상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 전리수 생성장치 를 이용하여 물을 전기분해 시켜 생성된 전리수와 고농도 과산화수소 수용액을 혼합 교반하여 전리 과산화수소수가 생성되는 교반공정; 전리 과산화수소수 분사장치를 이용하여 상기 교반된 전리 과산화수소수를 분사장치를 통하여 농수산물이나 농작물에 분사하여 세척 및 살균공정; 및 농수산물 세척공정 중에 초음파발생장치를 이용하여 상기 전리 과산화수소 세척액을 활성화시키는 공정을 포함한다.
또한, 상기 세척 및 살균공정의 전리 과산화수소는, 지름이 0.5 ㎜ 내지 3㎜인 홀들을 가진 과산화수소수 분사장치에 의해 분사되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 교반공정의 전리수는, OH-이온을 포함하는 알카리수 또는 H+이온을 포함하는 산성수이고, 상기 전리 과산화수소수는, 전리 알카리성 과산화수소수 또는 전리 산성 과산화수소수인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 전리수 생성장치를 이용하여 물을 전기분해 시켜 생성된 전리수와 고농도 오존수용액을 혼합 교반하여 전리 오존수가 생성되는 교반공정; 전리 오존수 분사장치를 이용하여 상기 교반된 전리 오존수를 분사장치를 통하여 농수산물이나 농작물에 분사하여 세척 및 살균공정; 및 농수산물 세척공정 중에 초음파발생장치를 이용하여 상기 전리 오존 세척액을 활성화시키는 공정을 포함한다.
또한, 상기 세척 및 살균공정의 전리 오존수는, 지름이 0.5 ㎜ 내지 3㎜인 홀들을 가진 오존수 분사장치에 의해 분사되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 교반 공정의 상기 전리수는, OH-이온을 포함하는 알카리수 또는 H+이온을 포함하는 산성수이고, 상기 전리 오존수는, 전리 알카리성 오존수 또는 전리 산성 오존수인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예는 50%이상의 공업용 과산화수소 수용액을 농수산물 세척 및 살균에 이용할 수 있도록 물에 섞는 공정; 과산화수소 세척액 분사장치를 이용하여 상기 희석된 과산화수소 세척액을 분사장치를 통하여 농수산물이나 농작물에 분사하여 세척 및 살균공정; 및 농수산물 세척공정 중에 초음파발생장치를 이용하여 상기 과산화수소 세척액을 활성화시키는 공정을 포함한다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예는, 전리 과산화수소수와 전리 오존수를 혼합 교반하여 전리 과산화오존수가 생성되는 교반공정; 상기 교반된 전리 과산화오존수를 분사장치를 통하여 농수산물이나 농작물에 분사하여 세척 및 살균공정; 및 농수산물 세척공정 중에 초음파발생장치를 이용하여 상기 전리 과산화오존수 세척액을 활성화시키는 공정을 포함한다.
본 발명은 식품을 포함한 농수산물의 살균 및 세척방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 전리 오존수나 전리 과산화수소수를 분사하여 농수산물을 세척 및 살균하고 농작물에 기생하는 미생물을 살균하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 농수산물의 살균 및 세척방법은 전리수 생성장치를 통하여 만들어진 전리수와 산화수 특히 과산화수소가 다량 포함된 과산화수소 수용액 또는 오존이 대량 포함된 오존수을 혼합 교반하여 전리 오존수나 전리 과산화수소수가 생성되는 교반공정 후 전리 오존수나 전리 과산화수소수를 분사하여 세척 및 살균를 이루고자 하는 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 전리 오존수/전리 과산화수소수를 이용한 세척 및 살균장치에 대한 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 전리 오존수/전리 과산화수소수를 이용한 세척 및 살균장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 전리수 발생장치(10)는 Cathode cell(11)과 Anode cell(12)로 이루어져 있으며, 상기 전리수 발생장치(10)는 물을 전기분해하여 얻어진 알카리수와 산성수를 반투막으로 분리하여 Cathode cell(11)을 통해 알카리수가 이송되도록 하고 상기 Anode cell(12)을 통해 산성수가 이송되도록 한다.
고농도 과산화수소 또는 오존수 공급장치(20)는 고농도 과산화수소 또는 오존수를 공급한다.
제1 교반장치(30)는 상기 Cathode cell(11)을 통해 이송되는 알카리수와 상기 공급장치(20)로부터 공급되는 고농도 과산화수소 또는 오존수를 혼합한다.
제2 교반장치(31)는 상기 Anode cell(12)을 통해 이송되는 산성수와 상기 공급장치(20)로부터 공급되는 고농도 과산화수소 또는 오존수를 혼합한다.
제1, 제 2 분사장치(40)(41)는 0.5mm 내지 3mm인 홀을 구비하고 있으며, 상기 제1, 제2 교반장치(30)(31)에 의해 혼합된 전리 과산화수소수 또는 전리 오존수를 상기 홀을 통해 농수산물에 분사시켜 농수산물이 세척, 살균되도록 한다.
상기와 같이 구성된 전리 오존수/전리 과산화수소수를 이용한 세척 및 살균장치를 이용한 농수산물 세척 및 살균방법을 첨부 도면 도 2의 각 공정별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
전리수 생성공정(S100)
먼저 전리수 생성장치(10)를 이용하여 전리수를 생성한다. 전리수는 이온교환막을 이용하여 전기 분해한 후 H+ 및 산화능력을 갖거나 OH- 및 환원능력을 갖는 종류의 이온화된 물로 분리시킨 것이다. 따라서 전리수는 미량의 화학 약품을 첨가하거나, 화학약품의 첨가 없이도 매우 넓은 범위의 pH 및 ORP(Oxidation Reduction Potnetial)를 갖는다. 상기와 같이 생성된 전리수를 이용하여 세척도를 최적화하므로 농수산물 세척을 향상시키는 환경 친화적인 기술이다. 또한 전리수는 각 농수산물이 고유로 요구되는 pH 및 산화 환원력를 조절할 수 있으므로 강력한 세척력을 갖게 된다.
또한 전리수의 분자가 만든 H+ 및 OH-가 통상의 물에 비해 적기 때문에 표면장력이 작다. 따라서 작은 미세 틈세 등에도 침입이 쉬워 기존방법 보다 미세 부분까지 세척할 수 있다. 그러므로 더욱 완벽한 세척을 할 수 있고, 세척효과도 향상 시킬 수 있는 것이다.
한편, 오존은 통상 산소 속에서 전기방전에 의하여 생성된다. 오존생성장치는 이미 잘 개발이 되어 시중에서 쉽게 구할 수 있으며, 상기와 같이 전기 방전에 의하여 만들어진 오존을 물에 투입하면 물속에 녹아 들어가는데, 이처럼 오존이 녹아들어간 물을 오존수라고 한다. 오존이 자연에서 분해되며, 오존이 분해되면 산소가 된다. 따라서 환경에 큰 피해를 끼치지 않는다.
그리고, 과산화수소는 나프타(Naphtha)에서 수소를 추출하고 추출된 수소를 과 산화하여 대량으로 만든다. 그래서 과산화수소는 정유공장에 의해 값싸게 대량 생산된다. 상기 나프타는 석유화학의 기초 유분인 에틸렌과 프로필렌의 주원료로 조제 휘발유라고도 한다. 수소가 제거된 나프타의 남은 물질은 탄소, 탄화수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 물 등으로 연소할 수 있는 연료이거나, 연소의 마지막 단계의 환경 친화적인 물질로서 정유공장에서 연료로 쓰인다. 과산화수소가 분해하면 물과 산소가 된다. 따라서 과산화수소는 제조과정이 환경친화적이며 그 자체도 또한 친환경적이다. 과산화수소는 녹는점이 섭씨 마이너스 0.89도이며 끓는점이 섭씨 151도이기 때문에 상온에서 안전하다.
또한 과산화수소의 비중은 1.46이고, 섭씨 100도에서 물과 산소로 분해된다. 즉 과산화수소는 물에 대단히 잘 녹기 때문에 일반적으로 50%의 과산화수소 수용액으로 만들어서 취급된다. 그리고 고순도 DIW (Deionized Water)에 50%의 과산화수소를 섞은 수용액을 쉽게 구할 수 있다.
첨부 도면 도 1의 고농도 과산화수소 또는 오존수 공급장치(20)는 공업적으 로 만들어진 고농도 과산화수소 수용액을 저장하고 있는 용기이거나 또는 오존수 생성장치이다.
교반공정(S200)
그리고 교반 공정(S200)은 제1, 제 2 교반장치(30)(31)를 이용하여 상기 전리수 발생장치(10)와 상기 고농도 과산화수소 수용액 공급장치(20)에 의하여 발생된 전리수와 과산화수 수용액을 혼합하는 공정이다. 또는 제1, 제 2 교반장치(30)(31)를 이용하여 상기 전리수 발생장치(10)와 상기 고농도 오존수 공급장치(20)에 의하여 발생된 전리수와 오존수용액을 혼합하는 공정이다
즉, 상기 전리수 발생장치(10)의 Cathode cell(11)에서 발생한 알카리수와 과산화수소 수용액을 혼합하고, 상기 전리수 발생장치(10)의 Anode cell(12)에서 발생한 산성수와 과산화수소 수용액을 혼합한다. 그리고, 각 혼합액을 제1, 제 2 교반장치(30)(31)를 이용하여 교반시켜서 각 전리수별로 전리 과산화수소수를 생성시킨다. 전리수와 과산화수소 수용액 혼합비율은 필요에 따라서 조절한다. 일반적으로 과산화수소 농도가 1에서 10%정도로 한다.
그리고, 전리 오존수 경우는 상기 전리수 발생장치(10)의 Cathode cell(11)에서 발생한 알카리수와 오존수용액을 혼합하고, 상기 전리수 발생장치(10)의 Anode cell(12)에서 발생한 산성수와 오존수용액을 혼합한다. 그리고, 각 혼합액을 제1, 제 2 교반장치(30)(31)를 이용하여 교반시켜서 각 전리수별로 전리 오존수를 생성시킨다. 전리수와 오존수용액 혼합비율은 필요에 따라서 조절한다.
세척공정(S300)
그리고, 상기 세척 공정(S300)은 상기 교반된 전리 과산화수소수를 세척작업이 필요한 농수산물에 분사하여 농수산물에 존재하는 잔류오염물질을 세척하는 공정이다. 또는 상기 교반된 전리 오존수를 세척작업이 필요한 농수산물에 분사하여 농수산물에 존재하는 잔류오염물질을 세척하는 공정이다. 그리고, 세척 중에 농수산물에 붙어있는 세균을 살균도 한다.
즉, 상기 교반된 전리 과산화수소수를 제1, 제2 분사장치(40)(41)를 이용하여 농수산물에 분사하여 잔류오염물을 세척하는 공정이다. 이때 상기 교반된 전리 과산화수소수는 제1, 제2 분사장치(40)(41)에 설치되어 있는 분사 노즐을 통하여 분사되는데, 상기 분사노즐의 홀은 지름이 0.5㎜ 내지 3㎜ 정도인 것이 바람직하다.
또한 전리 오존수 경우는 교반된 전리 오존수를 제1, 제2 분사장치(40)(41)를 이용하여 농수산물에 분사하여 잔류오염물을 세척하는 공정이다. 이때 상기 교반된 전리 오존수는 제1, 제2 분사장치(40)(41)에 설치되어 있는 분사 노즐을 통하여 분사되는데, 상기 분사노즐의 홀은 지름이 0.5㎜ 내지 3㎜ 정도인 것이 바람직하다.
한편, 농수산물 세척을 별도로 구비된 농수산물 세척장치에 의해 실시할 수도 있다. 즉 농수산물 세척장치는 초음파발생장치가 부착되어 있어 세척에 사용되는 전리 오존수나 전리 과산화수소수 속에 초음파를 인가하고 진동을 부여하는 것 이다. 인가 진동이 부여된 전리 오존수나 전리 과산화수소수는 강력한 cavitation이나 진동가속도를 가지게 되어 농수산물 표면에 부착되어있는 오염물질을 제거할 수 있도록 한다.
이때, 농수산물에 붙어 있는 미세한 유기물 또는 무기물과 과산화수소 또는 오존의 합성을 활성화시키기 위하여 조사되는 초음파의 진동수는 5㎑ 내지 100㎑ 로 조절된다.
그리고 전리 오존수나 전리 과산화수소수를 농약을 대치할 수 있는 농작물 살균제로 사용할 때에는 전리수에 적당한 압력을 인가하여 여러 개의 홀이 장착된 상기 분사노즐을 통하여 전리 오존수나 전리 과산화수소수가 농작물에 분사되도록 한다.
<최상의 실시예1>
먼저 물은 전리수 발생장치(10)에 의해 전기분해된다. 이때 얻어지는 알카리수와 산성수는 반투막을 통하여 분리되어 Cathode cell(11)과 Anode cell(12)을 통하여 제1, 제2 교반장치(30)(31)로 이송된다. 이때 과산화수소 수용액 공급 장치(20)는 과산화수소 수용액을 제1, 제2 교반장치(30)(31)로 이송시킨다.
상기 제1, 제2 교반장치(30)(31)로 이송된 상기 전리수와 상기 과산화수소 수용액은 제1, 제2 교반장치(30)(31)에 의하여 혼합 교반된다. 혼합 교반된 전리 과산화수소수는 제1, 제2 분사장치(40)(41)로 공급된다.
제1, 제2 분사장치(40)(41)로 공급된 상기 교반된 전리 과산화수소수는 상기 제1, 제2 분사장치(40)(41)에 의하여 세척 및 살균이 필요한 농작물로 분사된다. 이때 제1, 제2 분사장치(40)(41)의 분사노즐 홀들은 그 지름이 0.5㎜ 내지 3㎜ 인 것이 가장 바람직하고, 전리 과산화수소수에 적당한 압력을 인가하여 전리 과산화수소수가 농작물에 잘 분사되도록 한다.
그리고, 제1, 제2 분사장치(40)(41)로 보내진 상기 교반된 전리 과산화수소수는 또한 상기 제1, 제2 분사장치(40)(41)에 의하여 농수산물 세척장치에 있는 세척 및 살균이 필요한 농수산물로 분사된다. 농수산물 세척장치에는 초음파 발생장치가 부착되어 있으며, 초음파 발생장치에서는 초음파의 진동수를 5 내지 100㎑로 조절한다. 상기 초음파에 의하여 전리 과산화수소수를 활성화 시킨다. 활성화된 전리 과산화수소수는 더욱 효과적으로 농수산물을 세척 및 살균한다.
<최상의 실시예2>
먼저 물은 전리수 발생장치(10)에 의해 전기분해된다. 이때 얻어지는 알카리수와 산성수는 반투막을 통하여 분리되어 Cathode cell(11)과 Anode cell(12)을 통하여 제1, 제2 교반장치(30)(31)로 이송된다. 이때 오존수용액 공급 장치(20)에서는 오존수용액을 제1, 제2 교반장치(30)(31)로 이송시킨다.
제1, 제2 교반장치(30)(31)로 이송된 상기 전리수와 상기 오존수용액은 제1, 제2 교반장치(30)(31)에 의하여 혼합 교반된다. 혼합 교반된 전리 오존수는 제1, 제2 분사장치(40)(41)로 공급된다.
제1, 제2 분사장치(40)(41)로 공급된 상기 교반된 전리 오존수는 상기 제1, 제2 분사장치(40)(41)에 의하여 세척 및 살균이 필요한 농작물로 분사된다. 이때 제1, 제2 분사장치(40)(41)의 분사노즐 홀들은 그 지름이 0.5㎜ 내지 3㎜ 인 것이 가장 바람직하고, 전리 오존수에 적당한 압력을 인가하여 전리 오존수가 농작물에 잘 분사되도록 한다.
제1, 제2 분사장치(40)(41)로 공급된 상기 교반된 전리 오존수는 또한 상기 제1, 제2 분사장치(40)(41)에 의하여 농수산물 세척장치에 있는 세척 및 살균이 필요한 농수산물로 분사된다. 농수산물 세척장치에는 초음파 발생장치가 부착되어 있으며, 초음파 발생장치에서는 초음파의 진동수를 5 내지 100㎑ 로 조절한다. 상기 초음파에 의하여 전리 오존수를 활성화 시킨다. 활성화된 전리 오존수는 더욱 효과적으로 농수산물을 세척 및 살균한다.