KR20120098542A

KR20120098542A - Plasma spray for sterilization and storing agricultural products and method for treating agricultural products using the same

Info

Publication number: KR20120098542A
Application number: KR1020120020516A
Authority: KR
Inventors: 박태정; 이석재; 이태재; 허남수
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2012-09-05

Abstract

본 발명은 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치 및 이를 이용한 농산물의 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈, 가스 공급부 및 전원 공급부를 포함하는 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치 및 이를 이용한 농산물의 처리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 이용하면 종래의 과일 및 채소의 숙성 및 세균에 의한 손상 혹은 부패를 방지할 수 있는 살균작용, 그리고 유해물질의 분해작용 등을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 플라즈마 유도 모듈은 전극이 그라운드에 가깝게 밀착된 형태로 배치되어 있어, 컴팩트 하므로, 통상의 농산물 살균장치 및 보관장치 (또는 냉장설비)에 장착이 가능하고, 적용환경에 따라 모듈의 개수의 조정함으로서 효과를 극대화시킬 수 있다.The present invention relates to an atmospheric pressure plasma spray device for agricultural products sterilization and storage, and a method of processing agricultural products using the same, and more particularly, comprising a plasma induction module having a distance between the electrode and the ground of 0.5 to 1.0 mm, a gas supply unit, and a power supply unit. The present invention relates to an atmospheric pressure plasma spray apparatus for sterilizing and storing agricultural products and a method of treating agricultural products using the same.
By using the atmospheric plasma spray device for sterilizing and storing agricultural products according to the present invention, the sterilization and the decomposition of harmful substances can be efficiently performed. Can be. In addition, since the plasma induction module of the agricultural product sterilization and storage of the atmospheric pressure plasma injector is disposed in a form in which the electrodes are in close contact with the ground, and is compact, it is mounted on a conventional agricultural product sterilizer and storage device (or refrigeration equipment). It is possible to maximize the effect by adjusting the number of modules according to the application environment.

Description

Atmospheric pressure plasma spray device for sterilizing and storing agricultural products and processing method of agricultural products using the same {Plasma Spray for Sterilization and Storing Agricultural Products and Method for Treating Agricultural Products Using the Same}

본 발명은 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치 및 이를 이용한 농산물의 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈, 가스 공급부 및 전원 공급부를 포함하는 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치 및 이를 이용한 농산물의 처리방법에 관한 것이다. The present invention relates to an atmospheric pressure plasma spray device for agricultural products sterilization and storage, and a method of processing agricultural products using the same, and more particularly, comprising a plasma induction module having a distance between the electrode and the ground of 0.5 to 1.0 mm, a gas supply unit, and a power supply unit. The present invention relates to an atmospheric pressure plasma spray apparatus for sterilizing and storing agricultural products and a method of treating agricultural products using the same.

최근 안전한 먹거리 문화 및 웰빙 문화의 확산으로 다양한 과일 및 채소에 대한 수요가 높아지고 있고 고부가가치 농산물에 대한 유통이 활발해 지고 있어 유통업자 및 식료업자, 그리고 일반 가정에서 과일 및 채소를 안전하게 보관하고 신선도를 유지할 수 있는 방법에 대한 시대적 요구가 증가하고 있다.Recently, with the spread of safe food culture and well-being culture, demand for various fruits and vegetables is increasing, and distribution of high value-added agricultural products is active, which keeps fruits and vegetables safe and fresh for distributors, fooders, and the general household. The demands of the times are increasing.

농산물을 저장고 또는 포장용기에 보관하여 배송하는 경우에는 농산물에서 자연적으로 에틸렌 가스가 발생하여, 농산물을 숙성시키며, 농도가 조금만 높은 경우에는 과일, 야채나 꽃 등을 빨리 시들게 하여 상품 가치를 떨어뜨리게 된다. 실제적으로 0.01 ppm 이상의 에틸렌 가스는 과일이나 야채에 영향을 준다고 알려져 있다. 특히, 바나나의 경우에는 0.2 ppm 이상의 에틸렌 농도에서 숙성되어 바나나 표면 색상이 노랗게 변색된다. 수확 후에도 과일, 야채, 화훼는 호흡하여 에틸렌 가스를 생성하고, 에틸렌의 농도가 일정 수준이상으로 높게 되면 급격한 성숙이 이루어져 빠른 시간 내에 부패되어 보관이 불가능하게 된다. 이때 과일, 야채, 화훼의 보관시 발생하는 에틸렌을 지속적으로 제거하게 되면 보관상태의 과일이나 야채의 성숙도가 낮아져 장시간 시들지 않고 부패를 방지하여 장기간 보관이 가능하게 된다.When agricultural products are stored in storage or packing containers, ethylene gas is naturally generated from the agricultural products, and the agricultural products are matured. If the concentration is high, the fruits, vegetables, flowers, etc. are quickly wilted to deteriorate the product value. . In practice, ethylene gas of more than 0.01 ppm is known to affect fruits and vegetables. In particular, bananas are ripened at an ethylene concentration of 0.2 ppm or more, resulting in yellow color of the banana surface. Even after harvesting, fruits, vegetables, and flowers breathe to produce ethylene gas, and when the concentration of ethylene rises above a certain level, rapid maturation occurs, which rots quickly and becomes impossible to store. At this time, if the ethylene generated during the storage of fruits, vegetables, and flowers is continuously removed, the maturity of the fruits or vegetables in the stored state is lowered, so that it is possible to store them for a long time without preventing decay for a long time.

이와 관련된 종래기술로는 특허공개번호 제2001-0049229호, 실용신안등록번호 제20-0247890호 및 실용신안등록번호 제20-0249955호 등에서 다양한 방법으로 꽃을 고정시키고 밀폐봉지를 씌워 꽃을 장기간 보존할 수 있도록 보호가스인 아르곤 또는 질소가스 등의 비활성가스를 사용하여 충진하는 수단을 사용하고 있으므로 이는 밀폐봉지로 보호가스를 밀폐시키는 데에도 한계가 있을 뿐만 아니라 입자가 작은 가스의 속성상 장시간 밀폐하는 것이 어려워 장기간 신선도를 유지시키는 것에는 한계가 있으며, 비활성가스의 주입함에 따라 구매자들이 거부반응을 가진다는 문제점 등이 있다.Related arts related to this include patent publication No. 2001-0049229, Utility Model Registration No. 20-0247890 and Utility Model Registration No. 20-0249955, and fixing flowers in various ways and covering the sealed bags for a long time. As it uses the inert gas such as argon or nitrogen gas, which is a protective gas, it is not only limited to sealing the protective gas with an airtight bag. It is difficult to maintain the freshness for a long time, there is a limit, there is a problem that the buyers have a rejection reaction by injecting inert gas.

또 다른 관련 종래기술로는 특허등록번호 제0241804호에서는 청과물의 신선도를 유지하기 위해서는 탄산가스 뿐만 아니라 산소의 양도 적정한 값으로 제어하는데 초점을 두고 상기 보존분위기를 형성하는 포장재로서 27 ℃에서의 탄산가스투과계수, 산소투과계수 및 수증기 투과계수 등을 고려하여 포장 용기 내부에 존재하는 이들 가스의 양을 제어할 수 있는 합성수지필름을 제안한 것으로 이러한 방법은 포장된 내용물에서 발생하는 탄산 또는 에틸렌 가스를 원천적으로 제거하는 기능을 구비하고 있지 않아서 신선도를 효과적으로 장기간 유지하는 데에는 한계가 있다.In another related art, Patent Registration No. 0024804 describes carbon dioxide gas at 27 ° C. as a packaging material for forming the storage atmosphere, focusing on controlling not only carbon dioxide but also oxygen in order to maintain freshness of fruits and vegetables. In consideration of permeation coefficient, oxygen permeation coefficient and water vapor permeability coefficient, this paper proposes a synthetic resin film that can control the amount of these gases present in the packaging container. There is a limit to effectively maintain the freshness for a long time because it does not have a function to remove.

일반적으로 국내 혹은 외국산 과일, 야채 또는 화훼 등 각종 농산물은 주로 재배농가에서 재배된 후 다양한 유통 단계를 거쳐서 소비자들에게 전달되고, 재배장소나 재배시기, 온도 및 습도가 다를 뿐 아니라 여러 유통 단계를 거치게 되기 때문에 장기간 외부에 노출됨으로써 이미 유통과정에서 많은 양이 부패되거나 훼손되어 결국 폐기되는 경우가 발생하여 불필요하게 자원의 낭비를 가져와 유통업자들은 물론 국가 전체적으로도 막대한 외화낭비를 초래하는 문제점이 있고, 막상 소비자에게 전해질 때면 신선도가 떨어져 최상의 품질을 가진 농산물을 섭취할 수 없게 되는 경우가 발생하는 등의 문제점이 있었다.Generally, various agricultural products such as domestic or foreign fruits, vegetables or flowers are cultivated in cultivated farms and passed to various consumers through various distribution stages. As a result, long-term exposure to the outside has caused a lot of corruption or damage in the distribution process, which can eventually be disposed of, resulting in unnecessary waste of resources, leading to enormous foreign currency waste not only for distributors but also for the whole country. When delivered to the freshness had a problem such as the case that the freshness can not eat the best quality agricultural products.

한편, 최근 저온 플라즈마 장치를 이용한 살균방법이 연구되었는데, 저온 플라즈마로는 대기압 균일 글로우 방전 플라즈마 (One Atmospheric-pressure Uniform Glow Discharge Plasma), 유전체 장벽 방전 (Dielectric Barrier Discharge), 코로나 방전, 저항체 장벽 방전 (Resistive Barrier Discharge), 2.45 GHz 마이크로웨이브를 이용한 표면파장 플라즈마 (Surface-wave plasma), 대기압 플라즈마 제트 (Atmospheric Pressure Plasma Jet: 이하 APPJ) 등이 연구되었다. Recently, a sterilization method using a low temperature plasma apparatus has been studied. As a low temperature plasma, one Atmospheric-pressure Uniform Glow Discharge Plasma, Dielectric Barrier Discharge, Corona Discharge, Resistor Barrier Discharge ( Resistive Barrier Discharge, Surface-wave plasma using 2.45 GHz microwave, and Atmospheric Pressure Plasma Jet (APPJ) have been studied.

특히, 미국 로스 알라모스 연구소에 의해 1999년에 등록된 미국 특허 US 5,961,772의 대기압 플라즈마 제트(APPJ)는 13.56 MHz 라디오 주파수의 파워 공급장치에 의해 동축의 실린더형 축전기식 반응기에서 플라즈마를 발생시키고, 강한 가스 흐름에 의해 반응기 밖으로 집약적이고 반응성 강한 화학종을 방출하는 장치이다. 이 플라즈마는 대기압에서 형성되고, 저온이며 균일한 글로우 방전으로, 기존 연구된 플라즈마 장치들보다 비교적 효과적인 살균효과가 있으며 공간적 제약을 피할 수 있는 특징이 있다. In particular, the U.S. Patent US 5,961,772, atmospheric pressure plasma jet (APPJ), registered in 1999 by the Los Alamos Institute in the United States, generates plasma in a coaxial cylindrical capacitor reactor by a 13.56 MHz radio frequency power supply, It is a device that releases intensive and reactive chemical species out of the reactor by gas flow. This plasma is formed at atmospheric pressure, low temperature and uniform glow discharge, it has a relatively effective sterilization effect than the previously studied plasma devices, and has the feature of avoiding spatial constraints.

상기 나열한 대기압 플라즈마 장치와 대기압 플라즈마 제트 (APPJ)는 일반적으로 헬륨가스를 주원료로 사용해 왔다. 이는 헬륨가스를 이용한 대기압 방전의 경우 낮은 방전전압을 갖으며 산소와 같은 전자친화력이 강한 가스를 포함하더라도 안정한 글로우 방전을 유지할 수 있기 때문이다. 그러나, 헬륨가스를 사용하는 기존 대기압 플라즈마 제트 (APPJ)는 효과적인 살균을 하기 위하여 분당 90 리터 (lpm)가 넘는 많은 가스와 많은 전력 (300 W 이상)을 소모하며, 섭씨 150도의 플라즈마 화염온도는 플라스틱과 같은 처리대상에 열적 손상을 일으키는 문제점이 있었다.The above-mentioned atmospheric plasma apparatus and atmospheric plasma jet (APPJ) have generally used helium gas as the main raw material. This is because the atmospheric pressure discharge using helium gas has a low discharge voltage and can maintain a stable glow discharge even if it contains a gas having a strong electron affinity such as oxygen. However, conventional atmospheric plasma jet (APPJ) using helium gas consumes more than 90 liters per minute (lpm) and a lot of power (more than 300 W) for effective sterilization, and the plasma flame temperature of 150 degrees Celsius There was a problem causing thermal damage to the treated object such as.

또한, 상기 기술들은 플라즈마 발생장치에서 발생된 플라즈마가 직접적으로 미생물에 조사되어 살균시키기 때문에 보다 효과적인 살균을 위해서는 플라즈마 발생장치의 크기가 커져야 했다.
In addition, since the plasma generated by the plasma generator directly irradiates and sterilizes the microorganisms, the size of the plasma generator has to be increased for more effective sterilization.

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈을 가지는 플라즈마 분사장치를 이용할 경우, 플라즈마 분사장치의 크기를 컴팩트하게 제작할 수 있고, 컴팩트한 플라즈마 분사장치를 냉장설비에 장착시킬 경우, 플라즈마 자체에 의한 살균효과 뿐만 아니라, 플라즈마가 농산물에서 발생되는 에틸렌 가스를 분해하여 에틸렌 산화물 및 에틸렌 글리콜로 변환시키고, 변환된 에틸렌 산화물 또는 에틸렌 글리콜은 농산물에 잔류하는 미생물을 살균시킴으로써, 농산물의 신선도를 장시간 유지시킬 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, the present inventors have made diligent efforts to solve the above problems, and when using the plasma injector having a plasma induction module having a distance between the electrode and the ground of 0.5 to 1.0 mm, the size of the plasma injector can be made compact, When the compact plasma injector is mounted in a refrigeration system, in addition to the sterilization effect by the plasma itself, the plasma decomposes ethylene gas generated from agricultural products to ethylene oxide and ethylene glycol, and the converted ethylene oxide or ethylene glycol By sterilizing the microorganisms remaining in the agricultural products, it was confirmed that the freshness of the agricultural products can be maintained for a long time, thereby completing the present invention.

본 발명의 목적은 플라즈마를 발생시켜 농산물 표면의 미생물에 직접 작용하거나 숙성가스인 에틸렌 가스를 분해하여 과일, 화훼, 채소를 포함하는 농산물의 신선도를 연장하고 부패를 저해시킬 수 있을 뿐만 아니라, 플라즈마를 이용하여 농산물의 표면에 존재하는 미생물을 살균함으로써, 농산물의 오염을 방지할 수 있는 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치, 상기 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치 및 이들을 이용한 농산물의 처리방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to generate a plasma to act directly on the microorganisms on the surface of the agricultural products or to decompose ethylene gas, which is a ripening gas, to extend the freshness of agricultural products, including fruits, flowers and vegetables, and to inhibit decay, By sterilizing the microorganisms on the surface of the agricultural products by using, the atmospheric plasma spray device for sterilization and storage of agricultural products which can prevent the contamination of agricultural products, the agricultural products sterilization and storage device equipped with the atmospheric plasma spraying device and the agricultural products using them To provide a treatment method of.

본 발명의 다른 목적은 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 이용하여 농산물에 존재하는 화학적 유해물질을 제거하는 방법에 관한 것이다.
Another object of the present invention relates to a method for removing chemical harmful substances present in agricultural products by using an atmospheric plasma spray device for agricultural product sterilization and storage.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈, 가스 공급부 및 전원 공급부를 포함하는 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an atmospheric pressure plasma spray device for agricultural products sterilization and storage, including a plasma induction module, a gas supply unit and a power supply unit having a distance between the electrode and the ground of 0.5 to 1.0 mm.

본 발명은 또한, 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈, 가스 공급부 및 전원 공급부를 포함하는 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 이용하여 농산물을 살균 또는 보관하는 것을 특징으로 하는 농산물의 처리방법을 제공한다.The present invention also characterized in that sterilization or storage of agricultural products using an atmospheric plasma spraying device for sterilizing and storing agricultural products including a plasma induction module, a gas supply unit and a power supply unit having a distance between the electrode and the ground of 0.5 to 1.0 mm. Provide a method for the processing of agricultural products.

본 발명은 또한, 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈, 가스 공급부 및 전원 공급부를 포함하는 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 농산물에 존재하는 화학적 유해물질을 제거하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a chemical hazardous substance present in agricultural products, characterized by using an atmospheric plasma spraying device for sterilizing and storing agricultural products including a plasma induction module having a distance between the electrode and the ground of 0.5 to 1.0 mm, a gas supply unit, and a power supply unit. Provides a way to remove it.

본 발명은 또한, 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈, 가스 공급부 및 전원 공급부를 포함하는 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 농산물 살균?보관용 장치를 제공한다.The present invention also provides a sterilization and storage of agricultural products comprising a plasma induction module having a distance between the electrode and the ground of 0.5 mm to 1.0 mm, a gas supply unit and a power supply unit. Provide a device.

본 발명에 있어서, 상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치는 대기압 플라즈마 분사장치에서 발생된 플라즈마가 농산물 표면의 미생물을 살균시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the agricultural product sterilization-storage atmospheric plasma spraying apparatus is characterized in that the plasma generated by the atmospheric plasma spraying apparatus sterilizes microorganisms on the surface of the agricultural products.

본 발명에 있어서, 상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치는 상기 대기압 플라즈마 분사장치에서 발생된 플라즈마가 농산물에서 발생되는 에틸렌 가스를 분해하여 발생되는 에틸렌 산화물 또는 에틸렌 글리콜을 이용하여 보관중인 농산물에 잔류하는 미생물을 살균하고 유해물질의 일종으로 잔류농약을 제거하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the agricultural product sterilization and storage atmospheric plasma spray device is a plasma generated by the atmospheric pressure plasma spray device remaining in the agricultural products stored by using ethylene oxide or ethylene glycol generated by decomposition of ethylene gas generated from the agricultural products Sterilize microorganisms and remove residual pesticides as a kind of harmful substances.

본 발명에 있어서, 상기 농산물은 에틸렌 가스를 발생시키는 과일, 화훼 또는 채소인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the produce is characterized in that the fruit, flowers or vegetables that generate ethylene gas.

본 발명에 있어서, 상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치는 플라즈마 유도 모듈이 1개 이상 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the agricultural product sterilization and storage atmospheric pressure plasma spraying device is characterized in that one or more plasma induction module is mounted.

본 발명에 있어서, 상기 가스 공급부는 아르곤(Ar), 산소(O₂), 질소(N₂), 수증기(H₂O), 이산화탄소(CO₂), 공기(Air)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the gas supply unit is one selected from the group consisting of argon (Ar), oxygen (O ₂ ), nitrogen (N ₂ ), water vapor (H ₂ O), carbon dioxide (CO ₂ ), air (Air). The above gas is supplied.

본 발명에 있어서, 상기 전원 공급부는 3.0~6.0 kV 전압과 50~250 W 전력을 인가하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the power supply is characterized in that for applying a 3.0 ~ 6.0 kV voltage and 50 ~ 250 W power.

본 발명에 따른 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 이용하면 종래의 과일 및 채소의 숙성 및 세균에 의한 손상 혹은 부패를 방지할 수 있는 살균작용, 그리고 유해물질의 분해작용 등을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 플라즈마 유도 모듈은 전극이 그라운드에 가깝게 밀착된 형태로 배치되어 있어, 컴팩트 하므로, 통상의 농산물 살균장치 및 보관장치 (또는 냉장설비)에 장착이 가능하고, 적용환경에 따라 모듈의 개수의 조정함으로서 효과를 극대화시킬 수 있다.
By using the atmospheric plasma spray device for sterilizing and storing agricultural products according to the present invention, the sterilization and the decomposition of harmful substances can be efficiently performed. Can be. In addition, since the plasma induction module of the agricultural product sterilization and storage of the atmospheric pressure plasma injector is disposed in a form in which the electrodes are in close contact with the ground, and is compact, it is mounted on a conventional agricultural product sterilizer and storage device (or refrigeration equipment). It is possible to maximize the effect by adjusting the number of modules according to the application environment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치에서 바나나를 보관하면서, 대기압 플라즈마 분사장치를 작동시킨 것과 시키지 않은 상태를 비교한 사진이다.(10일간 매일 30초간 12회 플라즈마 분사장치 작동시킴)
도 3은 본 발명의 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치에서 바나나를 보관하면서, 대기압 플라즈마 분사장치를 작동시킨 후, 바나나에 존재하는 미생물의 수를 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치에 의해 100W, 150W 및 200W의 전력에서 대장균의 시간별 살균효과를 각각 측정한 그래프이다.
도 5~7은 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 대장균에 대한 살균력을 나타낸 그래프이다.(플라즈마 유도 모듈의 노즐과의 거리: 5.6cm, 전원공급부 전압: 3.7 kV, 공기의 유량(flow rate): 각각 2 L/min, 3 L/min 및 5 L/min).
도 8~10은 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 대장균에 대한 살균력을 나타낸 그래프이다.(플라즈마 유도 모듈의 노즐과의 거리: 5.6cm, 전원공급부 전압: 4.0 kV, 공기의 유량(flow rate): 각각 2 L/min, 3 L/min 및 5 L/min).
도 11~13은 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 대장균에 대한 살균력을 나타낸 그래프이다.(플라즈마 유도 모듈의 노즐과의 거리: 5.6cm, 전원공급부 전압: 4.3 kV, 공기의 유량(flow rate): 각각 2 L/min, 3 L/min 및 5 L/min).
도 14~16는 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치의 대장균에 대한 살균력을 나타낸 그래프이다.(플라즈마 유도 모듈의 노즐과의 거리: 28cm, 전원공급부 전압: 4.0 kV, 공기의 유량(flow rate): 5 L/min, 냉장설비 용적: 각각 20L, 86L 및 110L).
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치에 의해 100, 150, 200 W의 전력에서 살모넬라균의 시간별 살균효과를 각각 측정한 그래프이다.
도 18~20은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치의 살모넬라에 대한 살균력을 나타낸 그래프이다.(플라즈마 유도 모듈의 노즐과의 거리: 28cm, 전원공급부 전압: 4.0 kV, 공기의 유량(flow rate): 5 L/min, 냉장설비 용적: 각각 20L, 86L 및 110L).
도 21~23은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치의 바실러스균에 대한 살균력을 나타낸 그래프이다.(플라즈마 유도 모듈의 노즐과의 거리: 28cm, 전원공급부 전압: 4.0 kV, 공기의 유량(flow rate): 5 L/min, 냉장설비 용적: 각각 20L, 86L 및 110L).
도 24~26은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치의 포도상구균에 대한 살균력을 나타낸 그래프이다.(플라즈마 유도 모듈의 노즐과의 거리: 28cm, 전원공급부 전압: 4.0 kV, 공기의 유량(flow rate): 5 L/min, 냉장설비 용적: 각각 20L, 86L 및 110L).
도 27은 컨베이어벨트의 속도에 따라 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 이용하여 플라즈마를 딸기에 처리한 후의 살균효과를 확인한 그래프이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치에 보관된 사과 표면에 있는 농약에 대한 플라즈마 제거효과를 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram of an atmospheric pressure plasma spray apparatus for sterilizing and storing agricultural products according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a photograph comparing the state in which the atmospheric plasma spraying device is operated and not while the banana is stored in the agricultural product sterilization and storage device equipped with the atmospheric plasma spraying device of the present invention. One-time plasma sprayer)
Figure 3 is a graph measuring the number of microorganisms present in the banana after operating the atmospheric plasma injector, while storing the banana in the agricultural product sterilization and storage device equipped with the atmospheric pressure plasma injector of the present invention.
Figure 4 is a graph measuring the sterilization effect of E. coli over time at power of 100W, 150W and 200W by the agricultural product sterilization and storage atmospheric plasma spray apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 to 7 is a graph showing the sterilizing power against E. coli of the agricultural product sterilization and storage of the atmospheric pressure plasma spray apparatus according to an embodiment of the present invention. (Distance of the nozzle of the plasma induction module: 5.6cm, power supply voltage: 3.7 kV, air flow rate: 2 L / min, 3 L / min and 5 L / min respectively).
8 to 10 is a graph showing the sterilizing power for E. coli of the agricultural product sterilization and storage of the atmospheric pressure plasma injector according to an embodiment of the present invention. kV, air flow rate: 2 L / min, 3 L / min and 5 L / min respectively).
11 to 13 are graphs showing the sterilizing power against E. coli of the agricultural product sterilization and storage of the atmospheric pressure plasma spray apparatus according to an embodiment of the present invention. (Distance from the nozzle of the plasma induction module: 5.6cm, power supply voltage: 4.3 kV, air flow rate: 2 L / min, 3 L / min and 5 L / min respectively).
14 to 16 is a graph showing the sterilizing power for E. coli of the agricultural product sterilization and storage device equipped with an atmospheric pressure plasma spray device according to an embodiment of the present invention. (Distance from the nozzle of the plasma induction module: 28cm, power supply Supply voltage: 4.0 kV, air flow rate: 5 L / min, refrigeration volume: 20L, 86L and 110L, respectively.
17 is a graph measuring the sterilization effect of Salmonella over time by power of 100, 150, 200 W by the sterilization and storage of atmospheric plasma spraying apparatus according to an embodiment of the present invention.
18 to 20 are graphs showing the sterilizing power of Salmonella of the agricultural products sterilization and storage device equipped with an atmospheric pressure plasma spray device according to an embodiment of the present invention. (Distance from the nozzle of the plasma induction module: 28 cm, power supply Supply voltage: 4.0 kV, air flow rate: 5 L / min, refrigeration volume: 20L, 86L and 110L, respectively.
21 to 23 is a graph showing the bactericidal power against Bacillus bacteria of agricultural products sterilization and storage device equipped with an atmospheric plasma spray device according to an embodiment of the present invention. (Distance from the nozzle of the plasma induction module: 28cm, Power supply voltage: 4.0 kV, air flow rate: 5 L / min, refrigeration plant volumes: 20L, 86L and 110L, respectively.
24 to 26 is a graph showing the sterilizing power against staphylococcus aureus of the agricultural product sterilization and storage device equipped with an atmospheric pressure plasma spray device according to an embodiment of the present invention. (Distance of the plasma induction module: 28cm, Power supply voltage: 4.0 kV, air flow rate: 5 L / min, refrigeration plant volumes: 20L, 86L and 110L, respectively.
Figure 27 is a graph confirming the sterilization effect after treating the plasma to strawberries using an atmospheric plasma spray device for sterilization and storage of agricultural products according to the speed of the conveyor belt.
28 is a graph showing the plasma removal effect on the pesticide on the apple surface stored in the agricultural product sterilization and storage device equipped with an atmospheric pressure plasma spray apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서는 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈을 포함하는 대기압 플라즈마 분사장치를 이용할 경우, 플라즈마 분사장치의 크기를 컴팩트하게 제작할 수 있고, 컴팩트한 플라즈마 분사장치를 냉장설비에 장착시킬 경우, 플라즈마가 농산물 표면의 미생물에 직접 작용하거나 농산물에서 발생되는 에틸렌 가스를 분해하여 에틸렌 산화물 및 에틸렌 글리콜로 변환시키고, 변환된 에틸렌 산화물 또는 에틸렌 글리콜은 농산물에 잔류하는 미생물을 살균시킴으로써, 농산물의 신선도를 장시간 유지시킬 수 있다는 것을 확인하고자 하였다. In the present invention, when using an atmospheric pressure plasma injector including a plasma induction module having a distance between the electrode and the ground 0.5 to 1.0 mm, the size of the plasma injector can be made compact, and the compact plasma injector is mounted in a refrigerating facility. In this case, the plasma acts directly on the microorganisms on the surface of the produce or decomposes the ethylene gas generated in the produce to ethylene oxide and ethylene glycol, and the converted ethylene oxide or ethylene glycol sterilizes the microorganisms remaining in the produce. It was intended to confirm that the freshness can be maintained for a long time.

본 발명의 일 실시예에서는, 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈, 가스 공급부 및 전원 공급부를 포함하는 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 제작하고, 이를 냉장설비에 장착시켜 제작한 농산물 살균?보관용 장치에 바나나를 보관하면서, 플라즈마 발생을 유도하였다. 그 결과, 플라즈마 발생을 유도시켰을 경우에는 바나나의 신선도가 오랫동안 유지되고, 바나나에 존재하는 미생물이 살균되어 미생물의 수가 현저히 감소되는 것을 확인할 수 있었다.
In one embodiment of the present invention, by producing an atmospheric plasma spraying device for sterilization and storage of agricultural products comprising a plasma induction module, a gas supply unit and a power supply unit having a distance between the electrode and the ground is 0.5 ~ 1.0 mm, and mounted in a refrigeration facility Plasma generation was induced while storing the banana in the produced agricultural product sterilization and storage device. As a result, when the plasma was induced, it was confirmed that the freshness of the banana was maintained for a long time, the microorganisms present in the banana were sterilized and the number of microorganisms was significantly reduced.

따라서, 본 발명은 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈, 가스 공급부 및 전원 공급부를 포함하는 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치 및 이를 이용한 농산물의 처리방법에 관한 것이다.
Accordingly, the present invention relates to an atmospheric plasma spraying apparatus for sterilizing and storing agricultural products including a plasma induction module, a gas supply part, and a power supply part having a distance between electrodes and grounds of 0.5 to 1.0 mm, and a method of processing agricultural products using the same.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail the atmospheric pressure plasma spray device for agricultural products sterilization and storage according to the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an atmospheric pressure plasma spray apparatus for sterilizing and storing agricultural products according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본원발명의 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치는 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈(10), 가스 공급부(20) 및 전원 공급부(30)를 포함한다. As shown in Figure 1, the agricultural product sterilization and storage of the atmospheric pressure plasma spray device of the present invention is a plasma induction module 10, the gas supply unit 20 and the power supply unit 30 is 0.5 ~ 1.0 mm between the electrode and ground. It includes.

상기 플라즈마 유도 모듈(10)은 플라즈마를 발생시킬 수 있다면 특별한 제한없이 사용이 가능하나, 전극이 그라운드에 가까이 밀착(0.5~1.0 mm)되어 있어 소형으로도 제작이 가능하며, 저 전압으로도 높은 전자밀도를 발생시킬 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.The plasma induction module 10 can be used without particular limitation if it can generate a plasma, but the electrode is closely attached to the ground (0.5 to 1.0 mm) so that it can be manufactured in a small size and high electron even at a low voltage It is preferable to use what can generate a density.

상기 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 경우에는 플라즈마 유도 모듈의 두께가 매우 얇아져서 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치에 간단하게 부착할 수 있으며, 낮은 전압으로도 플라즈마 영역을 구성할 수 있으므로 효율적으로 미생물의 살균 및 유해물질의 분해를 가능하게 할 수 있다.When the distance between the electrode and the ground is 0.5 to 1.0 mm, the thickness of the plasma induction module becomes very thin, so that the plasma induction module can be easily attached to an atmospheric plasma spray device for sterilizing and storing agricultural products. Therefore, it is possible to efficiently sterilize microorganisms and decompose harmful substances.

상기 전극은 구리, 은, 백금, 스텐인레스 봉 또는 기타재질의 도전체로 이루어질 수 있으며, 도전체에 실리콘, 폴리이미드, 에폭시 등 수지의 유전체로 약 5 μm ~ 1 mm 정도의 두께로 피복하여 사용할 수 있다. 이때, 피복두께가 얇을수록 출력전압이 낮아져 효율이 향상되지만 5 μm 이하에서는 내구성이 떨어지는 문제점이 있고, 1 mm 이상에서는 효율이 크게 떨어지므로 이 범위가 바람직하다. 또한, 상기 전극이 원형 와이어인 경우 그 직경은 0.1~5 cm가 바람직하나, 전체 모듈의 크기에 따라 변경될 수 있다. The electrode may be made of a conductor made of copper, silver, platinum, stainless rod, or other material. The electrode may be coated with a dielectric of a resin such as silicon, polyimide, and epoxy to a thickness of about 5 μm to 1 mm. . At this time, the thinner the coating thickness, the lower the output voltage to improve the efficiency, but less than 5 μm, there is a problem that the durability is poor, the efficiency is greatly reduced at 1 mm or more, so this range is preferable. In addition, when the electrode is a circular wire, the diameter is preferably 0.1 to 5 cm, but may be changed according to the size of the entire module.

상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치(100)는 플라즈마 유도 모듈(10)을 1개 이상 포함할 수 있으며, 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치(100)가 장착되는 냉장설비의 크기, 저장 용기의 수에 따라서, 플라즈마 유도 모듈의 수를 임의적으로 선택하여 조절할 수 있다.The agricultural product sterilization and storage atmospheric pressure plasma injector 100 may include one or more plasma induction module 10, the size and storage of the refrigeration equipment equipped with the agricultural plasma sterilization and storage atmospheric pressure plasma injector 100. Depending on the number of containers, the number of plasma induction modules can be arbitrarily selected and adjusted.

상기 가스 공급부(20)는 아르곤(Ar), 산소(O₂), 질소(N₂), 수증기(H₂O), 이산화탄소(CO₂), 공기(Air)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다. 상기 가스 공급부(20)는 압축기(compressor) 및 분류세관식 유량조정장치(mass flow controller; MFC)를 포함할 수 있으며, 상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치(100)에 별도로 분리되어 설치되지만, 일체형으로 장착될 수도 있다.The gas supply unit 20 is at least one gas selected from the group consisting of argon (Ar), oxygen (O ₂ ), nitrogen (N ₂ ), water vapor (H ₂ O), carbon dioxide (CO ₂ ), air (Air) It characterized in that the supply. The gas supply unit 20 may include a compressor and a mass flow controller (MFC), and are separately installed in the atmospheric plasma spray device 100 for sterilizing and storing agricultural products. It may be mounted integrally.

상기 전원 공급부(30)는 상기 전극~그라운드 사이에 전원을 공급하기 위한 것으로서, 통상의 범위내에서 전원을 공급할 수 있으나, 상기 플라즈마 유도 모듈을 구성하는 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 경우 통상의 인가 전압 또는 인가 전력보다 낮은 3.0~6.0 kV 전압 또는 50~250 W 전력을 인가시키도록 하는 것이 바람직하다. 일반적으로 인가 전압이 낮을수록 전력 효율면에서는 유리하나, 3.0 kV 이하에서는 인가전압이 너무 낮아 플라즈마 발생이 극히 약해질 수 있다. The power supply unit 30 is for supplying power between the electrode and the ground, but may supply power within a normal range, but the distance between the electrode and the ground constituting the plasma induction module is 0.5 to 1.0 mm. It is desirable to apply 3.0-6.0 kV voltage or 50-250 W power lower than the usual applied voltage or applied power. In general, the lower the applied voltage is advantageous in terms of power efficiency, but at 3.0 kV or less, the applied voltage is too low, and the plasma generation may be extremely weak.

또한, 상기 전원 공급부(30)의 전원으로는 펄스, 사인파, DC 전원이 사용가능하나, 교류전압을 인가할 때 가장 안정적인 결과를 얻을 수 있으며, 인가 주파수는 통상적인 인가 주파수인 10~200kHz의 범위가 바람직하다. In addition, pulse, sine wave, DC power can be used as the power supply of the power supply unit 30, but the most stable result can be obtained when AC voltage is applied. Is preferred.

상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치(100)는 통상적으로 장치의 제어에 이용되는 터치 패널(touch panel) 및 PLC(programmable logic controller)를 더욱 포함할 수 있다.The atmospheric plasma spraying apparatus 100 for sterilizing and storing agricultural products may further include a touch panel and a programmable logic controller (PLC) which are typically used to control the apparatus.

상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치는 개방형으로 이용시에는 농산물의 포장 및 유통시 컨베이어 벨트 위에서 이용될 수 있고, 밀폐형으로 이용시 냉장설비 내부에 장착된 후 이용될 수 있다.The atmospheric plasma spray device for sterilizing and storing agricultural products may be used on a conveyor belt when packaging and distributing agricultural products when used as an open type, and may be used after being mounted inside a refrigeration facility when used as a sealed type.

따라서, 본 발명은 상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 농산물 살균?보관용 장치 및 이를 이용한 농산물의 처리방법에 관한 것이다.
Therefore, the present invention relates to an apparatus for sterilizing and storing agricultural products and a method of treating agricultural products using the same, wherein the agricultural product is sterilized and stored.

본 발명에 있어서, 상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치(100)는 상기 대기압 플라즈마 분사장치에서 발생된 플라즈마가 농산물 표면의 미생물에 직접 작용하거나 농산물에서 발생되는 에틸렌 가스를 분해하여 발생시킨 에틸렌 산화물 또는 에틸렌 글리콜로 보관중인 농산물에 잔류하는 미생물을 살균시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the agricultural product sterilization-storage atmospheric pressure plasma injector 100 is an ethylene oxide generated by the plasma generated by the atmospheric pressure plasma injector acts directly on the microorganisms on the surface of the produce or decomposes the ethylene gas generated in the produce Or sterilizing the microorganisms remaining in the agricultural products stored in ethylene glycol.

상기 농산물은 그 종류에 특별히 제한되지 않으나, 에틸렌 가스를 발생시키는 과일, 화훼 또는 채소라면 더욱 효과적으로 보관이 가능하다. 상기 농산물은 1차 생산농산물 뿐만 아니라 2차 가공농산물, 천연 첨가물 모두를 포함할 수 있다.The agricultural products are not particularly limited in kind, but can be stored more effectively if the fruit, flower or vegetable that generates ethylene gas. The agricultural products may include not only primary production agricultural products but also secondary processing agricultural products and natural additives.

상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치에서 발생된 플라즈마가 농산물에서 발생되는 에틸렌 가스(ethylene; C₂H₄)를 분해하여 발생시킨 에틸렌 산화물 또는 에틸렌 글리콜로 보관중인 농산물에 잔류하는 미생물을 살균하는 메카니즘을 상세히 설명하면 다음과 같다.Sterilizing microorganisms remaining in the agricultural products stored in ethylene oxide or ethylene glycol generated by decomposition of ethylene gas (ethylene; C ₂ H ₄ ) generated by the plasma generated from the agricultural products sterilization and storage atmospheric plasma spray device for sterilization The mechanism is described in detail as follows.

상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 플라즈마 유도 모듈(10)에서 플라즈마가 발생되면, 플라즈마 발생영역에서는 이온, 전자, 활성 라디칼, 오존 등이 발생된다. When plasma is generated in the plasma induction module 10 of the atmospheric sterilization and storage of the plasma spray device, ions, electrons, active radicals, ozone, and the like are generated in the plasma generation region.

플라즈마 영역에서 물분자 또는 산소분자가 반응식 (1)에 의하여 전자발생과 동시에 OH*, O*와 같은 활성화 라디칼이 발생되고, 활성화 라디칼에 의하여 에틸렌 가스(ethylene; C₂H₄)가 산화되어 하기 반응식 (2) 및 (3)과 같이 에틸렌 산화물(ethylene oxide; C₂H₄O) 또는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol; OH-C₂H₄-OH)을 거쳐 옥살산(oxalic acid, HOOC-COOH)으로 산화된다.
In the plasma region, water molecules or oxygen molecules generate electrons by the reaction formula (1), and activating radicals such as OH * and O * are generated, and ethylene gas (ethylene; C ₂ H ₄ ) is oxidized by the activation radicals. As oxalic acid (HOOC-COOH) via ethylene oxide (C ₂ H ₄ O) or ethylene glycol (OH-C ₂ H ₄ -OH) as shown in schemes (2) and (3) Is oxidized.

O₂ + H₂O + e^- → OH* + O* -------------------------- (1)
_{_{O 2 + H 2 O + e}} - → OH * + O * -------------------------- (1)

Ethylene (C₂H₄) + O* → Ethylene oxide (C₂H₄O) + 4O* → Oxalic acid (HOOC-COOH) + H₂O + O* → 2H₂O + 2CO₂ ----------- (2)
Ethylene (C ₂ H ₄ ) + O * → Ethylene oxide (C ₂ H ₄ O) + 4O * → Oxalic acid (HOOC-COOH) + H ₂ O + O * → 2H ₂ O + 2CO ₂ ----- ------ (2)

Ethylene (C₂H₄) + 2OH* → Ethylene glycol (OH-C₂H₄-OH) + 4O* → Oxalic acid (HOOC-COOH) + 2H₂O + O* → 3H₂O + 2CO₂ ---- (3)
Ethylene (C ₂ H ₄ ) + 2OH * → Ethylene glycol (OH-C ₂ H ₄ -OH) + 4O * → Oxalic acid (HOOC-COOH) + 2H ₂ O + O * → 3H ₂ O + 2CO _2- -(3)

에틸렌 산화물(ethylene oxide; C₂H₄O) 또는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol; OH-C₂H₄-OH)이 미생물의 살균효과를 가지고 있다는 것은 이미 잘 알려져 있는 공지된 사실이다(Gilbert et al., Appl. Microbiol., 12:496-503, 1964; Robertson, O.H., Am. J. Med., 7:293-296, 1949). 에틸렌 산화물 가스는 건식 멸균을 위한 각종 공정에서 널리 사용되어지고 있으며, 에틸렌 글리콜 역시 마찬가지로 항바이러스효과 및 항균 등에 대해 검증되어 각종 항균막 공정 등에 이용되고 있다.
It is well known that ethylene oxide (C ₂ H ₄ O) or ethylene glycol (ethylene glycol; OH-C ₂ H ₄ -OH) has a bactericidal effect (Gilbert et al. , Appl. Microbiol. , 12: 496-503, 1964; Robertson, OH, Am. J. Med., 7: 293-296, 1949). Ethylene oxide gas is widely used in various processes for dry sterilization, and ethylene glycol is also used in various antimicrobial membrane processes for the antiviral effect and antibacterial effect.

또한, 상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치에서 발생된 플라즈마는 농산물에 잔류하는 유해물질을 분해시킬 수 있다. 예를 들면 농약물질인 클로로피리포스(chloropyrifos; C₉H₁₁Cl₃NO₃PS)의 분해는 다음의 반응식에 의하여 이루어질 수 있다. 즉, 플라즈마 영역에서 물분자 또는 산소분자가 반응식 (1)에 의하여 전자발생과 동시에 OH*, O*와 같은 활성화 라디칼이 발생되면, 이 라디칼은 하기 반응식 (4) 및 (5)를 거치며 대상 유해물질(예: 클로로피리포스 농약, chloropyrifos)을 산화하여 분해시켜, 인체에 무해한 이산화탄소와 물분자 등으로 변환시킨다. In addition, the plasma generated by the atmospheric plasma spray device for sterilization and storage of agricultural products may decompose harmful substances remaining in the agricultural products. For example, decomposition of the pesticide chloropyrifos (C ₉ H ₁₁ Cl ₃ NO ₃ PS) can be made by the following reaction formula. That is, when water molecules or oxygen molecules in the plasma region generate activating radicals such as OH * and O * at the same time as electrons are generated by the reaction formula (1), the radicals pass through the following reaction formulas (4) and (5) It oxidizes and decomposes substances (e.g. chloropyrifos pesticides, chloropyrifos) into carbon dioxide and water molecules, which are harmless to the human body.

OH* + C₉H₁₁Cl₃NO₃PS → C₉H₉*Cl₃NO₃PS + 2H₂O ----------- (4)
OH * + C ₉ H ₁₁ Cl ₃ NO ₃ PS → C ₉ H ₉ * Cl ₃ NO ₃ PS + 2H ₂ O ----------- (4)

C₉H₉*Cl₃NO₃PS + 9O₂ + 9OH* → 9CO₂ + 10H₂O + NO₃PS --- (5)C ₉ H ₉ * Cl ₃ NO ₃ PS + 9O ₂ + 9OH * → 9CO ₂ + 10H ₂ O + NO ₃ PS --- (5)

이와 같은 반응은 클로로피리포스에 한정되는 것이 아니라 각종 유기화합물 분자에 모두 해당하는 반응이며 모두 산화반응이 유도되어 분해되는 과정을 거치게 된다.Such a reaction is not limited to chloropyriphos but is a reaction corresponding to various organic compound molecules, and all of them undergo an oxidation-induced process to decompose.

따라서, 본 발명은 다른 관점에서, 전극~그라운드 간의 간격이 0.5~1.0 mm인 플라즈마 유도 모듈, 가스 공급부 및 전원 공급부를 포함하는 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 농산물에 존재하는 화학적 유해물질을 제거하는 방법에 관한 것이다.
Therefore, in another aspect, the present invention exists in agricultural products, characterized in that using a plasma induction module having a spacing between the electrode and the ground 0.5 ~ 1.0 mm, using a atmospheric pressure plasma spray device for sterilization and storage of agricultural products comprising a gas supply and a power supply. It relates to a method for removing chemical harmful substances.

상기 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치는 플라즈마를 발생시키는 빈도와 시간의 조절이 가능하다. 상기 플라즈마 발생 빈도와 시간은 보관중인 농산물의 종류와 모양, 크기에 따라 달라질 수 있으나 일회 5초 이상 1일 10회 이상 반복하는 것이 바람직하다.
The atmospheric pressure plasma spray apparatus for sterilizing and storing agricultural products can control the frequency and time of generating the plasma. The generation frequency and time of the plasma may vary depending on the type, shape and size of agricultural products stored, but is preferably repeated at least 5 seconds at least 10 times a day.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for illustrating the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

실시예 1: 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치 제작Example 1: Fabrication of atmospheric plasma spray device for sterilization and storage of agricultural products

전극과 그라운드 사이의 간격이 약 1 mm인 플라즈마 유도 모듈(가로 330 mm, 세로 68.5 mm, 폭 84 mm, 전극: 구리, 유전체: 유리)을 제작하고, 가스 및 전원을 공급받을 수 있도록 가스 공급부(일반 공기) 및 플라즈마 유도에 필요한 가스를 주입하기 위하여 저소음형 air compressor를 사용하였고, 유량을 정확하게 제어하기 위하여 1 ~ 30 lpm까지 가변 가능한 MFC 모듈을 사용하였다. 전원 공급부 ( RF generator; 인가 전압 3.0~6.0 kV 및 전력 ~200 W)는 안정적인 플라즈마의 유도를 위하여 최대출력이 2 kW인 유도장치를 사용하였다. 상기 플라즈마 유도 모듈은 1개 혹은 양쪽에 각 1개씩 2개 장착시켰다. 이때 각 단계가 자동으로 제어되어 최적의 환경으로 작동될 수 있도록 PLC를 통한 제어 및 터치패널의 장착으로 사용자의 편의성을 높였다.
Plasma induction module (330 mm wide, 68.5 mm wide, 84 mm wide, electrode: copper, dielectric: glass) with a distance of about 1 mm between the electrode and the ground, and a gas supply unit for supplying gas and power. A low noise air compressor was used to inject the gas necessary for general air) and plasma induction, and an MFC module variable from 1 to 30 lpm was used to accurately control the flow rate. The power supply unit (RF generator; applied voltage 3.0 ~ 6.0 kV and power ~ 200 W) used an induction device with a maximum output of 2 kW to induce stable plasma. One or two plasma induction modules were mounted on each side. At this time, each step is controlled automatically and the user's convenience is enhanced by the control through the PLC and the installation of the touch panel so that it can operate in the optimal environment.

실시예 2: 플라즈마 유도에 의한 과일 신선도 유지 확인Example 2: Confirming Freshness of Fruits by Plasma Induction

본 실시예에서는 에틸렌 가스에 민감한 바나나를 대상으로 신선도 확인 및 살균력을 살펴보았으나, 본 발명의 요지상 이외의 에틸렌 가스에 의한 숙성효과를 나타내는 다른 과일 혹은 채소를 대상으로 사용하여도 동일한 결과를 얻을 수 있음은 이 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다.In this embodiment, although the freshness was confirmed and the sterilizing power was examined for ethylene gas-sensitive bananas, the same result was obtained even when using other fruits or vegetables exhibiting the aging effect by ethylene gas other than the gist of the present invention. Being is obvious to those of ordinary skill in this field.

실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 냉장설비 내부에 장착시켜 농산물 살균?보관용 장치를 제작한 다음, 바나나를 보관시키고, 대조군을 동일한 시기에 수확한 바나나를 살균 장치가 없는 동일한 형태의 냉장설비 내부에 보관시켰다. 이때, 바나나의 표면에 직접 플라즈마가 작용하는 것을 방지하기 위해 냉장설비 내부에 직사 차단막을 설치하여 에틸렌 가스의 분해를 유도하였다.The apparatus for sterilization and storage of agricultural products prepared in Example 1 was mounted inside a refrigeration facility to produce agricultural products for sterilization and storage, and then the bananas were stored and the control group harvested bananas at the same time. Stored inside a refrigeration plant of the same type. In this case, in order to prevent plasma from directly acting on the surface of the banana, a direct blocking film was installed inside the refrigerating facility to induce decomposition of ethylene gas.

10일동안 100W의 전력을 이용하여 10초간 1일 12회 플라즈마를 발생시킨 다음 바나나의 상태를 확인하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.After generating plasma 12 times a day for 10 seconds using 100W of power for 10 days, the state of the banana was confirmed, and the results are shown in FIG. 2.

도 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 냉장설비 내부에 장착시켜 제작한 농산물 살균?보관용 장치에 보관된 바나나의 경우 대조군에 비하여 바나나의 신선도가 오랫동안 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 상기 실험에서 플라즈마가 바나나가 보관된 냉장설비 내부에 분사되어 숙성가스인 에틸렌 가스를 분해하면서 바나나의 신선도를 높이는 효과를 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 2, the freshness of bananas compared to the control in the case of the bananas stored in the agricultural product sterilization and storage device manufactured by mounting the atmospheric plasma spraying device for sterilization and storage produced in Example 1 inside a refrigeration facility. It was confirmed that it is maintained for a long time. That is, in the above experiment, the plasma was sprayed into the refrigeration facility in which the bananas were stored, and the effect of increasing the freshness of the bananas while decomposing ethylene gas, which is a mature gas, was confirmed.

도 3은 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치의 대기압 플라즈마 분사장치를 작동시킨 후, 바나나를 보관하면서 바나나에 존재하는 미생물의 수를 측정한 그래프이다. 이때, 바나나의 표면에 직접 플라즈마가 작용하는 것을 방지하기 위해 냉장설비 내부에 직사 차단막을 설치하여 에틸렌 가스의 분해를 유도하였다.Figure 3 is a graph measuring the number of microorganisms present in the banana while the banana is stored after operating the atmospheric plasma spray device of the agricultural product sterilization and storage device equipped with an atmospheric plasma spray device. In this case, in order to prevent plasma from directly acting on the surface of the banana, a direct blocking film was installed inside the refrigerating facility to induce decomposition of ethylene gas.

100W의 전력을 이용하여 각각 플라즈마 분사시간 (0초, 5초, 10초, 15초, 20초)을 달리하여 플라즈마를 발생시킨 결과, 플라즈마 분사시간이 증가함에 따라 바나나 표면에 상주하는 미생물의 개체수가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.Plasma was generated by varying the plasma injection time (0 sec, 5 sec, 10 sec, 15 sec, and 20 sec) using 100 W of power, respectively. As the plasma injection time increased, the number of microorganisms residing on the banana surface increased. Was found to decrease.

도 3에 나타난 바와 같이, 플라즈마를 15초 이상 동안 분사시킨 후의 바나나 샘플에서 바나나 표면의 미생물이 95% 이상 소멸되었음을 확인하였다.As shown in FIG. 3, it was confirmed that more than 95% of the microorganisms on the banana surface disappeared in the banana sample after the plasma was sprayed for 15 seconds or more.

상기 실험에서 플라즈마가 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치 내부에 분사되어 숙성가스인 에틸렌 가스가 에틸렌 산화물 가스 또는 에틸렌 글리콜로 변환되면서 살균작용을 나타내어 살균효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다.
In the experiment, the plasma is injected into the agricultural product sterilization and storage device equipped with an atmospheric plasma spray device, and the ethylene gas, which is a mature gas, is converted into ethylene oxide gas or ethylene glycol, which shows sterilization effect and shows sterilization effect. there was.

실시예 3: 대장균에 대한 살균 효과 분석Example 3: Analysis of bactericidal effect on E. coli

실시예 3-1: 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 이용Example 3-1 Using an Atmospheric Pressure Plasma Injection Apparatus for Sterilizing and Storing Agricultural Products

대장균(Escherichia coli)(한국미생물자원센터, KCTC1041)을 복합평판배지(Luria-Bertani Agar)에 3.3×10⁹ CFU를 도말한 후, 실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 플라즈마 유도 모듈의 노즐로부터 약 5 cm 떨어진 거리에서 플라즈마를 분사하였다. 각각 100, 150, 200 W의 출력을 사용하여 시간별로 살균율(%)을 확인하고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.E. coli ( Escherichia coli ) (Korea Microbial Resources Center, KCTC1041) was plated 3.3 × 10 ⁹ CFU on Luri-Bertani Agar, and then the atmospheric plasma spray device for sterilization and storage of agricultural products prepared in Example 1 Plasma was sprayed at a distance of about 5 cm from the nozzle of the plasma induction module. The sterilization rate (%) was confirmed by time using the output of 100, 150, and 200 W, respectively, and the result is shown in FIG.

도 4에 나타난 바와 같이, 플라즈마를 약 10초만 분사하더라도 대장균에 대하여 약 90% 이상의 살균력이 있음을 확인하였다. As shown in FIG. 4, even when only 10 seconds of plasma injection, the bactericidal power of about 90% or more was confirmed.

상기 결과는 플라즈마 유도 모듈의 노즐로부터 48°의 각도로부터 107°의 각도범위까지 확인한 결과를 합산하여 나타낸 것이며, 48° 이내의 각도에서 분사했을 때 가장 살균력이 높음을 알 수 있었다. 따라서, 짧은 시간내에 살균력을 나타내기 위해서는 48°이내에서 분사하는 것이 바람직하지만 주기적인 분사방식의 경우 107°의 각도범위에서도 90% 이상의 살균력을 나타내므로 용도에 맞게 플라즈마 유도 모듈을 설치?운영할 수 있다.The results are shown by summing the results confirmed from the angle of 48 ° to the angle range of 107 ° from the nozzle of the plasma induction module. Therefore, in order to show sterilization power within a short time, it is preferable to spray within 48 °, but in the case of the periodic spraying method, it shows more than 90% sterilization power even in the angle range of 107 °. have.

또한, 대장균(Escherichia coli)(한국미생물자원센터, KCTC1041)을 복합평판배지(Luria-Bertani Agar)에 3.3×10⁹ CFU를 도말한 후, 실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 플라즈마 유도 모듈의 노즐로부터 약 5.6 cm 떨어진 거리에서 플라즈마를 분사하였다. 이때 generator의 power를 3.7 kV로 고정을 하고 Air의 flow rate을 각각 2 L/min, 3 L/min 및 5 L/min으로 하였으며, 그 결과를 도 5~7에 나타내었다.In addition, E. coli ( E. coli ) (Korea Microorganism Resource Center, KCTC1041) was plated 3.3 × 10 ⁹ CFU in a flat plate medium (Luria-Bertani Agar), and then atmospheric plasma spraying for sterilization and storage of agricultural products prepared in Example 1 Plasma was sprayed at a distance of about 5.6 cm from the nozzle of the plasma induction module of the apparatus. At this time, the power of the generator was fixed at 3.7 kV and the air flow rate was set at 2 L / min, 3 L / min and 5 L / min, respectively, and the results are shown in FIGS. 5 to 7.

도 5~7에 나타난 바와 같이, Air의 flow rate가 2 L/min인 경우 살균시간을 60초 이상처리 했을 때 80%이상의 살균효과(도 5)를 나타내었고, Air의 flow rate가 3 L/min인 경우, 살균시간을 20초 이상처리 했을 때 80% 이상의 살균효과(도 6)를 나타내었으며, Air의 flow rate가 5 L/min인 경우, 살균시간을 20초 이상처리 했을 때 90%이상의 살균효과(도 7)를 나타내었다.
As shown in Figures 5-7, when the flow rate of air is 2 L / min, when the sterilization time is treated for 60 seconds or more showed a sterilization effect of more than 80% (Fig. 5), the flow rate of air is 3 L / In the case of min, when the sterilization time was treated for 20 seconds or more, the sterilization effect was over 80% (Fig. 6), and when the flow rate of air was 5 L / min, when the sterilization time was treated for 20 seconds or more, The bactericidal effect (FIG. 7) was shown.

또한, 대장균(Escherichia coli)(한국미생물자원센터, KCTC1041)을 복합평판배지(Luria-Bertani Agar)에 3.3×10⁹ CFU를 도말한 후, 실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 플라즈마 유도 모듈의 노즐로부터 약 5.6 cm 떨어진 거리에서 플라즈마를 분사하였다. 이때 generator의 power를 4.0 kV로 고정을 하고 Air의 flow rate을 각각 2 L/min, 3 L/min 및 5 L/min으로 하였으며, 그 결과를 도 8~10에 나타내었다.In addition, E. coli ( E. coli ) (Korea Microorganism Resource Center, KCTC1041) was plated 3.3 × 10 ⁹ CFU in a flat plate medium (Luria-Bertani Agar), and then atmospheric plasma spraying for sterilization and storage of agricultural products prepared in Example 1 Plasma was sprayed at a distance of about 5.6 cm from the nozzle of the plasma induction module of the apparatus. At this time, the power of the generator was fixed at 4.0 kV, and the air flow rates were 2 L / min, 3 L / min and 5 L / min, respectively, and the results are shown in FIGS. 8 to 10.

도 8~10에 나타난 바와 같이, Air의 flow rate가 2 L/min인 경우 살균시간을 60초 이상처리 했을 때 80%이상의 살균효과(도 8)를 나타내었고, Air의 flow rate가 3 L/min인 경우, 살균시간을 30초 이상처리 했을 때 거의 100%에 가까운 살균효과(도 9)를 나타내었으며, Air의 flow rate가 5 L/min인 경우, 살균시간을 5초 이상만 처리해도 100%에 가까운 살균효과(도 10)를 나타내었다.
As shown in Figures 8 to 10, when the flow rate of the air is 2 L / min, the sterilization effect of more than 80% when the sterilization time is treated for 60 seconds or more (Fig. 8), the flow rate of air is 3 L / In the case of min, when the sterilization time was treated for 30 seconds or more, the sterilization effect was nearly 100% (Fig. 9). It showed a sterilizing effect close to% (Fig. 10).

또한, 대장균(Escherichia coli)(한국미생물자원센터, KCTC1041)을 복합평판배지(Luria-Bertani Agar)에 3.3×10⁹ CFU를 도말한 후, 실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 플라즈마 유도 모듈의 노즐로부터 약 5.6 cm 떨어진 거리에서 플라즈마를 분사하였다. 이때 generator의 power를 4.3 kV로 고정을 하고 Air의 flow rate을 각각 2 L/min, 3 L/min 및 5 L/min으로 하였으며, 그 결과를 도 11~13에 나타내었다.In addition, E. coli ( E. coli ) (Korea Microorganism Resource Center, KCTC1041) was plated 3.3 × 10 ⁹ CFU in a flat plate medium (Luria-Bertani Agar), and then atmospheric plasma spraying for sterilization and storage of agricultural products prepared in Example 1 Plasma was sprayed at a distance of about 5.6 cm from the nozzle of the plasma induction module of the apparatus. At this time, the power of the generator was fixed at 4.3 kV, and the air flow rates were 2 L / min, 3 L / min and 5 L / min, respectively, and the results are shown in FIGS. 11 to 13.

도 11~13에 나타난 바와 같이, Air의 flow rate가 2 L/min인 경우 살균시간을 60초 이상처리 했을 때 80% 가량의 살균효과(도 11)를 나타내었고, Air의 flow rate가 3 L/min인 경우, 살균시간을 90초 이상처리 했을 때 80% 이상의 살균효과(도 12)를 나타내었으며, Air의 flow rate가 5 L/min인 경우, 살균시간을 30초 이상처리 했을 때 90% 이상의 살균효과(도 13)를 나타내었다.
11 to 13, when the flow rate of air is 2 L / min, when the sterilization time is treated for 60 seconds or more showed about 80% sterilization effect (Fig. 11), the flow rate of air is 3 L In the case of / min, the sterilization time of more than 90 seconds showed more than 80% sterilization effect (Fig. 12), the air flow rate of 5 L / min, 90% when the sterilization time is treated for 30 seconds or more The above bactericidal effect was shown (FIG. 13).

실시예 3-2: 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치를 이용Example 3-2 Using a device for sterilizing and storing agricultural products equipped with an atmospheric pressure plasma spray device

실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 20L, 86L 및 110L 용적의 냉장설비 내부에 각각 장착시켜 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치를 제작한 다음, 대장균(Escherichia coli)(한국미생물자원센터, KCTC1041)을 복합평판배지(Luria-Bertani Agar)에 3.3×10⁹ CFU를 도말한 후, 플라즈마 유도 모듈의 노즐로부터 약 28 cm 떨어진 거리에서 플라즈마를 분사하였다. 이때 generator의 power를 4.0 kV로 고정을 하고 Air의 flow rate을 5 L/min으로 하였으며, 그 결과를 도 14~16에 나타내었다.The apparatus for sterilizing and storing agricultural products equipped with an atmospheric pressure plasma spraying apparatus was mounted by mounting the atmospheric plasma spraying apparatus for sterilizing and storing agricultural products prepared in Example 1 inside a refrigeration facility of 20L, 86L and 110L, respectively, (ESherichia coli ) (Korea Microbial Resources Center, KCTC1041) was plated with 3.3 × 10 ⁹ CFU on Luri-Bertani Agar, and then plasma was sprayed at a distance of about 28 cm from the nozzle of the plasma induction module. At this time, the power of the generator was fixed at 4.0 kV and the flow rate of air was 5 L / min. The results are shown in FIGS. 14 to 16.

도 14~16에 나타난 바와 같이, 20L 용적의 냉장설비에 장착된 경우, 살균시간을 20초 이상처리 했을 때 95%이상의 살균효과(도 14)를 나타내었고, 86L 용적의 냉장설비에 장착된 경우, 살균시간을 20초 이상처리 했을 때 95%이상의 살균효과(도 15)를 나타내었으며, 110L 용적의 냉장설비에 장착된 경우 살균시간을 80초 이상처리 했을 때 95%이상의 살균효과(도 16)를 나타내었다.
As shown in Figure 14 to 16, when mounted in a refrigeration equipment of 20L volume, when the sterilization time is treated for 20 seconds or more showed a sterilization effect of more than 95% (Fig. 14), when installed in a refrigeration equipment of 86L volume , Sterilization time of more than 95% when the sterilization time is treated for 20 seconds or more (Fig. 15), when the sterilization time is more than 95% when the sterilization time is processed for more than 80 seconds (110) Indicated.

실시예 4: 살모넬라균에 대한 살균 효과 분석Example 4: Analysis of bactericidal effect on Salmonella

실시예 4-1: 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 이용Example 4-1 Using an Atmospheric Pressure Plasma Injector for Sterilizing and Storing Agricultural Products

살모넬라균(Salmonella typhimurium)(한국미생물자원센터, KCTC2054)을 복합평판배지(Luria-Bertani Agar)에 2.98×10⁹ CFU를 도말한 후, 실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치의 플라즈마 유도 모듈의 노즐로부터 약 5.6 cm 떨어진 거리에서 플라즈마를 분사하였다. 각각 100, 150, 200 W의 출력을 사용하여 시간별로 살균율(%)을 확인하고, 그 결과를 도 17에 나타내었다.After smearing 2.98 × 10 ⁹ CFU on Salmonella typhimurium (Korea Microbial Resources Center, KCTC2054) in a mixed flat medium (Luria-Bertani Agar), the atmospheric plasma spray device for sterilizing and storing agricultural products prepared in Example 1 The plasma was sprayed at a distance of about 5.6 cm from the nozzle of the plasma induction module. The sterilization rate (%) was confirmed by time using the output of 100, 150, and 200 W, respectively, and the result is shown in FIG.

도 17에 나타난 바와 같이, 플라즈마를 약 10초만 분사하더라도 100 W의 경우 약 85%이상, 200 W의 경우 약 95%이상의 살균력이 있는 것으로 확인되었다. As shown in FIG. 17, even when only 10 seconds of plasma was sprayed, it was confirmed that there was about 85% or more germicidal power in the case of 100 W and about 95% or more in the case of 200 W.

상기 결과는 도 4부터 도 16까지의 경우와 마찬가지로 플라즈마 유도 노즐로부터 48°의 각도로부터 107°의 각도범위까지 확인한 결과를 합산하여 나타낸 것이며, 48° 이내의 각도에서 분사했을 때 가장 살균력이 높아서 짧은 시간내에 살균력을 나타내기 위해서는 48°이내에서 분사하는 것이 바람직하다. 하지만 주기적인 분사방식의 경우 107°의 각도범위에서도 85% 이상의 살균력을 나타내므로 용도에 맞게 플라즈마 유도 모듈을 설치?운영할 수 있다.
As shown in FIGS. 4 to 16, the results are obtained by adding up the results obtained from the plasma induction nozzle from 48 ° to 107 °, and the highest sterilizing power when spraying at an angle within 48 ° is short. In order to show the sterilizing power in time, it is preferable to spray within 48 degrees. However, in the case of the periodic injection method, the sterilizing power is more than 85% even in the angle range of 107 ° so that the plasma induction module can be installed and operated according to the purpose.

실시예 4-2: 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치를 이용Example 4-2: Using a device for sterilizing and storing agricultural products equipped with an atmospheric plasma spray device

실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 20L, 86L 및 110L 용적의 냉장설비 내부에 각각 장착시켜 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치를 제작한 다음, 살모넬라균(Salmonella typhimurium)(한국미생물자원센터, KCTC2054)을 복합평판배지(Luria-Bertani Agar)에 2.98×10⁹ CFU를 도말한 후, 플라즈마 유도 모듈의 노즐로부터 약 28 cm 떨어진 거리에서 플라즈마를 분사하였다. 이때 generator의 power를 4.0 kV로 고정을 하고 Air의 flow rate을 5 L/min으로 하였으며, 그 결과를 도 18~20에 나타내었다.After the production of the sterilization and storage of agricultural products equipped with an atmospheric pressure plasma injection device equipped with an atmospheric plasma spraying apparatus for sterilization and storage of agricultural products prepared in Example 1, respectively 20L, 86L and 110L volume, and then the Salmonella The bacteria ( Salmonella typhimurium ) (KCTC2054, Korea Microbial Resources Center) were plated with 2.98 × 10 ⁹ CFU on a flat plate (Luria-Bertani Agar), and plasma was sprayed at a distance of about 28 cm from the nozzle of the plasma induction module. . At this time, the power of the generator was fixed at 4.0 kV and the air flow rate was 5 L / min. The results are shown in FIGS. 18 to 20.

도 18~20에 나타난 바와 같이, 20L 용적의 냉장설비에 장착된 경우, 살균시간을 10초 이상처리 했을 때 90%이상의 살균효과(도 18)를 나타내었고, 86L 용적의 냉장설비에 장착된 경우, 살균시간을 30초 이상처리 했을 때 100%에 가까운 살균효과(도 19)를 나타내었으며, 110L 용적의 냉장설비에 장착된 경우 살균시간을 60초 이상처리 했을 때 100%에 가까운 살균효과(도 20)를 나타내었다.
As shown in Fig. 18 to 20, when installed in a refrigeration equipment of 20L volume, when the sterilization time is treated for 10 seconds or more showed more than 90% sterilization effect (Fig. 18), when installed in a refrigeration equipment of 86L volume , Sterilization time of 30 seconds or more showed a close to 100% sterilization effect (Fig. 19), when installed in a refrigeration equipment of 110L volume when sterilization time of 60 seconds or more (100 degrees) 20).

실시예 5: 바실러스균에 대한 살균 효과 분석Example 5: Analysis of bactericidal effect on Bacillus

실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 20L, 86L 및 110L 용적의 냉장설비 내부에 각각 장착시켜 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치를 제작한 다음, 그람 양성균인 바실러스균(Bacillus subtilis)(한국미생물자원센터, KCTC2217)을 복합평판배지(Luria-Bertani Agar)에 2.98×10⁹ CFU를 도말한 후, 플라즈마 유도 모듈의 노즐로부터 약 28 cm 떨어진 거리에서 플라즈마를 분사하였다. 이때 generator의 power를 4.0 kV로 고정을 하고 Air의 flow rate을 5 L/min으로 하였으며, 그 결과를 도 21~23에 나타내었다.An atmospheric plasma spraying device for sterilizing and storing agricultural products prepared in Example 1 was mounted inside a refrigeration facility having a volume of 20L, 86L, and 110L, respectively, to produce agricultural sterilizing and storage device equipped with an atmospheric plasma spraying device, and then to Gram. Bacillus subtilis (KCTC2217), a positive bacterium, was smeared on a flat plate (Luria-Bertani Agar) at 2.98 × 10 ⁹ CFU, and then plasma was placed at a distance of about 28 cm from the nozzle of the plasma induction module. Sprayed. At this time, the power of the generator was fixed at 4.0 kV and the flow rate of air was 5 L / min. The results are shown in FIGS. 21 to 23.

도 21~23에 나타난 바와 같이, 20L 용적의 냉장설비에 장착된 경우, 살균시간을 10초 이상처리 했을 때 90%이상의 살균효과(도 21)를 나타내었고, 86L 용적의 냉장설비에 장착된 경우, 살균시간을 15초 이상처리 했을 때 90%이상의 살균효과(도 22)를 나타내었으며, 110L 용적의 냉장설비에 장착된 경우 살균시간을 10초 이상처리 했을 때 90%이상의 살균효과(도 23)를 나타내었다.
As shown in Figure 21 ~ 23, when installed in the refrigeration equipment of 20L volume, when the sterilization time is treated for 10 seconds or more showed more than 90% sterilization effect (Fig. 21), when installed in the refrigeration equipment of 86L volume , Sterilization time of more than 90% showed a sterilization effect of more than 90% (Fig. 22), when installed in a refrigeration equipment of 110L volume, sterilization effect of more than 90% when more than 10 seconds of sterilization time (Fig. 23) Indicated.

실시예 6: 포도상구균에 대한 살균 효과 분석Example 6: Analysis of bactericidal effect on staphylococci

실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 20L, 86L 및 110L 용적의 냉장설비 내부에 각각 장착시켜 대기압 플라즈마 분사장치가 장착되어 있는 농산물 살균?보관용 장치를 제작한 다음, 온실에서 재배한 딸기에서 발생되는 세균들 중 그람 양성균인 포도상구균(Staphylococcus aureus)(한국미생물자원센터, KCTC1916)을 복합평판배지(Luria-Bertani Agar)에 3.3×10⁹ CFU를 도말한 후, 플라즈마 유도 모듈의 노즐로부터 약 28 cm 떨어진 거리에서 플라즈마를 분사하였다. 이때 generator의 power를 4.0 kV로 고정을 하고 Air의 flow rate을 5 L/min으로 하였으며, 그 결과를 도 24~26에 나타내었다.An atmospheric plasma spraying device for agricultural product sterilization and storage prepared in Example 1 was mounted inside a refrigeration facility of 20L, 86L and 110L, respectively, to produce agricultural sterilization and storage device equipped with an atmospheric plasma spraying device, and then to a greenhouse. Gram-positive bacteria of Staphylococcus aureus of the generated from cultivated strawberry bacteria (Staphylococcus aureus) (Korea microorganism resource Center, KCTC1916), and then a smear of 3.3 × 10 ⁹ CFU in the composite plate medium (Luria-Bertani Agar), plasma-derived Plasma was sprayed at a distance of about 28 cm from the nozzle of the module. At this time, the power of the generator was fixed at 4.0 kV and the flow rate of air was 5 L / min. The results are shown in FIGS. 24 to 26.

도 24~26에 나타난 바와 같이, 20L 용적의 냉장설비에 장착된 경우, 살균시간을 90초 이상처리 했을 때 90%이상의 살균효과(도 24)를 나타내었고, 86L 용적의 냉장설비에 장착된 경우, 살균시간을 90초 이상처리 했을 때 90%이상의 살균효과(도 25)를 나타내었으며, 110L 용적의 냉장설비에 장착된 경우 살균시간을 90초 이상처리 했을 때 90%이상의 살균효과(도 26)를 나타내었다.
As shown in Figures 24 to 26, when installed in a refrigeration equipment of 20L volume, when the sterilization time is treated for 90 seconds or more showed a sterilization effect of more than 90% (Fig. 24), when installed in a refrigeration equipment of 86L volume , Sterilization time of more than 90% showed a sterilization effect of more than 90% (Fig. 25), when installed in a refrigeration equipment of 110L volume, sterilization effect of more than 90% when more than 90 seconds of sterilization time (Fig. 26) Indicated.

실시예 7: 실제 딸기 포장작업이 이루어지는 곳에서Example 7 Where Real Strawberry Packaging Work is Made 플라즈마 살균효과Plasma Sterilization Effect

실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 전남 담양소재의 온실작물연구소의 딸기 포장작업이 이루어지는 곳에 설치하였다. generator의 power를 4.0 kV로 Air의 flow rate을 5 L/min으로 고정한 후, 딸기를 포장하는 컨베이어벨트의 속도(0.84, 2.62, 4.24, 6.04, 9.40, 15.17cm/sec)에 따라 플라즈마를 처리하여 살균력을 시험하였다. Atmospheric pressure plasma spray device for agricultural products sterilization and storage produced in Example 1 was installed where the strawberry packaging operation of the Greenhouse Crop Research Institute in Damyang, Jeonnam. The generator power is 4.0 kV and the air flow rate is fixed at 5 L / min, and then the plasma is processed according to the speed of the conveyor belts (0.84, 2.62, 4.24, 6.04, 9.40, 15.17 cm / sec) to pack the strawberries. The bactericidal power was tested.

플라즈마 처리 전과 후의 샘플을 멸균수로 씻은 물을 복합배지에 37℃에서 약 24시간 배양하여 세균수(CFU/ml)를 확인하고, 그 결과를 도 27에 나타내었다.Samples washed before and after the plasma treatment with sterile water incubated for 24 hours at 37 ℃ in a mixed medium to confirm the bacterial count (CFU / ml), the results are shown in Figure 27.

도 27에 나타난 바와 같이, 플라즈마를 처리하지 않은 샘플의 경우 약 80 CFU/ml을 나타낸 반면 플라즈마를 처리한 샘플의 경우 플라즈마를 조사시킨 시간에 관계없이 95%이상의 높은 살균력을 나타냄을 확인하였다.
As shown in FIG. 27, the sample not treated with plasma showed about 80 CFU / ml, while the sample treated with plasma showed high sterilizing power of 95% or higher regardless of the time of irradiation of the plasma.

본 실시 예에서는 대장균과 살모넬라균, 바실러스균, 포도상 구균에 대한 살균력을 살펴보았으나, 본 발명의 요지상 이외의 세균에 대해 사용하여도 동일한 결과를 얻을 수 있음은 이 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다.
In the present embodiment, the bactericidal power of E. coli, Salmonella, Bacillus, Staphylococcus was examined, but the same result can be obtained even if the bacterium is used for bacteria other than the gist of the present invention. It is obvious to him.

실시예 8: 냉장고에 플라즈마를 삽입하여 유해물질 제거효과Example 8: Plasma is inserted into the refrigerator to remove harmful substances

실시예 1에서 제작된 농산물 살균?보관용 대기압 플라즈마 분사장치를 110L 냉장고 내부에 장착한 다음, 농약(paraoxon)을 농도별(0 ppm, 0.1 ppm, 10 ppm)로 처리한 사과를 냉장고 내부에 넣은 후, generator의 power를 4.0 kV, Air의 flow rate을 5 L/min로 하여 60초간 처리한 후 전기화학 방식으로 발생되는 전류량을 통해 잔류농약의 정량 측정하고, 그 결과를 도 28에 나타내었다.An atmospheric plasma spray device for sterilizing and storing agricultural products prepared in Example 1 was mounted in a 110L refrigerator, and then apples treated with pesticides (0 ppm, 0.1 ppm, and 10 ppm) by concentration (0 ppm, 0.1 ppm, and 10 ppm) were placed in the refrigerator. Thereafter, the generator power was 4.0 kV, and the air flow rate was 5 L / min for 60 seconds, followed by quantitative measurement of the residual pesticide through the amount of current generated by the electrochemical method, and the results are shown in FIG. 28.

도 28에 나타난 바와 같이, 플라즈마를 처리하지 않은 샘플보다 60초간의 플라즈마 처리만으로도 15~20%의 농약이 감소되는 것을 확인하였다.
As shown in FIG. 28, it was confirmed that the pesticides of 15 to 20% were reduced even by the plasma treatment for 60 seconds compared to the sample without the plasma treatment.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will readily appreciate that many modifications are possible in the exemplary embodiments without materially departing from the novel teachings and advantages of this invention. something to do. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

10: 플라즈마 유도 모듈
20: 가스 공급부
30: 전원 공급부10: plasma induction module
20: gas supply
30: power supply

Claims

Atmospheric pressure plasma spraying apparatus for sterilizing and storing agricultural products including a plasma induction module, a gas supply unit, and a power supply unit having a distance between electrodes and grounds of 0.5 to 1.0 mm.

According to claim 1, Atmospheric pressure plasma spraying apparatus for sterilization and storage of agricultural products, characterized in that the plasma generated by the plasma spray device sterilize microorganisms on the surface of the agricultural products.

The agricultural product of claim 1, wherein the plasma generated by the atmospheric pressure plasma injector sterilizes microorganisms remaining in the stored product using ethylene oxide or ethylene glycol generated by decomposing ethylene gas generated from agricultural products. Atmospheric pressure plasma sprayer for sterilization and storage.

[Claim 2] The atmospheric plasma spraying apparatus of claim 1, wherein the agricultural product is a fruit, a flower, or a vegetable that generates ethylene gas.

The atmospheric pressure plasma injector for agricultural product sterilization and storage according to claim 1, wherein the agricultural product sterilization and storage atmospheric pressure plasma injector is equipped with at least one plasma induction module.

The gas supply unit of claim 1, wherein the gas supply unit is selected from the group consisting of argon (Ar), oxygen (O ₂ ), nitrogen (N ₂ ), water vapor (H ₂ O), carbon dioxide (CO ₂ ), and air (Air). Atmospheric pressure plasma injector for sterilizing and storing agricultural products, characterized in that one or more gases are supplied.

The apparatus of claim 1, wherein the power supply unit applies a 3.0 to 6.0 kV voltage and 50 to 250 W power.

A method for processing agricultural products, characterized in that the agricultural products are sterilized or stored using an atmospheric plasma spraying device for sterilizing and storing agricultural products including a plasma induction module having a distance between the electrode and the ground of 0.5 to 1.0 mm, a gas supply unit, and a power supply unit.

The method of claim 8, wherein the agricultural product sterilization and storage atmospheric pressure plasma injector is a plasma generated by the atmospheric pressure plasma injector to remain in the agricultural product stored in ethylene oxide or ethylene glycol generated by decomposition of the ethylene gas generated from the agricultural products A method for processing agricultural products, characterized in that the microorganisms are sterilized.

The method of claim 8, wherein the produce is a fruit, a flower, or a vegetable that generates ethylene gas.

The method of claim 8, wherein the agricultural product sterilization-storage atmospheric pressure plasma injector is equipped with at least one plasma induction module.

The gas supply unit of claim 8, wherein the gas supply unit is selected from the group consisting of argon (Ar), oxygen (O ₂ ), nitrogen (N ₂ ), water vapor (H ₂ O), carbon dioxide (CO ₂ ), and air. A method of processing agricultural products, characterized in that to supply at least one gas.

The method of claim 8, wherein the power supply unit applies a voltage of 3.0 to 6.0 kV and 50 to 250 W of power.

A method for removing chemical harmful substances present in agricultural products, comprising using an atmospheric plasma spraying device for sterilizing and storing agricultural products including a plasma induction module having a distance between an electrode and a ground of 0.5 to 1.0 mm, a gas supply part, and a power supply part.

An apparatus for sterilizing and storing agricultural products, characterized in that an atmospheric pressure plasma spraying device for agricultural products sterilization and storage including a plasma induction module having a distance between the electrode and the ground of 0.5 to 1.0 mm, a gas supply unit, and a power supply unit is mounted.