KR20170088170A - 플라즈마를 이용한 육가공 식품 처리 방법 및 플라즈마 장치 - Google Patents

플라즈마를 이용한 육가공 식품 처리 방법 및 플라즈마 장치 Download PDF

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KR20170088170A
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Abstract

본 발명은 육제품 플라즈마 처리 장치 및 육제품 제조 방법을 제공한다. 이 육제품 플라즈마 처리 장치는 육제품을 수납하고 밀폐된 공간을 제공하는 메인 챔버; 상기 메인 챔버에 연결된 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버 내부에 배치되고 산소와 질소의 혼합 가스의 대기압 유전체 장벽 방전 플라즈마를 이용하여 질소산화물 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하여 상기 메인 챔버에 제공하는 플라즈마 발생부; 및 상기 메인 챔버 내부의 상기 활성 가스를 제공받아 상기 플라즈마 챔버에 다시 제공하는 활성 가스 순환부를 포함한다. 상기 육제품은 상기 활성 가스에 직접 노출되고 상기 활성 가스에 의하여 염지 처리 또는 살균 처리된다.

Description

플라즈마를 이용한 육가공 식품 처리 방법 및 플라즈마 장치{Plasma Treatment Process For Processed-Meat and Plasma Treatment Apparatus For Processed-Meat}
본 발명은 플라즈마를 이용하여 아질산(NO2) 가스를 생산하고 이를 육제품에 직접 노출시키는 플라즈마 처리 방법과 플라즈마 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 육제품의 제조 공정(분쇄, 혼합, 유화 등) 중에 공기 중의 질소(N2)와 산소(O2)의 플라즈마 방전을 통해 아질산 가스를 발생시켜 육제품을 직접 살균 또는 염지하여 합성 아질산나트륨 무첨가 육제품을 제조하기 위한 플라즈마 처리 방법과 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다
식품 안전성이 보장되고 영양적이며 관능적으로도 우수한 식품에 대한 요구는 지속적으로 높아지고 있다. 현대 소비자들의 소비 경향 중 하나는 자연주의이다. 이에 대한 만족을 위해 식품 가공 산업에서는 화학적 합성 식품 첨가물의 사용을 줄이고 있다. 화학적 합성 식품 첨가물을 대체할 수 있는 천연 첨가물의 개발을 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다.
육가공 식품 산업에 있어 염지공정(curing process)에 사용되는 아질산나트륨(NaNO2)은 소시지, 햄, 베이컨 등의 염지 육가공품 내 아질산 이온(NO2) 공급에 따른 다양한 활성으로 인해 그 이용이 필수적인 첨가물이다. 염지 육제품 내에서 아질산 이온(NO2-)은 우선 보존제로서 여러 호기성 및 혐기성 미생물의 증식을 억제하고, 특히 클로스트리디움 보툴리늄(Clostridium botulinum) 균을 불활성화시킬 수 있으며, 장시간의 열처리에 의해서도 불활성화되지 않고 독성 물질의 생성 및 부패를 일으키는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus) 및 클로스트리디움 퍼프린젠스(Clostridium perfringens)의 증식을 억제할 수 있다. 또한, 아질산 이온(NO2-)은 항산화제로서 염지 육가공품 제조 시 발생하는 지방 산패를 억제하여 산패취의 발생을 줄인다. 육류 내 미오글로빈(myoglobin)은 일산화질소와 결합하여 니트로실미오글로빈(nitrosylmyoglobin)을 생성하여 염지 육색 발현에 관여한다. 아질산 이온(NO2-)은 질소 함유 휘발성 성분 발생에 따른 염지 육제품의 독특하고 매력적인 풍미 발현에 관여한다. 따라서, 염지 육제품 제조 시 아질산 이온은 없어서는 안 되는 물질이며, 전 세계적으로 사용되고 있는 실정이다.
하지만 아질산 이온 공급을 위해 일반적으로 이용되고 있는 화학적 합성 아질산염(NaNO2 또는 KNO2)의 경우, 합성 아질산염 이용에 따른 염지 육가공품 내 나트륨의 증가 및 화학적 합성 첨가제라는 점으로 인해 소비자들이 아질산염이 이용된 염지 육가공품에 대한 기피 현상이 증가하고 있다. 따라서, 소비자의 요구를 만족시키고 육가공 산업의 지속적인 발전을 위해 합성 아질산염을 대체할 수 있는 천연 첨가물의 개발이 시급한 실정이다.
화학적 합성 아질산염을 이용하지 않고 천연 염지 육제품 제조를 위한 방법으로 현재 가장 많이 활용되고 있는 것은 질산염을 포함하고 있는 식물 추출물에 종균(starter)을 접종하여 질산 이온(NO3-)을 환원시켜 얻은 아질산 이온(NO2-)을 이용하는 방법이 있다. 현재 국내뿐 아니라 여러 나라에서 이러한 방법을 이용하고 있다. 특히 셀러리 추출물이 첨가된 합성첨가물 무첨가 제품들로 출시되고 있다. 이러한 제품들에 대한 소비자 선호도 또한 증가하고 있는 추세이다. 그러나 질 산염을 함유하고 있는 천연 식물 추출물 생산을 위한 추출공정과 이를 아질산 이온으로 환원시키기 위한 종균 및 환원공정에서 비용이 추가되고 있다. 이로 인해 천연 식물 추출물이 첨가된 육제품의 생산비 증가는 피할 수 없다. 또한, 현재 염지 육제품 제조 시 요구되는 아질산 이온의 함량을 충족하는 천연 식물 추출물의 생산 공정 및 환원기술이 국내에 확보되어 있지 않아, 국내에서 이용되는 식물 추출물이나 종균 등은 대부분 수입에 의존하고 있다. 따라서 염지 육제품 제조 시 비용을 절감할 수 있고, 효과적으로 아질산염을 대체할 수 있는 국내 기술을 개발하여 국내 육가공 식품 산업의 발전 및 경제성 확보를 도모할 필요가 있다.
한국등록특허 제1229379호에는 합성 아질산나트륨을 첨가하지 않고 질산염을 포함하고 있는 채소 분말과 질산염 환원균을 이용하여 육색고정 및 풍미를 갖는 육제품의 제조방법이 개시되어 있다. 또한, 한국공개특허 제2013-0136051호에는 육가공 시 드라이아이스를 첨가하여 질산염 또는 아질산염을 첨가하지 않고도 지방산화를 억제하여 신선도를 유지할 수 있는 육가공 제품의 제조방법이 개시되어 있다. 그러나, 본원 발명과 같이 합성 아질산염을 대체하여 플라즈마를 이용하여 직접적으로 육제품 처리하는 공정 및 플라즈마 처리 장치는 개시되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 합성 아질산나트륨을 첨가하지 않고 아질산 이온을 육제품에 흡수시켜 육색 고정 효과와 풍미가 우수한 육제품을 제조하기 위한 플라즈마 염지 방법과 효과적인 플라즈마 염지 장비를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 아질산 가스(이산화질소 가스)를 사용하여 육제품의 살균 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육제품 플라즈마 처리 장치는 육제품을 수납하고 밀폐된 공간을 제공하는 메인 챔버; 상기 메인 챔버에 연결된 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버 내부에 배치되고 산소와 질소의 혼합 가스의 대기압 유전체 장벽 방전 플라즈마를 이용하여 질소산화물 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하여 상기 메인 챔버에 제공하는 플라즈마 발생부; 및 상기 메인 챔버 내부의 상기 활성 가스를 제공받아 상기 플라즈마 챔버에 다시 제공하는 활성 가스 순환부를 포함한다. 상기 육제품은 상기 활성 가스에 직접 노출되고 상기 활성 가스에 의하여 염지 처리된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 챔버는 상기 육제품의 혼합을 위하여 회전축과 상기 회전축에 달린 날개를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회전축은 축 방향의 관통홀을 가지는 파이프 형상이고, 상기 회전축은 상기 관통홀에 연결된 복수의 노즐을 포함하고, 상기 활성 가스 순환부는 상기 회전축에 상기 활성 가스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 활성 가스 순환부는 상기 메인 챔버에 연결되어 오존을 제거하는 오존 필터; 상기 오존 필터의 후단에 연결되어 아질산 가스의 농도를 측정하는 가스 감지부; 및 상기 가스 감지부의 후단에 연결된 압축기를 포함하고, 상기 압축기는 상기 플라즈마 챔버에 상기 활성 가스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는 서로 이격되어 나란히 연장되는 복수의 유전체 장벽 방전 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체 장벽 방전 모듈은 제1 방향 및 제2 방향에 의하여 정의된 배치 평면에서 제1 방향으로 연장되는 제1 유전체 장벽 방전판; 상기 배치 평면에 수직한 제3 방향으로 이격되어 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 유전체 장벽 방전판; 및 상기 제1 유전체 장벽 방전판과 상기 제2 유전체 장벽 방전판의 양단에 배치되고 일정한 거리를 유지하는 한 쌍의 스페이서를 포함할 수 있다. 상기 제1 유전체 장벽 방전판과 상기 제2 유전체 장벽 방전판의 서로 마주보는 면에서는 동일한 형상의 제1 플라즈마 전극이 각각 배치되고, 상기 제1 유전체 장벽 방전판과 상기 제2 유전체 장벽 방전판의 서로 등지는 면에는 동일한 형상의 제2 플라즈마 전극이 각각 배치되고, 상기 제1 플라즈마 전극은 상기 제2 플라즈마 전극은 서로 제2 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는 상기 스페이서를 지지하고 상기 제3 방향으로 연장되는 도전성 지지블록; 복수의 유전체 장벽 방전 모듈의 최외각에 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 한 쌍의 측면 절연판; 및 상기 도전성 지지블록을 감싸도록 배치되고 상기 제3 방향으로 연장되는 절연 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는 제1 방향으로 연장되고 일정한 간격으로 배열되고 절연체로 코팅된 금속 재질의 복수의 제1 유전체 장벽 방전 봉들; 이웃한 한 쌍의 제1 유전체 장벽 봉들 사이에 배치되고 제1 방향으로 연장되는 금속 재질의 복수의 제2 유전체 장벽 방전 봉들; 상기 제1 유전체 장벽 방전 봉들의 일단을 고정하고 상기 제1 유전체 장벽 방전 봉의 좌측에 배치되고 제3 방향으로 연장되는 좌측 도전성 지지블록; 및 상기 제2 유전체 장벽 방전 봉들의 일단을 고정하고 상기 제2 유전체 장벽 방전 봉의 우측에 배치되고 제3 방향으로 연장되는 우측 도전성 지지 블록을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 유전체 장벽 방전 봉들의 제3 방향의 최 외곽에 배치되는 측면 절연판; 상기 좌측 도전성 지지블록을 감싸도록 배치되는 좌측 절연 커버; 및 상기 우측 도전성 지지 블록을 감싸도록 배치되는 우측 절연 커버를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 챔버와 상기 메인 챔버는 서로 공간적으로 이격되어 배치되고, 상기 플라즈마 발생부는 원격 플라즈마(remote plasma)를 형성하고, 상기 활성 가스를 상기 메인 챔버에 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 챔버는 상기 육제품을 이송하는 이송 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 챔버의 내부에 배치되고, 공급되는 가스를 분배하여 상기 플라즈마 발생부에 제공하는 가스 분배부를 더 포함할 수 있다. 상기 가스 분배부는 서로 이격되어 배치된 다층 구조의 가스 분배판을 포함하고, 상기 가스 분배판은 복수의 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀을 통하여 상기 플라즈마 발생부에 상기 활성 가스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 챔버는 상기 육제품의 혼합 및 마사지를 위하여 회전할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 챔버는 상기 메인 챔버의 내측 벽에 설치된 주걱을 포함할 수 있다. 상기 메인 챔버의 회전에 의하여 상기 육제품이 위로 올라갔다가 떨어지는 것에 의하여 상기 육제품의 혼합 및 마사지를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육제품 제조 방법은 질소와 산소의 혼합 가스를 이용하여 대기압 플라즈마 방전을 수행하여 질소산화물 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하는 단계; 및 상기 활성 가스를 육제품에 직접 제공하는 단계;를 포함하고, 상기 질소 산화물 가스에 직접 노출된 상기 육제품은 아질산이온을 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 활성 가스를 육제품에 직접 제공하는 단계는 상기 육제품의 혼합 공정 중에 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 방전을 수행하는 플라즈마 챔버와 상기 육제품을 수납하는 메인 쳄버는 서로 일체형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 대기압 플라즈마 방전을 수행하는 플라즈마 챔버와 상기 육제품은 수납하는 메인 쳄버는 서로 공간적으로 분리되고, 상기 플라즈마 챔버는 상기 대기압 플라즈마 방전을 통하여 형성된 상기 활성 가스를 상기 메인 챔버에 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 육제품에 노출된 상기 활성 가스를 제공받아 상기 활성 가스에서 오존을 제거하고 다시 플라즈마 방전시키는 활성 가스 순환 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 방전은 대기압 유전체 장벽 방전이고, 상기 유전체 장벽 방전의 전력 밀도는 오존 발생을 억제하기 위해 10 W/cm2 이상이고, 상기 유전체 장벽 방전의 주파수는 오존 발생을 억제하기 위해 30 kHz 내지 50 kHz 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 활성 가스를 육제품에 직접 제공하는 단계는 상기 육제품을 혼합하는 혼합기 또는 진공 텀블러를 내에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육제품은 제15 항 내지 제20항 중의 어느 한 항의 육제품 제조 방법에 의하여 처리된다.
본 발명의 방법으로 제조된 육제품은 합성 아질산나트륨을 첨가하지 않고도 육제품을 염지할 수 있으며 기존의 합성 아질산나트륨을 첨가한 육제품과 비교하여 성능 및 관능 평가에서 유의적인 차이가 없어, 본 발명의 플라즈마 염지 공정으로 종래의 화학적 합성 아질산나트륨을 대체할 수 있다.
본 발명은 아질산나트륨 무첨가 제품에 사용되는 천연 첨가물을 대체하여 원가 절감을 가지고, 플라즈마 살균 효과를 통해 제품 경쟁력을 강화할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 육제품 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 1b는 도 1a의 육제품 플라즈마 처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1c는 도 1b의 육제품 플라즈마 처리 장치의 절단 사시도이다.
도 1d는 도 1b의 육제품 처리 장치의 플라즈마 발생부를 설명하는 사시도이다.
도 1e는 도 1b의 육제품 처리 장치의 플라즈마 발생부 및 가스 분배부를 나타내는 사시도이다.
도 1f는 도 1b의 육제품 처리 장치의 플라즈마 발생부의 분해 사시도이다.
도 1g는 도 1f의 육제품 처리 장치의 플라즈마 발생부의 전기적 연결 관계를 나타내는 회로도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1f의 I-I', II-II', 및 III-III'선을 각각 따라 자른 단면도들이다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c는 유전체 장벽 방전판의 평면도, 배면도, 및 단면도를 나타내는 도면들이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생부를 설명하는 사시도들이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 육제품 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 육제품 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 육제품 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 육제품 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도들이다.
최근 들어, 상압(대기압) 플라즈마는 다양한 전극구조, 구동 주파수 및 조건들에 따라 그 특성이 매우 다르게 나타난다. 상압(대기압) 플라즈마는 고온 및 저온 처리, 높은 활성종의 밀도, 그리고 빠른 처리시간 등 여러 장점을 가지고 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 상압(대기압) 플라즈마의 적용 분야는 매우 다양하다. 특히 강한 산화력 혹은 높은 반응성을 갖는 종들을 이용한 건식처리가 가능함에 따라 식품 살균, 바이오 필름 제거, 및 유기막 제거 등 생/의학 분야 및 식품 산업에서 활발히 연구가 진행되고 있다.
기존에는 플라즈마를 이용한 폐수처리 및 COD, BOD 감소, 탈색, 탈취 등 후처리 공정에 사용되었던 것과 달리 최근에는 플라즈마로 처리된 증류수나 용액을 선처리 공정에 이용하는 어플리케이션이 소개되고 있다. 플라즈마로 처리된 증류수의 경우, 플라즈마 처리수라 불리며 오존수를 대신하여 살균수로서 그 역할을 대신 할 수 있을 정도의 좋은 살균력을 가지고 있다는 결과도 발표된 바 있다.
일명 '플라즈마 처리수'는 증류수에 대기압 플라즈마를 직접적으로 혹은 간접적으로 노출시켜 생성할 수 있다. 대기압 플라즈마는 헬륨, 아르곤, 질소 등 여러 방전 기체로 방전이 이루어지지만 생성하고자 하는 플라즈마 처리수가 함유하는 화학종은 방전 기체에 따라 결정된다. 예를 들어, 살균력이 높은 오존이나 산소 활성종(reactive species)들은 방전기체로 산소나 산소 및 다른 기체의 혼합 기체를 사용하여 생성할 수 있다.
또한, 플라즈마 처리수에 녹아서 존재하는 화학종들이 방치 시간에 따라 변화하기 때문에 이에 대한 이해도 필요하다. 육제품 제조 시 필수적으로 필요한 합성 아질산염은 플라즈마 처리수로 대체할 수 있다. 이 경우, 플라즈마 처리수에 함유되어 있는 아질산 이온(Nitrite ion, NO2 - )과 질산 이온(Nitrate ion, NO3 -)이 중요하게 사용된다. 하지만, 방치 시간에 따른 아질산 이온의 농도가 감소되기 때문에 플라즈마 처리수를 산업적으로 이용하기에 어려움이 있다.
한편, 플라즈마 처리수에 함유되어 있는 아질산 이온과 질산 이온(Nitrate ion, NO3 -)을 이용하여 육류를 처리하는 경우, 새로운 식품 공정으로 식품의약품안전처(FDA)의 허가를 요구한다. 이러한 새로운 공정의 도입에 따른 허가는 시간과 노력을 요구한다. 플라즈마 처리수를 이용한 염지 공정은 현실적으로 적용되기 어렵다.
따라서, 아질산 이온 함유 플라즈마 처리수 또는 종래의 합성 아질산나트륨을 대체할 새로운 염지 공정이 요구된다.
대기압에서 산소 및 질소의 혼합 가스를 이용하여 플라즈마를 생성하는 경우, 질화 산화물 가스 및 오존 가스가 발생하며, 오존 가스는 염지 공정에 불필요하다. 오존 가스의 발생을 억제하거나 발생된 오존 가스를 제거하는 플라즈마 장치가 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법에 따르면, 대기압 플라즈마에 의하여 발생한 질화 산화물 가스를 직접 육제품에 노출시키는 경우에도, 안정적으로 육제품 내에 아질산 이온(Nitrite ion, NO2 - )과 질산 이온(Nitrate ion, NO3 -)이 생성되는 것이 발견되었다. 또한, 30kHz 이상의 주파수와 소정의 전력 밀도 이상의 전력이 공급되는 경우, 유전체 장벽 방전에서 오존 가스의 발생이 억제될 수 있다. 또한, 발생된 오존 가스를 제거하고 소정의 농도 이상의 아질산 가스를 유지하기 위하여, 오존 가스 필터와 가스 순환 구조가 채택될 수 있다. 대기압 플라즈마 또는 대기압 유전체 방전은 760 토르(Torr) 및 대기압 이하의 저진공 상태(100 토르 이상)을 포함한다. 또한, 상기 아질산 가스(이산화질소 가스)는 육제품의 살균 공정에 사용될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 합성 아질산염을 첨가하지 않고 육제품 내에 플라즈마 염지 처리를 통하여 아질산 이온을 생성하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 아질산 가스(이산화질소 가스)를 사용하여 육제품의 살균 공정을 제공하는 것이다.
플라즈마 염지 처리는 질소와 산소의 혼합가스의 유전체 장벽 방전 플라즈마 이용하여 질소산화물 가스를 생성하고, 질소 산화물 가스를 직접 육제품에 노출시켜, 육제품 내에 아질산 이온을 생성할 수 있다. 이에 따라, 상기 아질산 이온은 육색 고정 효과와 풍미를 나타내어 기호도가 우수한 육제품을 제조할 수 있다. 또한, 상기 질소 산화물 가스는 육제품을 살균할 수 있다.
역사적으로 염지는 고기를 저장할 목적으로 소금을 첨가하는 것을 의미하였지만, 시간이 흐름에 따라 염지의 의미도 변하여 소금, 설탕, 질산염 또는 아질산염을 고기에 첨가하는 것으로 이해되어지다가, 현대에는 각종 양념, 향신료, 아스콜빈산, 인산염, 결착제, 충전제 및 각종 풍미 증진제 등도 함께 첨가되는 것을 염지라고 한다. 본 발명의 일 실시예에 플라즈마 염치 처리에 따르면, 아질산 이온이 육제품 내에 생성된다.
세절공정은 원료육을 균일하게 세절하여 혼합하기 쉽게 하는 공정이다. 혼합공정은 세절된 원료육을 향신료, 조미료 등 부재료와 함께 균일하게 혼합하는 공정이다.
통상적으로, 육제품 제조를 위해 육제품을 염지시키는 단계에서 첨가되어지는 원료들은 보존료로서 아질산염 또는 질산염이 사용된다. 육제품은 혼합기를 이용하여 혼합되고, 상기 혼합기는 통상적으로 축에 달린 날개를 이용하여 육제품을 교반한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 통상적인 혼합기에 플라즈마 발생 장치를 장착한다. 이에 따라, 플라즈마 발생 장치의 플라즈마 처리 공정은 교반과 동시에 육제품에 아질산 이온(Nitrite ion, NO2- )과 질산 이온(Nitrate ion, NO3-)을 생성하여, 합성 아질산염 첨가 공정을 대체할 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 처리 공정은 육제품의 살균 공정을 대체할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 육제뭄의 염지 단계에서, 합성 아질산염을 첨가하지 않고 질소와 산소의 혼합기체를 이용한 플라즈마에 의하여 생성된 질소 산화물 가스를 이용하여 육제품을 염지한다. 플라즈마 염지 공정을 수행하는 동시에서, 상기 혼합기를 이용한 혼합공정이 동시에 수행될 수 있다. 상기 혼합 공정에서, 물 및 풍미증진제 등이 첨가된다.
대기 중의 공기를 방전기체로 사용하거나 질소와 산소의 혼합기체를 이용한 방전의 경우, 플라즈마는 질소 산화물 및 오존을 발생시킨다. 플라즈마로부터 발생하는 질소산화물 및 관련 활성종들이 수분을 포함하는 교반된 육제품에 용해되어, 하이드록실 라디칼(OH radical), 오존, 아질산염(KNO2 또는 NaNO2) 및 질산염(KNO3 또는 NaNO3)이 생성된다. 다음 화학반응식들을 통해 아질산(HNO2)과 질산(HNO3)이 생성된다. 상기 질소 산화물이 상기 육제품에 효율적으로 흡수되도록, 플라즈마 염지 공정은 혼합 공정을 수행하는 혼합기에서 혼합공정과 동시에 수행될 수 있다.
[반응식 1]
2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
[반응식 2]
NO + NO2 + H20 → 2NO2 - + 2H+
[반응식 3]
2NO2 + H2O → NO2 - + NO3 - + 2H+
[반응식 4]
3NO2(g) + H20(l) → 2HNO3(aq) + NO(g)
[반응식 5]
4NO2(g) + O2(g)H2O(l) → 4HNO3(aq)
[반응식 6]
NO + OH + M → HNO2 + M
[반응식 7]
NO2 + OH + M → HNO3 + M
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 육제품 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 1b는 도 1a의 육제품 플라즈마 처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1c는 도 1b의 육제품 플라즈마 처리 장치의 절단 사시도이다.
도 1d는 도 1b의 육제품 처리 장치의 플라즈마 발생부를 설명하는 사시도이다.
도 1e는 도 1b의 육제품 처리 장치의 플라즈마 발생부 및 가스 분배부를 나타내는 사시도이다.
도 1f는 도 1b의 육제품 처리 장치의 플라즈마 발생부의 분해 사시도이다.
도 1g는 도 1f의 육제품 처리 장치의 플라즈마 발생부의 전기적 연결 관계를 나타내는 회로도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1f의 I-I', II-II', 및 III-III'선을 각각 따라 자른 단면도들이다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c는 유전체 장벽 방전판의 평면도, 배면도, 및 단면도를 나타내는 도면들이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 육제품 플라즈마 처리 장치(100)는 메인 챔버(180), 플라즈마 챔버(150), 플라즈마 발생부(120), 및 활성 가스 순환부(160)를 포함한다. 상기 메인 챔버(180)는 육제품을 수납하고 밀폐된 공간을 제공한다. 상기 플라즈마 챔버(150)는 상기 메인 챔버(180)에 연결된다. 상기 플라즈마 발생부(120)는 상기 플라즈마 챔버(150) 내부에 배치되고 산소와 질소의 혼합 가스의 대기압 유전체 장벽 방전 플라즈마를 이용하여 질소 산화물 (NOx) 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하여 상기 메인 챔버(180)에 제공한다. 상기 활성 가스 순환부(160)는 상기 메인 챔버(180) 내부의 상기 활성 가스를 제공받아 상기 플라즈마 챔버(150)에 다시 제공한다. 상기 육제품은 상기 활성 가스에 직접 노출되고 상기 활성 가스에 의하여 염지 처리 또는 살균 처리된다. 이에 따라, 상기 육제품은 아질산이온을 생성할 수 있다.
상기 플라즈마 챔버(150)는 밀폐된 용기로 상기 활성 가스의 외부 누출을 방지할 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(150)는 직육면체 형상이고, 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(150)는 직육면체 형상의 몸체 챔버(151)와 직육면체 형상의 플라즈마 챔버 뚜껑(152)을 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(150)의 내부에는 가스 분배부(140) 및 플라즈마 발생부(120)가 배치될 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(150)는 상기 플라즈마 챔버 뚜껑(152)을 통하여 대기 중의 공기, 산소 및 질소의 혼합 가스, 또는 활성 가스를 제공받을 수 있다.
상기 플라즈마 발생부(120)는 질소 및 산소의 혼합 가스를 제공받아 대기압 유전체 장벽 방전을 수행하여 질소 산화물(NxOy) 가스를 포함하는 활성 가스를 생성할 수 있다. 질소 산화물(NxOy) 가스는 아질산 가스(NO2)를 포함할 수 있다. 상기 질소산화물(NxOy) 가스는 육제품의 습기에 용해되어 질산이온 및 아질산 이온을 생산할 수 있다. 상기 플라즈마 발생부(120)는 대기압 방전을 수행하는 원료 가스(대기 중의 공기, 산소와 질소의 혼합 가스) 또는 순환된 활성 가스를 방전하여 질소 산화물(NxOy) 가스를 생성할 수 있다. 상기 플라즈마 발생부(120)는 가스가 통과하면서 방전할 수 있도록 설계될 수 있다. 상기 아질산(NO2) 가스의 농도는 소정 값 이상으로 유지되고 오존 가스를 제거하도록, 상기 활성 가스는 순환될 수 있다. 유전체 장벽 방전은 오존의 생성률을 낮추고 아질산 가스의 생성율을 높일 수 있다. 한편, 유전체 장벽 방전은 마이크로웨이브 플라즈마에 비하여 높은 공간 활용도를 제공하고, 경제적이고, 구조적으로 간단하다.
상기 메인 챔버(180)는 육제품을 수납하고 밀폐된 공간을 제공한다. 상기 메인 챔버(180)는 직육 면체 형상이고, 매인 챔버 뚜껑(182)에 상기 플라즈마 챔버(150)가 장착될 수 있다. 상기 메인 챔버 뚜껑(182)에는 손잡이부(183)가 배치될 수 있다. 상기 손잡이부(183)를 사용하여 상기 메인 챔버 뚜껑(182) 및 상기 플라즈마 챔버(150)는 상기 메인 챔버(180)로부터 분리될 수 있다.
상기 육제품은 소시지, 햄, 베이컨, 또는 캔햄일 수 있다. 상기 육제품의 원료 물질은 돈육, 우육, 계육, 오리육, 양육, 염소육, 칠면조육, 말육, 또는 구육일 수 있다. 상기 육제품은 상기 메인 챔버(180) 내에서 회전하는 날개(187)에 의하여 혼합될 수 있다.
상기 메인 챔버(180)는 상기 육제품을 혼합하는 혼합기 챔버일 수 있다. 상기 메인 챔버(180)는 상기 육제품의 혼합을 위하여 회전축(186)과 상기 회전축(186)에 달린 날개(187)를 포함할 수 있다. 상기 회전축(187)은 구동 모터(188)에 의하여 회전 운동할 수 있다. 상기 회전축(186)이 회전함에 따라, 상기 회전축에 달린 날개(187)는 세절된 육제품을 혼합할 수 있다.
예를 들어, 육제품을 혼합하는 혼합기에서, 상기 혼합기의 뚜껑이 제거되고, 상기 플라즈마 챔버(150)가 장착될 수 있다. 이에 따라, 혼합 공정과 동시에 플라즈마 염지 공정 또는 플라즈마 살균 공정이 동시에 수행될 수 있다.
상기 활성 가스 순환부(160)는 상기 메인 챔버(180)로부터 제공된 상기 활성 가스를 제공받아 상기 플라즈마 챔버(150)에 입력 가스로 제공할 수 있다.
상기 활성 가스 순환부(160)는 상기 메인 챔버(180)의 내부의 오존 농도를 소정의 값 이하로 유지하고, 상기 아질산 가스의 농도를 소정의 값 이상으로 유지할 수 있다. 상기 활성 가스 순환부(160)는 오존을 농도를 낮추기 위하여 오존 필터(161)를 포함할 수 있다. 상기 오존 필터(161)는 빛 또는 촉매를 이용하여 오존을 산소로 분해할 수 있다.
상기 활성 가스 순환부(160)는 상기 메인 챔버(150)에 연결되어 오존을 제거하는 오존 필터(161), 상기 오존 필터(161)의 후단에 연결되어 아질산 가스의 농도를 측정하는 가스 감지부(164), 및 상기 가스 감지부(164)의 후단에 연결된 압축기(163)를 포함할 수 있다. 상기 압축기(163)는 상기 가스 분배부(140) 또는 플라즈마 챔버(150)에 상기 활성 가스를 다시 제공할 수 있다.
상기 활성 가스 순환부(160)는 플라즈마 발생부(120)가 생성한 활성 가스의 흡수율을 높이기 위해 인위적으로 활성 가스를 순환시킬 수 있다. 이를 위하여, 상기 활성 가스 순환부(160)는 상기 메인 챔버(180)에 연결된 파이프를 통하여 상기 메인 챔버(180)에서 활성 가스를 뽑아내어, 이를 가스 분배부(140)에 다시 공급할 수 있다. 상기 활성 가스 순환부(160)는 오존 필터를 이용하여 오존의 분압을 조절하여 상기 메인 챔버 내의 아질산 가스의 농도를 높일 수 있다. 이에 따라, 상기 육제품의 아질산 가스의 흡수율이 증가하여, 상기 육제품 내의 아질산이온의 농도가 증가할 수 있다.
한편, 상기 활성 가스 순환부(160)는 공정 이후 시스템의 유지보수를 위해 상기 메인 챔버(180)를 열기 전에 오존 필터(161) 및 NOx 필터를 이용하여 내부 유해가스의 분압을 충분히 낮추어 준 이후 상기 메인 챔버(150)를 개방할 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
상기 가스 분배부(140)는 복층 구조의 사각형 형상의 타공판을 포함할 수 있다. 상기 가스 분배부(140)는 차례로 적층된 제1 가스 분배판(144) 및 제2 가스 분배판(142)을 포함할 수 있다. 상기 제2 가스 분배판(142)의 구멍 사이즈는 제1 가스 분배판(144)의 구멍 사이즈보다 클 수 있다. 상기 가스 순환부(160)를 통하여 공급된 활성 가스는 상기 플라즈마 챔버의 가스 입구(153)로 제공될 수 있다. 상기 가스 입구로 제공된 가스는 상기 제2 가스 분배판 및 상기 제1 가스 분배판을 통하여 공간적으로 균일하게 분배될 수 있다.
상기 가스 분배부(140)는 상기 플라즈마 발생부(120)와 정렬되어 상기 플라즈마 발생부(120)의 상부에 배치될 수 있다. 상기 가스 분배부(140)는 균일하게 활성 가스 또는 공급 가스를 분배하여 공간적으로 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 상기 가스 분배부(140)는 2개 이상의 타공판 층을 포함하고, 균일하게 플라즈마 발생부(120)에 가스를 공급할 수 있다. 상기 가스 분배부(140)의 재질은 유전체 재질, 세라믹 재질, 또는 금속 재질일 수 있다. 상기 타공판의 구멍은 2차원적으로 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 또한, 제1 가스 분배판(144)과 상기 제2 가스 분배판(142)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
제어부(172)는 활성 가스 모니터링부(170)로부터 상기 활성 가스의 농도 정보를 제공받아, 상기 활성 가스의 농도를 일정하게 유지하도록 상기 플라즈마 발생부(120) 및 상기 활성 가스 순환부(160)를 제어할 수 있다.
상기 가스 분배부(140)는 서로 이격되어 배치된 가스 분배판(142,144)을 포함할 수 있다. 상기 가스 분배판은 복수의 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀을 통하여 상기 플라즈마 발생부(120)에 상기 활성 가스 및/또는 외부 가스를 제공할 수 있다.
상기 플라즈마 발생부(120)는 서로 이격되어 나란히 연장되는 복수의 유전체 장벽 방전 모듈(111)을 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 발생부(120)는 순환된 활성 가스를 이용하여 균일한 플라즈마를 생성할 수 있다.
상기 유전체 장벽 방전 모듈(111)은 제1 방향(x축 방향) 및 제2 방향(y축 방향)에 의하여 정의된 배치 평면에서 제1 방향(x축)으로 연장되는 제1 유전체 장벽 방전판(110a), 상기 배치 평면에 수직한 제3 방향(z축)으로 이격되어 상기 제1 방향(x축 방향)으로 연장되는 제2 유전체 장벽 방전판(110b), 및 상기 제1 유전체 장벽 방전판(110a)과 상기 제2 유전체 장벽 방전판(110b)의 양단에 배치되고 일정한 거리를 유지하는 한 쌍의 스페이서(122)를 포함한다.
상기 제1 유전체 장벽 방전판(110a)과 상기 제2 유전체 장벽 방전판(110b)의 서로 마주보는 면에서는 동일한 형상의 제1 플라즈마 전극(112a, 112b)이 각각 배치되고, 상기 제1 유전체 장벽 방전판(110a)과 상기 제2 유전체 장벽 방전판(110b)의 서로 등지는 면에는 동일한 형상의 제2 플라즈마 전극(114)이 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 플라즈마 전극(112a, 112b)은 상기 제2 플라즈마 전극(114)은 서로 제2 방향(y축방향)으로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 유전체 장벽 방전판의 양면에 각각 형성된 제1 플라즈마 전극과 제2 플라즈마 전극은 y축 방향으로 이격되어 나란히 x축 방향으로 연장될 수 있다.
제1 유전체 장벽 방전판(110a)은 제1 방향으로 연장되는 유전체 재질의 판 형상이고, 일면에는 제2 방향으로 이격된 한 쌍의 제1 플라즈마 전극(112a, 112b)이 배치되고, 타면에서는 제2 플라즈마 전극(114)이 배치될 수 있다. 상기 제1 유전체 장벽 방전판(110a)은 알루미나 기판의 양면에 각각 코팅된 제1 플라즈마 전극(112a, 112b) 및 제2 플라즈마 전극(114)을 포함할 수 있다.
제2 유전체 장벽 방전판(110b)은 상기 제1 유전체 장벽 방전판과 동일한 형상일 수 있다. 상기 제1 유전체 장벽 방전판 및 상기 제2 유전체 장벽 방전판의 한 쌍의 제1 플라즈마 전극(112a, 112b)은 서로 마주 보도록 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 유전체 장벽 방전판은 xy 평면에 배치되어, z축 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 활성 가스는 상기 제1 및 제2 유전체 장벽 방전판 사이의 공간을 통과할 수 있다.
상기 활성 가스를 상기 메인 챔버(180)에 제공하기 위하여, 상기 플라즈마 발생부(120)는 복수의 슬릿 구조 또는 빗(comb) 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 플라즈마 전극(112a, 112b) 및 상기 제2 플라즈마 전극(114)은 유전체 기판(113) 상에 크롬(Cr)으로 코팅된 후 은(Ag) 또는 금(Au)으로 다시 코팅될 수 있다. 상기 유전체 장벽 방전판은 2 mm이하의 얇은 판 형태의 유전체 기판의 양면에 금속박막을 증착하여 형성될 수 있다. 상기 플라즈마 전극은 2개 이상의 금속물질로 증착될 수 있다. 상기 플라즈마 전극은 상기 유전체와의 접촉력을 높이기 위해 크롬(Cr)을 일차적으로 증착하고, 그 위에 산화가 잘 일어나지 않는 은/금을 이차적으로 증착하여 형성될 수 있다. 상기 플라즈마 전극은 10 mm 이하 폭의 줄 형태일 수 있다. 양면의 줄 패턴은 서로 교번되어 배치될 수 있다. 상기 제1 플라즈마 전극과 상기 제2 플라즈마 전극은 서로 양단 끝에서 각각 서로 다른 전압에 인가될 수 있다.
상기 제1 플라즈마 전극(112a, 112b)은 모두 병렬 연결되어 교류 전원의 일 단자에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 플라즈마 전극(114)은 모두 병렬 연결되어 교류 전원의 다른 단자에 연결될 수 있다.
상기 스페이서(122)는 우측 스페이서와 좌측 스페이서를 포함할 수 있다. 상기 제1 플라즈마 전극(112a, 112b)은 나란히 제1 방향으로 연장되는 2 줄을 포함하고, 좌측의 끝에서 출발하여 우측의 끝에 도달하기 전에 멈출 수 있다. 이에 따라, 좌측 스페이서는 상기 제1 플라즈마 전극(112a, 112b)과 전기적으로 접촉하고, 우측 스페이서는 상기 제1 플라즈마 전극과 전기적으로 접촉하지 않을 수 있다.
한편, 제2 플라즈마 전극(114)은 우측의 끝에서 출발하여 좌측의 끝에 도달하기 전에 멈출 수 있다. 이에 따라, 우측 스페이서는 상기 제2 플라즈마 전극을 보조 연결 전극(117)을 통하여 연결하고, 상기 제1 플라즈마 전극(112a, 112b)과는 절연될 수 있다.
스페이서(122)는 도전성 재질로 형성되고, 상기 제1 유전체 장벽 방전판(110a)과 상기 제2 유전체 장벽 방전판(110b)을 서로 z축 방향으로 이격시키고 고정할 수 있다. 상기 스페이서(122)는 상기 유전체 장벽 방전판의 양 끝에 배치되어, 상기 유전체 장벽 방전판 사이에 빈 공간을 형성할 수 있다. 또한, 상기 스페이서(122)는 상기 제1 플라즈마 전극들과 접촉하여 서로 마주 보는 전극들을 전기적으로 서로 병렬 연결할 수 있다. 또한, 상기 스페이서(122)는 등진 제2 플라즈마 전극들을 보조 연결 전극 및 결합 수단을 통하여 전기적으로 병렬 연결할 수 있다.
상기 플라즈마 발생부(120)는 상기 스페이서(122)를 지지하고 상기 제3 방향으로 연장되는 도전성 지지블록(123), 복수의 유전체 장벽 방전 모듈의 최 외곽에 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 한 쌍의 측면 절연판(128), 및 상기 도전성 지지블록을 감싸도록 배치되고 상기 제3 방향으로 연장되는 절연 커버(127)를 포함할 수 있다.
상기 도전성 지지블록(123)은 좌측 도전성 지지블록 및 우측 도전성 지지블록을 포함할 수 있다. 상기 좌측 스페이서들은 상기 좌측 도전성 지지블록들에 전기적으로 연결되면서 고정될 수 있다. 상기 우측 스페이서들은 상기 우측 도전성 지지블록들에 전기적으로 연결되면서 고정될 수 있다. 상기 도전성 지지블록(123)은 제3 방향으로 연장되는 판 형태일 수 있다. 상기 좌측 스페이서들은 볼트와 같은 결합 수단을 통하여 상기 좌측 도전성 지지블록에 결합할 수 있다. 또한, 상기 우측 스페이서들은 볼트와 같은 결합 수단을 통하여 상기 우측 도전성 지지블록에 결합할 수 있다.
전극 연결봉(121)은 상기 도전성 지지블록(123)과 교류 전원(118)과 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 전극 연결봉(121)은 상기 도전성 지지블록(123)에서 z축 방향으로 연장될 수 있다.
절연 커버(127)는 상기 도전성 지지블록(123)을 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 절연 커버(127)는 z축 방향으로 연장되는 판 형상일 수 있다. 상기 절연 커버(127)는 내측면에 z축 방향으로 연장되는 도전성 지지블록 결합용 함몰부를 포함할 수 있다. 상기 도전성 지지블록 결합용 함몰부에 상기 도전성 지지블록(123)이 삽입되어 기생 방전을 억제하고 전기적 안전성을 제공할 수 있다. 상기 절연 커버(127)는 알루미나 재질 또는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질로 형성될 수 있다.
측면 절연판(128)은 복수의 유전체 장벽 방전 모듈의 최 외곽에 배치되고 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다. 상기 측면 절연판(128)은 xz 평면에서 제1 방향으로 연장될 수 있다. 상기 측면 절연판(128)은 알루미나 재질 또는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질로 형성될 수 있다. 상기 측면 절연판(128)은 전기적 안전성을 향상시킬 수 있다. 상기 측면 절연판(128)은 상기 도전성 지지블록(123)에 결합할 수 있다. 상기 측면 절연판은 기생방전을 억제하면서 전기적 안정성을 제공할 수 있다.
교류 전원(118)은 상기 전극 연결봉(121)을 통하여 상기 제1 플라즈마 전극과 상기 제2 플라즈마 전극 사이에 20 kHz 내지 50 kHz의 3 kV 이상의 높은 전압을 인가할 수 있다. 바람직하게는, 오존 발생을 억제하기 위해 교류 전원(118)의 주파수는 30 kHz 내지 50 kHz 일 수 있다. 오존 발생을 억제하기 위해 상기 제1 플라즈마 전극과 상기 제2 플라즈마 전극의 전력 밀도는 10 W/cm2 이상일 수 있다.
상기 전극 연결봉(121)은 상기 플라즈마 챔버(150)의 측면을 통하여 외부로 연장되도록 배치될 수 있다. 상기 전극 연결봉(121)은 절연을 위하여 절연 자겟을 포함할 수 있다.
상기 전극 연결봉(121)은 상기 플라즈마 챔버(150)의 측면에 장착된 챔버 플랜지(155)를 통하여 상기 플라즈마 챔버(150)의 외부로 연장될 수 있다. 상기 전극 연결봉(121)은 상기 전극 연결봉을 실링하는 절연체로 형성된 더미 플랜지(154)에 의하여 고정될 수 있다. 상기 챔버 플랜지(155)는 상기 더미 플랜지(154)와 볼트를 통하여 서로 고정될 수 있다.
상기 활성 가스 모니터링부(170)는 상기 메인 챔버(180)의 질화산화물 가스의 농도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성 가스 모니터링부(170)는 아질산 가스의 흡수 스펙트럼을 이용하여 상기 아질산 가스의 농도를 실시간으로 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육제품 제조 방법은 질소와 산소의 혼합 가스를 이용하여 플라즈마 방전을 수행하여 질소산화물을 포함하는 활성 가스를 생성하는 단계, 및 상기 활성 가스를 육제품에 직접 제공하는 단계를 포함한다. 상기 질소 산화물에 직접 노출된 상기 육제품은 아질산이온을 생성하여 염지 공정을 수행한다. 또한, 상기 질소 산화물에 직접 노출된 상기 육제품은 살균된다.
상기 활성 가스를 육제품에 직접 제공하는 단계는 상기 육제품의 혼합 공정 중에 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성 가스를 상기 육제품에 제공하는 단계와 상기 혼합 공정은 동시에 수행될 수 있다. 이를 위하여, 상기 플라즈마 방전을 수행하는 플라즈마 챔버와 상기 육제품을 수납하는 메인 쳄버는 서로 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 육제품에 노출된 상기 활성 가스를 제공받아 상기 활성 가스에서 오존을 제거하고 다시 플라즈마 방전시키는 활성 가스 순환 단계가 추가될 수 있다. 이에 따라, 상기 활성 가스의 농도가 일정값 이상으로 유지되고, 오존 가스가 제거될 수 있다.
상기 플라즈마 방전은 대기압 유전체 장벽 방전이고, 상기 유전체 장벽 방전의 전력 밀도는 오존 발생을 억제하기 위해 10 W/cm2 이상이고, 상기 유전체 장벽 방전의 주파수는 오존 발생을 억제하기 위해 30 kHz 이상일 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 방전을 수행하는 플라즈마 챔버와 상기 육제품은 수납하는 메인 쳄버는 서로 공간적으로 분리될 수 있다. 상기 플라즈마 챔버는 상기 대기압 플라즈마 방전을 통하여 형성된 상기 활성 가스를 상기 메인 챔버에 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마 챔버는 원격으로 활성 가스를 생성하고, 파이프를 통하여 상기 활성 가스를 상기 메인 챔버 또는 혼합기 챔버에 제공할 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생부를 설명하는 사시도들이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 플라즈마 발생부(220)는 제1 방향으로 연장되고 일정한 간격으로 배열되고 절연체로 코팅된 금속 재질의 복수의 제1 유전체 장벽 방전 봉들(212a), 이웃한 한 쌍의 제1 유전체 장벽 봉들 사이에 배치되고 제1 방향으로 연장되는 금속 재질의 복수의 제2 유전체 장벽 방전 봉들(212b), 상기 제1 유전체 장벽 방전 봉들의 일단을 고정하고 상기 제1 유전체 장벽 방전 봉의 좌측에 배치되고 제3 방향으로 연장되는 좌측 도전성 지지블록(223a), 및 상기 제2 유전체 장벽 방전 봉들의 일단을 고정하고 상기 제2 유전체 장벽 방전 봉의 우측에 배치되고 제3 방향으로 연장되는 우측 도전성 지지 블록(223b)을 포함한다.
상기 플라즈마 발생부(220)는 플라즈마 처리 장치에 집적되거나 장착될 수 있다.
플라즈마 처리 장치는 외부에서 제공된 산소 가스와 질소 가스를 수납하는 밀폐된 공간을 제공하는 플라즈마 챔버(150), 상기 플라즈마 챔버 내부에 배치되고 플라즈마를 이용하여 질화산화물 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하는 플라즈마 발생부(220), 및 상기 플라즈마 챔버 내부의 상기 활성 가스를 제공받아 오존을 제거하고 순환시키는 활성 가스 순환부(160)를 포함할 수 있다. 상기 활성 가스 순환부(160)는 오존 필터를 통하여 오존을 제거하고 순환시킬 수 있다.
제1 유전체 장벽 방전 봉들(212a)은 제1 방향으로 나란히 연장되고, 일단은 상기 좌측 도전성 지지블록(223a)에 결합 수단을 통하여 고정될 수 있다. 상기 제1 유전체 장벽 봉들(212a)은 알루미늄 재질의 봉 형상이고, 그 표면은 알루미늄 산화막으로 코팅될 수 있다. 상기 좌측 도전성 지지블록(223a)은 상기 제1 유전체 장벽 방전 봉들(212a)에 동일한 전압을 인가할 수 있다.
제2 유전체 장벽 방전 봉들(212b)은 제1 방향으로 나란히 연장되고, 일단은 우측 도전성 지지블록(223b)에 결합 수단을 통하여 고정될 수 있다. 상기 제2 유전체 장벽 봉들은 알루미늄 재질의 봉 형상이고, 그 표면은 알루미늄 산화막으로 코팅될 수 있다. 상기 우측 도전성 지지블록(223b)은 상기 제2 유전체 장벽 방전 봉들에 동일한 전압을 인가할 수 있다. 상기 제2 유전체 장벽 방전 봉들은 이웃한 제1 유전체 장벽 방전 봉들 사이에 배치될 수 있다.
좌측 도전성 지지블록(223a)은 제3 방향으로 연장되는 판 형상일 수 있다. 상기 좌측 도전성 지지블록은 상기 제1 유전체 장벽 방전 봉들을 지지하고 전압을 인가할 수 있다.
우측 도전성 지지 블록(223b)은 상기 좌측 도전성 지지블록과 나란히 배치되고, 판 형상일 수 있다. 상기 우측 도전성 지지블록은 상기 제2 유전체 장벽 방전 봉들을 지지하고 전압을 인가할 수 있다.
측면 절연판(228)은 상기 제1 유전체 장벽 방전 봉들의 제3 방향의 최 외곽에 배치될 수 있다. 상기 측면 절연판(228)은 기생 방전을 억제하고 방전 안정성을 유지할 수 있다. 상기 측면 절연판은 제1 방향으로 연장되고, 세라믹 또는 PTFE 재질의 판 형상일 수 있다.
좌측 절연 커버(227a)는 상기 좌측 도전성 지지블록(223a)을 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 좌측 절연 커버는 제3 방향으로 연장되는 판 형상이고, 그 내측에는 상기 좌측 도선성 지지 블록이 삽입될 수 있는 함몰부를 포함할 수 있다.
우측 절연 커버(227b)는 상기 우측 도전성 지지 블록(223b)을 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 우측 절연 커버는 제3 방향으로 연장되는 판 형상이고, 그 내측에는 상기 우측 도선성 지지 블록이 삽입될 수 있는 함몰부를 포함할 수 있다.
전극 연결봉(221)은 상기 좌측 도전성 지지블록 및 상기 우측 도전성 지지 블록에 각각 결합하여 제3 방향으로 연장되고, 교류 전원(118)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 유전체 장벽 방전 봉과 제2 유전체 장벽 방전 봉 사이에 교류 전압이 인가될 수 있다.
상기 제1 유전체 장벽 방전봉과 상기 제2 유전체 장벽 방전봉 사이의 공간으로 활성 가스가 통과하면서 플라즈마를 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 육제품 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 5를 참조하면, 육제품 플라즈마 처리 장치(100a)는 육제품을 수납하고 밀폐된 공간을 제공하는 메인 챔버(180), 상기 메인 챔버(180)에 연결된 플라즈마 챔버(150), 상기 플라즈마 챔버 내부에 배치되고 산소와 질소의 혼합 가스의 대기압 유전체 장벽 방전 플라즈마를 이용하여 질소산화물 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하여 상기 메인 챔버에 제공하는 플라즈마 발생부(120), 및 상기 메인 챔버 내부의 상기 활성 가스를 제공받아 상기 플라즈마 챔버에 다시 제공하는 활성 가스 순환부(160)를 포함한다. 상기 육제품은 상기 활성 가스에 직접 노출되고 상기 활성 가스에 의하여 염지 처리 및 살균 처리된다.
상기 활성 가스 순환부(160)는 플라즈마 발생부(120)가 생성한 활성 가스를 순환시킬 수 있다. 이를 위하여, 상기 활성 가스 순환부(160)는 상기 메인 챔버(180)에 연결된 파이프를 통하여 상기 메인 챔버(180)에서 활성 가스를 뽑아내어 이를 가스 분배부(140) 및 상기 회전축(186)에 공급할 수 있다. 상기 가스 분배부와 상기 회전축의 유량 비는 유량 제어부에 의하여 제어될 수 있다. 상기 활성 가스 순환부(160)는 오존 필터(161)를 이용하여 오존의 분압을 조절하여 질화산화물 가스의 농도를 높일 수 있다.
상기 활성 가스 순환부(160)의 출력은 상기 플라즈마 챔버(또는 가스 분배부)와 상기 회전축에 상기 활성 가스를 공급할 수 있다.
상기 메인 챔버(180)는 상기 육제품의 혼합을 위하여 회전축(186)과 상기 회전축에 달린 날개(186)를 포함할 수 있다. 상기 회전축과 날개의 형상은 육제품의 혼합을 수행하는 한 다양하게 변형될 수 있다. 상기 회전축(186)은 축 방향의 관통홀을 가지는 파이프 형상일 수 있다. 상기 회전축(186)은 상기 관통홀에 연결된 복수의 노즐(186a)을 포함할 수 있다. 상기 활성 가스 순환부는 상기 회전축에 상기 활성 가스를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 회전축이 회전하면서 육제품을 교반하면서, 상기 활성 가스는 상기 회전축의 상기 노즐(186)을 통하여 분사되어, 상기 육제품을 염지 또는 살균시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 육제품 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 6을 참조하면, 육제품 플라즈마 처리 장치(100b)는 육제품을 수납하고 밀폐된 공간을 제공하는 메인 챔버(180), 상기 메인 챔버(180)에 연결된 플라즈마 챔버(150), 상기 플라즈마 챔버 내부에 배치되고 산소와 질소의 혼합 가스의 대기압 유전체 장벽 방전 플라즈마를 이용하여 질소산화물 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하여 상기 메인 챔버에 제공하는 플라즈마 발생부(120), 및 상기 메인 챔버 내부의 상기 활성 가스를 제공받아 상기 플라즈마 챔버에 다시 제공하는 활성 가스 순환부(160)를 포함한다. 상기 육제품은 상기 활성 가스에 직접 노출되고 상기 활성 가스에 의하여 염지 처리 또는 살균 처리된다.
상기 플라즈마 챔버(150)와 상기 메인 챔버(180)는 서로 공간적으로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 메인 챔버는 혼합기의 챔버와 동일한 구조를 사용할 수 있다. 한편, 상기 플라즈마 발생부는 플라즈마 챔버 내에서 원격 플라즈마(remote plasma)를 형성하고, 상기 플라즈마 챔버와 상기 메인 챔버를 연결하는 연결 파이프(159)를 통하여 상기 활성 가스를 상기 메인 챔버에 제공할 수 있다. 상기 연결 파이프(159)는 주름관일 수 있다. 상기 플라즈마 챔버와 상기 메인 챔버가 분리됨에 따라, 공간 활용도가 향상되고, 종래의 혼합기(메인 챔버)를 거의 변형하지 않아 비용이 절감될 수 있다.
위에서 설명한 상기 메인 챔버는 육제품의 혼합 기능과 플라즈마 염지 공정을 동시에 수행할 수 있으나, 아래의 다른 실시예에 따르면, 상기 메인 챔버는 혼합 기능을 수행하지 않고, 플라즈마 염지 공정 또는 플라즈마 살균 공정만을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 육제품 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 7을 참조하면, 육제품 플라즈마 처리 장치(100c)는 육제품을 수납하고 밀폐된 공간을 제공하는 메인 챔버(180), 상기 메인 챔버(180)에 연결된 플라즈마 챔버(150), 상기 플라즈마 챔버 내부에 배치되고 산소와 질소의 혼합 가스의 대기압 유전체 장벽 방전 플라즈마를 이용하여 질소산화물 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하여 상기 메인 챔버에 제공하는 플라즈마 발생부(120), 및 상기 메인 챔버 내부의 상기 활성 가스를 제공받아 상기 플라즈마 챔버에 다시 제공하는 활성 가스 순환부(160)를 포함한다. 상기 육제품은 상기 활성 가스에 직접 노출되고 상기 활성 가스에 의하여 염지 처리 또는 산균 처리된다.
상기 메인 챔버(180)는 세절되거나 분쇄된 육제품을 수납하여 플라즈마 염지처리 또는 살균 처리할 수 있다. 상기 육제품은 플라즈마 염지 또는 살균를 위하여 상기 활성 가스에 직접 노출될 수 있다. 이를 위하여, 상기 메인 챔버(180)는 상기 육제품을 이동시키는 이동 수단(287)을 포함할 수 있다. 상기 이동 수단(287)은 컨베이어 벨트일 수 있다. 상기 메인 챔버(180)는 상기 육제품을 상기 이동 수단(287)에 적재하는 로딩 수단(미도시) 및 플라즈마 염지 처리된 육제품을 수납하는 수납 수단(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 이동 수단에서 이동하는 육제품은 많은 표면적을 상기 이동 수단에 적재될 수 있다. 상기 육제품은 많은 표면적을 가지도록 작은 방물 또는 판 형태일 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 육제품 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도들이다.
도 8을 참조하면, 육제품 플라즈마 처리 장치(200)는 육제품을 수납하고 밀폐된 공간을 제공하는 메인 챔버(280), 상기 메인 챔버(280)에 연결된 플라즈마 챔버(150), 상기 플라즈마 챔버 내부에 배치되고 산소와 질소의 혼합 가스의 대기압 유전체 장벽 방전 플라즈마를 이용하여 질소산화물 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하여 상기 메인 챔버에 제공하는 플라즈마 발생부(120), 및 상기 메인 챔버 내부의 상기 활성 가스를 제공받아 상기 플라즈마 챔버에 다시 제공하는 활성 가스 순환부(160)를 포함한다. 상기 육제품은 상기 활성 가스에 직접 노출되고 상기 활성 가스에 의하여 염지 처리 또는 살균 처리된다.
상기 플라즈마 챔버(150)는 밀폐된 용기로 상기 활성 가스의 외부 누출을 방지할 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(150)는 직육 면체 형상 또는 원통 형상이고, 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(150)는 몸체 챔버(151)와 플라즈마 챔버 뚜껑(152)을 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(150)의 내부에는 가스 분배부(140) 및 플라즈마 발생부(120)가 배치될 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(150)는 상기 플라즈마 챔버 뚜껑(152)을 통하여 대기 중의 공기, 산소 및 질소의 혼합 가스, 또는 활성 가스를 제공받을 수 있다.
상기 플라즈마 발생부(120)는 질소 및 산소의 혼합 가스를 제공받아 대기압 유전체 장벽 방전을 수행하여 질소 산화물(NxOy) 가스를 포함하는 활성 가스를 생성할 수 있다. 질소 산화물(NxOy) 가스는 아질산 가스(NO2)를 포함할 수 있다. 상기 질소산화물(NxOy) 가스는 육제품의 습기에 용해되어 질산이온 및 아질산 이온을 생산할 수 있다. 상기 플라즈마 발생부(120)는 대기압 방전을 수행하는 원료 가스(대기 중의 공기, 산소와 질소의 혼합 가스) 또는 순환된 활성 가스를 방전하여 질소 산화물(NxOy) 가스를 생성할 수 있다. 상기 플라즈마 발생부(120)는 가스가 통과하면서 방전할 수 있도록 설계될 수 있다. 상기 아질산(NO2) 가스의 농도는 소정 값 이상으로 유지되고 오존 가스를 제거하도록, 상기 활성 가스는 순환될 수 있다.
상기 메인 챔버(280)는 육제품을 수납하고 밀폐된 공간을 제공한다. 상기 메인 챔버(180)는 원통 형상이고, 매인 챔버 뚜껑(282)에 상기 플라즈마 챔버(150)가 장착될 수 있다. 상기 메인 챔버(280)는 수평면에서 기울어 지도록 배치될 수 있다.
상기 육제품은 소시지, 햄, 베이컨, 또는 캔햄일 수 있다. 상기 육제품의 원료 물질은 돈육, 우육, 계육, 오리육, 양육, 염소육, 칠면조육, 말육, 또는 구육일 수 있다. 상기 육제품은 상기 메인 챔버(280)의 내측벽에 배치된 바 형태의 주걱(287) 및 상기 메인 챔버의 회전에 의하여 혼합될 수 있다.
상기 메인 챔버(280)는 진공 텀블러를 구성할 수 있다. 상기 진공 텀블러는 상기 메인 챔버에서 공기를 제거할 수 있다. 이어서, 상기 메인 챔버는 상기 육제품의 혼합 및 마사지를 위하여 회전할 수 있다. 구체적으로, 상기 메인 챔버는 상기 메인 챔버의 내측 벽에 설치된 바 형태의 주걱을 포함하고, 상기 메인 챔버의 회전에 의하여 상기 육제품이 위로 올라갔다가 떨어지는 것에 의하여 상기 육제품의 혼합 및 마사지를 수행할 수 있다.
도 9를 참조하면, 육제품 플라즈마 처리 장치(200a)는 육제품을 수납하고 밀폐된 공간을 제공하는 메인 챔버(280), 상기 메인 챔버(280)에 연결된 플라즈마 챔버(150), 상기 플라즈마 챔버 내부에 배치되고 산소와 질소의 혼합 가스의 대기압 유전체 장벽 방전 플라즈마를 이용하여 질소산화물 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하여 상기 메인 챔버에 제공하는 플라즈마 발생부(120), 및 상기 메인 챔버 내부의 상기 활성 가스를 제공받아 상기 플라즈마 챔버에 다시 제공하는 활성 가스 순환부(160)를 포함한다. 상기 육제품은 상기 활성 가스에 직접 노출되고 상기 활성 가스에 의하여 염지 처리 또는 살균 처리된다. 상기 메인 챔버(280)는 진공 텀블러를 구성할 수 있다.
상기 플라즈마 챔버(150)는 상기 메인 챔버와 공간적으로 분리되고, 상기 플라즈마 챔버는 리모트 플라즈마를 이용하여 발생된 활성 가스를 연결 파이프(259)를 통하여 상기 메인 챔버(280)에 제공할 수 있다. 상기 연결 파이프(259)는 주름관일 수 있다. 상기 연결 파이프(259)는 상기 메인 챔버의 뚜껑의 중심에 배치된 베어링을 통하여 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 메인 챔버와 회전함에도 불구하고, 상기 연결 파이프는 회전하지 않을 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
120: 플라즈마 발생부
150: 플라즈마 챔버
160: 활성 가스 순환부
180: 메인 챔버

Claims (22)

  1. 육제품을 수납하고 밀폐된 공간을 제공하는 메인 챔버;
    상기 메인 챔버에 연결된 플라즈마 챔버;
    상기 플라즈마 챔버 내부에 배치되고 산소와 질소의 혼합 가스의 대기압 유전체 장벽 방전 플라즈마를 이용하여 질소산화물 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하여 상기 메인 챔버에 제공하는 플라즈마 발생부; 및
    상기 메인 챔버 내부의 상기 활성 가스를 제공받아 상기 플라즈마 챔버에 다시 제공하는 활성 가스 순환부를 포함하고,
    상기 육제품은 상기 활성 가스에 직접 노출되고 상기 활성 가스에 의하여 처리되는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 챔버는 상기 육제품의 혼합을 위하여 회전축과 상기 회전축에 달린 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 회전축은 축 방향의 관통홀을 가지는 파이프 형상이고,
    상기 회전축은 상기 관통홀에 연결된 복수의 노즐을 포함하고,
    상기 활성 가스 순환부는 상기 회전축에 상기 활성 가스를 제공하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 활성 가스 순환부는:
    상기 메인 챔버에 연결되어 오존을 제거하는 오존 필터;
    상기 오존 필터의 후단에 연결되어 아질산 가스의 농도를 측정하는 가스 감지부; 및
    상기 가스 감지부의 후단에 연결된 압축기를 포함하고,
    상기 압축기는 상기 플라즈마 챔버에 상기 활성 가스를 제공하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부는 서로 이격되어 나란히 연장되는 복수의 유전체 장벽 방전 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 유전체 장벽 방전 모듈은:
    제1 방향 및 제2 방향에 의하여 정의된 배치 평면에서 제1 방향으로 연장되는 제1 유전체 장벽 방전판;
    상기 배치 평면에 수직한 제3 방향으로 이격되어 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 유전체 장벽 방전판; 및
    상기 제1 유전체 장벽 방전판과 상기 제2 유전체 장벽 방전판의 양단에 배치되고 일정한 거리를 유지하는 한 쌍의 스페이서를 포함하고,
    상기 제1 유전체 장벽 방전판과 상기 제2 유전체 장벽 방전판의 서로 마주보는 면에서는 동일한 형상의 제1 플라즈마 전극이 각각 배치되고,
    상기 제1 유전체 장벽 방전판과 상기 제2 유전체 장벽 방전판의 서로 등지는 면에는 동일한 형상의 제2 플라즈마 전극이 각각 배치되고,
    상기 제1 플라즈마 전극은 상기 제2 플라즈마 전극은 서로 제2 방향으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부는:
    상기 스페이서를 지지하고 상기 제3 방향으로 연장되는 도전성 지지블록;
    복수의 유전체 장벽 방전 모듈의 최외각에 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 한 쌍의 측면 절연판; 및
    상기 도전성 지지블록을 감싸도록 배치되고 상기 제3 방향으로 연장되는 절연 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부는:
    제1 방향으로 연장되고 일정한 간격으로 배열되고 절연체로 코팅된 금속 재질의 복수의 제1 유전체 장벽 방전 봉들;
    이웃한 한 쌍의 제1 유전체 장벽 봉들 사이에 배치되고 제1 방향으로 연장되는 금속 재질의 복수의 제2 유전체 장벽 방전 봉들;
    상기 제1 유전체 장벽 방전 봉들의 일단을 고정하고 상기 제1 유전체 장벽 방전 봉의 좌측에 배치되고 제3 방향으로 연장되는 좌측 도전성 지지블록; 및
    상기 제2 유전체 장벽 방전 봉들의 일단을 고정하고 상기 제2 유전체 장벽 방전 봉의 우측에 배치되고 제3 방향으로 연장되는 우측 도전성 지지 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 유전체 장벽 방전 봉들의 제3 방향의 최 외곽에 배치되는 측면 절연판;
    상기 좌측 도전성 지지블록을 감싸도록 배치되는 좌측 절연 커버; 및
    상기 우측 도전성 지지 블록을 감싸도록 배치되는 우측 절연 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 챔버와 상기 메인 챔버는 서로 공간적으로 이격되어 배치되고, 상기 플라즈마 발생부는 원격 플라즈마(remote plasma)를 형성하고, 상기 활성 가스를 상기 메인 챔버에 제공하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 챔버는 상기 육제품을 이송하는 이송 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 챔버의 내부에 배치되고, 공급되는 가스를 분배하여 상기 플라즈마 발생부에 제공하는 가스 분배부를 더 포함하고,
    상기 가스 분배부는 서로 이격되어 배치된 다층 구조의 가스 분배판을 포함하고,
    상기 가스 분배판은 복수의 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀을 통하여 상기 플라즈마 발생부에 상기 활성 가스를 제공하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 챔버는 상기 육제품의 혼합 및 마사지를 위하여 회전하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 챔버는 상기 메인 챔버의 내측 벽에 설치된 주걱을 포함하고,
    상기 메인 챔버의 회전에 의하여 상기 육제품이 위로 올라갔다가 떨어지는 것에 의하여 상기 육제품의 혼합 및 마사지를 수행하는 것을 특징으로 하는 육제품 플라즈마 처리 장치.
  15. 질소와 산소의 혼합 가스를 이용하여 대기압 플라즈마 방전을 수행하여 질소산화물 가스를 포함하는 활성 가스를 생성하는 단계; 및
    상기 활성 가스를 육제품에 직접 제공하는 단계;를 포함하고,
    상기 질소 산화물 가스에 직접 노출된 상기 육제품은 아질산이온을 생성하도록 염지처리 또는 살균 처리되는 것을 특징으로 하는 육제품 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 활성 가스를 육제품에 직접 제공하는 단계는 상기 육제품의 혼합 공정 중에 수행되는 것을 특징으로 하는 육제품 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 플라즈마 방전을 수행하는 플라즈마 챔버와 상기 육제품을 수납하는 메인 쳄버는 서로 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 육제품 제조 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 대기압 플라즈마 방전을 수행하는 플라즈마 챔버와 상기 육제품은 수납하는 메인 쳄버는 서로 공간적으로 분리되고,
    상기 플라즈마 챔버는 상기 대기압 플라즈마 방전을 통하여 형성된 상기 활성 가스를 상기 메인 챔버에 제공하는 것을 특징으로 하는 육제품 제조 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 육제품에 노출된 상기 활성 가스를 제공받아 상기 활성 가스에서 오존을 제거하고 다시 플라즈마 방전시키는 활성 가스 순환 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 육제품 제조 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 플라즈마 방전은 대기압 유전체 장벽 방전이고,
    상기 유전체 장벽 방전의 전력 밀도는 오존 발생을 억제하기 위해 10 W/cm2 이상이고,
    상기 유전체 장벽 방전의 주파수는 오존 발생을 억제하기 위해 30 kHz 내지 50 kHz인 것을 특징으로 하는 육제품 제조 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 활성 가스를 육제품에 직접 제공하는 단계는 상기 육제품을 혼합하는 혼합기 또는 진공 텀블러를 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 육제품 제조 방법.
  22. 제15 항 내지 제21항 중의 어느 한 항의 육제품 제조 방법에 의하여 처리된 육제품.
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KR20200085637A (ko) * 2019-08-02 2020-07-15 주식회사 퓨어플라텍 플라즈마를 이용한 살균 장치

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