KR20100058755A - 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저온 플라즈마 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 여러 전극을 유전체 평판의 표면에 삽입하고 전극을 감싸고 있는 표면에서 넓은 면적에 걸친 대면적의 플라즈마를 발생시킴과 아울러 다양한 가스를 이용하여 플라즈마를 발생시킴으로써 다양한 살균분야에 적용하기 할 수 있으며, 상압에서 낮은 온도의 평판 플라즈마를 발생시킬 수 있는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치를 제공함에 있다.
저온 평판 플라즈마, 박테리아, 살균, 표면 전극, 유전체, 표면 방전.
Description
본 발명은 저온 플라즈마 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 여러 전극을 유전체 평판의 표면에 삽입하고 전극을 감싸고 있는 표면에서 넓은 면적에 걸친 대면적의 플라즈마를 발생시킴과 아울러 다양한 가스를 이용하여 플라즈마를 발생시킴으로써 다양한 살균분야에 적용하기 할 수 있으며, 상압에서 낮은 온도의 평판 플라즈마를 발생시킬 수 있는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치를 제공함에 있다.
박테리아나 유독 단백질 또는 세균들의 살균을 위해 이용되는 살균 기술은 크게 물리적 방법과 화학적 방법으로 나뉘는 것이 일반적이다. 이러한 살균 기술 중 물리적 방법으로는 건열멸균법, 고압증기멸균법, 간헐멸균법, UV 또는 방사선 멸균법 등이 있으며, 이러한 물리적 방법들은 고온 또는 고압의 상태에서 수십 분 이상 처리하여 박테리아를 살균하는 방법이다.
그러나, 이러한 물리적 방법을 이용한 살균 기술은 고온 또는 고압의 상태를 만들기 위해 긴 처리 시간이 요구되고, 고온 또는 고압의 상태를 형성하기 위한 장 비의 제조에 많은 비용이 필요하며, 특수한 박테리아는 죽지 않고 오히려 그러한 고온 또는 고압의 상태에서 증식하는 등 살균 처리함에 있어 한계가 있었다.
또한, 다른 살균 기술인 화학적 방법은 특정한 살균제와 살균성 가스를 사용하여 박테리아를 제거하는 방법인데, 이러한 화학적 방법은 유독 물질을 사용하므로 인체에 해롭고 환경오염을 야기하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 이와 같이 살균 시간이 길고 살균 효율이 낮으며 독성 물질을 사용하는 단점이 있는 물리적, 화학적 살균 방법 대신 UV 살균장치가 많이 사용되고 있는데, 이러한 UV 살균 장치는 이미 발표된 논문 1 “X. Deng, J. Shi, and M. G. Kong, Physical mechanisms of inactivation of Bacillus subtilis spores using cold atmospheric plasmas. IEEE Trans. Plasma Sci. 2006, vol 34, 1310-1316”에서 알 수 있는 바와 같이 살균 효과가 미미한 문제점이 있었다.
그에 따라, 근래에는 종래의 물리적 방법이나 화학적 방법을 이용한 살균 기술에 비해 살균 속도가 빠르며 장치의 제작비용이 저렴한 플라즈마를 이용한 살균 기술이 제안되고 있다.
플라즈마는 바이오 메디컬(Bio-Medical) 응용 분야에서 그 이용이 증가하고 있는데, 플라즈마를 이용한 살균은 살균 속도가 빠르고 장치의 제작비용이 저렴하며, 40℃ 이하의 낮은 온도에서도 살균이 가능하므로, 열에 약한 인체 피부조직이나 Polymer-Based된 고가의 수술 장비 살균에 매우 적합하고, 독성가스를 사용하지 않기 때문에 매우 안전한 살균 수단이라 할 수 있다.
이러한 플라즈마의 박테리아 살균 효과는 국내외에서 연구되어 해외 유명 저 널에 이미 발표된 논문 2 “H. S. Uhm and J. P. Lim, Sterilization of bacterial endospores by an atmospheric-pressure argon plasma jet. Appl. Phys. Lett. 2007, vol 90, 261501”, 논문 3 “M. Laroussi, Low temperature plasma-based sterilization : overview and state-of-the-art. Plasma Process. Polym. 2005, vol 2, 391-400” 및 논문 4 “Y. Ma, G. J. Zhang, Chemical mechanisms of bacterial inactivation using dielectric barrier dischage plasma in atmospheric air. IEEE Trans. Plasma Sci. 2008, vol 36, 1615-1620”에서 알 수 있는 바와 같이, 불과 몇 초의 플라즈마 처리로 99.99% 이상의 박테리아를 감소시킬 수 있음이 입증되었다. 또한 플라즈마 살균 장치의 안정성은 미 식품 의약국과 세계 보건 기구 등에 의해 입증되었다.
그러나, 이러한 종래의 플라즈마 장치는 상압의 조건에서 넓은 면적의 균일한 플라즈마를 발생시키기가 어려운 한계가 있어 다양한 살균 분야에 적용하기 어려운 문제점이 있었다. 즉, 일반적인 종래의 상압 플라즈마 장치는 대부분 얇은 선 형태로 이루어지므로 넓은 면적의 살균에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.
또한, 플라즈마의 발생에 사용하는 가스에 따라 살균에 큰 영향을 미치는 활성산소의 농도가 달라지므로 다양한 가스를 사용하여 플라즈마를 발생시킬 수 있어야 하였는바, 이와 같이 상압의 조건에서 다양한 가스를 사용하여 대면적의 플라즈마를 발생시킬 수 있는 장치의 개발이 필요하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 다양한 가스에 의해 상압에서 발생되는 플라즈마가 전극을 감싸고 있는 유전체의 표면에서 발생되게 함으로써, 플라즈마의 크기 조절이 용이하고, 넓은 면적에 걸쳐 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있게 한 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치를 제공함에 있다.
그에 따라, 부피가 큰 의료 기기나 재활용 기기를 용이하게 살균 소독할 수 있고, 저온에서 안전하게 음식물, 식기, 손 등을 살균하여 식중독을 예방할 수 있으며, 설치되는 장치에 따라 전극의 개수를 조절하여 발생되는 플라즈마의 크기를 조절함으로써 대형 건물의 공기 청정 장치나, 농장의 무균화 시스템을 구축하여 AI 바이러스나 구제역 등의 동물 바이러스를 예방할 수 있게 한 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치를 제공함에 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 이루기 위한 박테리아 살균용 저온 플라즈마 장치는, 비활성 가스가 공급되는 가스 공급부; 공급된 가스가 수납되는 공간의 일면을 넓게 막고 있는 유전체 평판; 상기 유전체 평판의 표면에 삽입된 적어도 하나 이상의 표면 전극으로 구성되며, 상기 표면 전극을 감싸고 있는 유전체 평판의 표면에서 플라즈마를 발생시키는 표면 방전부; 및 상기 표면 전극에 저주파 고전압을 인가하는 전압공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 유전체 평판의 표면에 삽입되는 표면 전극의 개수를 조절하 여, 유전체 평판에서 표면 방전하며 발생되는 플라즈마의 크기를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 표면 전극 사이에 유전체 평판을 관통하여 플라즈마의 방전 개시 전압을 낮추는 적어도 하나 이상의 구멍으로 형성된 가스통로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 유전체 평판에 삽입되는 전극 개수를 조절하여 살균하고자 하는 목적에 적합하게 발생되는 플라즈마의 크기를 용이하게 조절할 수 있으며, 제작비용이 저렴하고, 빠른 시간 안에 안전하게 박테리아를 살균할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 표면 전극 사이의 거리와 가스통로의 크기를 조절하여 여러 비활성 기체 뿐만 아니라 공기 중에서도 플라즈마를 발생시킬 수 있고, 다양한 특성을 갖는 플라즈마를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 대면적의 플라즈마 크기를 용이하게 조절할 수 있어, 살균 처리하고자 하는 피대상체의 크기 등에 크게 구애 받지 않고 의료 시술 기기에 남아있는 유독 단백질 제거와 일회용 제품의 살균 소독 등에 이용될 수 있고, 저온 플라즈마로 살균 처리하므로 식중독을 비롯한 여러 바이러스 예방을 위한 손, 음식물, 식기 등의 살균에 이용될 수 있으며, 병원, 관공서, 역 등 대형 공공건물과 집의 공기 청정기 살균, 또는 AI 바이러스나 구제역 바이러스의 예방을 위한 동물농장 무균 시스템과 사료 살균 보관 시스템 등 다양한 분야에 널리 이용이 가능한 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치의 구성도이다. 이때, 도 1의 (a)는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치의 측면도이고, 도 1의 (b)는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치(100)는, 비활성 가스가 공급되는 가스 공급부(110)와, 상기 공급된 가스가 수납되는 공간의 일면을 넓게 막고 있는 유전체 평판(200)과, 상기 유전체 평판의 표면에 삽입된 적어도 하나 이상의 표면 전극(300)으로 구성되어 표면 전극을 감싸고 있는 유전체 평판의 표면에서 플라즈마를 발생시키는 표면 방전부와, 상기 원통형 전극에 저주파 고전압을 인가하는 전압공급부를 포함하여 구성된다.
따라서, 본 발명에 따른 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치(100)는 대면적의 플라즈마를 발생하기 위해, PDP(plasma display panel) 장치와 LCD(liquid crystal display) 장치의 광원에 사용되었던 전원소스인 표면 방전(surface charge)과 같이 하나 이상의 전극을 감싸고 있는 넓은 유전체 평판(200)의 표면에서 플라즈마(500)가 발생되도록 구성된다.
그에 따라, 상기 저온 평판 플라즈마 장치에서 생성되는 플라즈마는 파워가 인가되는 전극들 사이의 좁은 면적에서 발생되는 것이 아니라, 전극을 감싸고 있는 표면에서 발생되어 대면적의 플라즈마(500)를 생성할 수 있게 된다.
이와 같이 넓은 유전체 평판(200)의 표면에서 플라즈마(500)가 발생됨으로써, 플라즈마 방전을 야기하기 위해 상기 유전체 평판의 넓이를 증가시키거나 감소시키고, 표면에 삽입된 전극의 개수를 증가시키거나 감소시킴으로써 유전체 평판의 표면에서 발생되는 플라즈마의 크기를 용이하게 변경시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 가스 공급부(110)는 저온 평판 플라즈마 장치(100)의 상부에 설치되어, 플라즈마가 생성되는 유전체 평판(200)의 타 측으로 He, Ne, Ar, Xe 등의 비활성 기체 또는 공기 등 다양한 가스를 공급하도록 가스통 등에 연결되어 구성된다.
상기 유전체(Teflon) 평판은 가스 공급부에서 유입된 비활성 기체 또는 공기가 수납된 공간의 일면을 넓게 막는 판으로 구성되며, 표면에 상기 표면 전극(300)이 삽입되어 유전체 평판의 표면에서 방전에 의한 플라즈마가 넓게 생성되도록 구성된다.
또한, 상기 표면 전극(300)의 사이에는 방전 개시 전압을 낮추기 위한 가스통로(400)가 더 형성되는 것이 바람직하다. 상기 가스통로(400)는 유전체 평판(200)을 관통하여 플라즈마의 방전 개시 전압을 낮추는 적어도 하나 이상의 구멍으로 구성되며, 상기 비활성 가스 등이 유입되어 수납되는 공간과 플라즈마가 생성되는 전극의 표면부위를 연결하는 통로로서 상기 유전체 평판에 삽입되는 전극의 개수에 따라 적절한 개수가 형성된다.
이와 같이, 전극 사이에 가스통로를 확보하고 여러 가스를 주입함으로써 방전 개시전압을 낮출 수 있어, 통상적인 상압 플라즈마 장치의 단점을 제거할 수 있 게 되며, 상기 가스통로를 통하여 주입된 여러 가스의 조합을 통하여 유전체 평판의 표면에서 발생되는 플라즈마의 특성을 바꿀 수 있게 된다.
상기 표면 방전부에 구비된 표면 전극(300)은 플라즈마를 생성하는 에너지의 소스이며, 표면 전극과 유전체 표면간의 거리는 유전체 평판이 절연 상태를 유지할 수 있는 최대한의 거리를 확보하도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 표면 전극은 저항을 최소화하면서 전압공급부로부터 저주파 고전압을 인가받을 수 있도록 원통형의 구리 전극으로 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 표면 전극(300)은 적어도 하나 이상의 전원전극(Power electrode)(310)과 접지전극(Ground electrode)(320)을 포함하여 구성되며, 저온 평판 플라즈마 장치를 이용하여 생성하고자 하는 플라즈마의 크기에 적합하게 다양한 개수로 형성된다.
즉, 상기 유전체 표면에 삽입되어 있는 다수의 표면 전극에 저주파 고전압이 인가되면서 유전체 평판의 표면에 플라즈마가 발생하게 되는데, 상기 가스통로(400)를 중심으로 좌우에 교차하여 배열되는 전극의 개수를 조절함으로써 유전체 표면에서 발생되는 플라즈마의 크기를 용이하게 조절할 수 있게 된다.
이때, 상기 표면 전극(300)은 도 1의 (a)및 (b)에 도시된 바와 같이, 전원전극(310)과 접지전극(320) 사이에 적어도 하나 이상의 가스통로(400)가 형성되어 좌우로 교차 배열된 구조를 이루도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 표면 전극(300)들, 또는 전원전극(310)과 접지전극(320) 사이의 거리를 조절하거나 가스통로(400)의 두께를 조절하여 공기에서도 플라즈마를 발생 시킬 수 있게 된다. 예를 들어, 0.8㎜의 지름을 갖는 몰리브덴 와이어를 상기 유전체 평판에 삽입하여 표면 전극을 구성하고, 0.5㎜의 지름을 갖는 가스통로를 상기 표면 전극 사이에 형성할 경우 공기에서도 플라즈마를 발생시킬 수 있게 된다.
이때, 공기 중에서 플라즈마를 발생시키기 위해서 중요한 것은 전극과 전극 사이의 거리이며, 그에 따라 전극의 중앙에서 인접한 옆 전극의 중앙까지의 거리는 1.8㎜인 2㎜ 내외이고, 상기 전원 전극과 접지 전극 사이의 거리는 1㎜ 내외로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전극의 두께나 가스통로와 전극 사이의 거리를 약간 증가시키거나 감소시키더라도 공기 중에서 플라즈마를 발생시킬 수 있게 됨은 물론이다.
도 2는 본 발명에 따른 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치를 이용하여 발생된 플라즈마의 사진이다. 이때, 도 2에 도시된 실시예에서는 헬륨(He) 가스를 이용하여 9 slm, 20 ㎑, 10 ㎸의 조건에서 실제로 생성된 플라즈마를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 다수의 가스통로(400)를 중심으로 일정한 크기의 플라즈마가 생성되었으며, 이러한 가스통로가 유전체 평판(200) 전체에 걸쳐 다수 개 형성되어 있으므로, 유전체 평판 전체에 걸쳐서 넓은 플라즈마를 생성할 수 있게 됨을 알 수 있다. 즉, 상기 가스통로(400)를 중심으로 발생된 플라즈마가 좌우 전극을 따라 유전체 평판(200) 표면에 넓게 발생된다.
도 3은 본 발명에 따라 이중 전극 배열의 표면 전극이 구비된 저온 평판 플라즈마 장치의 구성도이다. 이때, 도 3의 (a)는 이중 전극 배열을 나타내는 저온 평판 플라즈마 장치의 측면도이고, 도 3의 (b)는 이중 전극 배열을 나타내는 저온 평판 플라즈마 장치의 평면도이다.
도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 표면 전극(300)들은 전원전극(310)과 접지전극(320)이 상하로 배열된 이중 전극 배열구조를 이루며 상기 유전체 평판(200)에 삽입되도록 구성될 수도 있다.
그에 따라, 전원전극과 접지전극으로 이루어진 표면 전극(300)들은 가스통로(400)에 의해 분리되며, 상기 유전체 평판(200) 전면에 걸쳐서 다수 개가 형성되어 넓은 범위의 대면적 플라즈마(500)를 생성할 수 있게 된다.
이때, 상기 전원전극(310)은 플라즈마가 생성되는 유전체 평판의 표면 부분에 위치하고, 상기 접지전극(320)은 유전체 평판의 내측 부분에 위치하도록 구성된다.
이와 같이 상기 이중 전극 배열은 상기 표면 전극(300)이 유전체 평판(200)에 이중으로 배치된 상하로 배열된 구조를 이룸으로써, 저주파 고전압 인가시 발생되는 전기장이 상기 교차 배열된 전극구조와는 달리 유전체 표면이 아닌 가스통로(400)를 따라 바깥쪽으로 인가되면서 상기 가스통로를 중심으로 여러 개의 플라즈마 제트(jet)를 발생시키게 된다.
따라서, 상기 표면 전극(300)을 상하로 배열된 구조로 형성함으로써, 보다 먼 거리에 존재하는 박테리아를 살균할 수 있으며, 고농도의 플라즈마를 만들어 살균 효과를 극대화 시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따라 가스통로가 유전체 평판의 측면으로 이동된 것을 나타내는 구성도이다.
도 4를 참조하면, 유전체 평판(200)의 표면에 표면 전극(300)이 위치하고, 유전체 평판(200)의 측면 하부에 가스통로(400)가 형성되도록 구성된다. 이때, 상기 유전체 평판의 측면 하부 주위는 가스통로(400)가 형성될 수 있을 정도로 두껍게 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 유전체 평판(200)의 측면 하부에 형성되는 가스통로는 상부에 형성된 가스 유입구(Gas Inlet)(410)와, 상기 가스 유입구에서 일정 거리 이격되어 하부에 설치되는 가스 배출구(Gas Outlet)(420)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 유전체 평판(200)의 측면 하부 주위를 두껍게 제작함으로써 유전체 평판의 표면에서 발생된 플라즈마와 살균 처리하고자 하는 지점 사이에 유전체 평판(200)의 측면 하부의 두께만큼 일정거리를 자체적으로 유지시킬 수 있게 되므로, 살균 처리하고자 하는 지점에 있는 박테리아(Bacteria)에 보다 균일한 플라즈마(500)를 가할 수 있게 된다.
즉, 상기 가스통로(400)가 표면 전극(300) 사이에 위치하도록 구성된 경우에는, 상기 가스통로에 의해 각 가스통로를 중심으로 플라즈마가 발생되어 유전체 평판 전면에 걸쳐 균일한 플라즈마 처리를 하기가 용이하지 않지만, 상기 가스통로를 유전체 평판의 측면 하부에 형성할 경우 균일한 플라즈마(500)를 살균 처리 지점으로 배출할 수 있게 된다.
또한, 상기 유전체 측면 하부를 두껍게 형성함으로써 살균 처리 지점과 일정거리를 유지해야 하는 번거로움을 제거하여 보다 편리하고 안전하게 플라즈마를 이용하여 살균 처리를 할 수 있게 된다.
이와 같이 상압에서 유전체 평판 표면 전체에 걸쳐 넓게 발생된 저온 플라즈마를 박테리아가 존재하는 환경, 즉 살균 처리 하고자 하는 곳에 노출시키면 짧은 시간에 넓은 범위에 걸쳐 박테리아나 세균 또는 바이러스 등을 효과적으로 제거할 수 있으므로, 살균 처리하고자 하는 부위나 장치 등의 넓이 등에 구애 받지 않고 공기 청정, 식기 살균, 의료기기 살균 등 다양한 분야에 적용할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 본 발명에 따른 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치를 이용하여 발생된 플라즈마의 사진.
도 3은 본 발명에 따라 이중 전극 배열의 표면 전극이 구비된 저온 평판 플라즈마 장치의 구성도.
도 4는 본 발명에 따라 가스통로가 유전체 평판의 측면으로 이동된 것을 나타내는 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 - 저온 평판 플라즈마 장치 200 - 유전체 평판
300 - 표면 전극 310 - 전원전극
320 - 접지전극 400 - 가스통로
410 - 가스 유입구 420 - 가스 배출구
500 - 플라즈마
Claims (15)
- 비활성 가스가 공급되는 가스 공급부;공급된 가스가 수납되는 공간의 일면을 막고 있는 넓은 유전체 평판;상기 유전체 평판의 표면에 삽입된 적어도 하나 이상의 표면 전극으로 이루어지며, 상기 표면 전극을 감싸고 있는 유전체 평판의 표면에서 플라즈마를 발생시키는 표면 방전부; 및상기 표면 전극에 저주파 고전압을 인가하는 전압공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제1항에 있어서,상기 가스 공급부는 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크세논(Xe) 등의 비활성 가스나 공기를 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제1항에 있어서,상기 유전체 평판의 표면에 삽입되는 표면 전극의 개수를 조절하여, 유전체 평판에서 표면 방전하며 발생되는 플라즈마의 크기를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제1항에 있어서,상기 플라즈마의 방전 개시 전압을 낮추기 위해 상기 표면 전극 사이에 유전체 평판을 관통하여 형성된 적어도 하나 이상의 구멍으로 이루어진 가스통로를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제4항에 있어서,상기 표면 전극과 유전체 표면간의 거리는 유전체 평판의 절연을 유지할 수 있는 최대한의 거리를 유지되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제4항에 있어서,상기 표면 전극은 유전체 평판에 삽입된 적어도 하나 이상의 전원전극과, 접지전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제6항에 있어서,상기 전원전극과 접지전극은 원통형의 구리 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제6항에 있어서,상기 전원전극과 접지전극은 가스통로를 중심으로 하여 좌우에 배치된 교차 배열구조를 이루는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제6항에 있어서,상기 전원전극과 접지전극은 상하로 배치된 이중 전극 배열구조를 이루는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제9항에 있어서,상기 전원전극은 유전체 평판의 표면 부분에 위치하고, 상기 접지전극은 유전체 평판의 내측 부분에 위치하여, 상기 가스통로를 중심으로 플라즈마 제트를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제1항에 있어서,상기 유전체 평판의 표면에 표면 전극이 삽입되고, 유전체 평판의 측면 하부에 적어도 하나 이상의 구멍으로 형성된 가스통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제11항에 있어서,상기 가스통로가 형성되는 유전체 평판의 측면 하부는 유전체 평판의 표면에서 발생된 플라즈마와 살균 처리하고자 하는 지점 사이에 일정한 거리를 유지하여 균일한 플라즈마를 가할 수 있도록 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제6항에 있어서,상기 표면 전극들 사이의 거리를 조절하거나 가스통로의 두께를 조절하여 공기 중에서도 플라즈마를 발생시킬 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제13항에 있어서,상기 표면 전극의 중앙에서 인접한 표면 전극의 중앙까지의 거리는 2㎜ 내외로 구성되고, 상기 전원전극과 접지전극 사이의 거리는 1㎜ 내외로 구성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
- 제13항에 있어서,상기 표면 전극은 0.8㎜의 지름을 갖는 몰리브덴 와이어로 구성되고, 상기 가스통로는 0.5㎜의 지름을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 박테리아 살균용 저온 평판 플라즈마 장치.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101248105B1 (ko) * | 2011-01-07 | 2013-03-27 | 서울대학교산학협력단 | 탈출 수핵 분해를 위한 최소침습성 플라즈마 생성전극 구조 |
| KR101461085B1 (ko) * | 2012-06-29 | 2014-11-13 | 가천대학교 산학협력단 | 저온 플라즈마를 이용한 식품표면 살균방법 |
| KR20160101534A (ko) | 2015-02-17 | 2016-08-25 | 서재화 | 롤형 플라즈마 발생기 |
| KR101669185B1 (ko) | 2015-08-24 | 2016-11-10 | 한국식품연구원 | 배관용 플라즈마 살균장치 |
| CN113729073A (zh) * | 2020-05-28 | 2021-12-03 | 香港生产力促进局 | 低温等离子食物处理系统及低温等离子处理食物的方法 |
-
2008
- 2008-11-25 KR KR1020080117272A patent/KR20100058755A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101461085B1 (ko) * | 2012-06-29 | 2014-11-13 | 가천대학교 산학협력단 | 저온 플라즈마를 이용한 식품표면 살균방법 |
| KR20160101534A (ko) | 2015-02-17 | 2016-08-25 | 서재화 | 롤형 플라즈마 발생기 |
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| CN113729073A (zh) * | 2020-05-28 | 2021-12-03 | 香港生产力促进局 | 低温等离子食物处理系统及低温等离子处理食物的方法 |
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