KR20050006724A - 오존을 이용한 살균 및 잔류농약 연속처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면에 농약이 잔류된 피처리물을 오존을 이용하여 연속적으로 살균하거나 잔류농약을 처리하는 장치에 관한 것으로서 특히 처리중 남은 오존을 오존처리촉매를 이용하여 제거하는 장치에 관한 것이다.

본 발명에서는 상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 주컨베이어와 입출구측 컨베이어로 구성되는 피처리물 이송부와 내측에 오존분사용 오존노즐이 장착된 오존발생기가 장착되고, 입출구측에 에어커텐을 형성하는 에어노즐로 구성되는 커버부와 상기 커버부의 외측에 위치하며 이온처리촉매와 그 상부에 흡입배기팬으로 구성된 잔류이온처리부로 이루어진 것을 특징으로 하는 오존을 이용하여 살균 및 잔류농약을 처리하는 연속처리장치를 제공한다.

Description

오존을 이용한 살균 및 잔류농약 연속처리장치{Apparatus for treating agriculutrual chemicals and sterilizing continuously using ozone}

본 발명은 표면에 농약이 잔류된 피처리물을 오존을 이용하여 연속적으로 살균하거나 잔류농약을 처리하는 장치에 관한 것으로서 특히 처리중 남은 오존을 오존처리촉매를 이용하여 제거하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 과일이나 야채에 잔류하는 농약을 오존을 이용하여 제거하는 방법 및 장치에 관한 것으로서 특히 이용하고 난 오존을 산화망간계 촉매를 이용하여 완전히 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

현재의 급속한 산업기술의 발전을 통해 농업기술에서도 대량재배가 이루어지고 있다. 이는 농약의 대규모 투입을 통해 가능해지게 되는데, 일반적으로 농산물에 투여된 농약은 완전하게 처리되지 않은 채 유통되고 있는 실정이다. 최근에 환경에 대한 관심이 높아지고 있으며, 특히 농약이 인체에 미치는 영향이 속속 보고됨에 따라, 국내에서도 1960년대부터 농약에 관한 규제가 시행되기 시작하였다.

그러나 재배농가에서는 농산물의 보존기간을 연장 또는 생산량을 극대화하기 위하여 규제치를 초과하여 농약을 투입사용하고 있는 실정이다. 이러한 과량 투입된 농약성분은 인체에 유해함이 확실하므로 반드시 처리된 다음 소비가 되어야 하나, 실제적으로 농산물에 투여되는 농약 성분이 물에 잘 녹지 않아 단순하게 물을 이용한 세척만으로 제거하는 것은 불가능하다. 또한 다량 투여된 농약은 토양을 오염하게 되어, 환경오염의 주원인이 되고 있다.

최근에 들어 이러한 잔류 농약을 제거하기 위하여 오존을 이용하는 방법에 대하여 많은 연구들이 진행되어 오고 있다.

대부분의 종래기술은 오존을 물에 녹여서 소위 오존수를 이용하여 야채나 과일을 세척하는 방법에 관한 것으로서, 실용신안등록 20-216131호는 오존발생기를 세척수 공급라인에 연결하여 오존을 세척수와 함께 공급하도록 하는 장치에 관한 고안이며, 공개특허공보 특2003-7245에는 이온수에 의한 세척이 이루어진 야채를 3ppm 농도의 오존수에 침지하여 세척하는 방법에 대하여 개시되어 있으며, 등록실용신안 20-315960호는 진동망판 위에 야채를 적치하고 오존수를 살수하며 오존의 농도를 조절할 수 있는 장치에 관한 고안이다.

그러나, 이러한 경우에는 물속에 용존하던 오존이 대기중으로 다시 복귀할 우려가 있으며, 또는 별도의 오존 처리장치가 없어 인체에 유해한 오존의 배출이 불가피하거나, 오존은 극미량이라도 인체에 해를 미치는 물질이므로 오존이 대기중에 방출되는 것을 막기 위한 처리가 대단히 중요하다.

또한, 상술한 종래기술들은 배치타입이어서 피처리물을 단속적으로 처리할 수밖에 없었으므로 그 작업효율이 상당히 떨어지는 것이 사실이다.

한편, 잔류오존을 처리하는 방법에는 여러 가지가 있으나, 그 중에서도 산화망간계 촉매를 이용하는 방법이 효율적인 것으로 알려져 있다.

본 발명자는 출원번호 10-2003-30145호를 통하여 이미 과망간산칼륨을 이용하여 제조하는 산화망간계 촉매에 관한 발명을 출원한 바 있으며, 과망간산칼륨을 이용하여 개발한 산화망간계 촉매는 미세한 입자가 촉매체에 균일하게 분포되고, 산화칼륨이 공존하므로 그 효율이 종래의 산화망간계 촉매보다 월등히 뛰어나다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 표면에 농약이 잔류된 피처리물을 오존을 이용하여 처리하되, 컨베이어를 이용한 이송장치로 피처리물을 이송하면서 연속적으로 처리할 수 있게 하고 처리하고 오존을 회수하여 오존처리촉매를 이용하여 처리하느 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명 장치의 내부를 나타내는 단면도이다.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

1 : 주컨베이어 2, 3 : 입구측 출구측 컨베이어

12 : 오존발생기 13 : 오존노즐

17 : 순환팬 18, 19 : 밸브

21 : 오존처리촉매 22 : 흡입배기팬

본 발명에서는 상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 주컨베이어와 입출구측 컨베이어로 구성되는 피처리물 이송부와 내측에 오존분사용 오존노즐이 장착된 오존발생기가 장착되고, 입출구측에 에어커텐을 형성하는 에어노즐로 구성되는 커버부와 상기 커버부의 외측에 위치하며 이온처리촉매와 그 상부에 흡입배기팬으로 구성된 잔류이온처리부로 이루어진 것을 특징으로 하는 오존을 이용하여 살균 및 잔류농약을 처리하는 연속처리장치를 제공한다.

본 발명에서는 오존을 순환하여 피처리물의 처리를 원활하게 하는 순환팬이 더 구비된 것을 특징으로 하는 오존을 이용하여 살균 및 잔류농약을 처리하는 연속처리장치를 제공한다.

본 발명에서는 오존노즐과 입구측 에어노즐 사이에 물을 분사하는 물 분사노즐이 더 구비된 것을 특징으로 하는 오존을 이용하여 살균 및 잔류농약을 처리하는 연속처리장치를 제공한다.

본 발명에서는 오존처리촉매는 활성탄 혹은 기타 금속산화물이 공존하는 산화망간계 촉매인 것을 특징으로 하는 오존을 이용하여 살균 및 잔류농약을 처리하는 연속처리장치를 제공한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 장치의 내부를 나타내는 단면도이면서 작용도이다.

피처리물을 처리하는 공간을 형성하며 피처리물을 이송시키는 주컨베이어(1)와 부가적으로 입구측에서 피처리물을 인도하는 입구측 컨베이어(2)와 출구측에서 피처리물을 배출하는 출구측 컨베이어(3)로 구성되며 배출된 피처리물을 수령하는 트레이(4)가 피처리물 이송부를 구성한다.

상기 주컨베이어(1)의 상부에는 프레임(11)이 위치하고 주컨베이어(1)와 프레임(11)을 모두 둘러싼 커버부(10)가 설치된다.

이온을 발생하는 이온발생기(12)는 프레임(11)에 지지되되 주컨베이어(1)의 입구측에 위치하고, 발생된 이온을 처리공간으로 분사하는 이온노즐(13)이 장착된다. 한편, 상기 이온노즐(13)에서 보다 더 입구측으로는 물을 분사하는 물 분사노즐(14)이 상기 프레임(11)에 장착된다.

또한, 프레임(11)에 고정설치되며 커버부의 입구측에 설치되는 입구측 에어노즐(15)과 출구측에 설치되는 출구측 에어노즐(16)이 구비되어 있어서 에어노즐로부터 공기를 공급하여 에어커텐을 형성한다.

또한 커버부의 상부, 프레임(11)의 상부에는 순환팬(17)과 입구측 밸브(18)과 출구측 밸브(19)가 설치될 수 있다. 이 장치에 의하여 피처리물의 처리작업시 밸브를 개방하고 순환팬(17)을 가동하여 오존을 순환시켜 반응효율을 올리게 된다.

커버부(10)의 외부에는 공기중에 잔류한 오존을 처리하는 잔류오존처리장치(20)가 입구측과 출구측에 배치된다.

상기 잔류오존처리장치(20)는 커버부(10)의 외측으로부터 입구측 컨베이어(2) 또는 출구측 컨베이어(3)를 충분히 둘러쌀 수 있을 정도의 박스형 덮개(23)를 구비하고, 그 박스형 덮개(23)의 내부의 상부에는 오존처리촉매(21)를 장착하고, 그 위에는 흡입배기팬(22)을 설치하여 공기를 흡입하고 배출한다.

상기 오존처리촉매(4)는 어떤 촉매를 사용하여도 무관하나, 특히 과망간산칼륨으로부터 제조되어 산화칼륨과 산화망간 기타 조촉매가 혼합된 형태의 산화망간계 오존처리촉매를 사용하거나 활성탄을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 산화망간계 촉매를 제조하는 방법은 우선 과망간산칼륨을 증류수에 용해하고, 구리질산염, 세륨질산염, 아연질산염, 란타늄질산염 중 하나 이상 선택된 금속질산염을 준비하여 과망간산칼륨의 수용액에 용해한다. 이 때 과망간산칼륨 또는 금속질산염의 농도는 최종 생산물에 따라 변경될 수 있는 것으로서, 20~200g/ℓ 정도이면 바람직하다. 왜냐하면, 200g/ℓ 이상에서는 결정이 석출되고, 20g/ℓ 이하에서는 금속 담지량이 너무 작기 때문에 부적합하기 때문이다.

과망간산칼륨과 금속질산염이 완전히 용해되면, 용해액에 활성탄, 활성알루미나, 활성실리카, 제올라이트, 규조토, 코디어라이트 하니컴 중에서 선택되는 담체를 함침한다. 일정시간 함침이 끝나면, 여과를 거쳐 용해액을 제거하고 담체를 건조한다. 이 때 건조온도 및 시간은 담체의 종류에 따라 달라지며 통상적으로 50~150℃에서 5~10시간이 바람직한데 그 이유는 50℃이하에서는 건조시간이 너무 길어 부적절하고, 150℃ 이상에서는 과망간산칼륨이 분해되기 시작하기 때문이다.

이렇게 건조된 담체는 소성단계를 거쳐서 최종 산화망간계 촉매체가 얻어지며, 소성온도 및 시간 또한 담체의 종류에 따라 달라지며 통상적으로 150~600℃에서 3-10시간이 바람직하다. 그 이유는 150℃ 이하에서는 과망간산칼륨이 산화망간과 산화칼륨으로 전환되지 않아 부적절하고, 600℃ 이상에서는 폭발적으로 분해되기 때문에 작업의 위험성이 있기 때문이다.

전술한 방법으로 제조된 산화망간계 촉매는 촉매체의 표면에 미세한 산화망간과 산화칼륨이 분포되고, 타 금속질산염이 첨가된 경우에는 금속산화물로 변화하여 산화망간과 혼합된 상태가 된다.

본 발명에서 얻어진 산화망간과 산화칼륨은 원자규모의 아주 작은 입자이기 때문에 미세하면서 담체의 전 표면에 균일하게 분포된 입자를 얻을 수 있다. 또한, K₂O가 산화망간과 공존함으로써 산화망간이 덩어리채 뭉쳐져서 편재되는 현상을 방지하여 오존이 반응할 수 있는 유효표면적으로 넓게 한다. 이러한 표면구조로 인하여 잔류오존을 효과적으로 분해할 수 있게 된다.

상술한 구성에 의한 작용은 다음과 같다.

장치의 입구측에서 과일 또는 야채와 같은 피처리물을 입구측 컨베이어(2)를 거쳐 주컨베이어(1)로 흘러들어가게 되고, 물 분사노즐(14)에서 나온 물과 오존발생기(12)의 오존노즐(13)에서 나온 오존을 받아 집중적으로 살균 및 잔류농약 제거 처리를 받게 되며, 출구측에 도착한 피처리물은 출구측 컨베이어(3)를 거쳐 트레이(4)로 떨어져 다음 목적지로 운반된다.

이 때 밸브(18, 19)의 개방과 동시에 순환팬(17)이 가동하게 하여 처리공간 내의 오존을 순환시키면서 피처리물을 살균하거나 표면의 잔류농약을 반응을 통하여 제거한다.

밀폐된 상태가 아니라 연속처리작업을 하여야 하므로 처리작업 중에 오존이 대기중으로 분산될 수 있으므로, 에어노즐(15, 16)로부터 공기를 분사하여 에어커텐을 형성함으로써 오존처리공간과 외기를 차단하여 인체에 유해한 오존이 대기중에 분산되어 나오지 못하도록 한다.

그러나, 에어커텐을 형성한다 하더라도 오존이 스며나게 되고, 오존은 대기중에 미량 존재하여도 인체에 악영향을 미치는 것이므로 충분히 제거해 주어야 한다.

따라서, 공기중에 나온 오존은 잔류오존처리장치(20)에서 흡입배기팬(22)으로 빨아들여 오존처리촉매(21)에서 완벽하게 처리되어 외기로 배출되므로 환경에 전혀 영향을 주지 않게 된다.

본 발명에 따르면, 표면에 농약이 잔류된 피처리물을 연속적으로 오존을 이용하여 처리함으로써 배치타입으로 하는 장치에 비하여 그 효율이 더욱 뛰어나고, 그러나 밀폐되지 않은 상태에서 연속적으로 처리하는 공정에서 필연적으로 대기중으로 방출될 수 있는 오존을 오존처리촉매를 이용하여 완벽하게 처리함으로써 미량이라도 인체에 치명적인 해를 입히는 오존의 환경적 영향을 없애는 효과를 발휘한다.

Claims (4)

1. 오존을 이용하여 살균 및 잔류농약을 처리하는 연속처리장치에 있어서,

   주컨베이어(1)와 입출구측 컨베이어(2, 3)로 구성되는 피처리물 이송부와;

   내측에 오존분사용 오존노즐(13)이 장착된 오존발생기(12)가 장착되고, 입출구측에 에어커텐을 형성하는 에어노즐(15, 16)로 구성되는 커버부와;

   상기 커버부의 외측에 위치하며 이온처리촉매(21)와 그 상부에 흡입배기팬(22)으로 구성된 잔류이온처리부;

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 오존을 이용하여 살균 및 잔류농약을 처리하는 연속처리장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   오존을 순환하여 피처리물의 처리를 원활하게 하는 순환팬(17)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 오존을 이용하여 살균 및 잔류농약을 처리하는 연속처리장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 오존노즐(13)과 입구측 에어노즐(15) 사이에 물을 분사하는 물 분사노즐(14)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 오존을 이용하여 살균 및 잔류농약을 처리하는 연속처리장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 오존처리촉매(21)는 활성탄 혹은 금속산화물이 공존하는 산화망간계 촉매인 것을 특징으로 하는 오존을 이용하여 살균 및 잔류농약을 처리하는 연속처리장치.