KR20110038220A - 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 처리 공간 내에 글라이딩 아크 플라즈마 장치를 구성하여 플라즈마를 발생하며, 또한 오존을 주입하여 복합적으로 살균 탈취가 일어나도록 하며, 배출 가스에 추가적으로 오존을 주입하여 완전 살균 탈취가 되도록 구성하며, 그 후단에 오존 파괴기를 장착하여 무취의 깨끗한 가스가 배출 되도록 한 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치에 관한 것으로,

본 발명 구조로부터 플라즈마에 의해 산화물 촉매 파우더의 활성을 향상 시켜 음식물 처리 효율을 증대시키고, 살균 탈취를 위한 OH 라디칼이 다량 발생되며, 특히 질소 산화물이 발생되지 않는 음식물 쓰레기 처리 장치 살균 및 탈취기 기술이다.

음식물, 플라즈마, 오존, 하이브리드, 탈취기

Description

음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치{HYBRID STERILIZATION DEODORIZATION DEVICE FOR FOOD GARBAGE TREATMENT}

본 발명은 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음식물 처리 공간 내에 글라이딩 아크 플라즈마 장치를 구성하여 플라즈마를 발생하며, 또한 오존을 주입하여 복합적으로 살균 탈취가 일어나도록 하며, 배출 가스에 추가적으로 오존을 주입하여 완전 살균 탈취가 되도록 구성하며, 그 후단에 오존 파괴기를 장착하여 무취의 깨끗한 가스가 배출 되도록 하는 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치에 관한 것이다.

일반적으로 음식물 처리기는 건조 감량 방식, 미생물 분해 방식, 분쇄 감량 방식, 열 촉매 기화 방식(특허 10-0777340) 등이 있으며, 대부분 기본적으로 악취가 발생하게 되어 상용화의 가장 큰 걸림돌로 작용하고 있다.

따라서 음식물 처리기에서 각 방식에 적합한 살균 및 탈취 기능의 장치 개발이 절실히 요구된다고 할 수 있다.

종래의 기술로는 특허등록 제10-0684924호의 "플라즈마 공기정화 살균 탈취기" 가 있다. 이 기술은 공기 정화기로서, 오존으로 유해가스를 산화 분해하고, 글라이딩(또는 슬라이딩으로 표기하기도 함) 아크로 잔류 유해 가스와 잔류 오존을 분해하며, 수증기를 공급하여 OH 라디칼 생성을 증가시키고, 광촉매 역시 OH 라디칼 생성하도록 하여 유해가스를 산화 분해하는 공기 정화기이다.

그러나 상기 기술은 공기로 글라이딩 아크 플라즈마를 작동함으로서 질소와 산소가 반응하여 공기 오염 물질중 하나인 질소 산화물(NO, NO2, NOx)이 다량 생성되는 단점이 있다.

또한, 기초 실험을 통하여 공기를 200 ~ 300LPM 소스로 사용한 글라이딩 아크 플라즈마에서 대략 1kW 전력을 투입하였을 때 발생되는 질소 산화물은 고농도인 2000 ~ 3000ppm 이상 측정된다. 발생되는 질소 산화물의 70 ~ 80%는 NO 이다.

또한, 글라이딩 아크 플라즈마의 구조적 한계에 의해 플라즈마를 통과 하지 않고 주위로 흐르는 공기의 양이 몇 배는 더 된다.

따라서 오존 투입량이 많으면 주위로 흐르는 잔류 오존의 양이 너무 많게 되어 잔류 오존의 완전 파괴가 어렵다는 문제점이 있다.

특히, 건조 감량 방식 또는 열 촉매 기화 방식과 같은 음식물 처리기에서 발생되는 음식물 VOC(휘발성 유기화합물) 물질의 발생량은 매우 많으므로 종래의 공기 정화기로는 상기 문제점을 극복하기 어렵다. 예로서 열 촉매 기화 방식의 경우 음식물 100kg이 기화되어 대략 170,000 L/3hr 발생됨으로 탈취 처리능력이 커야함을 알 수 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 각 음식물 처리기에 적합한 고농도 고용량 VOC 물질 처리 장치를 개발하여야 한다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 개량발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 음식물 처리기에 글라이딩 아크 플라즈마와 오존 기술을 적절히 적용하여, 질소산화물이 발생하지 않으면서 잔류 오존이 배출되지 않으면서 음식물 분해 가스의 냄새 및 세균의 살균 제거하는 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치를 제공하는 데 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치의 특징은,

음식물 처리용기(1) 내부 상부에 송풍기(7)를 설치하며, 송풍기(7) 앞에 글라이딩 아크 플라즈마 장치(8)를 설치하여 글라이딩 아크 플라즈마(9)가 발생 하도록 하고, 음식물 처리용기(1) 상부에 글라이딩 아크 플라즈마(9)로부터 일정 거리 떨어진 위치에 제1오존 투입구(10)를 형성하여 오존을 투입하고, 음식물 처리용기(1) 내부 상부에 플라즈마 및 오존에 의한 탈취 반응공간(11)을 확보하고, 그 옆 에 추가적인 오존 탈취 반응기(13)를 부착하고, 초입에 제2오존 투입구(12)가 설치되되,

여기서, 상기 오존 탈취 반응기(13) 후단에 공기주입구(14)를 갖는 제2열선(15)을 설치하며, 잔류 오존 파괴 반응기(16)를 T 자 형태로 연결하고, 후단에 배출구(17)가 설치되고,

또한, 상기 오존 탈취 반응기(13) 후단에 잔류 오존 파괴 반응기(16)를 직접 연결하고, 잔류 오존 파괴 반응기(16) 내부에 오존 파괴 촉매를 설치하며, 후단에 배출구(17)가 설치된다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치는 음식물 처리기에서 발생하는 악취를 원천적으로 제거하고 살균하여 배출함으로서 주변에 깨끗한 공기 분위기를 만드는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 원천적으로 악취를 제거하고 살균하여 배출함으로서 음식물 처리기 장치를 실내에 설치가 가능한 효과가 있어 시장 확대가 기대되는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공 지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하이브리드 살균 탈취 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치는 열 촉매 기화 방식 음식물 처리기의 구조를 바탕으로 설명 한다.

설명에 앞서, 플라즈마란 제4의 물질상태로서 외부에서 가해진 전기장 등에 의해 생성된 이온, 전자, 라디칼 등과 중성입자로 구성되어 거시적으로 전기적 중성을 이루고 있는 물질상태이며, 이러한 플라즈마 내의 이온, 전자, 라디칼 등은 강력한 살균, 소독, 탈취 기능을 갖는다.

본 발명이 적용된 음식물 처리 하이브리드 탈취장치의 구성을 설명하면, 참조번호 (1)은 음식물 처리용기이고, 상부 음식물 투입구(2)를 구성하며, 하부에 제1열선(4)을 설치시키고, 그 위에 음식물과 산화물 촉매의 교반을 위한 교반기(3)를 설치하며, 교반기 주위에 미리 투입된 산화물 촉매(5)와 처리하고자 하는 음식물(6)을 투입한다. 이상은 일실시예로 열 촉매 기화 방식 음식물 처리기의 이전 발명(특허 10-0777340) 구조와 유사하다. 또 다른 일실시예로 건조 감량 방식 음식물 처리기의 경우는 상기 설명에서 산화물 촉매(5)와 교반기(3)를 제외한 경우와 마찬가지 이다.

상기와 같은 음식물 처리기에서, 플라즈마 발생 및 열 대류를 위한 송풍기(7)를 상부에 설치하며 송풍기(7) 앞에 플라즈마 장치(8)를 설치하여 글라이딩 아크 플라즈마(9)가 발생 하도록 한다.

상기 플라즈마 장치(8)는 글라이딩 아크 플라즈마를 사용한다. 음식물 처리용기(1) 상부에 플라즈마로부터 일정 거리 떨어진 위치에 제1오존 투입구(10)를 형성하여 오존을 투입한다. 음식물 처리용기(1) 내부 상부에 플라즈마 및 오존에 의한 탈취 반응공간(11)을 확보하고 그 옆에 오존 탈취 반응기(13)를 부착하고 초입에 제2오존 투입구(12)를 설치하여 잔류 냄새를 여기서 제거한다.

이후 잔류 오존 처리를 위하여 오존 탈취 반응기(13) 후단에 공기주입구(14)를 갖는 제2열선(15)을 설치하며, 잔류 오존 파괴 반응기(16)를 T 자 형태로 연결하고, 후단에 배출구(17)를 설치한다. 제2열선(15)의 또 다른 역할은 눈에 보이는 연무를 온도를 높임으로서 눈에 보이지 않는 가스로 방출되게끔 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 음식물 처리기의 처리용기(1) 내부에서 열 및 산화물 촉매에 의해 음식물이 분해하여 발생한 모든 종류의 가스는 송풍기(7)를 통하여 플라즈마 장치(8)로 불어 글라이딩 아크 플라즈마(9)를 발생하게 된다. 동시에 제1오존 투입구(10)를 통하여 오존이 인입되어 고분자를 처리하며 오존 처리가 어려운 작은 분자는 글라이딩 아크 플라즈마로 분해 및 산화 처리 한다.

글라이딩 아크 플라즈마는 음식물에서 발생한 수증기와 오존 및 산소와 반응 하여 반응성이 매우 큰 산소 음이온계 물질로 하이드록실 라디컬(Hydroxyl Radical: OH)이라 부르는 산화력이 매우 뛰어난 천연물질을 다량 발생한다.

이와 같은 하이드록실 라디컬은 인체에 전혀 해가 없는 안전한 물질로 알려져 있다.

수산기(OH)의 살균 소독하고 분해하는 능력 즉, 산화력은 불소(F) 다음으로 강력하고 오존(O₃)과 염소(Cl₂) 보다도 2배 가까이 강력하지만 불소, 염소, 오존처럼 인체에 독성이 있거나 유해한 물질이 아니다. 미국에서 연구한 자료에 따르면 수산기(OH)는 오존보다 2000배, 태양의 자외선 보다 180배나 빠른 산화 속도를 갖는 것으로 알려져 있다.

상기 글라이딩 아크 플라즈마(9)에 의해 발생되는 수산기(OH)는 거의 모든 오염물질의 살균 탈취에 관여하며, 화학적으로 분해하고 제거할 수 있는 가장 강력하고 인체에는 무해한 유일한 물질이다. 수산기는 음식물 처리기 내부의 오염물질에 직접적으로 관여하고 자신은 다시 중간물질인 하이드로페록시 라디컬(Hydroperoxy Radical: HO₂)로 변화하면서 지속적으로 산화 분해 반응을 일으킨다.

즉, 상기와 같은 글라이딩 아크 플라즈마(9)의 발생에 따라 다량의 활성종, 산화성 수산기, 산소음이온, 환원성 전자 등이 생성되어 음식물 처리기 내부의 세균을 살균하고 탈취하며, 유 무기물을 분해하여 CO₂, H₂O 및 작은 분자구조로 분해한다.

이러한 연쇄 반응은 거의 모든 오염물질을 매우 안전한 물(H₂O)과 이산화탄소(CO₂)로 환원시켜 인체에 무해하게 한다.

일실시예로서 오존으로 분해가 안 되는 탄 냄새를 글라이딩 아크 플라즈마의 적용으로 냄새 제거가 가능하였다. 또한 본 발명 구조에서 글라이딩 아크 플라즈마(9)의 역할중 하나는 산화물 촉매의 활성화 증대에 역할을 하여 음식물 분해에 추가적인 기여를 한다고 볼 수 있다.

그 이유는 교반기(3) 및 송풍기(7)에 의해 산화물 촉매(5) 파우더가 날리게 되며, 플라즈마 장치(8)를 통과하여 글라이딩 아크 플라즈마(9) 내부를 통과하고 음식물(6) 위로 떨어진다. 즉, 산화물 촉매(5) 일부가 플라즈마 처리되어 그 촉매 활성도가 증가하여 음식물 분해에 촉진적인 역할을 한다. 글라이딩 아크 플라즈마(9)의 또 다른 역할중 하나는 음식물 처리용기(1) 내부의 온도 상승에 기여를 하여 음식물 분해에 적절한 온도 120도가 되는데 기여를 한다.

본 발명에서는 글라이딩 아크 플라즈마의 가장 큰 문제점인 질소 산화물이 거의 발생하지 않는 장점을 갖는 구조이다. 그 이유는 음식물 처리기 내부 밀폐 및 발생 가스를 송풍기(7)를 이용하여 글라이딩 아크 플라즈마 발생에 순환하여 사용함으로서 외부 공기의 질소 유입이 거의 없으므로 질소 산화물이 거의 발생하지 않는다.

제1오존 투입구(10)를 음식물 처리용기(1)에 위치한 것의 장점중 하나는 2차 음식물 투입을 위하여 음식물 투입구(2)를 열었을 때 냄새 발생이 줄어드는 장점이 있다. 제1오존 투입구(10)를 통하여 들어온 오존은 약 120도의 냄새 분자와 충돌하면서 짧은 시간 안에 산소원자와 활성 산소 분자로 분리되어 냄새 분자와 반응하게 된다.

상기와 같이 플라즈마와 오존에 의해 플라즈마 및 오존에 의한 탈취 반응 공간(11)에서 냄새의 대부분이 제거되지만, 플라즈마 또는 오존에 미처 반응하기 전에 배출구를 통하여 나오는 냄새 분자는 제2오존 투입구(12)를 통하여 인입되는 오존에 의해 오존 탈취 반응기(13) 내부에서 완전히 처리가 된다.

오존 탈취 반응기 내부의 온도가 높아 대부분의 오존이 오존 탈취 반응기(13) 안에서 분해 제거되어 방출된다고 할 수 있다. 그러나 건조 감량 방식 음식물 처리기의 경우는 경우에 따라 온도가 충분하지 않을 수 있으므로 추가적으로 공기 주입구(14)를 갖는 제2열선(15)을 후단에 부착하고 여기에 T 자 형태로 배기온도 제어 및 잔류 오존 파괴 반응기(16)를 장착하여 잔류 오존을 완전히 파괴하고, 배기 온도를 적절히 하여 시각적으로 보이는 연무를 안보이게 할 수도 있으며 최종적으로 배출구(17)를 통하여 무취의 깨끗한 가스가 배기 된다. 여기서 공기 주입구(14)를 갖는 제2열선(15)을 배제하고 잔류 오존 파괴 반응기(16)의 내부에 오존 파괴 촉매를 대치할 수 있다.

상기 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분 야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하이브리드 살균 탈취 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 음식물 처리용기 2 : 음식물 투입구

3 : 교반기 4 : 제1열선

5 : 산화물 촉매 6 : 음식물

7 : 송풍기 8 : 플라즈마 장치

9 : 플라즈마 10: 제1오존 투입구

11 : 플라즈마 및 오존에 의한 살균 탈취 반응 공간

12 : 제2오존 투입구 13 : 오존 탈취 반응기

14 : 공기 주입구 15 : 제2열선

16 : 배기온도 제어 및 잔류 오존 파괴 반응기

17 : 배출구

Claims (3)

1. 음식물 처리용기(1) 내부 상부에 송풍기(7)를 설치하며, 송풍기(7) 앞에 글라이딩 아크 플라즈마 장치(8)를 설치하여 플라즈마(9)가 발생 하도록 하고, 음식물 처리용기(1) 상부에 플라즈마(9)로부터 일정 거리 떨어진 위치에 제1오존 투입구(10)를 형성하여 오존을 투입하고, 음식물 처리용기(1) 내부 상부에 플라즈마 및 오존에 의한 탈취 반응공간(11)을 확보하고, 그 옆에 추가적인 오존 탈취 반응기(13)를 부착하고, 초입에 제2오존 투입구(12)가 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 오존 탈취 반응기(13) 후단에 공기주입구(14)를 갖는 제2열선(15)을 설치하며, 잔류 오존 파괴 반응기(16)를 T 자 형태로 연결하고, 후단에 배출구(17)가 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 오존 탈취 반응기(13) 후단에 잔류 오존 파괴 반응기(16)를 직접 연결하고, 잔류 오존 파괴 반응기(16) 내부에 오존 파괴 촉매를 설치하며, 후단에 배출구(17)가 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 처리기 하이브리드 살균 탈취 장치.

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