KR20230172145A - high voltage pulsed electric field treatment apparatus - Google Patents

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KR20230172145A
KR20230172145A KR1020220072613A KR20220072613A KR20230172145A KR 20230172145 A KR20230172145 A KR 20230172145A KR 1020220072613 A KR1020220072613 A KR 1020220072613A KR 20220072613 A KR20220072613 A KR 20220072613A KR 20230172145 A KR20230172145 A KR 20230172145A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0211Solvent extraction of solids in combination with an electric or magnetic field

Abstract

본 발명은 보다 넓은 면적의 PEF 처리 통로를 확보할 수 있으며, 국부적인 점도 차이를 가진 원료가 투입되는 경우에도 이를 확산시켜 점도에 의한 원료의 불균일성을 파괴할 수 있으며, PEF 처리 통로에서의 압력 하강을 이용하여 전기천공의 효율을 높일 수 있는 새로운 구조의 고전압 펄스 전기장 처리 장치에 관한 것으로, 제1전극은 중앙부에 일측이 좁고 타측이 넓은 원뿔대 형태의 통로 형성용 확관형 관통구가 형성되며, 제2전극은 일측이 좁고 타측이 넓은 원뿔 또는 원뿔대 형태로서 상기 제1전극의 통로 형성용 확관형 관통구에 삽입되어 상기 제1전극과의 사이에 동일한 전극 간격이 유지되면서 일측에서 타측을 향하면서 유로 단면적이 확장되는 PEF 처리 통로를 형성하는 제2전극 몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention can secure a PEF treatment passage with a larger area, and even when raw materials with local viscosity differences are input, it can spread them to destroy the non-uniformity of the raw materials due to viscosity, and reduce the pressure in the PEF treatment passage. It relates to a high-voltage pulse electric field treatment device with a new structure that can increase the efficiency of electroporation using an. The second electrode is in the form of a cone or truncated cone that is narrow on one side and wide on the other side, and is inserted into the expanded through-hole for forming the passage of the first electrode, maintaining the same electrode spacing between the first electrode and forming a flow path from one side to the other. It is characterized by comprising a second electrode body forming a PEF processing passage with an expanded cross-sectional area.

Description

고전압 펄스 전기장 처리 장치{high voltage pulsed electric field treatment apparatus}High voltage pulsed electric field treatment apparatus

본 발명은 제1전극과 제2전극 사이를 지나는 원료를 고전압 펄스 전기장 처리하는 고전압 펄스 전기장 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-voltage pulse electric field treatment device for treating raw materials passing between a first electrode and a second electrode with a high-voltage pulse electric field.

고령화 사회와 더불어 만성 질환 증대로 인하여 예방 및 의약 제품의 안전성 증대가 요구되면서 약용식물은 간단한 가공만으로 이용되는 것에서 확대되어 약리 성분 추출, 성분 연구 등을 통하여 의약품, 건강기능식품, 화장품 등의 소재로 활용이 증대되고 있다. As the aging society and the increase in chronic diseases demand increased prevention and safety of medicinal products, medicinal plants have expanded from being used through simple processing to being used as materials for pharmaceuticals, health functional foods, cosmetics, etc. through extraction of pharmacological ingredients and ingredient research. Utilization is increasing.

특히 국내는 다양한 약용식물이 다양한 기후 및 토질에 따라 독특한 약리작용을 나타내어 새로운 효능에 관한 연구 및 표준화 연구가 이뤄지고 있으며 이를 활용하여 다양한 의약 제품이 연구되고 있다. In particular, in Korea, various medicinal plants exhibit unique pharmacological effects depending on various climates and soil conditions, and research and standardization studies on new effects are being conducted, and various medicinal products are being studied using these.

특히 새로운 자생식물을 이용하여 새로운 효능을 확인하는 연구가 많이 이뤄지고 있고 자생식물 단독이나 복합소재를 이용하여 그 자체 물질을 이용하던가 이 약용식물의 유효 성분을 규명하고 이를 활용한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. In particular, many studies are being conducted to identify new efficacy using new native plants, and research is being actively conducted to identify and utilize the effective ingredients of these medicinal plants, whether by using native plants alone or composite materials. .

이러한 약용식물을 이용한 천연물 원료 소재의 의약품 및 건강 기능식품으로 산업화가 가속화되어 전 세계 건강식품 시장은 2016년 2,339억 4,000만 달러에서 연평균 성장률 6.03%로 증가하여, 2021년에는 3,135억 6,000만 달러에 이를 것으로 전망되고, 기능성 식품은 국내외 의약품의 50% 정도가 천연물에서 유래된 단일 물질로 보고된다. As the industrialization of medicines and health functional foods made from natural ingredients using medicinal plants accelerates, the global health food market increases from $233.94 billion in 2016 to an average annual growth rate of 6.03%, reaching $313.56 billion in 2021. It is expected that this will happen, and approximately 50% of domestic and foreign pharmaceuticals in functional foods are reported to be single substances derived from natural products.

국내 약용식물은 오래전부터 사용해 온 경험을 바탕으로 활발하게 연구되고 있으며, 기후 및 지형의 다양성으로 인하여 자생식물 8,458종, 외래식물 438종이 있으며 약용자원으로 사용할 수 있는 식물이 약용으로 1,253종, 식용 826종으로 총 2,104종이 자생하고 있는 것으로 알려져 있으며, 이러한 식물에서 자연적으로 만들어지는 모든 화학물질은 천연물의 주요 성분이며, 이러한 유기화합물을 통틀어 파이토케미컬(phytochemical; 식물 화학물질)이라 말하고, 식물에는 매우 다양한 2차 대사산물이 풍부하며, 생합성 기원으로 카로티노이드, 페놀, 알칼로이드, 질소 함유 화합물 및 유기황 화합물 등으로 분류할 수 있다. Domestic medicinal plants are being actively studied based on long-standing experience in use. Due to the diversity of climate and terrain, there are 8,458 species of native plants and 438 species of exotic plants, and 1,253 species of plants that can be used as medicinal resources include 826 species for medicinal purposes and 826 species for food. A total of 2,104 species are known to be growing naturally, and all chemicals naturally produced by these plants are major components of natural products. These organic compounds are collectively referred to as phytochemicals, and plants contain a wide variety of chemicals. Secondary metabolites are abundant, and can be classified into carotenoids, phenols, alkaloids, nitrogen-containing compounds, and organosulfur compounds based on their biosynthetic origin.

종래의 약효성분 추출 방법은 먼저 건조된 원료를 분쇄해서 용매에 침적 시키면 팽창과 수화(hydration)가 일어나고, 뒤이어 확산과 삼투압에 의해 원료 내 가용성 성분이 용매로 이동하는, 즉 식물세포 구조에 함유된 성분이 용매로 이동하여 결국 평형을 유지하게 되는 질량이동 현상이 발생하게 되는데 이를 추출이라고 한다.In the conventional method of extracting medicinal ingredients, the dried raw material is first pulverized and immersed in a solvent, causing expansion and hydration, followed by diffusion and osmotic pressure in which the soluble components in the raw material move into the solvent, that is, the soluble components contained in the plant cell structure are extracted. A mass transfer phenomenon occurs in which components move into the solvent and eventually maintain equilibrium, which is called extraction.

유효성분 또는 이차 대사물질(secondary metabolites) 혹은 생리활성 물질(bioactive ingredients)은 세포질(cytoplasm)에서 합성되어 최종적으로 불용성 구조인 식물세포의 액포(vacuole)나 지질단백 이중층(lipoprotein bilayer)으로 둘러싸인 구조에 포함되어 있어서 추출하기 용이하지 않다. Active ingredients, secondary metabolites, or bioactive ingredients are synthesized in the cytoplasm and ultimately stored in an insoluble structure surrounded by the vacuole or lipoprotein bilayer of plant cells. It is not easy to extract because it is contained.

따라서 약재에서 어떤 성분의 추출 수율을 높이기 위해서는 해당 성분의 질량 이동률을 증가시키는 것이 중요하다. 질량 이동률이 증가하게 되면 세포 투과성과 이차 대사물질의 확산이 증가하는데, 이러한 질량 이동은 구성 성분의 농도 변화, 가열 또는 고압, 초음파, 펄스 자기장 등에 의하여 향상될 수 있다.Therefore, in order to increase the extraction yield of a certain ingredient from a herbal medicine, it is important to increase the mass transfer rate of that ingredient. As the mass transfer rate increases, cell permeability and diffusion of secondary metabolites increase, and this mass transfer can be improved by changes in the concentration of components, heating or high pressure, ultrasound, and pulsed magnetic fields.

펄스 전기장 (PEF; Pulsed Electric Field)Pulsed Electric Field (PEF)

PEF 분야의 혁신 잠재력은 펌핑 가능한 신선한 식품의 처리를 위한 이 기술의 광범위한 구현이다. The innovative potential in the field of PEF is the widespread implementation of this technology for the processing of pumpable fresh food products.

전통적인 열 살균은 비타민과 같은 건강 증진 성분을 파괴하고 신선한 맛을 잃게 하지만, PEF를 적용하면 신선한 맛이 주요 품질 매개변수인 주스나 스무디(Smoothie)와 같은 열에 민감한 제품의 품질에 해로운 영향 없이 장기간 보존할 수 있다. PEF 처리 기술은 다양한 용량 옵션이 있는 연속 작동 및 간단한 장비 설계로 기존 생산 라인에 쉽게 구현할 수 있다. While traditional heat sterilization destroys health-promoting ingredients such as vitamins and causes loss of fresh taste, PEF allows heat-sensitive products such as juices and smoothies, where fresh taste is a key quality parameter, to be preserved for long periods of time without detrimental effects on quality. can do. PEF processing technology can be easily implemented into existing production lines with continuous operation and simple equipment design with various capacity options.

PEF 처리에는 10~60kV 정도의 마이크로 고전압 펄스가 적용된다. 인가된 고전압 펄스는 세포막(및 세포벽)의 미세 기공을 유도하여 장벽 기능 상실, 세포 내 내용물 누출 및 활력 상실을 유발하게 한다. For PEF treatment, micro high-voltage pulses of approximately 10 to 60 kV are applied. The applied high-voltage pulse induces micropores in the cell membrane (and cell wall), causing loss of barrier function, leakage of intracellular contents, and loss of vitality.

PEF 처리 장치를 통해 펌핑이 가능한 액체 또는 반점성 액체나 운송되어야 하는 고체 제품은 고전압 펄스에 노출되게 한다. 필요한 처리 시간은 1초 미만으로 펄스는 모든 볼륨 요소를 충분히 처리할 수 있도록 초당 최대 500번 이상 반복 속도로 적용된다. 전계 강도 및 특정 에너지 입력과 같은 전기 매개변수 외에도 제품 온도 및 제품 레시피도 처리 강도에 영향을 미친다.Liquid or semi-viscous liquids that can be pumped through a PEF treatment device or solid products that must be transported are exposed to high voltage pulses. The required processing time is less than 1 second and pulses are applied at a repetition rate of up to 500 or more times per second to sufficiently process all volume elements. In addition to electrical parameters such as electric field strength and specific energy input, product temperature and product recipe also affect processing intensity.

전기천공법electroporation

PEF 처리는 생물학적 세포막(및 세포벽)이나 미생물의 세포막(및 세포벽)에 전기천공(electroporation)을 일으켜 식품 및 생명공학 분야의 액체 제품을 낮은 온도에서 보존하는 효과적인 공정이다. PEF treatment is an effective process for preserving liquid products in the food and biotechnology fields at low temperatures by causing electroporation of biological or microbial cell membranes (and cell walls).

열 공정과 비교하여 유사하거나 향상된 수준의 미생물 비활성화로 열에 불안정한 구성 요소의 보유를 증가시키는데 기여할 수 있다. Similar or improved levels of microbial inactivation compared to thermal processes may contribute to increased retention of heat labile components.

그러나, 특히 연속적인 PEF 처리는 불균일한 처리 조건에 이를 수 있으며, 일반적으로 PEF는 처리되는 제품의 유속이 가장 낮은 챔버 내벽에서 가장 높게 나타나므로, 처리 챔버 내의 PEF의 불균일성과 이와 관련된 불균일한 온도 상태가 나타난다. However, continuous PEF processing in particular can lead to non-uniform processing conditions, and since PEF is generally highest on the inner wall of the chamber where the flow rate of the product being processed is lowest, the non-uniformity of PEF within the processing chamber and the associated non-uniform temperature conditions. appears.

이러한 이유로 PEF 처리 챔버는 처리 챔버 내부에서 보다 균질한 흐름 특성을 얻고 국부 온도 피크를 줄여 처리 균질성을 증가시키도록 설계되어야 한다. For this reason, PEF processing chambers should be designed to increase processing homogeneity by achieving more homogeneous flow characteristics and reducing local temperature peaks within the processing chamber.

세포막 기능 상실loss of cell membrane function

세포질은 얇은 반투막인 세포막으로 둘러싸여 있으며, 세포막은 이온과 거대분자의 세포내 및 세포외 수송을 위한 반투과성 장벽 역할을 한다. 이 세포막은 두께가 5나노미터(nm)인 인지질 이중층으로 PEF에 세포를 노출시키면 세포막(membrane; 멤브레인)에 각각 50~100나노미터(nm)의 작은 구멍이 생기면서 뚫리는 효과를 전기천공이라고 하며, 이는 세포의 귀중한 내용물에 접근할 수 있도록 하는 세포막 장벽 기능의 상실이다. 이 같은 전기천공은 1 마이크로초(μs) 후에 발생하고, 이 과정은 빠르고 유연하며, 에너지 효율적이며, 열이 최소화되기 때문에 이렇게 처리된 제품은 기존 식품 가공 기술보다 더 나은 영양가를 유지하면서 더 긴 저장기간을 갖게 된다. The cytoplasm is surrounded by a thin semipermeable membrane, the cell membrane, which serves as a semipermeable barrier for intracellular and extracellular transport of ions and macromolecules. This cell membrane is a phospholipid bilayer with a thickness of 5 nanometers (nm). When a cell is exposed to PEF, small holes of 50 to 100 nanometers (nm) are created in the cell membrane, which is called electroporation. , which is the loss of the cell membrane barrier function that allows access to the cell's valuable contents. This electroporation occurs in 1 microsecond (μs), and the process is fast, flexible, energy efficient, and requires minimal heat, so products processed this way can be stored longer while maintaining better nutritional value than conventional food processing techniques. There will be a period.

세포 크기는 20~100 마이크로미터(μm), 박테리아 치수는 2~10 마이크로미터(μm)일 수 있으며, 기공(천공)은 각각 50~100 나노미터(nm)의 크기를 가질 수 있다. Cell sizes can be 20 to 100 micrometers (μm), bacterial dimensions can be 2 to 10 micrometers (μm), and pores can each be 50 to 100 nanometers (nm) in size.

이러한 작은 기공(천공)은 세포막이 더 많은 펄스를 받을 때 더 안정적인 비가역적(irreversible) 기공이 된다. 펄스의 필요한 처리 시간은 1초 미만으로 모든 볼륨 요소를 충분히 처리할 수 있도록 초당 최대 500펄스(최대 500Hz의 펄스 반복 속도)가 되게 한다. These small pores (perforations) become more stable irreversible pores when the cell membrane receives more pulses. The required processing time for pulses is less than 1 second, up to 500 pulses per second (pulse repetition rate of up to 500 Hz) to sufficiently process all volume components.

세포막 장벽 기능의 상실은 미생물의 소멸을 가져오지만, 이러한 세포막에 대한 천공 효과에도 불구하고 PEF 처리는 비타민, 풍미 또는 단백질에 영향을 미치지 않아 열에 민감한 액체의 감각적 품질과 기능적 가치를 유지하면서 미생물에 의한 오염 제거를 가능하게 한다.Loss of cell membrane barrier function results in the disappearance of microorganisms, but despite this perforating effect on cell membranes, PEF treatment has no effect on vitamins, flavors or proteins, maintaining the organoleptic quality and functional value of heat-sensitive liquids. Enables decontamination.

세포막 파괴는 유도된 세포막 전위가 대장균(E. coli)의 경우 약 10kV/cm의 외부 전기장에 해당하는 많은 세포 시스템에서 임계값 1V를 초과할 때 발생한다. 대장균을 죽이고 액체의 미생물 부하를 줄이는 경우 최소 약 10kV/cm의 임계값이 필요하며, 전기천공은 최소 임계값(1V) 이상에서 비가역적이 된다.Membrane disruption occurs when the induced membrane potential exceeds a threshold of 1 V in many cellular systems, corresponding to an external electric field of approximately 10 kV/cm for E. coli. A threshold of at least about 10 kV/cm is required to kill E. coli and reduce the microbial load of a liquid, and electroporation becomes irreversible above the minimum threshold (1 V).

PEF 기술에서 처리 효율과 가장 밀접한 관련이 있는 요소는 전기장의 세기라고 알려져 있다. 여기서 전기장의 세기는 다음 식(1)에서 보는 바와 같이 전압과 전극 간격에 따라 달라진다. It is known that the factor most closely related to treatment efficiency in PEF technology is the strength of the electric field. Here, the intensity of the electric field varies depending on the voltage and electrode spacing, as shown in the following equation (1).

E = V/d -------------식(1)E = V/d -------------Equation (1)

E : electric fields (V/cm) E : electric fields (V/cm)

V : applied voltage (V)V : applied voltage (V)

d : electrode gap distance (cm) d: electrode gap distance (cm)

전압(V)과 전극 간격(d)의 관계를 보면 전극간의 간격(d)보다는 외부에서 가해지는 전압(V)의 크기가 더 큰 영향을 끼치는 것으로 확인되었다. Looking at the relationship between voltage (V) and electrode spacing (d), it was confirmed that the magnitude of the externally applied voltage (V) has a greater effect than the spacing (d) between electrodes.

즉, 인가전압을 증가시키거나 전극 간격을 줄이는 방법을 이용하여 전기장의 세기를 증가시키면 추출 효율을 높이기에 더욱 효과적임이 확인되었다. In other words, it was confirmed that increasing the intensity of the electric field by increasing the applied voltage or reducing the electrode gap was more effective in increasing extraction efficiency.

PEF 또는 전기천공법은 세포 크기에 관계없이 세포막에 구멍을 뚫는 프로세서로서 생산량의 극적인 증가, 색소, 항산화제 및 비타민 등을 보존 시키며, 신선하고 건강한 제품을 오래도록 지속시키는 효과도 있다. 또한 식품의 색상, 맛 및 영양소와 같은 신선 특성에 미치는 영향을 최소화하면서 식품의 저온 살균을 위해 비교적 낮은 온도에서 적용할 수 있으며, 이 과정 자체는 효소의 비활성화에 제한된 영향을 미친다. PEF, or electroporation, is a processor that punctures cell membranes regardless of cell size. It dramatically increases production, preserves pigments, antioxidants, and vitamins, and makes products fresh and healthy for a long time. It can also be applied at relatively low temperatures for pasteurization of food with minimal impact on freshness characteristics such as color, taste and nutrients of the food, and the process itself has limited effect on the deactivation of enzymes.

한편 종래의 PEF 처리 장치에서 한 쌍의 전극은, 동일한 전극 간격을 유지하기 위한 형태로서, 서로 마주보는 한 쌍의 평판 형태로 배치되거나, 관 형태의 제1전극의 축 중심을 따라 제2전극이 배치되는 형태로 발전되고 있다.Meanwhile, in a conventional PEF processing device, a pair of electrodes is arranged in the form of a pair of plates facing each other to maintain the same electrode spacing, or a second electrode is arranged along the axial center of the first electrode in the form of a tube. It is being developed in a deployed form.

이와 같은 종래의 기술은 PEF 처리 장치로 국부적인 점도 차이를 가진 원료가 투입될 때 한 쌍의 전극 사이에서 불균일한 PEF가 발생하며, 또한 이와 관련된 불균일한 온도 상태가 나타나면서 PEF 처리 효율을 저하시키는 요인이 된다.In this conventional technology, when raw materials with local viscosity differences are introduced into the PEF processing device, non-uniform PEF is generated between a pair of electrodes, and the related non-uniform temperature condition appears, thereby reducing PEF processing efficiency. becomes a factor.

또한 종래의 기술은 PEF 처리 장치가 세포막(및 세포벽)의 파괴에 PEF에만 의존하고 있는 실정이라, PEF 처리 효율의 상승에 한계가 있다.In addition, in the conventional technology, the PEF treatment device relies only on PEF to destroy the cell membrane (and cell wall), so there is a limit to the increase in PEF treatment efficiency.

또한 종래의 기술은 넓은 면적의 PEF 처리 통로를 확보하기 위하여는 전체적으로 장치가 대형화되어야 한다는 문제가 있다.In addition, the conventional technology has the problem that the overall device must be enlarged in order to secure a large area of the PEF treatment passage.

대한민국 등록특허 제10-1733060호 "고전압 펄스 전기장 처리 및 저온 가열 살균을 이용한 우유의 살균방법 및 이에 따라 살균된 우유"(2017. 4.27. 등록)Republic of Korea Patent No. 10-1733060 “Method for sterilizing milk using high-voltage pulse electric field treatment and low-temperature heat sterilization and milk sterilized thereby” (registered on April 27, 2017) 대한민국 등록특허 제10-1729913호 "설포라판 함량이 증가된 브로콜리의 제조방법 및 그로부터 제조된 브로콜리의 이용"(2017. 4.19. 등록)Republic of Korea Patent No. 10-1729913 “Method for producing broccoli with increased sulforaphane content and use of broccoli produced therefrom” (registered on April 19, 2017) 대한민국 등록특허 제10-1056352호 "고전압 펄스 전기장을 이용한 당귀 추출 방법"(2011. 8. 5. 등록)Republic of Korea Patent No. 10-1056352 “Method of extracting angelica root using high voltage pulse electric field” (registered on August 5, 2011) 대한민국 공개특허 제10-2018-0016991호 "펄스 전계 생성용 챔버" (2018. 2.20. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0016991 “Chamber for generating pulse electric field” (published on February 20, 2018) 대한민국 공개특허 제10-2017-0116741호 "고전압 펄스 전기장 및 저온 장시간 살균 처리를 이용한 우유의 살균 방법" (2017.10.20. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0116741 “Method for sterilizing milk using high-voltage pulse electric field and low-temperature long-term sterilization” (published on October 20, 2017)

Recent Advances and Applications of Pulsed Electric Fields (PEF) to Improve Polyphenol Extraction and Color Release during Red Winemaking(Published: 1 March 2018) Recent Advances and Applications of Pulsed Electric Fields (PEF) to Improve Polyphenol Extraction and Color Release during Red Winemaking(Published: 1 March 2018) Industrial Pulsed Electric Field Systems(Michael Kempkes, Diversified Technologies, Inc) Industrial Pulsed Electric Field Systems (Michael Kempkes, Diversified Technologies, Inc) Critical Electric Field Strengths of Onion Tissues Treated by Pulsed Electric Fields Article in Journal of Food Science(Published: September 2010) Critical Electric Field Strengths of Onion Tissues Treated by Pulsed Electric Fields Article in Journal of Food Science (Published: September 2010) ELECTROPORATION OF BIOLOGICAL CELLS EMBEDDED IN A POLYCARBONATE FILTER ELECTROPORATION OF BIOLOGICAL CELLS EMBEDDED IN A POLYCARBONATE FILTER William A. Hercules, James Lindesay, Anna Coble Computational Physics Laboratory Howard University, Washington, D.C. 20059William A. Hercules, James Lindesay, Anna Coble Computational Physics Laboratory Howard University, Washington, D.C. 20059 Cell Fragmentation and Permeabilization by a 1 ns Pulse Driven Triple-Point Electrode(Published: 18 March 2018) Cell Fragmentation and Permeabilization by a 1 ns Pulse Driven Triple-Point Electrode (Published: 18 March 2018) Molecular Mechanism Underlying Anti-Inflammatory and Anti-Allergic Activities of Phytochemicals: An Update(Published: 27 December 2012) Molecular Mechanism Underlying Anti-Inflammatory and Anti-Allergic Activities of Phytochemicals: An Update (Published: 27 December 2012) Phytochemicals as a potential source for anti-microbial, anti-oxidant and wound healing - a review(Published: March 15, 2018) Phytochemicals as a potential source for anti-microbial, anti-oxidant and wound healing - a review (Published: March 15, 2018)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 넓은 면적의 PEF 처리 통로를 확보할 수 있으며, 국부적인 점도 차이를 가진 원료가 투입되는 경우에도 이를 확산시켜 점도에 의한 원료의 불균일성을 파괴할 수 있으며, PEF 처리 통로에서의 압력 하강을 이용하여 전기천공의 효율을 높일 수 있는 새로운 구조의 고전압 펄스 전기장 처리 장치를 제공하고자 한다.The present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above. It is possible to secure a PEF treatment passage with a larger area, and even when raw materials with local viscosity differences are input, they are diffused to produce raw materials according to viscosity. The aim is to provide a high-voltage pulse electric field treatment device with a new structure that can destroy the non-uniformity of and increase the efficiency of electroporation by using the pressure drop in the PEF treatment passage.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 일측에 입구가 형성되고 타측에 출구가 형성된 처리용 챔버 내부에 제1전극과 제2전극이 마련되어 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이를 지나는 원료를 펄스 전기장 처리하는 고전압 펄스 전기장 처리 장치에 있어서, 상기 제1전극은 중앙부에 일측이 좁고 타측이 넓은 원뿔대 형태의 통로 형성용 확관형 관통구가 형성되며, 상기 제2전극은 일측이 좁고 타측이 넓은 원뿔 또는 원뿔대 형태로서 상기 제1전극의 통로 형성용 확관형 관통구에 삽입되어 상기 제1전극과의 사이에 동일한 전극 간격이 유지되면서 일측에서 타측을 향하면서 유로 단면적이 확장되는 PEF 처리 통로를 형성하는 제2전극 몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problem, the present invention provides a first electrode and a second electrode inside a processing chamber where an inlet is formed on one side and an outlet is formed on the other side, and the raw material passing between the first electrode and the second electrode is provided. In the high-voltage pulse electric field processing device for pulse electric field processing, the first electrode has an expanded through-hole formed in the center to form a truncated cone-shaped passage that is narrow on one side and wide on the other side, and the second electrode is narrow on one side and wide on the other side. It is in the form of a cone or truncated cone and is inserted into the expanded through-hole for forming the passage of the first electrode to form a PEF treatment passage in which the cross-sectional area of the flow path is expanded from one side to the other while maintaining the same electrode spacing between the first electrode and the first electrode. It is characterized in that it includes a second electrode body.

상기에 있어서, 상기 제2전극은, 가장자리에 복수의 유출구가 형성되며 중앙에 암나사공이 형성된 볼트 지지대와, 상기 볼트 지지대의 암나사공에 나사결합되며 일단이 상기 제2전극 몸체의 타측에 일체로 결합되며 타단에 회전을 위한 손잡이가 마련되는 조정볼트를 더 포함하며, 상기 조정볼트의 회전에 의하여 상기 전극 간격이 조정될 수 있는 것이 바람직하다.In the above, the second electrode is screwed to a bolt support having a plurality of outlets formed at the edges and a female threaded hole in the center, and the female threaded hole of the bolt support, and one end is integrally coupled to the other side of the second electrode body. and further includes an adjustment bolt provided with a handle for rotation at the other end, and it is preferable that the electrode spacing can be adjusted by rotating the adjustment bolt.

상기에 있어서, 상기 처리용 챔버에 전극 간격값이 표시된 전극 간격 표시판이 마련되며, 상기 조정볼트에 상기 전극 간격 표시판에 표시된 전극 간격값을 지시하는 전극 간격 지시침이 결합되는 것이 더 바람직하다.In the above, it is more preferable that the processing chamber is provided with an electrode spacing display board displaying the electrode spacing value, and an electrode spacing indicator indicating the electrode spacing value displayed on the electrode spacing display plate is coupled to the adjustment bolt.

상기와 같이 본 발명은, 보다 넓은 면적의 PEF 처리 통로를 확보할 수 있으며, 국부적인 점도 차이를 가진 원료가 투입되는 경우에도 이를 확산시켜 점도에 의한 원료의 불균일성을 파괴할 수 있으며, PEF 처리 통로에서의 압력 하강을 이용하여 전기천공의 효율을 높일 수 있는 새로운 구조의 고전압 펄스 전기장 처리 장치를 제공한다.As described above, the present invention can secure a PEF treatment passage with a larger area, and even when raw materials with local viscosity differences are input, it can spread them to destroy the non-uniformity of the raw materials due to viscosity, and the PEF treatment passage A high-voltage pulse electric field treatment device with a new structure that can increase the efficiency of electroporation by using the pressure drop in is provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 고전압 펄스 전기장 처리 장치의 개념 단면도,
도 2는 도 1의 A-A 기준 단면도,
도 3은 도 1의 분리 단면도,
도 4는 도 1의 측면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 고전압 펄스 전기장 처리 장치의 개념 단면도.
1 is a conceptual cross-sectional view of a high-voltage pulse electric field processing device according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 1;
Figure 3 is an exploded cross-sectional view of Figure 1;
Figure 4 is a side view of Figure 1;
Figure 5 is a conceptual cross-sectional view of a high-voltage pulse electric field processing device according to another embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 고전압 펄스 전기장 처리 장치의 개념 단면도이며, 도 2는 도 1의 A-A 기준 단면도이며, 도 3은 도 1의 분리 단면도이며, 도 4는 도 1의 측면도이다.FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view of a high-voltage pulse electric field processing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view based on A-A of FIG. 1, FIG. 3 is an separated cross-sectional view of FIG. 1, and FIG. 4 is a side view of FIG. 1. .

본 고전압 펄스 전기장 처리 장치는 크게 처리용 챔버(110), 제1전극(121), 제2전극(122) 등으로 이루어진다.This high-voltage pulse electric field processing device largely consists of a processing chamber 110, a first electrode 121, and a second electrode 122.

처리용 챔버(110)는 관 형태로서 일측에 입구(111)가 형성되며 처리용 챔버(110)의 타측에 출구(112)가 형성된다.The processing chamber 110 has a tube shape, and an inlet 111 is formed on one side and an outlet 112 is formed on the other side of the processing chamber 110.

처리용 챔버(110)의 입구(111)측에는 원료가 유입되기 위한 상류 연결관(114)이 볼트 결합된다.An upstream connection pipe 114 for introducing raw materials is bolted to the inlet 111 of the processing chamber 110.

도면 등에서는 볼트 결합을 위한 볼트 등에 대하여는 그 도시를 생략하였다.In the drawings, etc., bolts for bolt connection are omitted.

처리용 챔버(110)의 내측면에 절연체(113)가 마련되며, 절연체(113)의 내측면에 제1전극(121)과 제2전극(122)이 서로 분리된 상태로 배치된다.An insulator 113 is provided on the inner side of the processing chamber 110, and the first electrode 121 and the second electrode 122 are disposed on the inner side of the insulator 113 in a separated state.

제1전극(121)은 처리용 챔버(110)의 입구(111)측에 배치된다.The first electrode 121 is disposed on the inlet 111 side of the processing chamber 110.

제1전극(121)의 외주면은 절연체(113)에 접하는 원통 형태이며, 제1전극(121)의 중앙부에 일측이 좁고 타측이 넓은 원뿔대 형태의 통로 형성용 확관형 관통구(121a)가 형성되어 있다.The outer peripheral surface of the first electrode 121 has a cylindrical shape in contact with the insulator 113, and an expanded through hole 121a for forming a truncated cone-shaped passage is formed in the center of the first electrode 121, with one side narrow and the other side wide. there is.

제1전극(121)에는 처리용 챔버(110)를 관통하여 외부로 돌출되는 제1전극용 연결 단자(121b)가 연결된다.A first electrode connection terminal 121b that penetrates the processing chamber 110 and protrudes to the outside is connected to the first electrode 121.

제2전극(122)은 처리용 챔버(110)의 출구(112)측에 배치된다.The second electrode 122 is disposed on the outlet 112 side of the processing chamber 110.

제2전극(122)은 제2전극 몸체(122a), 볼트 지지대(122b), 조정볼트(122c)를 포함한다.The second electrode 122 includes a second electrode body 122a, a bolt support 122b, and an adjustment bolt 122c.

제2전극 몸체(122a)는 일측이 좁고 타측이 넓은 원뿔 또는 원뿔대 형태이다.The second electrode body 122a has a cone or truncated cone shape that is narrow on one side and wide on the other side.

본 실시예에서 제2전극 몸체(122a)는 원뿔 형태이나, 실시예에 따라서는 원뿔대 형태를 취할 수도 있다.In this embodiment, the second electrode body 122a has a cone shape, but depending on the embodiment, it may have a truncated cone shape.

제2전극 몸체(122a)는 제1전극(121)의 통로 형성용 확관형 관통구(121a)에 삽입되어 제1전극(121)과의 사이에 동일한 전극 간격(d)이 유지되면서 일측에서 타측을 향하면서 유로 단면적이 확장되는 PEF 처리 통로(123)를 형성한다.The second electrode body 122a is inserted into the expanded tube-shaped through hole 121a for forming a passage of the first electrode 121, and the same electrode spacing d is maintained between the first electrode 121 and the second electrode body 122a is inserted from one side to the other side. It forms a PEF processing passage 123 whose cross-sectional area is expanded while heading toward.

즉 PEF 처리 통로(123)는 제1전극(121)과 제2전극 몸체(122a) 사이에서 제1전극(121)과 제2전극 몸체(122a)가 서로 마주보는 공간 사이에 형성되며, 따라서 PEF 처리 통로(123)는 입구측인 일측이 좁은 유로 단면적을 가지며 출구측인 타측이 링 형태의 넓은 유로 단면적을 가지게 된다.That is, the PEF processing passage 123 is formed between the first electrode 121 and the second electrode body 122a and the space where the first electrode 121 and the second electrode body 122a face each other, and thus the PEF processing passage 123 is formed between the first electrode 121 and the second electrode body 122a. The processing passage 123 has a narrow flow path cross-sectional area on one side, which is the inlet side, and a wide cross-sectional flow path area in a ring shape, on the other side, which is the outlet side.

또한 PEF 처리 통로(123)는 입구측에서 출구측을 향하면서 점차적으로 링 형태의 유로의 링 형태의 직경이 점차적으로 확대된다.In addition, the diameter of the ring-shaped flow path of the PEF processing passage 123 gradually increases as it moves from the inlet side to the outlet side.

볼트 지지대(122b)는 제2전극 몸체(122a)의 타측 방향에 배치된다.The bolt support 122b is disposed on the other side of the second electrode body 122a.

볼트 지지대(122b)는 수직 방향으로 세워진 형태의 원판 형태로서 외주면이 절연체(113)에 고정된다.The bolt support 122b is in the form of a disk standing vertically, and its outer peripheral surface is fixed to the insulator 113.

또한 볼트 지지대(122b)는 가장자리에 PEF 처리 통로(123)와 연통되는 복수의 유출구(122b-1)가 형성되며 중앙에 암나사공(122b-2)이 형성된다.In addition, the bolt support 122b has a plurality of outlets 122b-1 that communicate with the PEF processing passage 123 at the edge and a female threaded hole 122b-2 at the center.

아울러 볼트 지지대(122b)에는 처리용 챔버(110)를 관통하여 외부로 돌출되는 제2전극용 연결 단자(122d)가 연결된다.In addition, a connection terminal 122d for a second electrode that penetrates the processing chamber 110 and protrudes to the outside is connected to the bolt support 122b.

제2전극 몸체(122a)의 타측에 조정볼트(122c)가 일체로 형성된다.An adjustment bolt 122c is formed integrally with the other side of the second electrode body 122a.

조정볼트(122c)는 볼트 지지대(122b)의 암나사공(122b-2)에 나사결합된다.The adjustment bolt (122c) is screwed to the female thread hole (122b-2) of the bolt support (122b).

조정볼트(122c)의 타측단에는 조정볼트(122c)의 회전을 위한 손잡이(122c-1)가 형성되어 있다.A handle 122c-1 for rotating the adjustment bolt 122c is formed on the other end of the adjustment bolt 122c.

따라서 손잡이(122c-1)을 잡고 돌리면, 조정볼트(122c)와 암나사공(122b-2)의 나사결합에 의하여, 조정볼트(122c)가 회전하면서 전진 또는 후진한다.Therefore, when the handle (122c-1) is held and turned, the adjustment bolt (122c) rotates and moves forward or backward due to the screw connection between the adjustment bolt (122c) and the female threaded hole (122b-2).

조정볼트(122c)가 전진 또는 후진하면 그 일측에 연결된 제2전극 몸체(122a)가 전진 또는 후진하여 전극 간격(d)이 좁혀지거나 넓어지도록 조정될 수 있다.When the adjustment bolt 122c moves forward or backward, the second electrode body 122a connected to one side moves forward or backward, so that the electrode gap d can be adjusted to narrow or widen.

즉 PEF 처리되는 원료에 따라 전극 간격(d)을 조정할 수 있다.In other words, the electrode spacing (d) can be adjusted depending on the raw material being PEF treated.

조정볼트(122c)의 회전에 따른 전극 간격(d)을 외부에 표시할 수 있도록 처리용 챔버(110)의 타측에 전극 간격 표시판(115)이 더 결합될 수 있다.An electrode gap display plate 115 may be further coupled to the other side of the processing chamber 110 to externally display the electrode gap d according to the rotation of the adjustment bolt 122c.

전극 간격 표시판(115)에는 전극 간격값이 표시되어 있다.The electrode gap value is displayed on the electrode gap display panel 115.

아울러 조정볼트(122c)의 손잡이(122c-1)에는 전극 간격 지시침(124)이 결합되어 있다.In addition, an electrode spacing indicator 124 is coupled to the handle 122c-1 of the adjustment bolt 122c.

전극 간격 지시침(124)은 조정볼트(122c)와 함께 회전하면서 전극 간격 표시판(115)에 표시된 전극 간격값을 지시하여, 현재 상태의 전극 간격(d)을 외부에 알려줄 수 있다.The electrode gap indicator 124 rotates with the adjustment bolt 122c and indicates the electrode gap value displayed on the electrode gap display panel 115, thereby informing the outside world of the current electrode gap d.

본 고전압 펄스 전기장 처리 장치는 종래 기술과 마찬가지로 소정의 펄스를 발생시킬 수 있는 펄스 발생기(미도시)를 더 포함한다.Like the prior art, this high-voltage pulse electric field processing device further includes a pulse generator (not shown) capable of generating a predetermined pulse.

상기와 같은 본 장치의 작용을 설명한다.The operation of this device as described above will be explained.

처리 대상인 원료(분쇄된 식물 등)가 고압(약 7.4 MPa)의 액체 이산화탄소와 혼합된 상태로 처리용 챔버(110)의 입구(111)로 유입된다.Raw materials to be treated (pulverized plants, etc.) are mixed with high-pressure (about 7.4 MPa) liquid carbon dioxide and flow into the inlet 111 of the processing chamber 110.

원료 등은 제1전극(121)과 제2전극 몸체(122a) 사이의 좁은 유로 단면적을 가진 PEF 처리 통로(123)의 일측으로 유입되어 넓은 유로 단면적을 가진 PEF 처리 통로(123)의 타측으로 유출되며, 이후 볼트 지지대(122b)의 유출구(122b-1)를 지나 다른 장치로 투입된다.Raw materials, etc. flow into one side of the PEF processing passage 123 with a narrow passage cross-sectional area between the first electrode 121 and the second electrode body 122a and flow out into the other side of the PEF processing passage 123 with a wide passage cross-sectional area. Then, it passes through the outlet (122b-1) of the bolt support (122b) and is input into another device.

PEF 처리 통로(123)에서는 제1전극(121)과 제2전극 몸체(122a) 사이에서 10~60kV/cm, 바람직하기로는 25~50㎸/㎝의 PEF가 발생된다.In the PEF processing passage 123, PEF of 10 to 60 kV/cm, preferably 25 to 50 kV/cm, is generated between the first electrode 121 and the second electrode body 122a.

또한 PEF 처리 통로(123)는, 입구측에서 출구측을 향하면서 점차적으로 링 형태의 유로의 직경이 점차적으로 확대되는 형태이므로, 비교적 매우 넓은 PEF 유효 처리 면적(전극의 표면적)을 확보할 수 있다.In addition, the PEF treatment passage 123 has a ring-shaped flow path whose diameter gradually expands gradually from the inlet side to the outlet side, so a relatively very large PEF effective treatment area (surface area of the electrode) can be secured. .

또한 PEF 처리 통로(123)를 지나는 원료 등은, 입구측에서 출구측을 향하면서 좁은 유로 단면적에서 넓은 유로 단면적으로 확산되면서 점도에 의한 원료의 불균일성이 파괴된다. 즉 보다 균질한 흐름 특성을 얻고 국부 온도 피크를 줄여 원료의 균질성을 증가시켜 전체적인 PEF 처리 효율을 높일 수 있다.In addition, the raw materials passing through the PEF treatment passage 123 spread from a narrow flow path cross-sectional area to a wide flow path cross-sectional area as they move from the inlet side to the outlet side, destroying the non-uniformity of the raw materials due to viscosity. In other words, more homogeneous flow characteristics can be obtained and local temperature peaks can be reduced to increase the homogeneity of the raw material, thereby increasing the overall PEF processing efficiency.

또한 고압의 액체 이산화탄소와 혼합된 원료는, PEF 처리 통로(123)를 지나면서 압력이 급격히 하강하면서 전기천공의 효율이 높아지게 된다.In addition, the pressure of the raw material mixed with high-pressure liquid carbon dioxide decreases rapidly as it passes through the PEF treatment passage 123, thereby increasing the efficiency of electroporation.

즉 고압의 액체 이산화탄소와 혼합되어 아임계 상태로 압축(수축)된 원료(동식물)의 세포막(및 세포벽)은, PEF 처리 통로(123)를 통과하면서 전기천공이 되어 가역적 및 비가역적 미세공이 형성되며, 신선한 동식물 자체의 물 용매와 이산화탄소가 이 미세공을 통하여 침투하면, 가역적 미세공은 비가역적 미세공으로 변하면서 세포벽(및 세포벽)이 파괴된다. That is, the cell membrane (and cell wall) of raw materials (animals and plants) mixed with high-pressure liquid carbon dioxide and compressed (contracted) to a subcritical state are electroporated while passing through the PEF treatment passage 123, forming reversible and irreversible micropores. , when water solvents and carbon dioxide from fresh animals and plants themselves penetrate through these micropores, the reversible micropores change into irreversible micropores and the cell walls (and cell walls) are destroyed.

또한 PEF 처리 통로(123)를 통과하면서 전기천공에 의하여 가역적 미세공이 형성된 세포는, PEF 처리 통로(123)를 통과하면서 넓어지는 유로 단면적으로 인하여 압력이 급격히 하강하면서 세포가 급격하게 팽창하며, 이에 의하여 가역적 미세공이 비가역적 미세공으로 변하면서 세포막(및 세포벽)이 스스로 파괴되어 세포 원액질을 쏟아냄으로 전기천공(또는 추출)의 효율을 증대시킬 수 있다.In addition, cells in which reversible micropores are formed by electroporation while passing through the PEF treatment passage 123 undergo a rapid drop in pressure due to the passage cross-sectional area that widens as they pass through the PEF treatment passage 123, causing the cells to expand rapidly. As reversible micropores change into irreversible micropores, the cell membrane (and cell wall) destroys itself, spilling out cell fluid, thereby increasing the efficiency of electroporation (or extraction).

이와 같이 PEF 처리된 혼합원료는 이산화탄소 추출법 등에 의하여 유효성분을 추출하는 별도의 추출 공정, 유효성분을 분리하는 분리 공정 등이 더 부가될 수 있다.In this way, the PEF-treated mixed raw material may be further subjected to a separate extraction process to extract the active ingredient by a carbon dioxide extraction method, a separation process to separate the active ingredient, etc.

상기와 같이 본 고전압 펄스 전기장 처리 장치는 전기 에너지를 단시간 투여하여 유효성분의 파괴없이 세포막(및 세포벽)만 선택적으로 파괴하여 목적하는 유효성분(또는 활성 물질)의 생산성 증대 및 기타 유용 활성의 증진이 가능해질 뿐만 아니라 저온에서 추출이 이루어지기 때문에 신선한 동식물의 유효성분의 파괴 위험 또한 없으므로 안정적으로 추출물을 얻을 수 있다. As described above, this high-voltage pulse electric field treatment device selectively destroys cell membranes (and cell walls) without destroying the active ingredient by administering electric energy for a short period of time, thereby increasing the productivity of the desired active ingredient (or active material) and enhancing other useful activities. Not only is this possible, but because the extraction is performed at low temperatures, there is no risk of destruction of the active ingredients of fresh animals or plants, so extracts can be obtained stably.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 고전압 펄스 전기장 처리 장치의 개념 단면도이다.Figure 5 is a conceptual cross-sectional view of a high-voltage pulse electric field processing device according to another embodiment of the present invention.

도 5는 도 1과 대비하여 다소 형태가 상이하나, 도 1의 요소와 동일한 기능을 수행하는 요소들을 구비하고 있다.Figure 5 has a somewhat different form compared to Figure 1, but includes elements that perform the same functions as the elements in Figure 1.

도 5에 대한 설명은 도 1에 대한 설명을 참조하기로 하고 상세한 설명을 생략한다.The description of FIG. 5 refers to the description of FIG. 1 and detailed description is omitted.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

110 : 처리용 챔버
111 : 입구 112 : 출구
113 : 절연체 114 : 상류 연결관
115 : 전극 간격 표시판
121 : 제1전극 121a : 통로 형성용 확관형 관통구
121b : 제1전극용 연결 단자
122 : 제2전극 122a : 제2전극 몸체
122b : 볼트 지지대 122b-1 : 유출구
122b-2 : 암나사공 122c : 조정 볼트
122c-1 : 손잡이 122d : 제2전극용 연결 단자
123 : PEF 처리 통로
124 : 전극 간격 지시침
110: processing chamber
111: entrance 112: exit
113: insulator 114: upstream connector
115: Electrode gap indicator plate
121: First electrode 121a: Expanded through hole for forming a passage
121b: Connection terminal for first electrode
122: second electrode 122a: second electrode body
122b: bolt support 122b-1: outlet
122b-2: Female thread hole 122c: Adjustment bolt
122c-1: Handle 122d: Connection terminal for second electrode
123: PEF processing passage
124: Electrode spacing indicator

Claims (3)

일측에 입구가 형성되고 타측에 출구가 형성된 처리용 챔버 내부에 제1전극과 제2전극이 마련되어 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이를 지나는 원료를 펄스 전기장 처리하는 고전압 펄스 전기장 처리 장치에 있어서,
상기 제1전극은 중앙부에 일측이 좁고 타측이 넓은 원뿔대 형태의 통로 형성용 확관형 관통구가 형성되며,
상기 제2전극은 일측이 좁고 타측이 넓은 원뿔 또는 원뿔대 형태로서 상기 제1전극의 통로 형성용 확관형 관통구에 삽입되어 상기 제1전극과의 사이에 동일한 전극 간격이 유지되면서 일측에서 타측을 향하면서 유로 단면적이 확장되는 PEF 처리 통로를 형성하는 제2전극 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 전기장 처리 장치.
A high-voltage pulse electric field processing device in which a first electrode and a second electrode are provided inside a processing chamber having an inlet on one side and an outlet on the other side, and the raw material passing between the first electrode and the second electrode is treated with a pulse electric field. ,
The first electrode has an expanded through-hole formed in the center to form a truncated cone-shaped passage that is narrow on one side and wide on the other side,
The second electrode has the shape of a cone or truncated cone that is narrow on one side and wide on the other side, and is inserted into the expanded through-hole for forming a passage of the first electrode and faces from one side to the other while maintaining the same electrode spacing between the first electrode and the first electrode. A high-voltage pulse electric field treatment device comprising a second electrode body forming a PEF treatment passage whose cross-sectional area is expanded.
제 1 항에 있어서,
상기 제2전극은, 가장자리에 복수의 유출구가 형성되며 중앙에 암나사공이 형성된 볼트 지지대와, 상기 볼트 지지대의 암나사공에 나사결합되며 일단이 상기 제2전극 몸체의 타측에 일체로 결합되며 타단에 회전을 위한 손잡이가 마련되는 조정볼트를 더 포함하며,
상기 조정볼트의 회전에 의하여 상기 전극 간격이 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 전기장 처리 장치.
According to claim 1,
The second electrode is screwed to a bolt support having a plurality of outlets at the edges and a female thread hole in the center, and to the female thread hole of the bolt support, one end of which is integrally coupled to the other side of the second electrode body, and the other end rotates. It further includes an adjustment bolt with a handle for,
A high-voltage pulse electric field processing device, characterized in that the electrode gap can be adjusted by rotating the adjustment bolt.
제 2 항에 있어서,
상기 처리용 챔버에 전극 간격값이 표시된 전극 간격 표시판이 마련되며,
상기 조정볼트에 상기 전극 간격 표시판에 표시된 전극 간격값을 지시하는 전극 간격 지시침이 결합되는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 전기장 처리 장치.
According to claim 2,
An electrode gap display board displaying electrode gap values is provided in the processing chamber,
A high-voltage pulse electric field processing device, characterized in that an electrode gap indicator indicating the electrode gap value displayed on the electrode gap display plate is coupled to the adjustment bolt.
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