KR20190033704A - 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치에 관한 것으로, 저온의 진공 플라즈마를 이용하여 미크론 크기의 분말식품의 표면에 존재하는 유해 미생물을 표면 처리를 통해 살균하기 위한 것이다. 분말식품이 투입된 회전 챔버를 회전시킨 상태에서, 플라즈마 발생에 필요한 공정 가스와 함께 살균 가스를 투입한 후 회전 챔버 내에서 진공 방전을 이용하여 튜브형 전극부 주위에 플라즈마를 발생시켜 분말식품을 살균한다. 이때 튜브형 전극부에 냉매를 순환시켜 튜브형 전극부를 포함한 주위의 온도 상승을 억제함으로써, 튜브형 전극부 주위에서 형성되는 플라즈마로 인한 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한 회전 챔버의 회전을 통해 분말식품을 규칙적으로 회전시킴으로써, 회전 챔버 내에서의 분말식품의 국부적인 온도 상승을 억제하고 균일한 표면 처리를 통해 살균을 효과적으로 진행할 수 있다.

Description

플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치{Sterilizing apparatus for powder foods using plasma}
본 발명은 분말식품 살균장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온의 진공 플라즈마를 이용하여 미크론 크기의 분말식품의 표면에 존재하는 유해 미생물을 표면 처리를 통해 살균하는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치에 관한 것이다.
최근 건강보조식품 시장이 급속도로 확대됨에 따라 다양한 종류의 제품이 소개되고 있으며, 액상, 분말, 캡슐 등 다양한 형태로 제조된다. 건강보조식품의 제조 시 위생 안전이 중요하다.
미크론 크기의 분말 형태의 건강보조식품은 위생 기준을 만족시키는 시스템에서 생산되어 포장되는 일련의 제조 과정을 진행한다. 하지만 제조 과정에서 공기 등의 원치 않는 환경에 노출 및 접촉되어 인체에 유해한 식중독균(Salmonella spp., O157:H7, Campylobacter jejuni, Campylobacter coli 및 Yersinia enterocolitica 등), 기타 유해 미생물에 의한 오염될 가능성이 있다.
일반적으로 비타민, 미네랄 등의 건강보조식품은 분말형 원료를 사용하여 제조하며, 클린 공정 시스템 내에서 제조 과정에서 공기 노출에 의한 세균 오염 가능성을 배제할 수 없다. 더욱이 분말식품이 미생물에 오염되면 미생물 수 증가에 의한 분말식품의 뭉침 또는 부패를 촉진시켜 수분산성을 저하 및 제품의 기능 상실을 초래하고, 이로 인해 해당 제품은 폐기되어야 하므로 생산, 유통 및 폐기처리비용 부담이 높아질 수 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해서, 제조된 분말식품 전체에 대한 오염 여부를 검사하는 것이 바람직하지만, 전수 검사를 진행할 경우 제조 수율이 떨어지고 제조 비용이 상승하는 요인으로 작용할 수 있다.
따라서 분말식품 또한 식품이므로 아주 미미한 오염 가능성도 배제할 수 없으므로, 포장기 투입 전 표면 살균이 가능한 장치를 이용하여 제품의 최종 포장 단계까지의 확실한 위생 유지의 실현을 위해 분말식품의 표면 살균 기술을 확보하여 제품의 위생 및 유통 안전성을 높이는 것이 중요하다.
기존의 살균 기술은 대부분 고온고압 방식이며 의료용 장치에 집중되어 수술 도구 및 의료용 재료 표면 처리용으로 적용 범위가 제한되고 있다. 분말식품에 고온고압 및 화학적 습식법 적용 시, 처리대상 분말식품의 본래 성분을 변화시켜 품질의 특성이 달라지거나 분말식품의 표면층에 반응원료의 잔류물이 남을 가능성이 있다. 건식 살균법으로 저온 플라즈마를 이용한 장치가 개발되고 있으나, 소형 의료용 기구 및 재료에 맞게 설계되어 식품용으로의 사용은 적합하지 않다. 또한 대기압 플라즈마를 이용해서 단시간 살균 효과를 얻는 장치도 치과용 기구 분야에 적용 사례는 있으나, 이 장치를 분말식품의 살균 처리에 적용 시, 주위 환경에서 기인된 물질에 의해 분말식품이 오염될 가능성이 매우 높고 분말식품이 가벼워 분진처럼 공기 중으로 부유하여 유효 처리 범위 밖으로 날아가므로 살균 처리가 불가능할 수 있다.
한국등록특허 제10-1571238호(2015.11.17. 등록)
분말식품은 그 형상이 매끈한 구형인 것 보다 부정형인 경우가 많다. 이로 인해 불균일하게 표면 살균이 이루어질 경우, 분말식품의 미세한 부분에 국부적으로 유해 미생물이 잔류하여 재번식을 할 우려가 크다. 따라서 분말식품에 적합한 표면 살균 기술이 요구되고 있다.
그리고 분말식품에 표면 살균 처리 시 분말식품에 필요 이상의 온도가 작용할 수 있다. 분말식품 중 온도에 민감한 성분을 포함하고 있는 경우, 표면 살균 시 온도 상승에 의해 분말식품의 점도가 낮아져서 분말식품을 담고 있는 처리 용기에 분말식품이 눌러 붙어 분말식품에 대한 균일한 살균이 불가능할 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 분말식품을 균일하게 표면 살균할 수 있는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 분말식품에 표면 살균 처리 시 분말식품에 필요 이상의 온도가 작용하여 처리 용기에 분말식품이 눌러 붙는 것을 억제할 수 있는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 외부 노출에 의한 오염 위험이 없고 저온의 단일 공정에서 균일한 표면 살균을 안정적으로 수행할 수 있는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 저온의 진공 플라즈마를 이용하여 미크론 크기의 분말식품 표면에 존재하는 유해 미생물을 표면 처리를 통해 살균하는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치를 제공한다.
본 발명은 회전부; 분말식품이 투입되며, 상기 회전부에 의해 회전하면서 투입된 분말식품을 굴려주는 회전 챔버; 상기 회전 챔버에 연결되어 상기 회전 챔버 내부를 진공으로 만들어 주는 진공 펌프; 상기 회전 챔버 내에 고정 설치되되 분말식품이 투입되어 회전하는 상기 회전 챔버의 내주면에 근접하게 설치되는 전극관을 구비하고, 상기 전극관 내부로 냉매가 순환하는 튜브 형태를 갖는 튜브형 전극부; 상기 회전 챔버 내에 고정 설치되며, 상기 전극관 주위로 플라즈마 발생용 공정 가스와 살균 가스를 공급하는 샤워 헤드를 갖는 가스 공급부; 및 상기 회전 챔버가 진공인 상태에서, 상기 전극관과 상기 회전 챔버 간에 교류 전압을 인가하여 상기 샤워 헤드를 통하여 공급되는 공정 가스와 살균 가스를 기반으로 상기 전극관과 상기 회전 챔버의 내주면 간에 발생되는 플라즈마로 상기 회전 챔버 내의 분말식품을 살균하는 교류전원;을 포함하는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치를 제공한다.
상기 회전 챔버는, 원판 형태로 서로 이격되게 설치되며, 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부가 고정되는 한 쌍의 고정 플랜지; 링판 형태로 상기 한 쌍의 고정 플랜지에 각각 복수의 오링을 매개로 진공 상태를 유지하면서 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 회전 플랜지; 및 상기 한 쌍의 회전 플랜지를 둘러싸는 관 형태로 분말식품이 투입되는 내부 공간을 형성하고, 내주면에 균일하게 요철이 형성되고, 상기 한 쌍의 회전 플랜지와 함께 회전하면서 투입된 분말식품을 굴려주며, 상기 교류전원에 전기적으로 연결되는 챔버관;을 포함할 수 있다.
상기 튜브형 전극부는, 상기 회전 챔버의 외부에서 냉매를 주입받는 냉매 주입관; 상기 냉매 주입관과 연결되어 상기 고정 플랜지를 통하여 상기 챔버관의 내주면에 근접하게 설치되며, 교류전압을 인가받아 플라즈마를 발생시키는 상기 전극관; 및 상기 전극관과 연결되어 상기 고정 플랜지를 통하여 상기 회전 챔버 밖으로 냉매를 배출시키는 냉매 배출관;을 포함할 수 있다.
상기 가스 공급부의 샤워 헤드는 상기 챔버관의 축 방향을 따라서 길게 형성될 수 있다. 상기 전극관은 상기 샤워 헤드를 둘러싸는 루프 형태로 형성될 수 있다.
상기 한 쌍의 고정 플랜지 중 하나에 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부가 고정되는 설치 구멍이 형성되어 있다.
본 발명에 따른 분말식품 살균장치는, 상기 설치 구멍을 밀봉하면서 상기 설치 구멍으로 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부를 고정 설치하는 밀봉 조립체;를 더 포함할 수 있다.
상기 밀봉 조립체는, 상기 회전 챔버의 내부에 설치되며, 상기 설치 구멍을 덮는 크기를 가지며, 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부가 설치되는 설치판; 상기 설치판과 상기 고정 플랜지 사이에 개재되며, 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부가 삽입되는 삽입 구멍이 형성된 절연판; 상기 절연판의 삽입 구멍에 연결되며 상기 설치 구멍을 통하여 상기 고정 플랜지 밖으로 인출되어, 상기 설치 구멍에 위치하는 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부를 보호하는 절연관; 상기 절연판을 매개로 상기 설치판을 상기 고정 플랜지에 고정하는 체결 부재; 및 상기 설치판, 상기 절연판 및 상기 고정 플랜지 사이에 개재되는 진공용 오링;을 포함할 수 있다.
상기 전극관은, 상기 챔버관의 회전축에서 수평면으로 내린 수직선을 기준으로 상기 챔버관이 회전하는 방향으로 수직선과 90도 미만을 각도를 이루도록 배치될 수 있다.
상기 회전부는 상기 회전 챔버를 5~20 rpm으로 회전시킨다.
상기 진공 펌프는 상기 회전 챔버의 내부를 10-2~10-1 torr로 유지한다.
상기 교류전원은 5~25kV의 중간주파수(middle frequency), RF 또는 마이크로웨이브(microwave) 교류전압을 인가한다.
상기 공정 가스는 질소, 산소, 아르곤 또는 헬륨을 포함할 수 있다.
그리고 상기 살균 가스는 과산화수소 또는 알콜류를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 저온의 진공 플라즈마를 이용하여 미크론 크기의 분말식품 표면에 존재하는 유해 미생물을 표면 처리를 통해 살균할 수 있다.
진공 플라즈마 처리 시, 튜브형 전극부에 냉매를 순환시켜 튜브형 전극부를 포함한 주위의 온도 상승을 억제함으로써, 튜브형 전극부 주위에서 형성되는 플라즈마로 인한 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한 회전 챔버의 회전을 통해 분말식품을 규칙적으로 회전시킴으로써, 회전 챔버 내에서의 분말식품의 국부적인 온도 상승을 억제하고 균일한 표면 처리를 통해 살균을 효과적으로 진행할 수 있다.
본 발명에 따른 분말식품 살균장치는 진공 상태에서 균일하게 발생되는 플라즈마에 의해 분말식품의 표면을 살균하기 때문에, 살균 시 외부로부터의 원치 않는 오염이 없고 분말식품의 국소부분에도 치밀한 살균 효과를 부여할 수 있다.
본 발명에 따른 분말식품 살균장치는 살균 대상인 다양한 종류의 유해균의 특성에 맞게 살균 가스를 혼합하여 사용이 가능하고, 진공을 유지하면서 회전이 가능하기 때문에 이중 챔버가 필요 없고 공정이 단순하며, 분말식품의 원래 성분에 손상을 주지 않으면서 표면의 유해균만을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 회전 챔버의 챔버관을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 2의 튜브형 전극부의 전극관 사이에 가스 공급부의 샤워 헤드가 배치된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 2의 밀봉 조립체에 튜브형 전극부 및 가스 공급부가 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 7은 진공 플라즈마 생성을 위한 회전 챔버에 대한 전극관의 위치를 설명하기 위한 도면들이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치를 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 분말식품 살균장치(100)는 진공 플라즈마를 이용하여 미크론 크기의 분말식품 표면에 존재하는 유해 미생물을 표면 처리를 통해 살균하는 장치이다.
이러한 본 실시예에 따른 분말식품 살균장치(100)는 회전부(10), 회전 챔버(20), 진공 펌프(40), 튜브형 전극부(50), 가스 공급부(60) 및 교류전원(70)을 포함한다. 여기서 회전부(10)는 회전 챔버(20)를 회전시킨다. 회전 챔버(20)는 분말식품이 투입되며, 회전부(10)에 의해 회전하면서 투입된 분말식품을 굴려준다. 진공 펌프(40)는 회전 챔버(20)에 연결되어 회전 챔버(20) 내부를 진공으로 만들어 준다. 튜브형 전극부(50)는 회전 챔버(20) 내에 고정 설치되되 분말식품이 투입되어 회전하는 회전 챔버(20)의 내주면에 근접하게 설치되는 전극관(53)을 구비하고, 전극관(53) 내부로 냉매가 순환하는 튜브 형태를 갖는다. 가스 공급부(60)는 회전 챔버(20) 내에 고정 설치되며, 전극관(53) 주위로 플라즈마 발생용 공정 가스와 살균 가스를 공급하는 샤워 헤드(61)를 갖는다. 그리고 교류전원(70)은 회전 챔버(20)가 진공인 상태에서, 전극관(53)과 회전 챔버(20) 간에 교류전압을 인가하여 샤워 헤드(61)를 통하여 공급되는 공정 가스와 살균 가스를 기반으로 전극관(53)과 회전 챔버(20)의 내주면 간에 발생되는 플라즈마로 회전 챔버(20) 내의 분말식품을 살균한다.
여기서 분말식품을 살균하기 위해서 진공 플라즈마를 이용하는 이유는 다음과 같다.
먼저 플라즈마 응용 기술은 표면처리, 신소재 합성 등의 분야에 널리 이용되고 있고, 특히 금속, 유/무기물, 폴리머 재료 등의 특수 표면처리 및 개질이 요구되는 산업분야에는 필수적인 기술이다. 현재는 그 고유의 물리화학적 및 전기적 특성 등을 이용하여 항공우주, 의료분야에서도 활발한 응용연구가 전 세계적으로 진행되고 있다.
최근 플라즈마의 식품분야 응용에 관심이 높아지고 있어, 플라즈마 기술을 식품 처리에 적용하기 위해 연구를 진행해 왔고, 예컨대 과일, 채소류 등의 표면처리 적용을 발표한 사례도 있다. 하지만 미세 분말식품을 위한 표면 살균장치에 대한 실제 적용 사례는 없는 것으로 판단된다. 따라서 분말식품을 위한 표면 살균장치는 식품업체들에게 보다 위생적인 분말식품을 공급할 수 있는 기술적인 기반을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
플라즈마는 주로 기체 상태에서 적용되는 기술로서, 그 생성 방법에 따라 진공 플라즈마와 대기압 플라즈마로 나눌 수 있다. 대기압 플라즈마는 생성 방법에 따라 플라즈마 젯 방식과 유전체 방전 플라즈마 방식이 있다. 플라즈마 젯 방식은 유전체 방전 플라즈마에 비해 상대적으로 고밀도 플라즈마를 생성시킬 수 있어 표면처리 효과가 높다는 장점이 있으나, 노즐에서 분사되는 플라즈마의 처리 면적이 작은 단점이 있다. 유전체 방전 방식은 대면적 처리가 가능한 구조를 가지지만 분사되는 플라즈마가 처리 대상물의 표면까지의 유효 거리가 짧아서 거친 표면 및 형상이 복잡한 처리 대상물을 처리하기에는 불리하다.
반도체, LED 등의 분야에서 많이 응용되고 있는 진공 플라즈마 방식은 상대적으로 처리 대상물의 크기에 제약이 있고 구성 장치가 복잡하지만 외부 오염이 없고 균일한 방전을 유지하면서 미세 분말 형태의 복잡한 처리 대상물의 표면을 균일하게 처리할 수 있다는 장점이 있다.
진공 플라즈마 방식은 무정형 분말의 표면에 있어서 너무 미세하여 접근이 어려운 부분까지 기체 입자 크기 수준으로 처리가 가능하다는 점에서 장점이 있다.
따라서 본 실시예에 따른 분말식품 살균장치는 분말식품을 살균하기 위해서 진공 플라즈마를 이용하였다.
한편 플라즈마가 발생되는 전극 및 전극 주위의 온도 상승으로 인한 분말식품에 영향을 주는 것을 억제할 필요가 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해서, 본 실시예에 따른 분말식품 살균장치(100)는 전극관(53) 내부로 냉매를 순환하는 방식을 채택하고 있다. 그리고 회전 챔버(20)의 회전을 통해서 분말식품이 규칙적으로 회전하도록 함으로써, 분말식품의 균일한 살균처리와 국부적인 온도의 상승을 억제할 수 있다.
분말식품의 양이 많을수록 전극과 챔버 간의 거리가 멀어지고, 교류전기장의 영향력이 작아져서 플라즈마 생성이 어렵게 되어 연속적인 방전에 무리가 있다. 따라서 본 실시예에 따른 분말식품 살균장치(100)는 회전 챔버(20)와 분말식품이 동시에 노출되어 있는 부분에 전극관(53)을 위치시켜 플라즈마 발생 공간을 유지하였다. 이와 관련된 상세한 설명은 후술하도록 하겠다.
본 실시예에 따른 분말식품 살균장치(100)는 이러한 점을 고려하여 설계되었으며, 구체적으로 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 2는 도 1의 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치(100)를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2의 회전 챔버(20)의 챔버관(29)을 보여주는 단면도이다. 도 4는 도 2의 튜브형 전극부(50)의 전극관(53) 사이에 가스 공급부(60)의 샤워 헤드(61)가 배치된 상태를 보여주는 사시도이다. 그리고 도 5는 도 2의 밀봉 조립체(80)에 튜브형 전극부(50) 및 가스 공급부(60)가 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
회전부(10)는 회전 챔버(20)를 회전시킨다. 회전부(10)는 회전 챔버(20) 내에 투입된 분말식품을 균일하게 섞어줄 수 있는 속도, 예컨대 5 내지 20rpm으로 회전시킨다. 회전부(10)의 회전 속도는 회전 챔버(20) 내에 투입된 분말식품의 양과, 회전 챔버(20)의 크기에 따라서 변경될 수 있다.
회전부(10)는 회전 챔버(20)에 구동력을 전달하는 구동축을 갖는 모터를 포함한다. 회전부(10)는 구동축을 통하여 회전 챔버(20)에 직접 구동력을 전달하여 회전시킬 수 있다. 또는 회전부(10)는 풀리, 벨트, 롤러 등의 동력 전달 부재를 통하여 간접적으로 구동력을 전달하여 회전 챔버(20)를 회전시킬 수 있다.
회전부(10)는 회전 챔버(20) 중 회전하는 챔버관(29)에 구동력을 전달한다.
회전 챔버(20)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더 형태의 단일 챔버이다. 이러한 회전 챔버(20)는 한 쌍의 고정 플랜지(21,23), 한 쌍의 회전 플랜지(25,27) 및 챔버관(29)을 포함한다.
한 쌍의 고정 플랜지(21,23)는 원판 형태로 서로 이격되게 설치되며, 튜브형 전극부(50)와 가스 공급부(60)가 고정된다. 한 쌍의 회전 플랜지(25,27)는 링판 형태로 한 쌍의 고정 플랜지(21,23)에 각각 복수의 오링(24a,24b)을 매개로 진공 상태를 유지하면서 회전 가능하게 결합된다. 그리고 챔버관(29)은 한 쌍의 회전 플랜지(25,27)를 둘러싸는 관 형태로 분말식품이 투입되는 내부 공간(33)을 형성하고, 내주면에 균일하게 요철(31)이 형성되고, 교류전원(70)에 전기적으로 연결된다.
여기서 한 쌍의 고정 플랜지(21,23)는 제1 고정 플랜지(21)와 제2 고정 플랜지(23)를 포함한다.
제1 고정 플랜지(21)에는 밀봉 조립체(80)를 매개로 튜브형 전극부(50)와 가스 공급부(60)가 고정 설치된다. 제1 고정 플랜지(21)에는 회전 챔버(20) 내부의 가스의 벤트를 개폐하는 벤트 밸브(37)가 설치될 수 있다.
그리고 제2 고정 플랜지(23)에는 진공 펌프(40)의 배기라인(41)이 고정 설치된다. 제2 고정 플랜지(23)에는 회전 챔버(20)의 진공압을 측정하는 진공 게이지(45)가 설치될 수 있다. 제2 고정 플랜지(23)에는 전극관(53) 및 전극관(53) 주변의 온도를 측정할 수 있는 써머커플과 같은 온도센서(47)가 설치될 수 있다.
한 쌍의 회전 플랜지(25,27)는 제1 회전 플랜지(25)와 제2 회전 플랜지(27)를 포함한다. 제1 회전 플랜지(25)는 복수의 제1 오링(24a)을 매개로 제1 고정 플랜지(21)에 연결된다. 제2 회전 플랜지(27)는 복수의 제2 오링(24b)을 매개로 제2 고정 플랜지(23)에 연결된다. 제1 및 제2 오링(24a,24b)을 매개로 고정 플랜지(21,23)와 회전 플랜지(25,27) 간의 진공 상태를 유지하고, 고정 플랜지(21,23)에 대해서 회전 플랜지(25,27)가 회전한다.
그리고 챔버관(29)은 한 쌍의 회전 플랜지(25,27)에 결합되어 내부 공간(33)을 형성한다. 챔버관(29)과 한 쌍의 회전 플랜지(25,27)가 중첩되는 부분에는 진공용 오링(35)이 개재된다. 본 실시예에서는 챔버관(29)과 회전 플랜지(25,27) 사이에 두 개의 진공용 오링(35)이 개재된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다.
챔버관(29)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 내주면에 균일하게 요철(31)이 형성되어 있다. 요철(31)을 형성한 이유는, 챔버관(29) 내부로 투입된 분말식품이 챔버관(29)의 회전에 의해 균일하게 섞이면서 챔버관(29) 내의 플라즈마에 균일하게 노출되도록 하기 위해서이다.
즉 챔버관(29)을 고정한 상태에서 분말식품에 대한 플라즈마를 이용한 살균 처리를 수행할 경우, 챔버관(29)의 내부 공간(33)에 노출된 분말식품에 대해서는 플라즈마에 의한 살균 처리가 원활히 수행될 수 있다. 하지만 챔버관(29)의 내주면에 가까운 분말식품은 플라즈마에 직접적으로 노출되지 않기 때문에, 플라즈마에 의한 살균이 원활히 수행되지 않을 수 있다.
따라서 챔버관(29)의 회전을 통해서 챔버관(29) 내에 투입된 분말식품을 섞어줌으로써, 분말식품이 플라즈마에 노출되는 빈도를 증가시켜 살균 처리를 원활히 수행될 수 있도록 한다. 더욱이 챔버관(29)의 내주면에 요철(31)을 형성함으로써, 챔버관(29) 내에 투입된 분말식품을 좀 더 원활히 섞어줄 수 있다.
챔버관(29)의 내주면에 형성된 요철(31)의 형태는 둥글거나 뾰족하게 형성할 수 있다. 예컨대 요철(31)은 반구형, 반타원형, 삼각 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다. 요철(31)은 엠보싱 형태나 바 형태로 형성될 수 있다. 요철(31)이 바 형태로 형성되는 경우, 챔버관(29)의 회전축 방향으로 길게 형성하는 것이 바람직하며, 직선, 사인파형, 사각판형 등으로 형성될 수 있다.
진공 펌프(40)는 배기라인(41)을 매개로 회전 챔버(20)의 내부 공간(33)에 연결되어 회전 챔버(20)의 내부 공간(33)을 진공 상태로 만든다. 이때 배기라인(41)은 제2 고정 플랜지(23)를 통하여 회전 챔버(20)의 내부 공간(33)에 연결된다. 진공 펌프(40)와 배기라인(41) 사이에는 개폐용 밸브(43)가 설치될 수 있다. 진공 펌프(40)로는 로타리 펌프 또는 드라이 펌프가 사용될 수 있다.
진공 펌프(40)는 회전 챔버(20) 내에서 진공 플라즈마를 형성할 수 있는 진공 상태, 예컨대, 10-1 내지 10-3 torr의 진공 상태를 형성한다. 이러한 진공 상태에서 가스 공급부(60)를 통하여 회전 챔버(20) 내부로 공정 가스와 살균 가스가 투입된다.
튜브형 전극부(50)는, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 튜브 라인으로 연결된 냉매 주입관(51), 전극관(53) 및 냉매 배출관(55)을 포함한다. 냉매 주입관(51)은 회전 챔버(20)의 외부에서 냉매를 주입받는다. 전극관(53)은 냉매 주입관(51)과 연결되어 제1 고정 플랜지(21)를 통하여 챔버관(29)의 내주면에 근접하게 설치되며, 교류전압을 인가받아 플라즈마를 발생시킨다. 그리고 냉매 배출관(55)은 전극관(53)과 연결되어 제1 고정 플랜지(21)를 통하여 회전 챔버(20) 밖으로 냉매를 배출시킨다.
이때 냉매 순환부(56)는 냉매 주입관(51)과 냉매 배출관(55)에 연결되어 냉매를 순환시킨다. 냉매 순환부(56)는 냉매 공급 탱크(57)와 열교환기(58)를 포함한다. 냉매 공급 탱크(57)는 냉매 주입관(51)에 연결되어 냉각된 냉매를 공급한다. 열교환기(58)는 냉매 배출관(55)으로부터 가열된 냉매를 공급받고, 가열된 냉매를 열교환을 통해서 다시 냉각시킨다. 그리고 열교환기(58)는 다시 냉각된 냉매를 냉매 공급 탱크(57)로 공급하여 냉매를 순환시킨다.
전극관(53)은 교류전원(70)으로부터 교류전압을 인가받아 진공 플라즈마를 발생시키는 전극으로서 루프 형태로 형성된다. 전극관(53)은 회전 챔버(20)의 회전축 방향으로 길게 형성될 수 있다.
가스 공급부(60)는 진공 플라즈마 발생에 필요한 공정 가스와 살균 가스를 제1 고정 플랜지(21)를 통하여 회전 챔버(20) 내부로 공급한다. 가스 공급부(60)는 공정 가스 공급 탱크(63), 살균 가스 버블러(65) 및 샤워 헤드(61)를 포함하며, 공정 가스 공급 탱크(63), 살균 가스 버블러(65) 및 샤워 헤드(61)는 가스 공급 라인(62)을 매개로 연결된다. 가스 공급 라인(62)에는 가스 공급을 개폐하는 밸브(67)와, 가스 공급량을 제어하는 유량계(64)가 연결된다.
공정 가스 공급 탱크(63)에서 공급하는 공정 가스로는 질소, 산소, 아르곤, 헬륨 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 두 개의 공급 가스 공급 탱크(63)가 질소 가스와 아르곤 가스를 공급하는 예를 개시하였다.
살균 가스 버블러(65)는 기체화가 가능한 저분자량의 액상 화합물을 담고 있으며, 공정 가스 공급 탱크(63)와 연결된다. 살균 가스 버블러(65)는 공정 가스 공급 탱크(63)에서 공급되는 공정 가스를 이용한 버블링을 통하여 액상 화합물을 기체화하여 살균 가스로 변환시킨 후, 공정 가스와 함께 살균 가스를 샤워 헤드(61)로 공급한다. 이때 살균 가스로는 과산화수소, 알콜류 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.
샤워 헤드(61)는 회전 챔버(20) 내부에 설치되며, 살균 가스 버블러(65)와 연결된다. 샤워 헤드(61)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 챔버관(29)의 축 방향을 따라서 길게 형성되며, 루프 형태의 전극관(53) 사이에 배치된다.
이때 전극관(53)은 샤워 헤드(61)를 둘러싸는 루프 형태로 형성된다. 샤워 헤드(61)는 전극관(53)으로 공정 가스와 살균 가스를 분사할 수 있도록 전극관(53) 보다는 상부에 위치한다.
샤워 헤드(61)는 전극관(53) 쪽으로 공정 가스와 살균 가스를 분사할 수 있는 분사구가 형성되어 있다. 분사구는 1mm 폭의 슬릿으로 형성될 수 있으며, 20 내지 100 sccm 유량으로 전극관(53) 주위에 분사할 수 있다.
그리고 교류전원(70)은 전극관(53)과 챔버관(29) 간에 공급된 공정 가스를 기반으로 진공 방전에 의한 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 교류전압을 인가한다. 예컨대 교류전원(70)은 5~25kV의 중간주파수(middle frequency), RF 또는 마이크로웨이브(microwave) 교류전압을 전극관(53)과 챔버관(29)에 인가할 수 있다.
한편 튜브형 전극부(50) 및 가스 공급부(60)의 가스 공급 라인(62)은 밀봉 조립체(80)에 의해 제1 고정 플랜지(21)에 설치된다.
제1 고정 플랜지(21)에는 튜브형 전극부(50)와 가스 공급 라인(62)이 회전 챔버(20) 안으로 고정 설치될 수 있는 설치 구멍(22)이 형성되어 있다. 밀봉 조립체(80)는 설치 구멍(22)을 밀봉하면서 설치 구멍(22)으로 튜브형 전극부(50)와 가스 공급 라인(62)을 고정 설치한다.
이러한 밀봉 조립체(80)는 설치판(81), 절연판(83), 절연관(85), 체결 부재(86) 및 진공용 오링(87)을 포함한다. 설치판(81)은 회전 챔버(20)의 내부에 설치되며, 설치 구멍(22)을 덮는 크기를 가지며, 튜브형 전극부(50)와 가스 공급 라인(62)이 설치된다. 절연판(83)은 설치판(81)과 제1 고정 플랜지(21) 사이에 개재되며, 튜브형 전극부(50)와 가스 공급 라인(62)이 삽입되는 삽입 구멍(84)이 형성되어 있다. 절연관(85)은 절연판(83)의 삽입 구멍(84)에 연결되며, 설치 구멍(22)을 통하여 제1 고정 플랜지(21) 밖으로 인출되어 설치 구멍(22)에 위치하는 튜브형 전극부(50)와 가스 공급 라인(62)을 보호한다. 체결 부재(86)는 절연판(83)을 매개로 설치판(81)을 제1 고정 플랜지(21)의 안쪽면에 고정한다. 그리고 진공용 오링(87)은 설치판(81), 절연판(83) 및 제1 고정 플랜지(21) 사이에 개재되어 밀봉한다.
이때 설치판(81)에 설치되는 튜브형 전극부(50)는 냉매 주입관(51)과 냉매 배출관(55)이다. 설치판(81)에 설치되는 가스 공급부(60)는 샤워 헤드에 연결되는 가스 공급 라인(62)이다. 설치판(81) 밖에 위치하는 냉매 주입관(51)과 냉매 배출관(55)에 교류전원(70)에 연결된 전원공급라인(71)이 연결된다.
절연판(83)과 절연관(85)은 일체로 형성되며, 양쪽이 개방된 모자 형태를 갖는다. 절연판(83)과 절연관(85)은 제1 고정 플랜지(21)의 설치 구멍(22)에 설치되는 냉매 주입관(51)과 냉매 배출관(55)이 제1 고정 플랜지(21)에 기계적인 접촉에 의한 전기적 쇼트가 발생되는 방지한다. 절연판(81)과 절연관(83)의 소재로는 테프론이 사용될 수 있으며, 그 외 전기절연성이 양호한 소재가 사용될 수도 있다.
그리고 체결 부재(86) 및 진공용 오링(87) 또한 전기절연성 소재가 사용될 수 있다.
회전 챔버(20) 내에서 진공 플라즈마를 발생시키기 위한 챔버관(29)에 대한 전극관(53)의 배치 구조에 대해서 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 6 및 도 7은 진공 플라즈마 생성을 위한 회전 챔버(20)에 대한 전극관(53a,53b)의 위치를 설명하기 위한 도면들이다.
정지한 회전 챔버(20)의 챔버관(29)에 분말식품(90)을 투입하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 챔버관(29)의 회전축(O)에서 수평면으로 내린 수직선에 대해서 양쪽에 균일하게 분말식품(90)이 분포하게 된다.
여기서 수직선 상에 전극관(53a)이 위치하게 될 경우, 챔버관(29)에 투입되는 분말식품(90)의 양이 증가할수록 전극관(53a)과 챔버관(29) 간의 거리(d1)가 멀어진다. 전극관(53a)과 챔버관(29) 간의 거리(d1)가 멀어지면, 교류전기장의 영향력이 작아져서 플라즈마 생성이 어렵게 되어 연속적인 플라즈마 방전에 무리가 있다.
한편 전극관(53b)의 위치가 수직선에 멀어져 챔버관(29)과 분말식품(90)의 경계부분 쪽으로 이동할수록, 전극관(53b)과 챔버관(29) 간의 거리(d2)는 가까워진다. 아울러 챔버관(29)에 투입되는 분말식품(90)의 양이 증가하더라도, 증가한 분말식품(90)에 따른 챔버관(29)과 분말식품(90)의 경계부분 쪽으로 전극관(53b)의 위치를 변경할 경우, 전극관(53b)과 챔버관(29)의 거리를 일정하게 또는 플라즈마 발생에 필요한 거리로 유지할 수 있다.
그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 회전 챔버(20)를 회전시키면 분말식품(90)이 회전 챔버(20)의 회전 방향으로 경사지게 분포한다. 예컨대 회전 챔버(20)가 회전하기 전에 분말식품(90)의 표면(91)은 수직선에 대해서 직각 방향 즉 수평면을 형성한다.
이와 같은 상태에서 회전 챔버(20)를 반시계 방향으로 회전시킬 경우, 분말식품(90)은 수직선을 기준으로 오른쪽이 높고 왼쪽이 낮은 경사면(93)을 형성한다. 경사지게 분포한 분말식품(90)이 회전 챔버(20)의 회전에 따라서 분말식품(90)이 섞이면서, 경사면(93)의 위쪽에 있던 분말식품(90)은 경사면(93)을 타고 아래로 이동하고, 경사면(93)의 아래쪽에 있던 분말식품(90)은 회전 챔버(20)의 회전에 의해 경사면(93)의 최상부로 이동하면서 외부로 반복적으로 노출된다.
따라서 전극관(53c)은 수직선 상에 배치하는 것 보다는 수직선에서 이격된 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 챔버관(29)의 회전에 따라 분말식품(90)이 챔버관(29)의 내주면을 타고 회전하는 방향으로 올라가더라도 자중에 의해 수직선에 대해서 직각(90도)인 지점까지는 올라가지 못한다. 따라서 전극관(53c)은 수직선을 기준으로 챔버관(29)이 회전하는 방향으로 90도 이내의 각도(θ)로 설치될 수 있다. 더욱 바람직하게는 전극관(53c)은 챔버관(29)의 회전에 의해 분말식품(90)이 형성하는 경사면(93)의 최상부에 위치할 수 있도록 배치하는 것이다. 이와 같이 전극관(53c)을 배치함으로써, 플라즈마 생성에 필요한 전극관(53c)과 챔버관(29) 간의 거리를 유지할 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 분말식품 살균장치는 회전 챔버(20)에 투입되는 분말식품(90)의 양에 따라서 분말식품(90)이 형성하는 경사면(93)의 각도를 고려하여 전극관(53c)의 위치를 조정함으로써, 회전 챔버(20)에 투입되는 분말식품(90)을 플라즈마를 이용하여 균일하게 살균할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
10 : 회전부 20 : 회전 챔버
21 : 제1 고정 플랜지 22 : 설치 구멍
23 : 제2 고정 플랜지 24a : 제1 오링
24b : 제2 오링 25 : 제1 회전 플랜지
27 : 제2 회전 플랜지 29 : 챔버관
31 : 요철 33 : 내부 공간
35 : 진공용 오링 37 : 벤트 밸브
40 : 진공 펌프 41 : 배기라인
43 : 개폐용 밸브 45 : 진공 게이지
47 : 온도센서 50 : 튜브형 전극부
51 : 냉매 주입관 53 : 전극관
55 : 냉매 배출관 56 : 냉매 순환부
57 : 냉매 공급 탱크 58 : 열교환기
60 : 가스 공급부 61 : 샤워 헤드
62 : 가스 공급 라인 63 : 공정 가스 공급 탱크
64 : 유량계 65 : 살균 가스 버블러
67 : 밸브 70 : 교류전원
71 : 전원공급라인 80 : 밀봉 조립체
81 : 설치판 83 : 절연판
84 : 삽입 구멍 85 : 절연관
86 : 체결부재 87 : 진공용 오링
90 : 분말식품 100 : 분말식품 살균장치

Claims (8)

  1. 회전부;
    분말식품이 투입되며, 상기 회전부에 의해 회전하면서 투입된 분말식품을 굴려주는 회전 챔버;
    상기 회전 챔버에 연결되어 상기 회전 챔버 내부를 진공으로 만들어 주는 진공 펌프;
    상기 회전 챔버 내에 고정 설치되되 분말식품이 투입되어 회전하는 상기 회전 챔버의 내주면에 근접하게 설치되는 전극관을 구비하고, 상기 전극관 내부로 냉매가 순환하는 튜브 형태를 갖는 튜브형 전극부;
    상기 회전 챔버 내에 고정 설치되며, 상기 전극관 주위로 플라즈마 발생용 공정 가스와 살균 가스를 공급하는 샤워 헤드를 갖는 가스 공급부;
    상기 회전 챔버가 진공인 상태에서, 상기 전극관과 상기 회전 챔버 간에 교류 전압을 인가하여 상기 샤워 헤드를 통하여 공급되는 공정 가스와 살균 가스를 기반으로 상기 전극관과 상기 회전 챔버의 내주면 간에 발생되는 플라즈마로 상기 회전 챔버 내의 분말식품을 살균하는 교류전원;
    을 포함하는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전 챔버는,
    원판 형태로 서로 이격되게 설치되며, 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부가 고정되는 한 쌍의 고정 플랜지;
    링판 형태로 상기 한 쌍의 고정 플랜지에 각각 복수의 오링을 매개로 진공 상태를 유지하면서 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 회전 플랜지; 및
    상기 한 쌍의 회전 플랜지를 둘러싸는 관 형태로 분말식품이 투입되는 내부 공간을 형성하고, 내주면에 균일하게 요철이 형성되고, 상기 한 쌍의 회전 플랜지와 함께 회전하면서 투입된 분말식품을 굴려주며, 상기 교류전원에 전기적으로 연결되는 챔버관;
    을 포함하는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 튜브형 전극부는,
    상기 회전 챔버의 외부에서 냉매를 주입받는 냉매 주입관;
    상기 냉매 주입관과 연결되어 상기 고정 플랜지를 통하여 상기 챔버관의 내주면에 근접하게 설치되며, 교류전압을 인가받아 플라즈마를 발생시키는 상기 전극관; 및
    상기 전극관과 연결되어 상기 고정 플랜지를 통하여 상기 회전 챔버 밖으로 냉매를 배출시키는 냉매 배출관;
    을 포함하는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스 공급부의 샤워 헤드는 상기 챔버관의 축 방향을 따라서 길게 형성되며, 상기 전극관은 상기 샤워 헤드를 둘러싸는 루프 형태로 형성되는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 한 쌍의 고정 플랜지 중 하나에 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부가 고정되는 설치 구멍이 형성되어 있고,
    상기 설치 구멍을 밀봉하면서 상기 설치 구멍으로 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부를 고정 설치하는 밀봉 조립체;
    를 더 포함하는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 밀봉 조립체는,
    상기 회전 챔버의 내부에 설치되며, 상기 설치 구멍을 덮는 크기를 가지며, 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부가 설치되는 설치판;
    상기 설치판과 상기 고정 플랜지 사이에 개재되며, 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부가 삽입되는 삽입 구멍이 형성된 절연판;
    상기 절연판의 삽입 구멍에 연결되며 상기 설치 구멍을 통하여 상기 고정 플랜지 밖으로 인출되어, 상기 설치 구멍에 위치하는 상기 튜브형 전극부와 상기 가스 공급부를 보호하는 절연관;
    상기 절연판을 매개로 상기 설치판을 상기 고정 플랜지에 고정하는 체결 부재; 및
    상기 설치판, 상기 절연판 및 상기 고정 플랜지 사이에 개재되는 진공용 오링;
    을 포함하는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 전극관은,
    상기 챔버관의 회전축에서 수평면으로 내린 수직선을 기준으로 상기 챔버관이 회전하는 방향으로 수직선과 90도 미만을 각도를 이루도록 배치되는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 회전부는 상기 회전 챔버를 5~20 rpm으로 회전시키고,
    상기 진공 펌프는 상기 회전 챔버의 내부를 10-2~10-1 torr로 유지하고,
    상기 교류전원은 5~25kV의 중간주파수(middle frequency), RF 또는 마이크로웨이브(microwave) 교류전압을 인가하고,
    상기 공정 가스는 질소, 산소, 아르곤 또는 헬륨을 포함하고,
    상기 살균 가스는 과산화수소 또는 알콜류를 포함하는 플라즈마를 이용한 분말식품 살균장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102075549B1 (ko) 2019-08-29 2020-02-10 고혜지 플라즈마 살균장치
KR20230031435A (ko) * 2021-08-27 2023-03-07 주식회사 에이아이이 회전형 진공 챔버 플라즈마 처리 장치
KR102574304B1 (ko) 2022-12-20 2023-09-07 전은진 디톡스 플라즈마 세척 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102298099B1 (ko) 2019-12-18 2021-09-09 주식회사 덕영엔지니어링 분말식품 복합 비열살균처리 설비

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006333824A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Gunma Univ 低温プラズマ殺菌方法及び装置
KR101474147B1 (ko) * 2013-06-24 2014-12-17 한국기초과학지원연구원 마이크로웨이브 플라즈마 멸균 장치
US20150044095A1 (en) * 2011-12-12 2015-02-12 Applied Quantum Energy Llc Plasma Powder Sterilization Apparatus and Methods
KR101571238B1 (ko) 2014-02-06 2015-11-24 제주대학교 산학협력단 저온 플라즈마를 이용한 건조 분말의 살균 장치 및 살균 방법
KR20170050258A (ko) * 2015-10-30 2017-05-11 주식회사 리노셈 유전체장벽 방전에 의한 비열 플라즈마를 이용하는 식품 살균 장치 및 살균 방법
US20180249737A1 (en) * 2015-08-24 2018-09-06 Korea Food Research Institute Plasma sterilizer apparatus for pipe

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006333824A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Gunma Univ 低温プラズマ殺菌方法及び装置
US20150044095A1 (en) * 2011-12-12 2015-02-12 Applied Quantum Energy Llc Plasma Powder Sterilization Apparatus and Methods
KR101474147B1 (ko) * 2013-06-24 2014-12-17 한국기초과학지원연구원 마이크로웨이브 플라즈마 멸균 장치
KR101571238B1 (ko) 2014-02-06 2015-11-24 제주대학교 산학협력단 저온 플라즈마를 이용한 건조 분말의 살균 장치 및 살균 방법
US20180249737A1 (en) * 2015-08-24 2018-09-06 Korea Food Research Institute Plasma sterilizer apparatus for pipe
KR20170050258A (ko) * 2015-10-30 2017-05-11 주식회사 리노셈 유전체장벽 방전에 의한 비열 플라즈마를 이용하는 식품 살균 장치 및 살균 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102075549B1 (ko) 2019-08-29 2020-02-10 고혜지 플라즈마 살균장치
KR20230031435A (ko) * 2021-08-27 2023-03-07 주식회사 에이아이이 회전형 진공 챔버 플라즈마 처리 장치
KR102574304B1 (ko) 2022-12-20 2023-09-07 전은진 디톡스 플라즈마 세척 장치

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