KR20090056366A - 식품 선도 유지 장치 및 방법 - Google Patents

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조경일
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Abstract

미리 설정된 간격만큼 서로 이격되어 위치하며, 서로 대향하는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전압을 인가하는 전압 발생부; 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 연결되어 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 공간으로부터 열을 흡수하는 열 전달 수단; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 공간의 온도가 미리 설정된 온도가 되도록 상기 열 전달 수단을 제어하는 온도 제어부를 포함하는 식품 선도 유지 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 장치 및 방법을 사용하면, 전압 인가를 위한 전극에 열 전달 수단을 연결함으로써, 온도 조절을 위한 별도의 장치를 설치하지 않고 단일 전극에 의하여 전기장 인가 및 온도 조절이 모두 가능한 이점이 있다.
전압, 전기장, 히트 파이프

Description

식품 선도 유지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MAINTAINING FRESHNESS OF FOODS}
본 발명은 식품 선도 유지 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 전극을 사용하여 식품에 선도 유지를 위한 전압을 인가하는 동시에, 전극에 연결된 열 전달 수단을 사용하여 식품이 위치한 공간의 온도를 미리 설정된 온도로 조절함으로써 식품의 신선도를 유지할 수 있는 식품 선도 유지 장치 및 방법에 관한 것이다.
냉장고 등과 같은 식품 보관용 장치에서는, 식품의 신선도를 유지하면서 식품을 장기간 보관하기 위한 기술이 요구된다. 이러한 기술의 일 예로, 냉각된 공기를 직접 식품이 보관되는 공간에 공급하여 식품의 온도를 낮추는 방법이 있다. 또 다른 방법으로, 냉각된 공기가 주입된 공기 파이프를 식품이 보관된 공간에 삽입하여 간접적으로 식품의 온도를 조절하며, 식품이 건조해지는 것을 방지하기 위하여 히터를 사용하여 습도를 조절하는 방법이 있다.
최근 사용되는 방법으로는, 열전소자(thermoelectric module)를 사용하여 냉열판에 저온을 형성하며 냉열판에 연결된 히트 파이프(heat pipe)를 사용하여 식품의 온도를 조절하는 방법이 있다. 또한 온도를 통한 식품 선도 유지 방법과 별개 로, 식품에 전기장을 인가함으로써 식품 내의 미생물의 성장을 억제하고 식품의 산화를 억제하여 식품의 신선도를 유지하는 방법도 있다.
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 전극을 사용하여 식품에 선도 유지를 위한 전압을 인가하며, 전극에 연결된 열 전달 수단을 사용하여 식품의 온도를 조절함으로써 전압 인가 및 온도 조절을 동시에 수행할 수 있는 식품 선도 유지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 장치는, 미리 설정된 간격만큼 서로 이격되어 위치하며, 서로 대향하는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전압을 인가하는 전압 발생부; 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 연결되어 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 공간으로부터 열을 흡수하는 열 전달 수단; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 공간의 온도가 미리 설정된 온도가 되도록 상기 열 전달 수단을 제어하는 온도 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 방법은, 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전압을 인가하는 단계; 및 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 연결된 열 전달 수단을 제어하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 공간의 온도를 미리 설정된 온도로 조절하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 장치를 도시한 구성도이 다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 상기 실시예에 따른 식품 선도 유지 장치는 제1 전극(1), 제2 전극(2), 전압 발생부(3), 제1 전극(1)과 연결된 열 전달 수단(4) 및 온도 제어부(6)를 포함하여 구성된다.
제1 전극(1) 및 제2 전극(2)은 식품(100)에 전압을 인가하기 위한 전극들이며, 전압 발생부(3)는 제1 및 제2 전극(1, 2) 사이에 식품의 선도 유지를 위해 소정의 전압을 인가하기 위한 장치이다. 인가되는 전압은 직류 전압, 일정한 주파수를 가진 교류 전압, 또는 직류 전압과 교류 전압이 혼합되어 있는 전압일 수도 있다. 식품(100)은 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이의 공간에 위치되며, 전극 사이에 인가된 전압에 의하여 식품(100)에 전하가 주입되어 식품(100)의 산화 및 식품(100) 내의 미생물 성장을 억제할 수 있다.
전압에 의하여 식품의 신선도를 유지하는 것과 별개로, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 중 하나 이상의 전극에는 열 전달 수단(4)이 연결되어 식품(100)이 위치한 공간의 온도를 조절한다. 본 명세서에서 설명되는 실시예들에서 열 전달 수단(4)은 제1 전극(1)에 연결되나, 다른 실시예에서 열 전달 수단(4)은 제2 전극(2) 또는 양 전극(1, 2)에 모두 연결되는 것도 가능하다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 열 전달 수단(4)은 제1 전극(1) 또는 제2 전극(2) 내에 삽입되어 제1 전극(1) 또는 제2 전극(2)과 하나의 전극으로 일체화될 수도 있다. 열 전달 수단(4)은 식품(100)이 위치한 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이의 공간으로부터 열을 흡수하여, 두 전극(1, 2) 사이의 온도를 목적하는 온도로 조절한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 장치에서 제1 전극(1), 제2 전극(2) 및 열 전달 수단(4)의 구성을 도시한 구성도이다. 도 2를 참조하면, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2)은 소정의 간격만큼 이격되어 서로 대향하여 위치된다. 도 1 및 도 2에서 제1 및 제2 전극(1, 2)은 장치 내에서 상하로 배치되었으나, 다른 실시예에서는 좌우 또는 기타 상이한 각도로 배치될 수도 있다. 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이에는 전압 발생부(3)에 의해 전압이 인가되며, 인가된 전압에 의해 식품(100)의 신선도가 유지된다.
한편, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이의 공간으로부터 열을 흡수하기 위한 열 전달 수단(4)이 제1 전극(1) 내에 삽입되어, 제1 전극(1)과 일체화되어 있다. 열 전달 수단(4)은 제1 전극(1)의 표면을 통하여 열을 흡수함으로써 식품(100)이 위치한 공간의 온도를 조절한다.
도 2에 도시된 실시예에서는 3개의 파이프 형태의 열 전달 수단(4)이 제1 전극(1)에 삽입되어 일체화되어 있으나, 열 전달 수단(4)의 개수 및 형태는 실시예에 따라 상이하게 구성될 수 있다. 이와 같이 제1 전극(1)과 열 전달 수단(4)을 연결하여 사용하므로, 별도의 냉각 장치를 설치할 필요 없이 전기장 인가를 위한 전극을 냉각 수단으로도 사용할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 열 전달 수단(4)은 하나 이상의 히트 파이프(heat pipe)로 구성될 수 있다. 히트 파이프는 파이프 내를 순환하는 냉매의 액화 및 기화 시에 이동하는 열을 이용하여 열을 전달하는 열 전달 수단으로서, 효율적으로 식품이 위치한 공간의 온도를 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 열 전달 수단(4)은 냉각된 기체 등의 냉매가 주입되는 공기 파이프(air pipe) 또는 기타 상이한 형태의 열 전달 수단으로 구성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 전극(1)의 표면에 복수 개의 돌출부를 형성하여 제1 전극(1)에 의한 열 전달 효율을 높일 수 있으며, 이는 도 3을 참조하여 후술한다.
도 3은 도 2에서 제1 전극(1)의 표면 일부분(10)을 확대하여 도시한 확대도이다. 도 3에 도시된 실시예에서, 열 전달 수단(4)과 연결된 제1 전극(1)의 표면에는 복수 개의 돌출부(11)가 형성되어 있다. 전극의 표면에 돌출부(11)들을 복수 개 형성하면, 제1 전극(1)의 표면 넓이가 증가하여 제1 전극(1) 및 열 전달 수단(4)을 통한 열 전달 효율이 높아지는 이점이 있다. 또한, 제1 전극(1) 표면에 돌출부(11)를 형성함으로써, 효율적으로 식품에 전압을 인가할 수 있다.
도 3에 도시된 실시예에서 돌출부(11)는 제1 전극(1)으로부터 상방으로 돌출된 사각형 형태의 판상 구조로 되어 있다. 그러나, 돌출부(11)의 형태 및 개수는 실시예에 따라 상이하게 구성될 수 있으며 이는 본 발명의 사상의 범위에 포함된다.
도 1을 참조하면, 열 전달 수단(4)에는 온도 제어부(6)가 연결되어, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이의 공간의 온도가 미리 설정된 온도가 되도록 열 전달 수단(4)을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에서는, 온도 센서(5)를 사용하여 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이의 공간의 온도를 측정하며, 측정된 온도가 온도 제어부(6)로 전달된다.
온도 제어부(6)는 온도 센서(5)에서 측정된 온도에 따라 열 전달 수단(4)의 열교환을 제어하여 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이의 공간의 온도를 미리 설정된 온도로 조절한다. 예컨대, 전극 사이의 공간의 온도가 낮을 경우 열 전달 수단(4)의 온도를 높이고, 전극 사이의 공간의 온도가 높을 경우 열 전달 수단(4)의 온도를 낮춤으로써 전극 사이의 온도를 원하는 온도로 조절할 수 있다.
온도 제어부(6)는 열 전달 수단(4)에 흡수된 열을 방출하기 위한 다양한 형태의 장치로 구성될 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 냉각기에 의해 공급된 냉매를 이용하여 열 전달 수단의 열교환을 수행하는 온도 제어부의 구성을 도시한 구성도이다. 도 4를 참조하면, 상기 실시예에 따른 온도 제어부(6)는 열 전달 수단(4)에 연결된 냉열판(61), 소정의 온도의 냉매를 공급하는 냉각기(62) 및 냉각기(62)로부터 열 전달 수단(4)에 공급되는 냉매의 양을 조절하는 냉매 조절기(63)를 포함하여 구성된다.
도 4는 열 전달 수단(4)이 히트 파이프인 경우의 실시예를 도시한다. 이때, 히트 파이프에 의한 열 교환을 효율적으로 수행하기 위하여 열 전달 수단(4)에는 냉열판(61)이 연결된다. 냉열판(61)은 열 전도율이 좋은 금속판 등으로 구성되며, 냉각기(62)로부터 토출된 냉매에 의하여 낮은 온도로 유지되어 열 전달 수단(4)에 흡수된 열이 방출될 수 있도록 한다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따라 열 전달 수단(4)이 공기 파이프인 경우에는 냉열판(61) 없이 열 전달 수단(4)이 바로 냉매 조절기(63)에 연결되어 열 전달 수단(4) 내로 냉매를 공급하는 것도 가능하다.
냉각기(62)는 기체 등의 냉매를 미리 설정된 온도로 냉각시켜 저장하며, 냉매 조절기(63)의 조절에 따라 열 전달 수단(4)에 냉매를 공급한다. 냉매 조절기(63)는 온도 센서(5)에 의하여 측정된 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이의 공간의 온도에 따라 냉각기(62)로부터 공급되는 냉매의 양을 조절한다. 예컨대, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이의 온도가 미리 설정된 온도 이상일 경우 냉각기(62)로부터 냉매를 공급하고, 미리 설정된 온도 이하일 경우 냉매를 차단하는 방법 등에 의하여 온도를 조절할 수 있다. 냉각기(62)로부터 공급된 냉매에 의하여 열 전달 수단(4)에 흡수된 열이 방출된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 열전소자(thermoelectric module)를 이용하여 열 전달 수단의 열교환을 수행하는 온도 제어부의 구성을 도시한 구성도이다. 도 4를 참조하면, 상기 실시예에 따른 온도 제어부(6)는 열전소자(64) 및 냉열판(61)을 포함한다. 전술한 바와 같이 냉열판(61)은 열 전달 수단(4)의 열교환이 효율적으로 이루어지도록 하기 위한 장치이다. 한편 열전소자(64)는 전류가 인가되면 열전효과에 의하여 소자 양면에 온도 차를 생성하는 장치이다. 열전소자(64)는 냉열판(61)에 저온을 형성하여 열 전달 수단(4)으로부터 열이 방출되도록 한다.
온도 제어부(6)는 전술한 동작에 의하여 열 전달 수단(4)이 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이의 공간으로부터 흡수한 열을 방출하는 과정을 제어하며, 이에 따라 식품(100)이 위치한 공간의 온도를 목적하는 온도로 조절하는 것이 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 방법의 각 단계를 도시한 순서도이다. 도 6을 참조하면, 상기 실시예에 따른 식품 선도 유지 방법은 전압 발생부(3)가 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이에 전압을 인가하는 것으로 시작된다(S1). 인가되는 전압은 직류 전압, 일정한 주파수를 가진 교류 전압, 또는 직류 전압과 교류 전압이 혼합되어 있는 전압일 수도 있다.
다음으로, 온도 제어부(6)는 열 전달 수단(4)을 제어하여 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 사이의 공간의 온도를 미리 설정된 온도로 조절한다(S2). 온도 제어부(6)에 의한 열 전달 수단(4)의 제어는, 실시예에 따라 열 전달 수단(4)에 냉매를 공급하는 방식 또는 열전소자(thermoelectric module)을 사용하여 열 전달 수단(4)의 온도를 낮추는 방식 등에 의하여 수행될 수 있다.
온도 제어부(6)의 제어에 따라 제1 전극(1) 또는 제2 전극(2)에 연결된 열 전달 수단(4)이 양 전극 사이의 공간으로부터 열을 흡수한다. 또한 본 발명의 일 실시예에서, 열 전달 수단(4)은 전극 내에 삽입되어 일체화되어, 제1 전극(1) 또는 제2 전극(2)과 하나의 전극으로 구성되는 것도 가능하다.
이상에서 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 장치 및 방법을 사용하면, 전압 인가를 위한 전극에 열 전달 수단을 연결 함으로써, 온도 조절을 위한 별도의 장치를 설치하지 않고 단일 전극에 의하여 전기장 인가 및 온도 조 절이 모두 가능한 이점이 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 전극에 복수 개의 돌출부를 형성할 경우 전극에 의한 열 전달 및 전압 인가 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.　
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 장치에서 전극 구성을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 장치에서 전극 표면을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 장치에서 온도 제어부의 구성을 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 식품 선도 유지 장치에서 온도 제어부의 구성을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 선도 유지 방법의 각 단계를 도시한 순서도이다.

Claims (11)

  1. 미리 설정된 간격만큼 서로 이격되어 위치하며, 서로 대향하는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전압을 인가하는 전압 발생부;
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 연결되어 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 공간으로부터 열을 흡수하는 열 전달 수단; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 공간의 온도가 미리 설정된 온도가 되도록 상기 열 전달 수단을 제어하는 온도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 선도 유지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 온도 제어부는,
    미리 설정된 온도의 냉매를 저장하는 냉각기; 및
    상기 냉각기로부터 상기 열 전달 수단에 공급되는 냉매의 양을 조절하는 냉매 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 선도 유지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 온도 제어부는,
    상기 열 전달 수단의 온도를 조절하는 열전소자(thermoelectric module)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 선도 유지 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열 전달 수단은, 하나 이상의 히트 파이프(heat pipe) 또는 하나 이상의 공기 파이프(air pipe)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 선도 유지 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은, 전극의 표면 상에 형성된 복수 개의 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 선도 유지 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 열 전달 수단은, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 일체화된 것을 특징으로 하는 식품 선도 유지 장치.
  7. 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전압을 인가하는 단계; 및
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 연결된 열 전달 수단을 제어하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 공간의 온도를 미리 설정된 온도로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 선도 유지 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 미리 설정된 온도로 조절하는 단계는,
    미리 설정된 온도의 냉매를 상기 열 전달 수단에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 선도 유지 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 미리 설정된 온도로 조절하는 단계는,
    열전소자(thermoelectric module)에 의하여 상기 열 전달 수단의 온도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 선도 유지 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 열 전달 수단은, 하나 이상의 히트 파이프(heat pipe) 또는 하나 이상 의 공기 파이프(air pipe)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 선도 유지 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 열 전달 수단은, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 일체화된 것을 특징으로 하는 식품 선도 유지 방법.
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