of times, that is, several hundreds to several thousand Hz, may be applied. Conversely, by applying such a high voltage of high frequency, even when the airflow passes through the discharge region 5 at a very high speed, microorganisms in the airflow can be reliably killed or inactivated. Such a high frequency is not essential when the microorganisms present in the surface or the storage space of the object are not microorganisms in the air stream.

또한, 펄스폭을 극소 펄스폭으로 함으로써 전압을 순식간에 상승시키는 것이 가능하게 되고, 그것에 의해 방전영역(5)에서 보다 다량의 전자를 고속비산시키는 것, 또 전압인가시간을 단축하여 인체에 유해한 오존의 발생을 저감하는 것이 가능하게 된다. 가능한 한 작은 펄스폭이 바람직하지만, 수μsec이하, 특히 1μsec이하로 함으로써 높은 살균효과가 얻어진다.In addition, by making the pulse width the minimum pulse width, it is possible to increase the voltage in an instant, thereby rapidly dissipating a larger amount of electrons in the discharge region 5, and shortening the voltage application time, which is harmful to human body. It is possible to reduce the occurrence of. A pulse width as small as possible is preferable, but a high sterilization effect is obtained by using a few microseconds or less, especially 1 microsecond or less.

또 부의 펄스파형의 고전압을 인가함으로써, 방전영역(5)에서 마이너스이온을 생성할 수 있고, 하류전류(8)로서 마이너스이온을 함유한 깨끗한 공기를 공급하여 편하게 할 수 있는 분위기를 제공하는 것이 가능하게 된다.In addition, by applying a high voltage of a negative pulse waveform, it is possible to generate negative ions in the discharge region 5, and to provide an atmosphere in which clean air containing negative ions as the downstream current 8 can be supplied and relaxed. Done.

사용가능한 고전압의 파형을 도 3 내지 도 7에 나타낸다.The high voltage waveforms that can be used are shown in FIGS.

도 3은 정현파나 진동파형인 펄스파형의 (제1예)를 나타낸다. 이 (제1예)에서는 제1펄스와, 그것보다 피크전압이 낮은 제2펄스와, 그것보다 더욱 피크전압이 낮은 제3펄스가 반복되어 있다.Fig. 3 shows (first example) of a pulse waveform which is a sine wave or a vibration waveform. In this (first example), the first pulse, the second pulse having a lower peak voltage than that, and the third pulse having a lower peak voltage than that are repeated.

도 4는 펄스파형의 (제2예)를 나타낸다. 이 (제2예)는 정(正)의 펄스파형만으로써 부의 성분을 갖고 있지 않다. 펄스폭 전압값에 대해서는 (제1예)와 동일하다.4 shows (second example) of pulse waveforms. This (second example) has only negative pulse waveforms and does not have negative components. The pulse width voltage value is the same as that of (First example).

도 5는 펄스파형의 (제3예)를 나타낸다. 이 (제3예)는 부의 펄스파형만으로써 정의 성분을 갖고 있지 않다. 펄스폭 전압값에 대해서는 (제1예)와 동일하다.5 shows (third example) of pulse waveforms. This (third example) does not have a positive component only by a negative pulse waveform. The pulse width voltage value is the same as that of (First example).

도 6은 펄스파형의 (제4예)를 나타낸다. 이 (제4예)는 극소 펄스폭의 단일의 정의 펄스파형만이 반복되고, 부의 성분을 갖고 있지 않다.6 shows a (fourth example) of the pulse waveform. In this (fourth example), only a single positive pulse waveform having a minimum pulse width is repeated and has no negative component.

도 7은 펄스파형의 (제5예)를 나타낸다. 이 (제5예)는 극소 펄스폭의 단일의 부의 펄스파형만이 반복되고, 정의 성분을 갖고 있지 않다.7 shows a fifth example of the pulse waveform. In the fifth example, only a single negative pulse waveform having a minimum pulse width is repeated and does not have a positive component.

이들 (제1예)~(제5예)에서는, 전압파형의 상승이 기준의 어스전위로부터 차츰 멀어져서 정 또는 부의 피크에 가까워지고, 하강이 정 또는 부의 피크로부터 기준의 어스전위에 차츰 가까워지는 형상의 펄스파형이었지만, (제1예)~(제5예)와 비교하면 전압파형의 상승이 기준의 어스전위에서 보다 신속하게 정 또는 부의 피크에 가까워지고, 하강이 정 또는 부의 피크에서 기준의 어스전위에 의해 신속하게 가까워지는 직사각형상의 펄스파형이었던 경우도 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.In these (first example) to (fiveth example), the rise of the voltage waveform gradually moves away from the reference earth potential and approaches the positive or negative peak, and the drop gradually approaches the reference earth potential from the positive or negative peak. Although it was a pulse wave of the shape, compared with (1st case)-(5th case), the rise of the voltage waveform is closer to the positive or negative peak at the reference earth potential more quickly, and the falling is the reference of the positive or negative peak at the positive or negative peak. The same effect can be expected in the case of the rectangular pulse waveform which is quickly approached by the earth potential.

(평가)(evaluation)

본 발명의 살균장치에 의한 살균효과를 이하의 고전압 펄스조건을 사용하여 고정폭로시험과 원패스시험에 의해 평가하였다. 각 시험 모두 공백은 처리전과 처리후에서 거의 변화가 없고, 생존율이 100%인 것이 확인되었다.The sterilization effect of the sterilization apparatus of the present invention was evaluated by the fixed exposure test and the one pass test using the following high voltage pulse conditions. In each test, the voids were almost unchanged before and after treatment, and it was confirmed that the survival rate was 100%.

(고전압 펄스조건)(High voltage pulse condition)

A) 전압; 5㎸, 주파수; 2㎑(pps), 펄스폭; 1μsecA) voltage; 5 Hz, frequency; 2 Hz (pps), pulse width; 1 μsec

B) 전압; 8㎸, 주파수; 2㎑(pps), 펄스폭; 1μsecB) voltage; 8 Hz, frequency; 2 Hz (pps), pulse width; 1 μsec

C) 전압; 8㎸, 주파수; 2㎑(pps), 펄스폭; 20μsecC) voltage; 8 Hz, frequency; 2 Hz (pps), pulse width; 20 μsec

조건 A, B, C의 파형은 각각 도 8의 (a), (b), (c)부분에 나타내는 바와 같고, 도 3과 동일한 펄스파형이다.The waveforms of the conditions A, B, and C are as shown in parts (a), (b) and (c) of FIG. 8, respectively, and are the same pulse waveforms as in FIG.

(고정폭로시험)(Fixed exposure test)

도 1, 도 2에 나타낸 것과 동일한 살균유닛(두께 40㎜)을 용기(180×80×40㎜) 내에 설치하고, 이 살균유닛의 방전전극과 대향전극의 간극(10㎜)에 순차로 미생물 샘플을 세트하고, 상기한 각 고전압 펄스조건의 고전압에 30초간 폭로시켰다. 각 미생물 샘플은 시판의 바실러스균 현탁액을 아크릴제 샘플칩(8×8)으로 등량씩 채취하여 자연건조시킨 것이다. 고전압 펄스처리후의 각 미생물 샘플의 바실러스균을 Tween80중에 회수하고, 등량씩 한천배지에서 배양하여(37℃, 24h) 콜로니수를 카운트하였다. 고전압 펄스조건 A~C의 처리후의 미생물 샘플로부터 얻어진 계수값을 공백으로부터 얻어진 계수값으로 나누어서 생존율(%)로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.The same sterilization unit (thickness 40 mm) as shown in Figs. 1 and 2 is installed in a container (180 x 80 x 40 mm), and the microbial sample is sequentially placed in the gap (10 mm) between the discharge electrode and the counter electrode of the sterilization unit. Was set, and it exposed to the high voltage of each high voltage pulse condition mentioned above for 30 second. Each microbial sample was obtained by isolating each of the commercial Bacillus suspensions with an acrylic sample chip (8 x 8) in an equal amount and naturally drying. The Bacillus bacteria of each microbial sample after the high voltage pulse treatment were recovered in Tween 80 and incubated equally in agar medium (37 ° C., 24 h) to count colonies. The count value obtained from the microbial sample after the treatment under the high voltage pulse conditions A to C was divided by the count value obtained from the blank to obtain a survival rate (%). The results are shown in Table 1.

조건Condition 출력전압Output voltage 주파수frequency 펄스폭Pulse width 생존율Survival rate AA 5㎸5㎸ 2㎑(pps)2 pp (pps) 1μsec1 μsec 103(%)103 (%) BB 8㎸8㎸ 2㎑(pps)2 pp (pps) 1μsec1 μsec 38(%)38 (%) CC 8㎸8㎸ 2㎑(pps)2 pp (pps) 20μsec20 μsec 66(%)66 (%)

(원패스 시험)(One pass examination)

도 1, 도 2에 나타낸 것과 동일한 살균유닛(두께 40㎜)을 팬을 구비한 용기(180×80×600㎜) 내의 유로도중에 설치하고, 용기 내에 공기를 약 1m/s로 통류시키면서 그 흡입구의 근방에서 시험미생물로서의 검은곰팡이를 브러시로 비산시켜서 공기중에 함유시키고, 상기한 각 고전압 펄스조건의 고전압을 인가하여 살균유닛의 상류측(처리전) 및 하류측(처리후)의 공기를 각각 에어샘플러에 취입하여 에어샘플러 내에 설치하여 둔 한천배지에 검은곰팡이를 채취하였다. 채취한 검은곰팡이를 그대로 한천배지에서 배양하여(25℃, 168h) 콜로니수를 카운트하였다. 처리전의 샘플로부터 얻어진 값을 처리후의 샘플로부터 얻어진 값으로 나누어서 생존율(%)로 하였다. 결과를 표 2에 나타낸다. 고정폭로시험에서 효과가 없었던 A)의 조건에서는 시험은 실시하고 있지 않다.The same sterilization unit (40 mm in thickness) as shown in Figs. 1 and 2 is installed during the flow path in the container (180 x 80 x 600 mm) with a fan, and the air flows through the container at about 1 m / s. In the vicinity, black mold as a test microorganism is scattered with a brush and contained in the air, and the air from the upstream side (before treatment) and downstream side (after treatment) of the sterilization unit is applied by applying a high voltage under each of the above high voltage pulse conditions. Black mold was collected on the agar medium placed in the air sampler. The collected black mold was incubated in agar medium (25 ° C., 168 h) to count the number of colonies. The value obtained from the sample before the treatment was divided by the value obtained from the sample after the treatment to obtain a survival rate (%). The results are shown in Table 2. The test is not conducted under conditions A), which were ineffective in the fixed exposure test.

조건Condition 출력전압Output voltage 주파수frequency 펄스폭Pulse width 생존율Survival rate AA 5㎸5㎸ 2㎑(pps)2 ㎑ (pps) 1μsec1 μsec -- BB 8㎸8㎸ 2㎑(pps)2 ㎑ (pps) 1μsec1 μsec 41(%)41 (%) CC 8㎸8㎸ 2㎑(pps)2 pp (pps) 20μsec20 μsec 94(%)94 (%)

표 1 및 표 2에서 출력전압 5㎸에서는 살균효과를 얻을 수 없었던 것에 대하여, 출력전압 8㎸에서 큰 살균효과가 얻어진 것, 출력전압이 일정(8㎸)한 경우는 펄스폭이 작은 쪽이 살균효과가 큰 것을 알 수 있다.In Table 1 and Table 2, the sterilization effect could not be obtained at the output voltage of 5 ,, whereas the sterilization effect was obtained at the output voltage of 8 ,, and the smaller pulse width is used for the sterilization if the output voltage is constant (8 ㎸). It can be seen that the effect is great.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 방전전극과 대향전극 사이에 펄스파형의 고전압을 인가하여 양 전극의 근방의 기체중에서 펄스스트리머 방전을 발생시킴으로써, 상기 기체중에 포함되는 미생물을 살멸, 불활성화할 수 있다.As described above, according to the present invention, a pulse streamer discharge is generated in a gas near both electrodes by applying a pulse waveform high voltage between the discharge electrode and the counter electrode, thereby killing and inactivating microorganisms contained in the gas. have.

Claims (6)

방전전극과 대향전극 사이에 펄스파형의 고전압을 인가하여 양 전극의 근방에서 스트리머 방전을 발생시켜서, 방전영역에 존재하는 미생물을 살멸 또는 불활성화하는 것을 특징으로 하는 살균방법.A sterilization method characterized by killing or inactivating microorganisms present in the discharge region by generating a streamer discharge in the vicinity of both electrodes by applying a pulse waveform high voltage between the discharge electrode and the counter electrode. 방전전극(3) 및 대향전극(4)과, 이들 전극(3, 4) 사이에 스트리머 방전을 발생시키는 펄스파형의 고전압을 인가하는 고전압 인가수단(9)을 구비한 것을 특징으로 하는 살균장치.A sterilizing apparatus comprising: a discharge electrode 3 and a counter electrode 4; and a high voltage applying means 9 for applying a high voltage of a pulse waveform for generating streamer discharge between the electrodes 3, 4; . 제2항에 있어서, 고전압 인가수단(9)은 방전전극(3)과 대향전극(4)의 근방에 형성되는 방전영역(5)을 소정속도로 통과하는 기체나 액체의 통과시간 내에 1회 이상, 스트리머 방전을 발생시키는 주파수로 제어되는 것을 특징으로 하는 살균장치.3. The high voltage applying means (9) according to claim 2, wherein the high voltage applying means (9) is used at least once within the passage time of the gas or liquid passing through the discharge region (5) formed near the discharge electrode (3) and the counter electrode (4) at a predetermined speed. Sterilizing apparatus, characterized in that controlled to the frequency of generating the streamer discharge. 제2항 또는 제3항에 있어서, 고전압 인가수단(9)은 극소 펄스폭의 고전압을 인가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 살균장치.The sterilizing apparatus according to claim 2 or 3, wherein the high voltage applying means (9) is configured to apply a high voltage having a minimum pulse width. 제2항 또는 제3항에 있어서, 고전압 인가수단(9)은, 1μsec이하의 극소 펄스폭의 고전압을 인가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 살균장치.The sterilizing apparatus according to claim 2 or 3, wherein the high voltage applying means (9) is configured to apply a high voltage having a minimum pulse width of 1 mu sec or less. 제2항에 있어서, 고전압 인가수단(9)은 부(負)의 펄스파형의 고전압을 인가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 살균장치.The sterilizing apparatus according to claim 2, wherein the high voltage applying means (9) is configured to apply a high voltage of a negative pulse waveform.
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