KR20150107922A - 연속식 분말살균처리장치 - Google Patents

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Abstract

연속식 분말살균처리장치는, 피처리대상물을 분말 형태로 공급하는 투입부, 투입부로부터 이격 배치되며, 피처리대상물이 배출되는 배출부, 투입부 및 배출부 사이에 형성되는 피처리대상물의 이동구간 상부에 배치되는 고정식 방전전극, 이동구간 하부에 배치되어 고정식 방전전극과 함께 플라즈마 방전을 일으키는 접지전극, 및 이동구간을 따라서 좌우 측면에 배치되어 피처리대상물을 안내하고 좌우 끝에 위치한 피처리대상물까지 플라즈마로 처리되도록 보조하는 유전체 배리어를 포함할 수 있고, 투입부로 투입되는 피처리대상물이 이동구간을 경유하면서 고정식 방전전극 및 접지전극 사이에서 발생하는 플라즈마에 직접적으로 노출될 수 있다.

Description

연속식 분말살균처리장치{CONTINUOUS STERILZATION TREATMENT APPARATUS FOR POWDER}
본 발명은 플라즈마를 이용하여 대용량의 피처리대상물을 연속적으로 살균 처리할 수 있는 연속식 분말살균처리장치에 관한 것이다.
살균이란 미생물에 물리/화학적 자극을 가하여 제거시키는 것으로, 종래에 분말을 살균하는 방법을 살펴보면, 초고압(high hydrostatic pressure), 고전압 펄스 전기장(high voltage pulsed electric field), 진동자기장(oscillating magnetic field), 이온 조사법(ionizing radiation), 광 펄스(high-intensity pulsed light), 광촉매 산화반응(photocatalytic oxidation) 등이 있으며, 화학적 방법으로는 이산화탄소, 박테리오신(bacteriocin), 산화제(oxidizer), 알코올(alcohol), 염소소독, 산화에틸렌(ethylen oxide), 인화수소(phosphin) 등의 화학약품을 이용하는 방법이 있다. 다만, 화학적 방법은 안전성이 지적되고 있고, 방사선 조사법은 오염된 분말의 미생물이나 해충을 사멸시키는 효과적인 방법이지만 방사성 동위원소에서 발생되는 에너지라는 측면에서 거부감을 유발시킨다. 그 외 방법으로 자외선조사법이 있지만, 투과력이 약하여 표면 이외의 혼입 미생물을 살균할 수 없고, 마이크로웨이브 처리법은 자체 수분 함량이 낮으면 살균 효과가 거의 없고, 오존을 이용한 분말처리 역시 살균력이 약한 것으로 나타났다.
앞서 나열한 분말의 살균 방법들은 높은 소비전력, 화학약품 사용, 처리량의 제한성과 같은 문제가 많아 소비전력을 줄여 운전비용을 경감할 수 있고, 화학약품 사용을 제한할 수 있는 살균 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 분말 형태의 피처리대상물을 연속적으로 대용량 처리할 수 있는 연속식 분말살균처리장치를 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연속적으로 통과하는 분말 형태의 피처리대상물을 살균하기 위한 분말살균처리장치가 개시된다. 분말살균처리장치는, 피처리대상물을 분말 형태로 공급하는 투입부, 투입부로부터 이격 배치되며, 피처리대상물이 배출되는 배출부, 투입부 및 배출부 사이에 형성되는 피처리대상물의 이동구간 상부에 배치되는 고정식 방전전극, 이동구간 하부에 배치되어 고정식 방전전극과 함께 플라즈마 방전을 일으키는 접지전극, 및 이동구간을 따라서 좌우 측면에 배치되어 피처리대상물을 안내하고 좌우 끝에 위치한 피처리대상물까지 플라즈마로 처리되도록 보조하는 유전체 배리어를 포함할 수 있고, 투입부로 투입되는 피처리대상물이 이동구간을 경유하면서 고정식 방전전극 및 접지전극 사이에서 발생하는 플라즈마에 직접적으로 노출될 수 있다. 피처리대상물이 방전이 일어나는 공간에 직접 노출되어 고전압이나, 플라즈마 외에도 들뜬 상태(exciting)의 기체가 안정화되면서 방출하는 자외선도 살균처리에 이용되어 처리 효율을 극대화할 수 있다.
방전전극은 플라즈마 방전이 일어나도록 전원과 연결될 수 있고, 피처리대상물은 이동구간을 지나면서 플라즈마에 직접적으로 지속적 살균처리 되어 대용량 처리가 가능하다.
특히, 이동구간의 좌우 측면에 배치되는 유전체 배리어는 투입부에서 배출부까지 안내하는 역할 및 분말 형태의 피처리대상물이 좌우로 새는 것을 방지하고, 이동구간의 가장자리 즉, 좌우 끝에 배치된 피처리대상물까지 플라즈마로 처리될 수 있도록 한다. 또한, 이동구간의 외측에서 유전체 배리어를 이동구간 상에 고정시킬 수 있는 도전성 고정부재를 배치하여, 접지전극과 도전성 고정부재가 함께 접지 역할을 하도록 할 수도 있다.
본 발명에서는 미생물의 살균을 위한 산화성 성분들을 쉽게 생성할 수 있는 플라즈마의 장점을 충분히 살리면서 환경문제나, 낮은 처리성능, 긴 반응시간 등과 같은 기존의 물리/화학적인 방법의 문제점들을 개선할 수 있다.
또한, 피처리대상물로는 건조 분말뿐만 아니라 펠릿(pellet) 형태의 물질을 포함할 수 있는데, 플라즈마에 노출되어 발생하는 오존, 라디칼(radical), 이온, 전자, 및 여기된(exciting) 분자와 같은 다양한 기체 활성종들은 특히 분말 상태의 피처리대상물 사이 사이로 침투될 수 있어서 살균 처리 효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 운전이 차단되면 활성성분들이 즉시 사라지므로 잔류물질이 남기지 않는다.
플라즈마를 사용한 살균 처리는 대용량의 피처리대상물을 고효율로 연속적인 살균처리를 실현할 수 있으며, 잔류 유해물질 문제를 근본적으로 해결할 수 있고, 대기압 하에서 직류고전압이나 교류고전압을 사용하므로 장치비용이 크게 감소하고, 진공 플라즈마의 문제점인 부대시설의 투자비 및 운전비 증가와 같은 애로사항을 해결할 수 있다.
이동구간에서 피처리대상물을 이동시킬 수 있도록 투입부에서 배출부까지의 이동구간에 피처리대상물을 안내하는 컨베이어(conveyor)를 배치할 수 있다. 컨베이어는 이동구간을 순환하는 컨베이어 벨트를 포함할 수 있는데, 컨베이어 벨트를 스테인리스와 같이 내식성이 뛰어나면서 도전성을 갖는 재질로 제공할 경우, 컨베이어 벨트 자체가 이동식의 접지전극으로서 사용될 수 있다. 이러한 경우, 이동식 접지전극은 고정식 방전전극과 함께 플라즈마 방전을 일으키는 위치가 지속적으로 변경될 수 있다.
또한, 이동구간을 외부와 공간적으로 분리하는 밀폐 하우징을 설치하여 분말을 처리할 경우 발생하는 분진이 외부로 비산되는 것을 방지할 수 있으며, 이때, 밀폐 하우징에 외부 공기를 이동구간을 경유하여 다시 외부로 배출시킬 수 있는 기체 유입구 및 기체 배출구를 형성시킬 수 있다. 외부에서 공급되어 이동구간을 통과하는 공기는 고전압이 걸려 온도가 상승하는 방전전극의 냉각 효과를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 플라즈마 활성종을 형성할 수 있다.
또한, 기체 배출구로 배출되는 외부 공기를 다시 포집하여 기체 유입구로 재 유입시킬 수 있는데, 플라즈마 활성종의 재 사용을 통해서 살균 처리 효과를 높일 수 있다.
참고로, 앞서 언급되는 본 발명의 방전전극은 이동구간 상부에 고정식으로 제공되는데, 고정식 방전전극은 가장자리의 두께가 내측보다 얇아져 방전 효율이 좋은 태엽스프링 형상으로 제공될 수 있고, 이동구간을 따라서 연속 또는 불연속으로 하나 이상 제공될 수 있다. 또한, 침상으로 이동구간을 따라서 복수개가 제공되거나, 판상으로 제공되는 것도 가능하다. 물론, 태엽스프링, 침상, 판상의 방전전극을 혼용하는 것도 가능하다.
다만, 고정식 방전전극은 고전압이 걸려 방전이 일어나는 부분으로 고온 상태에 노출될 수 있기 때문에 내열성이 좋은 스테인리스, 티타늄, 텅스텐, 알루미늄, 및 철 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 고정식 방전전극 하부에 이동구간과 고정식 방전전극을 공간적으로 분리하는 판상의 유전체를 더 배치할 수 있다. 판상의 유전체는 피처리대상물이 분말인 경우 분진이 직접 방전전극에 닿는 것을 방지하고, 유전체를 이용한 배리어 유전체 방전(Dielectric Barrier Discharge)을 구현할 수 있다. 상기 유전체로는 석영(quartz), 유리, 세라믹, 및 테플론(Teflon) 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 이동구간에 컨베이어를 배치하여 피처리대상물을 투입부에서 배출부까지 이동시킬 수도 있고, 이동구간 자체를 기울여 피처리대상물을 자중에 의해서 투입부에서 배출부까지 스스로 이동시킬 수도 있다. 투입부에서 배출부까지 하방으로 기울어진 이동구간을 제공하기 위해서 접지전극을 투입부부터 배출부까지 하부로 경사지게 연장시킬 수 있다.
또한, 접지전극 상부 및 고정식 방전전극 하부 중 적어도 어느 일 측에 제공되어 이동구간과 공간적으로 분리하는 판상의 유전체를 더 배치하여, 배리어 유전체 방전을 구현할 수 있고, 분진이 전극에 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 투입부 및 배출부를 연결하며, 그 내측으로 외부와 밀폐되는 이동구간을 제공하는 중공의 밀폐 하우징을 제공할 수 있다. 이때, 밀폐 하우징에 외부 공기를 이동구간을 경유하여 다시 외부로 배출시키는 기체 유입구 및 기체 배출구를 형성할 수 있고, 기체 배출구로 배출되는 외부 공기를 포집하여 다시 기체 유입구로 재 유입시킬 수도 있다.
본 발명에 따른 연속식 분말살균처리장치에서 피처리대상물이 이동구간을 경유하면서 고정식 방전전극 및 접지전극 사이에서 발생하는 플라즈마에 직접적으로 노출될 수 있고, 방전이 일어나는 공간에 직접 노출되어 고전압이나, 플라즈마 외에도 들뜬 상태의 기체가 안정화되면서 방출하는 자외선도 살균처리에 이용되어 처리 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연속식 분말살균처리장치에서 플라즈마에 노출되어 발생하는 기체 활성종들은 분말 상태의 피처리대상물 사이로 침투가 가능하여 살균 처리 효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 운전이 차단되면 활성성분들이 즉시 사라지므로 잔류물질이 남기지 않는다. 따라서, 플라즈마를 사용한 살균 처리는 전력 절감 및 대용량 고효율 살균처리를 실현할 수 있으며, 대기압 하에서 직류고전압이나 교류고전압을 사용하므로 장치비용이 크게 감소하고, 진공 플라즈마의 문제점인 부대시설의 투자비 및 운전비 증가와 같은 애로사항을 해결할 수 있다.
또한, 밀폐 하우징을 설치하여 분진이 외부로 비산되는 것을 방지할 수 있고, 밀폐 하우징 내부로 외부 공기를 순환시켜 온도가 상승하는 방전전극의 냉각 효과를 제공할 수 있다.
특히, 이동구간의 좌우 측면에 배치되는 유전체 배리어는 이동구간의 양쪽을 막아 플라즈마 및 플라즈마 생성물을 이동구간 내측으로 가두어 주는 역할을 하여 이동구간의 가장자리에서도 피처리대상물이 효과적으로 살균 처리될 수 있다.
또한, 이동구간에 피처리대상물을 이동시키는 컨베이어의 벨트를 이동식 접지전극으로 제공하여 별도의 접지전극을 제공하는 시설상의 불편함을 피할 수 있고, 이동구간 자체를 기울여 피처리대상물을 배출부까지 스스로 이동시켜 별도의 동력 없이 피처리대상물을 이동시킬 수 있다.
또한, 접지전극이나 고정식 방전전극을 커버하는 판상의 유전체를 더 배치하여, 배리어 유전체 방전을 구현할 수 있고, 분진이 전극에 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말살균처리장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말살균처리장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말살균처리장치의 측면도이다.
도 4 및 도 5는 각각 반응시간 및 입력전압에 따른 대장균 처리 효율을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분말살균처리장치의 정면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1 및 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 분말살균처리장치의 정면도, 평면도, 및 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 연속식 분말살균처리장치(100)는 분말에 기생하는 미생물이 분말 표면 뿐만 아니라 분말 내부에 존재한다는 점에 착안하여, 분말 자체를 플라즈마 발생 공간에 위치하도록 하였으며, 연속식 분말살균처리장치(100)는 투입부(120), 배출부(130), 고정식 방전전극(140), 및 컨베이어(150)를 포함한다.
연속식 분말살균처리장치(100)의 살균처리 하우징(110)의 일측에는 피처리대상물(이하, 본 실시예에서는 분말로 지칭)이 투입되는 투입부(120)가 배치되며, 타측에는 분말(10)이 처리되어 배출되는 배출부(130)가 배치된다.
살균처리 하우징(110)은 밀폐 하우징(112) 및 밀폐 하우징(112) 하부에 제공되는 보관 하우징(118)을 포함하며, 살균처리 하우징(110) 상부에는 제어판(160)이 마련되어 방전전극(140)으로 교류나 직류 고전압 즉, 전원을 공급하는 전원 공급부를 제어하거나 기체를 압축해 제공하는 블로워(blower)와 같은 기체 공급부를 제어할 수 있다.
밀폐 하우징(112)은 투입부(120)에서 배출되어 이동구간(105)을 거쳐 배출부(130)까지 분말이 이동하는 공간을 외부와 밀폐할 수 있도록 제공되며, 밀폐 하우징(112)에는 투입부(120)에 인접하게 기체 유입구(114) 및 배출부(130)에 인접하게 기체 배출구(116)가 형성된다.
투입부(120)에서 배출부(130) 사이에 제공되는 이동구간(105)을 거쳐서 살균 처리된 분말은 배출부(130)와 연결된 보관 하우징(118)에 보관될 수 있다.
고정식 방전전극(140)은 이동구간(105) 상부에 배치되어 플라즈마 방전이 일어나도록 전원과 연결되며, 분말은 이동구간(105)을 지나면서 플라즈마에 직접적으로 노출될 수 있고, 분말이 방전이 일어나는 공간에 직접 노출되어 고전압이나, 플라즈마 외에도 들뜬 상태의 기체가 안정화되면서 방출하는 여러 파장의 자외선도 살균처리에 이용되어 처리 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 플라즈마에 노출되어 발생하는 오존, 라디칼, 이온, 전자, 및 여기된 분자와 같은 다양한 기체 활성종들은 특히 분말 상태의 피처리대상물 사이 사이로 침투될 수 있어서 살균 처리 효과가 뛰어나며, 고정식 방전전극(140)에 전원이 차단되면 활성성분들이 즉시 사라지므로 잔류물질이 남지 않는다.
본 실시예에서 방전전극(140)은 이동구간(105) 상부를 커버하도록 이동구간(105) 상부에 고정되는 판으로 제공되는데, 경우에 따라서 고정식 방전전극은 태엽스프링이나 침상으로도 제공될 수 있고, 여러 형상의 방전전극을 혼용하는 것도 가능하다.
다만, 고정식 방전전극은 고전압이 걸려 방전이 일어나는 부분으로 고온 상태에 노출될 수 있기 때문에 내열성이 좋은 스테인리스, 티타늄, 텅스텐, 알루미늄, 및 철 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
고정식 방전전극(140) 아래에 배치되는 컨베이어(150)는 투입부(120)에서 배출부(130)까지의 이동구간(105)에서 분말을 안내하며, 컨베이어 벨트(152)를 순환시키기 위하여 이동구간(105)의 양 끝에 각각 배치되는 제1 롤러(153) 및 제2 롤러(154)를 포함하고, 제2 롤러(154)는 별도의 구동모터(156)에 연결되어 회전력을 전달 받는다.
컨베이어 벨트(152)는 스테인리스와 같은 도전 재료로 제공되어 자체가 이동식의 접지전극으로서 사용된다. 이러한 경우, 이동식 접지전극은 고정식 방전전극과 함께 플라즈마 방전을 일으키는 위치가 지속적으로 변경될 수 있으며, 별도의 접지전극을 제공하는 추가 시설공정을 피할 수 있다. 또한, 경우에 따라서 컨베이어의 다른 구성, 예를 들어, 컨베이어 벨트 측면에 놓여 벨트를 가이드 하는 커버나 컨베이어 측면을 커버하는 측면 커버를 도전성 재질로 하여 접지전극으로 함께 사용하는 것도 가능하다.
한편, 컨베이어 벨트(152)를 쭉 따라서 형성되는 이동구간(105)의 좌우 측면에는 유전체 배리어(157)가 배치된다. 유전체 배리어(157)는 분말을 투입부(120)에서 배출부(130)까지 안내하는 역할을 하여 분말이 좌우로 빠지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이동구간(105)의 양쪽을 막아 플라즈마 및 플라즈마 생성물을 이동구간(105) 내측으로 가두어 주는 역할도 함으로써, 좌우 끝에 배치된 분말이 효율적으로 처리될 수 있도록 한다. 또한, 이동구간(105)의 외측에서 유전체 배리어(157)를 이동구간(105) 상에 고정시킬 수 있는 도전성 고정부재(158)는 컨베이어 벨트(152)와 함께 접지 역할을 할 수도 있다. 또한, 교류를 이용할 경우보다 직류를 이용한 방전 시 방전전극(140)과 접지전극 간의 거리가 다소 멀어도 플라즈마 방전이 잘 일어나며, 유전체 자체에 집진현상이 잘 일어나지 않지만, 특히 교류를 이용할 경우 유전체에 분말이 달라붙는 집진현상을 최소화할 수 있다. 이에 교류와 직류를 교번적으로 사용하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서 이동구간(105)은 밀폐 하우징(112)에 의해서 외부와 공간적으로 분리되는데, 밀폐 하우징(112)은 분말을 살균처리 하는 동안 발생하는 분진이 외부로 비산되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 밀폐 하우징(112)에는 외부 공기를 이동구간(105)을 경유하여 다시 외부로 배출시킬 수 있는 기체 유입구(114) 및 기체 배출구(116)가 형성된다.
기체 유입구(114)를 통해서 외부에서 이동구간(105)을 통과하는 공기는 고전압이 걸려 온도가 상승하는 방전전극(140)의 냉각 효과를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 플라즈마 활성종을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 기체 배출구로 배출되는 외부 공기는 재 포집되어 기체 유입구로 다시 유입시킬 수 있는데, 플라즈마 활성종의 재 사용을 통해서 살균 처리 효과를 높일 수 있다.
또한, 아크 방전 방식 외에도 고정식 방전전극 하부에 이동구간과 고정식 방전전극을 공간적으로 분리하는 판상의 유전체를 더 배치할 수 있는데, 판상의 유전체는 피처리대상물이 분말인 경우 분진이 직접 방전전극에 닿는 것을 방지하고, 유전체를 이용한 배리어 유전체 방전을 구현할 수 있으며, 상기 유전체로는 석영, 유리, 세라믹, 및 테플론 등을 사용할 수 있다.
도 4 및 도 5는 반응시간 및 입력전압에 따른 대장균 처리 효율을 도시한 그래프이다. 실험은 처리장치를 모사한 반응기 내에서 수행되었으며, 분말을 플라즈마로 처리하는 효율을 확인하기 위하여 DC 전원장치(+극형, 20~50kV)를 이용하여 방전전극에 전원을 공급하고, 플라즈마 발생 공간에 다양한 활성종 및 자외선이 발생될 수 있도록 공기, 산소, 아르곤, 질소 기체 등을 반응기 내로 1L/min의 유량으로 공급할 수 있다.
살균 처리를 위한 분말은 미생물에 오염된 분말을 모사하기 위해 스코리아(scoria) 분말에 대장균 배양액을 접종하여, 상부의 고전압 방전전극과 하부의 이동식 접지전극 사이에 위치하도록 놓고, 공기를 반응기 측면에 마련된 기체 유입구로 주입한다. 실제 미생물 오염 분말의 미생물은 이보다 훨씬 낮으나 실험 및 분석을 용이하게 하기 위해 대장균을 105CFU/ml로 높였다. 반응기에 주입되는 공기의 유량은 질량유량조절기를 이용하여 조절하였다. 방전전극에 공급된 고전압은 오실로스코프로 관찰하였고 소비전력의 분석을 위해 전력계를 사용하였다. 본 실험에서 사용한 직류 고전압 공급 장치는 +극의 직류장치이지만, -극 직류장치, 펄스 고전압 및 저주파 교류장치가 사용될 수 있다.
발명의 분말 살균 과정은 50kV의 직류 고전압을 플라즈마 발생장치에 5분 동안 공급하였다. 50 kV의 전압에서 전력계로 측정된 소비전력은 22 W였는데, 5분간 (300초) 공급된 전기에너지로 환산하면 6,600J이다. 본 실험에서 건조 분말에 기생하는 각종 미생물이 고전압에 의해 사멸하며 또한, 플라즈마에 의해 발생된 다양한 활성종과 자외선에 의해서도 사멸된다.
도 4에서 주입 기체는 공기를 사용하고, 소비전력 22W에서 건조분말 200g을 살균 처리하여 살균 시간 별 살균효율을 측정한 그래프이다. 미생물에 오염된 시료는 인위적으로 대장균 배양액을 건조 분말에 뿌려서 대장균 수가 약 105CFU/ml가 되도록 제조하였다. 도 4과 같이 저온 플라즈마를 이용하여 살균처리 시 살균시간 1분 후에는 약 104CFU/ml으로 대장균 수가 감소하였고, 5분 후에는 약 102CFU/ml으로 대장균 수가 감소하였다.
도 5는 주입 기체를 공기로 사용하고, 살균시간은 5분, 건조분말 200g을 살균 처리한 그래프이다. 소비전력이 10W에서는 대장균이 거의 사멸하지 않았는데 이와 같은 이유는 본 실험에서 소비전력 10W에서는 플라즈마가 거의 형성되지 않기 때문이다. 다만, 14W 이상에서는 소비전력이 증가할수록 살균효율이 증가하는 것으로 확인되었다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분말살균처리장치의 정면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 연속식 분말살균처리장치(200)는 투입부(220), 배출부(230), 및 고정식 방전전극(240)을 포함하며, 상기 구성들은 앞선 실시예의 설명이나 도면을 참고할 수 있고, 본 실시예에서는 앞선 실시예와 차이가 있는 부분을 중심으로 설명한다.
본 실시예에서는 이동구간(205) 자체가 기울어져 분말이 자중에 의해서 투입부(220)에서 배출부(230)까지 스스로 이동되도록 한다. 본 실시예에서 이동구간(205)은 밀폐 하우징(280)에 의해서 외부와 공간적으로 분리되는데, 밀폐 하우징(280)은 분말을 살균처리 하는 동안 발생하는 분진이 외부로 비산되는 것을 방지할 수 있다. 참고로, 본 실시예서 이동구간(205)은 사실상 밀폐 하우징(280) 내측 공간으로 정의되기 때문에 이동구간의 좌우 측으로 분말이 새는 경우는 배제될 것이나, 앞선 실시예와 마찬가지로 가장자리 부분에서는 분말의 처리가 잘 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 본 실시예에서도 밀폐 하우징(280)의 내측에서 이동구간(205)을 따라 그 좌우 측면에 유전체 배리어(미도시)가 배치될 수 있다. 다만, 도 6에서는 표시를 생략한다.
내부로 이동구간(205)을 제공하는 밀폐 하우징(280)은 투입부(220) 및 배출부(230)를 연결하며, 밀폐 하우징(280) 내측 저면에는 접지전극(270)이 투입부(220)부터 배출부(230)까지 하부로 경사지게 연장되어 있다. 그리고, 고정식 방전전극(240)은 앞선 실시예와 같이 판상으로 밀폐 하우징(280) 내측 상부에 제공된다. 따라서, 전원 공급부를 통해서 고정식 방전전극(240)으로 전원이 공급되면 밀폐 하우징(280) 내부의 절연이 깨지면서 방전 즉 플라즈마 상태에 놓이게 된다.
한편, 밀폐 하우징(280)에는 투입부(220)에 인접하게 기체 유입구(214) 및 배출부(230)에 인접하게 기체 배출구(216)가 형성되어 있고, 블로워와 같은 기체 공급부를 이용하여 기체 유입구(214)로 기체를 공급하면, 밀폐 하우징(280) 내부로 강제로 공급되는 기체로부터 오존, 라디칼, 이온, 전자, 및 여기된 분자와 같은 기체 활성종 및 플라즈마 상태에서 이온이나 들뜬 상태의 분자들에 의해 여러 파장의 자외선과 같은 플라즈마 생성물이 방출된다.
고정식 방전전극(240)은 이동구간(205) 상부에 배치되어 플라즈마 방전이 일어나도록 전원과 연결되며, 분말은 이동구간(205)을 지나면서 플라즈마에 직접적으로 노출될 수 있고, 분말이 방전이 일어나는 공간에 직접 노출되어 고전압이나, 플라즈마 외에도 들뜬 상태의 기체가 안정화되면서 방출하는 여러 파장의 자외선도 살균처리에 이용되어 처리 효율이 높아진다.
경우에 따라서, 기체 배출구(216)로 배출되는 공기는 재 포집되어 기체 유입구(214)로 다시 유입될 수 있는데, 플라즈마 활성종의 재 사용을 통해서 살균 처리 효과를 높일 수 있다. 또한, 투입부(220)로 분말과 함께 자연스럽게 유입된 공기 역시 배출부(230)에서 재 수집하여 투입부(220)로 재 순환시키는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 고정식 방전전극(240) 하부에 이동구간(205)과 고정식 방전전극(240)을 공간적으로 분리하는 판상의 유전체(290)가 더 배치된다.
판상의 유전체는 피처리대상물이 분말인 경우 분진이 직접 방전전극(240)에 닿는 것을 방지하고, 유전체(290)를 이용한 배리어 유전체 방전을 구현할 수 있다. 판상의 유전체는 방전전극 하부만 제공될 수도 있지만, 접지전극 상에 놓여 접지전극을 커버할 수도 있고, 방전전극이나 접지전극 양쪽을 모두 커버하도록 배치될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100：연속식 분말살균처리장치 110：살균처리 하우징
112：밀폐 하우징 114：기체 유입구
116：기체 배출구 118：보관 하우징
120：투입부 130：배출부
140：고정식 방전전극 150：컨베이어
152：컨베이어 벨트 157： 유전체 배리어

Claims (14)

  1. 연속적으로 통과하는 분말 형태의 피처리대상물을 살균하기 위한 분말살균처리장치에 있어서,
    상기 피처리대상물을 분말 형태로 공급하는 투입부;
    상기 투입부로부터 이격 배치되며, 상기 피처리대상물이 배출되는 배출부;
    상기 투입부 및 상기 배출부 사이에 형성되는 상기 피처리대상물의 이동구간 상부에 배치되는 고정식 방전전극;
    상기 이동구간 하부에 배치되어 상기 고정식 방전전극과 함께 플라즈마 방전을 일으키는 접지전극; 및
    상기 이동구간을 따라서 좌우 측면에 배치되어 상기 피처리대상물을 안내하고 좌우 끝에 위치한 상기 피처리대상물까지 플라즈마로 처리되도록 보조하는 유전체 배리어;
    을 포함하며, 상기 투입부로 투입되는 상기 피처리대상물이 상기 이동구간을 경유하면서 상기 고정식 방전전극 및 상기 접지전극 사이에서 발생하는 플라즈마에 직접적으로 노출되는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동구간의 외측에서 상기 유전체 배리어를 고정하는 도전성 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동구간에 배치되어 상기 투입부로부터 투입되는 상기 피처리대상물을 상기 배출부까지 안내하는 컨베이어(conveyor)를 포함하며,
    상기 컨베이어는 상기 이동구간을 순환하는 컨베이어 벨트를 포함하며, 상기 컨베이어 벨트는 도전성 재질로 형성되는 이동식의 상기 접지전극으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이동구간과 외부를 공간적으로 분리하는 밀폐 하우징을 포함하며,
    상기 밀폐 하우징에는 외부 공기를 상기 이동구간을 경유하여 다시 외부로 배출시키는 기체 유입구 및 기체 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기체 배출구로 배출되는 외부 공기는 포집되어 다시 상기 기체 유입구로 재 유입되는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정식 방전전극 하부에 상기 이동구간과 상기 고정식 방전전극을 공간적으로 분리하는 판상의 유전체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유전체는 석영, 유리, 세라믹, 및 테프론 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고정식 방전전극은 태엽스프링 형상, 침상, 및 판상 중 적어도 어느 하나로 제공되는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고정식 방전전극은 스테인리스, 티타늄, 텅스텐, 알루미늄, 및 철 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 접지전극은 상기 투입부부터 상기 배출부까지 하부로 경사지게 연장되며,
    상기 투입부로부터 투입되는 상기 피처리대상물은 자중에 의해서 상기 이동구간을 경유하여 상기 배출부로 배출되는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 접지전극 상부 및 상기 고정식 방전전극 하부 중 적어도 어느 일 측에 제공되어 상기 이동구간과 공간적으로 분리하는 판상의 유전체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 투입부 및 상기 배출부를 연결하며, 내측으로 외부와 밀폐되는 상기 이동구간을 제공하는 중공의 밀폐 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 밀폐 하우징에는 외부 공기를 상기 이동구간을 경유하여 다시 외부로 배출시키는 기체 유입구 및 기체 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기체 배출구로 배출되는 외부 공기는 포집되어 다시 상기 기체 유입구로 재 유입되는 것을 특징으로 하는 연속식 분말살균처리장치.
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