KR102007900B1 - Atmospheric pressure plasma system for sterilization of agricultural products - Google Patents

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KR102007900B1
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박미리
최원석
김현승
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재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원
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Abstract

Disclosed is an atmospheric pressure plasma system for sterilizing agricultural products. The atmospheric pressure plasma system for agricultural product sterilization according to embodiments of the present invention can increase the concentration of OH radicals to increase the sterilization efficiency by applying a combination of ultraviolet light, hydrogen peroxide, and plasma in the treatment of agricultural product sterilization.

Description

농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템{ATMOSPHERIC PRESSURE PLASMA SYSTEM FOR STERILIZATION OF AGRICULTURAL PRODUCTS}Atmospheric pressure plasma system for agricultural products sterilization {ATMOSPHERIC PRESSURE PLASMA SYSTEM FOR STERILIZATION OF AGRICULTURAL PRODUCTS}

본 발명은 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자외선, 과산화수소, 플라즈마를 복합적으로 적용하여 고농도의 활성종 생성으로 살균 효율을 높이는 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an atmospheric pressure plasma system for agricultural product sterilization, and more particularly, to an atmospheric plasma system for agricultural product sterilization which increases sterilization efficiency by generating a high concentration of active species by applying UV, hydrogen peroxide, and plasma in combination.

최근 웰빙 문화의 확산으로 다양한 과일 및 채소에 대한 수요가 높아지고 있다. 이에 따라 농산물의 유통이 활발해지고 있어 과일 및 채소 등의 농산물을 안전하게 보관하고 신선도를 유지하기 위해 농산물 표면을 살균 처리하는 방법에 대한 시대적 요구가 증가하고 있다. Recently, the demand for various fruits and vegetables is increasing due to the spread of well-being culture. As a result, the distribution of agricultural products is increasing, and there is an increasing demand for a method of disinfecting the surface of agricultural products in order to safely store and maintain fresh products such as fruits and vegetables.

일반적인 식품 살균 방법으로는 가열 살균방법, 화학약품 처리 방법이 있다. 가열 살균방법은 미생물의 증식을 억제하여 저장기간을 연장시킬 수 있으나 가열처리를 할 수 없는 농산물인 경우 이용이 제한적이며, 식품 고유의 품질에 부정적인 영향을 줄 수 있는 문제점이 있다. Common food sterilization methods include heat sterilization and chemical treatment. Heat sterilization method can prolong the storage period by inhibiting the growth of microorganisms, but the use of agricultural products that can not be heat treatment is limited, there is a problem that can negatively affect the intrinsic quality of food.

화학약품 처리 방법은 액상의 살균소독제를 사용하여 농산물의 표면을 살균하는 방법이다. 화학약품 처리 방법은 주로 염소계열, 전해수(치아염소산), 이산화염소수(ClO2), 오존수, 알코올의 미량 분무를 통해 이루어질 수 있다. 하지만 이러한 방법은 수분을 함유하고 있어 농산물이 유통과정 중에 변질될 수 있어 수분에 민감한 농산물의 살균처리 방법으로 적합하지 않다. Chemical treatment is a method of sterilizing the surface of agricultural products using a disinfectant in liquid form. Chemical treatment method may be mainly through a small spray of chlorine series, electrolytic water (chlorochloric acid), chlorine dioxide (ClO 2 ), ozone water, alcohol. However, this method is not suitable as a method for sterilization of moisture-sensitive agricultural products because it contains moisture, which may cause the agricultural products to be deteriorated during distribution.

한편, 플라즈마는 기체에 에너지를 가함에 따라 전자와 이온으로 분리되어 공간 중에 전자와 이온으로 공존하는 입자들의 집합체이며, 전기적으로 중성을 유지하므로 전기적으로 이온화된 전도성 가스라고 할 수 있다. On the other hand, the plasma is an aggregate of particles that are separated into electrons and ions as energy is applied to the gas and coexist as electrons and ions in the space.

최근 이러한 플라즈마를 이용하여 멸균/소독 분야에서 플라즈마 발생에 의해 생성되는 활성종의 살균이나 탈취 기능을 이용하는 기술 개발이 이루어지고 있다. Recently, the development of technology using sterilization or deodorization function of active species generated by plasma generation in the field of sterilization / disinfection using the plasma has been made.

이와 관련하여, 등록특허공보 제10-1419386호(발명의 명칭: 마이크로파에 의해 생성된 비열 플라즈마를 이용한 식품 살균장치 및 식품 살균방법)는 대면적의 플라즈마를 발생하도록 함으로써 식품 미생물을 저감시키는 마이크로파에 의해 생성된 비열 플라즈마를 이용한 식품 살균장치 및 식품 살균방법을 제안한 바 있다. In this regard, Korean Patent Publication No. 10-1419386 (name of the invention: a food sterilization apparatus and a food sterilization method using a non-thermal plasma generated by microwaves) is directed to a microwave which reduces food microorganisms by generating a large-area plasma. It has been proposed a food sterilizer and a food sterilization method using the non-thermal plasma generated by the.

한국등록특허 제10-1419386호(2014년 7월 8일 등록)Korea Patent Registration No. 10-1419386 (July 8, 2014 registration)

본 발명은 자외선, 과산화수소, 플라즈마를 복합적으로 적용하여 OH라디칼의 농도를 높여 살균 효율을 향상시키는 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템을 제공하고자 한다.The present invention is to provide an atmospheric plasma system for agricultural products sterilization to improve the sterilization efficiency by increasing the concentration of OH radicals by applying a combination of ultraviolet, hydrogen peroxide, plasma.

본 발명의 일 측면에 따르면, 살균처리 대상인 농산물을 이동시키는 컨베이어벨트가 내측을 통과하도록 양측부에 상호 마주보는 문이 형성되고, 상기 문을 통해 상기 농산물을 내부에 위치시키고 살균처리 종료 후 외부로 내보내는 챔버와, 챔버 일면에 마련되며 공기를 반응가스로 플라즈마가 발생되어 오존, 활성산소, OH라디칼, 활성질소 중 적어도 1 이상의 활성종을 생성시키고, 상기 활성종을 상기 농산물을 향해 배출시키는 플라즈마 발생부와, 챔버 내부에 적어도 1 이상 마련되어 자외선을 조사하는 UV 발생부와, 내부에 액상의 과산화수소가 저장되고, 상기 과산화수소를 미립자 형태로 전환하여 플라즈마 발생부에 공급하는 반응기와, 챔버 내부의 상기 활성종이 외부로 배출되지 않고 순환되어 다시 챔버 내부에 공급되도록 챔버 측면에 형성되어 챔버 내부의 활성종 농도를 높이는 활성종 순환부와, 상기 공기를 공급하는 공기 공급부와, 상기 플라즈마 발생부를 구동시키는 전압과 상기 공급되는 공기의 압력을 설정하는 제어부를 포함하는 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템이 제공될 수 있다. According to an aspect of the present invention, the conveyor belt for moving the agricultural product to be sterilized, the doors are formed to face each other so as to pass through the inner side, through the door to place the agricultural product inside and after the end of the sterilization treatment to the outside Plasma is generated on the discharge chamber and one side of the chamber and plasma is generated as a reaction gas to generate at least one active species of ozone, active oxygen, OH radicals or active nitrogen, and discharge the active species toward the agricultural product. And a UV generation unit provided with at least one inside the chamber to irradiate ultraviolet rays, a liquid hydrogen peroxide stored therein, a reactor for converting the hydrogen peroxide into a particulate form and supplying the plasma generation unit to the plasma generation unit, and the activity inside the chamber. It is formed on the side of the chamber so that the paper is circulated without being discharged to the outside and fed back into the chamber. Atmospheric pressure plasma for agricultural product sterilization including an active species circulator for increasing the concentration of active species in the chamber, a air supply unit for supplying the air, a control unit for setting a voltage for driving the plasma generator and a pressure of the supplied air A system can be provided.

본 발명의 구체예들에 따른 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템은 농산물 살균 처리에 있어서 자외선, 과산화수소, 플라즈마를 복합적으로 적용하여 OH라디칼의 농도를 높여 살균 효율을 높일 수 있다. Atmospheric pressure plasma system for agricultural products sterilization according to embodiments of the present invention can increase the concentration of OH radicals by increasing the concentration of OH radicals in the sterilization of agricultural products to increase sterilization efficiency.

또한 농산물 살균 처리에 있어, 농산물의 외관에 손상을 주지 않고 효과적으로 살균하여 농산물의 품질을 유지시키고 저장성을 향상시킬 수 있다.In addition, in the sterilization of agricultural products, it is possible to effectively sterilize without damaging the appearance of the agricultural products to maintain the quality of the agricultural products and improve storage.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 구체예에 따른 반응기를 도시한 도면이다
도 3은 본 발명의 구체예에 따른 UV 발생부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 구체예에 따른 활성종 순환부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실험예 1에 따른 대기압 플라즈마 시스템의 살균력 평가 결과를 나타낸 사진이다. 1 is a view showing an atmospheric pressure plasma system for agricultural products sterilization according to an embodiment of the present invention.
2 shows a reactor according to an embodiment of the invention.
3 is a view showing a UV generating unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the active species circulation according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph showing the sterilizing power evaluation results of the atmospheric pressure plasma system according to Experimental Example 1 of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the following examples are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템(100)을 도시한 도면이다.1 is a view showing the atmospheric plasma system for sterilizing agricultural products 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템(100, 이하 대기압 플라즈마 시스템이라고 함)은 챔버(110), 공기 공급부(160), 제어부(180), 플라즈마 발생부(120), 반응기(150), UV 발생부(130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an atmospheric plasma system for sterilizing agricultural products (hereinafter, referred to as an atmospheric plasma system) may include a chamber 110, an air supply unit 160, a controller 180, a plasma generator 120, and a reactor 150. , UV generation unit 130 is included.

대기압 플라즈마 시스템(100)은 공기 공급부(160)에서 대기중의 공기를 흡입하여 상기 공기를 플라즈마 발생부(120)와 과산화수소가 저장된 반응기(150)에 공급할 수 있다. 플라즈마 발생부(120)는 농산물을 수용하는 챔버(110) 일면에 마련되고, 상기 공급받은 공기를 반응가스로 하여 플라즈마를 발생시킨다. 이 때, 상기 플라즈마에 의해 살균력을 가지는 활성종이 생성되고, 상기 농산물을 향해 배출되어 농산물이 살균처리 될 수 있다. The atmospheric pressure plasma system 100 may suck air in the atmosphere from the air supply unit 160 to supply the air to the plasma generator 120 and the reactor 150 in which hydrogen peroxide is stored. The plasma generating unit 120 is provided on one surface of the chamber 110 for accommodating agricultural products, and generates plasma using the supplied air as a reaction gas. At this time, the active species having a bactericidal power is generated by the plasma, and discharged toward the agricultural product may be sterilized.

본 명세서에서 상기 활성종은 화학적으로 반응성을 가지는 반응성 산소 및 질소종 (Reactive oxygen and nitrogen species, RONS)을 의미한다. 구체적으로 상기 활성종은 오존, 활성산소, OH라디칼, 활성질소 중 적어도 1 이상일 수 있으며, 보다 구체적으로 O3, O2, Oㆍ, OHㆍ, Nㆍ, NO, NOㆍ 중 적어도 1 이상일 수 있다. In the present specification, the active species means reactive oxygen and nitrogen species (RONS) that are chemically reactive. Specifically, the active species may be at least one or more of ozone, active oxygen, OH radicals, and active nitrogen, and more specifically, may be at least one or more of O 3 , O 2 , O ·, OH ·, N ·, NO, NO ·. have.

대기압 플라즈마 시스템(100)은 상기 과산화수소와 챔버(110) 내의 UV 발생부(130)에서 조사되는 자외선이 상기 활성종 중 오존과 반응하여 오존 및 활성질소보다 살균력이 높은 OH라디칼의 농도를 높일 수 있다. 따라서 대기압 플라즈마 시스템(100)은 OH라디칼의 농도를 높여 살균효율을 높일 수 있다. Atmospheric pressure plasma system 100 may increase the concentration of OH radicals having higher sterilizing power than ozone and active nitrogen by reacting with the ozone of the active species the ultraviolet rays irradiated from the hydrogen peroxide and the UV generator 130 in the chamber 110. . Therefore, the atmospheric plasma system 100 may increase sterilization efficiency by increasing the concentration of OH radicals.

이하에서 각 구성에 대하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, each configuration will be described in detail.

챔버(110)는 농산물을 살균처리 하는 공간으로, 육면체 형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The chamber 110 is a space for sterilizing agricultural products, but may be formed in a hexahedral shape, but is not limited thereto.

챔버(110)는 문(113), 받침부(140), 온도센서(미도시), 제1 유체관(111)을 포함할 수 있다.The chamber 110 may include a door 113, a support 140, a temperature sensor (not shown), and a first fluid pipe 111.

문(113)은 챔버(110)의 일측이 개폐되도록 챔버(110) 측부에 적어도 1 이상 형성될 수 있다. 이에 따라, 챔버(110) 내부에 농산물을 넣고 살균처리 종료 후 외부로 꺼낼 수 있다. 문(113)은 좌우 또는 상하로 개폐되는 슬라이드 문 또는 밀거나 당기는 여닫이 문일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 구체예에 있어서, 문(113)은 챔버(110) 양측부에 상호 마주보도록 형성되어 개폐될 수 있다. 이에 따라, 농산물은 챔버(110) 일측 문(113)을 통해 챔버(110) 내부에 위치하고, 살균처리 종료 후 챔버(110) 타측 문(113)을 통해 외부로 나올 수 있다. 따라서 대기압 플라즈마 시스템(100)은 저장고뿐만 아니라, 컨베이어벨트를 통해 농산물이 이동하는 농산물 선과 라인에서도 사용될 수 있다. The door 113 may be formed at least one side of the chamber 110 so that one side of the chamber 110 is opened and closed. Accordingly, the agricultural product can be put into the chamber 110 and then taken out after the end of the sterilization treatment. The door 113 may be a sliding door that is opened or closed left or right or up or down, or a sliding door that is pushed or pulled, but is not limited thereto. In one embodiment, the door 113 may be formed and opened to face each other at both sides of the chamber 110. Accordingly, the agricultural products may be located inside the chamber 110 through one side door 113 of the chamber 110, and may come out through the other side door 113 of the chamber 110 after the sterilization process is finished. Therefore, the atmospheric plasma system 100 may be used not only in the storage but also in the agricultural product lines and lines through which the agricultural products move through the conveyor belt.

받침부(140)는 챔버(110) 내부에 탈착 가능하게 형성되어 살균처리 하고자 하는 농산물을 지지할 수 있다. 받침부(140)는 챔버(110) 내부에 나사산 결합 또는 끼움 결합될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 구체예에 있어서, 농산물은 살균처리 과정 동안 받침부(140) 상부에 위치할 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 대기압 플라즈마 시스템(100)이 상기 선과 라인에서 사용되면, 받침부(140)는 챔버(110)에서 분리되고 농산물은 상기 컨베이어벨트에 위치할 수 있다. The receiving unit 140 may be detachably formed in the chamber 110 to support agricultural products to be sterilized. The supporting unit 140 may be threaded or fitted into the chamber 110, but is not limited thereto. In one embodiment, the produce may be located above the support 140 during the sterilization process. In another embodiment, if an atmospheric plasma system 100 is used in the lines and lines, the support 140 may be separated from the chamber 110 and the produce may be located on the conveyor belt.

받침부(140)의 형태는 한정되지 않으며, 농산물을 지지할 수 있는 형태이면 어느 것이든 가능하다. 일 구체예에 있어서 받침부(140)는 도 1에 도시된 것처럼, 농산물이 상부에 올라가도록 판상의 플레이트(미표기)가 형성되고, 상기 플레이트를 지지하도록 플레이트 하부면 중심부에 지지대(미표기)가 형성될 수 있다. The shape of the base 140 is not limited, and any form can be used as long as it can support agricultural products. In one embodiment, as shown in Figure 1, the support portion 140, a plate-shaped plate (not shown) is formed so that the agricultural products are raised on the top, and a support (not shown) is formed at the center of the lower surface of the plate to support the plate Can be.

받침부(140)는 상기 플레이트가 회전 가능하도록 상기 지지대와 상기 플레이트 사이에 회전모터(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 회전모터는 지지대 상부면에 형성되어 회전축이 상기 플레이트 중심부와 고정되게 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 플레이트는 상기 회전모터의 회전에 따라 회전되고, 상기 플레이트 상부에 위치한 농산물도 회전될 수 있다. 따라서 상기 농산물은 보다 균일하게 살균처리 될 수 있다. Support portion 140 may be a rotary motor (not shown) is formed between the support and the plate so that the plate is rotatable. The rotary motor is formed on the upper surface of the support may be connected to the rotation shaft is fixed to the central plate. Accordingly, the plate is rotated in accordance with the rotation of the rotary motor, the agricultural products located on the plate can also be rotated. Therefore, the agricultural product can be sterilized more uniformly.

온도센서(미도시)는 챔버(110) 내부 일측에 형성되어 챔버(110) 내부의 온도를 감지할 수 있다. A temperature sensor (not shown) may be formed at one side inside the chamber 110 to detect a temperature inside the chamber 110.

제1 유체관(111)은 챔버(110) 일면에 형성되어 챔버 내부의 활성종을 배기시킬 수 있다. The first fluid pipe 111 may be formed on one surface of the chamber 110 to exhaust the active species in the chamber.

챔버(110)는 일면에 플라즈마 발생부(120)가 형성될 수 있다. 플라즈마 발생부(120)는 플라즈마를 발생시켜 활성종을 생성시킬 수 있다. 또한, 챔버(110)는 내부에 자외선을 조사하는 UV 발생부(130)가 마련될 수 있다. 이 때, UV 발생부(130)에서 조사되는 자외선과 상기 활성종이 반응하여 OH라디칼이 생성될 수 있다. 플라즈마 발생부(120) 및 UV 발생부(130)의 구체적 구성 및 활성종 생성 과정 등은 후술하도록 한다. The chamber 110 may have a plasma generator 120 formed on one surface thereof. The plasma generator 120 may generate plasma to generate active species. In addition, the chamber 110 may be provided with a UV generator 130 for irradiating ultraviolet rays therein. At this time, the ultraviolet rays irradiated from the UV generating unit 130 and the active species may react to generate OH radicals. Specific configurations of the plasma generating unit 120 and the UV generating unit 130 and the process of generating active species will be described later.

한편, 공기 공급부(160)는 대기중의 공기를 공급하는 수단으로, 에어컴프레서일 수 있다. 공기 공급부(160)는 대기중의 공기를 흡입하여 상기 공기가 플라즈마 발생부(120)와 반응기(150)에 공급되도록 할 수 있다. On the other hand, the air supply unit 160 is a means for supplying air in the atmosphere, may be an air compressor. The air supply unit 160 may suck air in the atmosphere so that the air is supplied to the plasma generator 120 and the reactor 150.

공기 공급부(160)는 공급되는 공기중의 수분 및 미세먼지 등을 제거하는 필터부(170)를 포함할 수 있다. 필터부(170)는 공기 공급부(160)와 제2 유체관(미표기)으로 연결될 수 있다. 필터부(170)는 적어도 1 이상의 필터가 형성될 수 있다. 일 구체예에 있어서, 필터부(170)는 도 1에 도시된 것처럼 3단 필터로 형성될 수 있으며 각각의 필터는 제2 유체관으로 연결될 수 있다. 이 때, 제2 유체관은 각각의 필터를 관통하지 않고, 제2 유체관의 양측이 각각 상기 필터의 상부 또는 하부에 형성될 수 있다. 이에 따라 공기 공급부(160)에서 공급되는 공기는 1단 필터에서 수분, 유분, 큰 먼지 등이 제거되고, 2단과 3단 필터로 가면서 미세먼지가 제거될 수 있다. 즉, 공기 공급부(160)는 공기중의 수분 및 미세먼지 등을 제거하여 정제된 공기를 공급할 수 있다. The air supply unit 160 may include a filter unit 170 to remove moisture and fine dust in the air to be supplied. The filter unit 170 may be connected to the air supply unit 160 and the second fluid tube (not shown). At least one filter may be formed in the filter unit 170. In one embodiment, the filter unit 170 may be formed of a three-stage filter as shown in Figure 1 and each filter may be connected to the second fluid pipe. In this case, the second fluid pipe may not penetrate each filter, and both sides of the second fluid pipe may be formed at the top or the bottom of the filter, respectively. Accordingly, the air supplied from the air supply unit 160 may remove moisture, oil, and large dust from the first stage filter, and fine dust may be removed while going to the second and third stage filters. That is, the air supply unit 160 may supply purified air by removing moisture and fine dust in the air.

제어부(180)는 플라즈마 발생부(120)를 구동시키는 전압 및 플라즈마 발생부(120)와 반응기(150)에 공급되는 공기의 압력을 설정할 수 있다. 또한, 필요에 따라 챔버(110)에 형성된 문(113)이 개폐되도록 설정할 수 있다. The controller 180 may set a voltage for driving the plasma generator 120 and a pressure of air supplied to the plasma generator 120 and the reactor 150. In addition, if necessary, the door 113 formed in the chamber 110 may be set to be opened and closed.

제어부(180)는 필터부(170)를 통해 정제된 공기가 플라즈마 발생부(120)와 반응기(150)에 각각 공급되도록 내부에 분관장치(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 분관장치는 필터부(170)의 제2 유체관을 제3 유체관(112)과 제4 유체관(151)으로 분관시킬 수 있다. The controller 180 may include an inlet pipe (not shown) therein to supply the purified air through the filter unit 170 to the plasma generator 120 and the reactor 150, respectively. The branch pipe device may branch the second fluid pipe of the filter unit 170 into the third fluid pipe 112 and the fourth fluid pipe 151.

제어부(180)는 일면에 디스플레이창(미표기)이 형성되어 상기 온도센서에서 감지된 온도를 표시할 수 있다. 농산물은 열에 취약하므로 사용자는 살균처리 과정 동안 제어부(180)를 통해 챔버(110) 내부의 온도를 확인하며 대기압 플라즈마 시스템(100)을 작동시킬 수 있다. 일 구체예에 있어서, 챔버(110) 내부의 온도가 상온보다 높게 감지되면 사용자는 대기압 플라즈마 시스템(100)의 작동을 멈출 수 있다. The control unit 180 may display a temperature detected by the temperature sensor by forming a display window (not shown) on one surface. Since the agricultural products are vulnerable to heat, the user may operate the atmospheric pressure plasma system 100 while checking the temperature inside the chamber 110 through the controller 180 during the sterilization process. In one embodiment, when the temperature inside the chamber 110 is sensed higher than room temperature, the user may stop the operation of the atmospheric plasma system 100.

도 2는 본 발명의 구체예에 따른 반응기(150)를 도시한 도면이다.2 shows a reactor 150 according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 반응기(150)는 내부에 과산화수소(153)가 저장되어 상기 과산화수소(153)를 미립자 형태로 생성시키는 공간이다. 일 구체예에 있어서, 반응기(150)에 저장되는 과산화수소(153)는 액상의 과산화수소수일 수 있다. 반응기(150)는 상부면에 제4 유체관(151)과 제5 유체관(152)이 관통된 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 제4 유체관(151) 및 제5 유체관(152)의 일측은 반응기(150) 내부에 위치할 수 있다. 일 구체예에 있어서, 제4 유체관(151)은 도 2에 도시된 것처럼 일측이 과산화수소(153) 내부에 위치하고, 제5 유체관(152)은 일측이 과산화수소(153) 높이보다 높은 높이를 갖도록 위치할 수 있다. 1 and 2, the reactor 150 is a space for storing hydrogen peroxide 153 therein to generate the hydrogen peroxide 153 in a particulate form. In one embodiment, the hydrogen peroxide 153 stored in the reactor 150 may be a liquid hydrogen peroxide solution. The reactor 150 may have a shape in which the fourth fluid pipe 151 and the fifth fluid pipe 152 penetrate through the upper surface. At this time, one side of the fourth fluid pipe 151 and the fifth fluid pipe 152 may be located inside the reactor 150. In one embodiment, the fourth fluid pipe 151 is located on one side inside the hydrogen peroxide 153, as shown in Figure 2, the fifth fluid pipe 152 so that one side has a height higher than the height of the hydrogen peroxide 153 Can be located.

반응기(150)는 제4 유체관(151)으로 정제된 공기를 공급받고, 다시 제5 유체관(152)으로 상기 공기를 플라즈마 발생부(120)에 공급할 수 있다. 이 때, 과산화수소(153)는 제4 유체관(151)을 통해 공기가 주입되어 기포가 발생되고, 상기 공기의 압력에 의해 미립자 형태로 전환될 수 있다. 상기 미립자 형태의 과산화수소는 제5 유체관(152)을 통해 공기와 함께 플라즈마 발생부(120)에 공급될 수 있다. The reactor 150 may receive purified air to the fourth fluid pipe 151 and supply the air to the plasma generator 120 through the fifth fluid pipe 152. At this time, the hydrogen peroxide 153 is injected into the air through the fourth fluid pipe 151 to generate bubbles, it may be converted into a particulate form by the pressure of the air. Hydrogen peroxide in the form of particulates may be supplied to the plasma generator 120 along with air through the fifth fluid tube 152.

다시 도 1을 참조하면, 플라즈마 발생부(120)는 챔버(110) 일면에 마련되어 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 일 구체예에 있어서, 플라즈마 발생부(120)는 일측이 챔버(110) 내부에 위치하도록 챔버(110) 상부면에 관통된 형태로 결합될 수 있다. 플라즈마 발생부(120)는 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부(121), 상기 생성된 플라즈마를 챔버(110) 내부로 방출시키는 플라즈마 방출부(122)를 포함할 수 있다. Referring back to FIG. 1, the plasma generator 120 may be provided on one surface of the chamber 110 to generate plasma. In one embodiment, the plasma generating unit 120 may be coupled in a penetrating form to the upper surface of the chamber 110 so that one side is located inside the chamber 110. The plasma generator 120 may include a plasma generator 121 that generates plasma and a plasma emitter 122 that emits the generated plasma into the chamber 110.

플라즈마 생성부(121)는 플라즈마를 생성시키는 공간으로 챔버(110) 상부면에 형성되고, 내부에 전극을 포함할 수 있다. 플라즈마 생성부(121)는 일면에 제3 유체관(112)이 연결되어 반응가스로 상기 정제된 공기를 공급받을 수 있다. 즉, 플라즈마 생성부(121)는 플라즈마 반응 가스로 공기가 주입되고, 상기 전극에 고전압을 인가하여 플라즈마를 생성시킬 수 있다. The plasma generating unit 121 is a space for generating a plasma and is formed on the upper surface of the chamber 110 and may include an electrode therein. The plasma generating unit 121 may be connected to a third fluid pipe 112 on one surface thereof to receive the purified air as a reaction gas. That is, the plasma generation unit 121 may inject air into the plasma reaction gas and generate a plasma by applying a high voltage to the electrode.

플라즈마 방출부(122)는 플라즈마 생성부(121) 하부와 연결되어 챔버(110) 내부에 위치할 수 있다. 플라즈마 방출부(122)는 플라즈마 생성부(121)에서 생성된 플라즈마를 챔버(110) 내부로 배출시킬 수 있으며, 상기 플라즈마에 의해 활성종이 생성될 수 있다. 이 때, 플라즈마 방출부(122)는 플라즈마 토치 형태일 수 있다. 즉, 플라즈마 방출부(122)는 상기 활성종을 챔버(110) 내부의 농산물을 향해 배출시킬 수 있다. 이 때, 상기 활성종은 오존, 활성산소, OH라디칼, 활성질소 중 적어도 1 이상일 수 있으며, 구체적으로 O3, O2, Oㆍ, OHㆍ, Nㆍ, NO, NOㆍ 중 적어도 1 이상일 수 있다. The plasma emitter 122 may be connected to the lower portion of the plasma generator 121 and positioned in the chamber 110. The plasma emitter 122 may discharge the plasma generated by the plasma generator 121 into the chamber 110, and active species may be generated by the plasma. In this case, the plasma emitter 122 may be in the form of a plasma torch. That is, the plasma emitter 122 may discharge the active species toward the produce inside the chamber 110. In this case, the active species may be at least one or more of ozone, active oxygen, OH radicals and active nitrogen, and specifically, may be at least one or more of O 3 , O 2 , O ·, OH ·, N ·, NO, NO ·. have.

상술한 것처럼 플라즈마 발생부(120)에 공급되는 반응가스는 대기중의 공기로, 산소 대략 80%, 질소 대략 20%로 이루어져 있다. 따라서 플라즈마 발생부(120)에 의해 산소 분자가 분해되어 원자상태의 활성산소가 발생될 수 있으며, 상기 활성산소는 분해되지 않은 산소분자와 결합하여 오존이 발생될 수 있다. 또한, 활성질소도 발생될 수 있다. 이 때, 산소 분자가 분해되어 오존이 형성되는 반응은 다음과 같다. As described above, the reaction gas supplied to the plasma generating unit 120 is air in the atmosphere, and is composed of approximately 80% oxygen and approximately 20% nitrogen. Accordingly, oxygen molecules may be decomposed by the plasma generator 120 to generate active oxygen in an atomic state, and the active oxygen may be combined with undecomposed oxygen molecules to generate ozone. Active nitrogen can also be generated. At this time, the reaction of decomposing oxygen molecules to form ozone is as follows.

(1) 02 → Oㆍ+ Oㆍ(1) 0 2 → O + O

(2) Oㆍ + O2 → O3 (2) O + O 2 → O 3

상기 오존은 플라즈마 발생부(120)에 공급되는 공기에 잔존하는 수분과 상기 미립자 형태의 과산화수소에 함유된 수분과 반응하여 OH라디칼이 발생될 수 있다. The ozone may generate OH radicals by reacting with the moisture remaining in the air supplied to the plasma generator 120 and the moisture contained in the hydrogen peroxide in the form of particulates.

병원균 미생물 및 세균에 대한 살균력은 오존 및 활성질소보다 활성산소의 한 종류인 OH라디칼에 의한 영향이 가장 크다. 따라서, 병원균 미생물 및 세균 등을 살균하는 시스템에서는 OH라디칼의 발생량을 높여 살균력을 높이는 것이 중요할 수 있다. The bactericidal activity against pathogenic microorganisms and bacteria is more affected by OH radicals, which is one kind of active oxygen than ozone and active nitrogen. Therefore, in a system for sterilizing pathogen microorganisms and bacteria, it may be important to increase the amount of OH radicals to increase sterilization power.

이에, 이하에서는 상기 오존과 반응하여 OH라디칼을 생성시킴으로써 OH라디칼의 농도를 높이는 과정에 대해 설명하도록 한다. Therefore, hereinafter, a process of increasing the concentration of OH radicals by generating OH radicals by reacting with the ozone will be described.

다시 도 1을 참조하면, 플라즈마 발생부(120)는 제5 유체관(152)을 통해 미립자 형태의 과산화수소를 공급받을 수 있다. 상기 미립자 형태의 과산화수소는 플라즈마 방출부(122)의 플라즈마 토치에서 발생되는 열에 의해 기상으로 전환되고, 플라즈마 발생에 의해 생성되는 활성종 중 오존과 반응하여 OH라디칼을 생성시킬 수 있다. 상기 오존과 과산화수소가 반응하여 OH라디칼을 생성시키는 반응은 다음과 같다. Referring back to FIG. 1, the plasma generator 120 may receive hydrogen peroxide in the form of particulates through the fifth fluid tube 152. The particulate hydrogen peroxide is converted into the gas phase by the heat generated by the plasma torch of the plasma discharge unit 122 and may react with ozone among the active species generated by plasma generation to generate OH radicals. The reaction in which the ozone and hydrogen peroxide react to generate OH radicals is as follows.

(3) 2O3 + H2O2 → 2OHㆍ+ 3O2 (3) 2O 3 + H 2 O 2 → 2OH + 3 O 2

즉, 대기압 플라즈마 시스템(100)은 플라즈마 발생부(120)에 미립자 형태로 공급되는 과산화수소에 의해 오존 및 활성질소보다 살균력이 강한 OH라디칼의 농도를 높임으로써 살균효율을 높일 수 있다.That is, the atmospheric pressure plasma system 100 may increase sterilization efficiency by increasing the concentration of OH radicals having stronger sterilizing power than ozone and active nitrogen by hydrogen peroxide supplied to the plasma generating unit 120 in the form of fine particles.

도 3은 본 발명의 구체예에 따른 UV 발생부(130)를 도시한 도면이다.3 is a view showing a UV generating unit 130 according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 3을 참조하면, UV 발생부(130)는 챔버(110) 내부에 적어도 1 이상 마련될 수 있다. 일 구체예에 있어서, UV 발생부(130)는 자외선을 조사하는 UV 램프일 수 있다. 1 and 3, the UV generator 130 may be provided at least one inside the chamber 110. In one embodiment, the UV generation unit 130 may be a UV lamp for irradiating ultraviolet light.

상기 UV 발생부(130)에서 조사되는 자외선은 플라즈마 방출부(122)를 통해 배출되는 오존과 반응하여 OH라디칼을 생성시킬 수 있다. Ultraviolet rays emitted from the UV generator 130 may generate OH radicals by reacting with ozone emitted through the plasma emitter 122.

(4) O3 + UV + H2O → H2O2 + O2 (4) O 3 + UV + H 2 O → H 2 O 2 + O 2

상기 반응식 (4)에서 생성된 과산화수소는 다시 반응식 (3)의 과정을 거쳐 OH라디칼을 생성시킬 수 있다. 일 구체예에 있어서, 반응식 (4)에서 H2O는 챔버(110) 내부의 공기 중에 함유된 수분일 수 있다. Hydrogen peroxide generated in the reaction formula (4) can be generated again OH radical through the process of the reaction (3). In one embodiment, H 2 O in Scheme (4) may be moisture contained in the air inside the chamber 110.

즉, 대기압 플라즈마 시스템(100)은 UV 발생부(130)에 의해 오존 및 활성질소보다 살균력이 강한 OH라디칼의 농도를 높임으로써 살균효율을 높일 수 있다. That is, the atmospheric pressure plasma system 100 may increase sterilization efficiency by increasing the concentration of OH radicals having stronger sterilizing power than ozone and active nitrogen by the UV generating unit 130.

UV 발생부(130)는 챔버(110) 내부에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 플라즈마 활성종의 농도를 높일 수 있는 특정 파장대의 UV 램프를 적용하여 살균효율을 보다 높일 수 있다. 일 구체예에 있어서, 상기 특정 파장대는 254nm일 수 있다. The UV generator 130 may be detachably coupled to the inside of the chamber 110. Accordingly, the user may further increase the sterilization efficiency by applying a UV lamp of a specific wavelength band capable of increasing the concentration of plasma active species. In one embodiment, the specific wavelength band may be 254nm.

UV 발생부(130)는 광확산부(131)를 더 포함할 수 있다. 광확산부(131)는 상기 UV 램프에서 조사되는 자외선을 확산시키는 매체로, 도 3의 a에 도시된 것처럼, UV 램프가 내부에 수용되도록 형성될 수 있다. 일 구체예에 있어서, 광확산부(131)는 육면체 형상으로, UV 램프를 둘러싸고 있는 각각의 면이 확산필터로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 확산필터는 도 2의 b에 도시된 것처럼, 중심부가 오목한 렌즈 형태 또는 시트나 필터 형태일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라 광확산부(131)는 상기 렌즈, 시트, 필터의 형상 및 크기 등의 변형으로 광확산부(131)를 통과하는 자외선의 굴절율을 조절하여 확산되는 자외선의 각도를 조절할 수 있다. The UV generator 130 may further include a light diffuser 131. The light diffusing unit 131 is a medium for diffusing ultraviolet rays irradiated from the UV lamp, and may be formed to receive the UV lamp therein, as shown in FIG. In one embodiment, the light diffusion unit 131 has a hexahedral shape, each surface surrounding the UV lamp may be formed as a diffusion filter. In this case, the diffusion filter may be in the form of a lens or a sheet or a filter having a concave center, as shown in b of FIG. 2, but is not limited thereto. If necessary, the light diffusion unit 131 may adjust the angle of the ultraviolet rays to be diffused by adjusting the refractive index of the ultraviolet light passing through the light diffusion unit 131 by deformation of the lens, sheet, and filter.

광확산부(131)는 상기 UV 램프에서 조사되는 자외선을 확산시킴으로써 보다 많은 오존과 반응하여 OH라디칼을 생성시킬 수 있다. 즉, 광확산부(131)는 UV 램프만 사용하는 것 대비 OH라디칼 생성을 늘려 살균효율을 향상시킬 수 있다. The light diffusion unit 131 may generate OH radicals by reacting with more ozone by diffusing ultraviolet rays irradiated from the UV lamps. That is, the light diffusion unit 131 may improve sterilization efficiency by increasing the generation of OH radicals compared to using only the UV lamp.

이상에서 설명한 바와 같이, 대기압 플라즈마 시스템(100)은 플라즈마에 의해 생성되는 활성종의 농도를 높여 살균효율을 높일 수 있다. 구체적으로, 플라즈마에 의해 오존, 활성산소, OH라디칼, 활성질소 중 적어도 1 이상의 활성종을 생성하고, UV 발생부(130)와 과산화수소(153)가 저장된 반응기(150)를 포함함으로써 상기 오존 및 활성질소보다 살균력이 높은 OH라디칼의 농도를 높여 살균효율을 높일 수 있다. As described above, the atmospheric pressure plasma system 100 may increase sterilization efficiency by increasing the concentration of active species generated by the plasma. Specifically, the ozone and active by generating at least one or more active species of ozone, active oxygen, OH radicals, active nitrogen by the plasma, and the UV generating unit 130 and the hydrogen peroxide 153 is stored in the reactor 150 Sterilization efficiency can be increased by increasing the concentration of OH radicals, which are more sterilizing than nitrogen.

도 4는 본 발명의 구체예에 따른 활성종 순환부를 도시한 도면이다4 is a view showing an active species circulation according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 대기압 플라즈마 시스템(100)은 살균효율을 보다 높이기 위해 챔버(110) 일면에 활성종 순환부를 더 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 챔버(110) 내부의 활성종은 제1 유체관(111)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 하지만 활성종 순환부를 포함함으로써, 챔버(110) 내부의 활성종은 제1 유체관(111)을 통해 먼저 배출되지 않고, 순환되어 다시 챔버(110) 내부에 공급되고, 살균처리 과정이 종료되면 제1 유체관(111)으로 배출될 수 있다. 이에 따라 살균처리 과정 동안 챔버(110) 내부의 활성종 농도는 보다 높아질 수 있다. Referring to FIG. 4, the atmospheric pressure plasma system 100 may further include an active species circulator on one surface of the chamber 110 to increase sterilization efficiency. As described above, the active species in the chamber 110 may be discharged to the outside through the first fluid pipe 111. However, by including the active species circulation, the active species in the chamber 110 is not discharged first through the first fluid pipe 111, but is circulated and supplied again into the chamber 110, when the sterilization process is finished 1 may be discharged to the fluid pipe (111). Accordingly, the concentration of active species in the chamber 110 during the sterilization process may be higher.

활성종 순환부는 활성종 포집부(190), 순환펌프(191), 제6 유체관(192)을 포함할 수 있다. The active species circulation unit may include an active species collection unit 190, a circulation pump 191, and a sixth fluid pipe 192.

활성종 포집부(190)는 일면이 챔버(110)와 맞닿게 형성되고, 상기 맞닿은 부분은 개방된 형태로 형성될 수 있다. 활성종 포집부(190) 내부는 활성종 순환부를 통해 순환된 활성종을 포집할 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 또한, 활성종 포집부(190)는 상기 개방되어 챔버(110)와 맞닿은 부분에 팬(193)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 활성종 포집부(190)에 포집된 활성종은 팬(193)이 작동함에 따라 챔버(110) 내부로 빠르게 공급될 수 있다. One side of the active species collecting unit 190 may be formed in contact with the chamber 110, and the contacting part may be formed in an open form. Inside the active species collecting unit 190 may be formed a space for collecting the active species circulated through the active species circulation. In addition, the active species collecting unit 190 may be opened to form a fan 193 in contact with the chamber 110. Accordingly, the active species collected in the active species collecting unit 190 may be quickly supplied into the chamber 110 as the fan 193 operates.

제6 유체관(192)은 챔버(111)와 활성종 포집부(190) 사이에 활성종이 순환할 수 있는 유로를 제공한다. The sixth fluid pipe 192 provides a flow path through which the active species can circulate between the chamber 111 and the active species collecting unit 190.

순환펌프(191)는 제6 유체관(192)과 연결되어 살균처리 과정 동안 챔버(110) 내부의 활성종을 흡입하고, 흡입한 공기를 활성종 포집부(190)에 공급할 수 있다. 즉, 플라즈마 발생부(120)를 통해 챔버(110) 내부에 생성된 활성종은 순환펌프(191)에 의해 제6 유체관(192)을 따라 활성종 포집부(190)에 포집되고, 팬(193)에 의해 빠르게 챔버(110) 내부에 공급될 수 있다. The circulation pump 191 may be connected to the sixth fluid pipe 192 to suck up the active species in the chamber 110 during the sterilization process, and supply the sucked air to the active species collecting unit 190. That is, the active species generated inside the chamber 110 through the plasma generator 120 is collected by the circulation pump 191 in the active species collecting unit 190 along the sixth fluid pipe 192, and the fan ( 193 may be quickly supplied into the chamber 110.

활성종 순환부는 활성종을 챔버(110) 내부로 순환시켜 챔버(110) 내부의 활성종 농도를 높여 살균효율을 보다 높일 수 있다. 또한, 챔버(110) 내부의 활성종이 순환펌프(191)에 의해 제6 유체관(192)으로 흡입되고, 팬(193)에 의해 다시 챔버(110) 내부로 빠르게 공급됨에 따라 챔버(110) 내부의 활성종 흐름이 전체적으로 회전되며 순환될 수 있다. 따라서 농산물 표면은 보다 균일하게 살균처리 될 수 있다. The active species circulation unit circulates the active species into the chamber 110 to increase the concentration of the active species in the chamber 110 to increase sterilization efficiency. In addition, the active species in the chamber 110 is sucked into the sixth fluid pipe 192 by the circulation pump 191, and is quickly supplied back into the chamber 110 by the fan 193, the interior of the chamber 110 The active species stream of may be rotated and circulated throughout. Therefore, the surface of the produce can be sterilized more uniformly.

본 발명의 일 실시예에 따라 대기압 플라즈마 시스템(100)이 농산물 살균에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 하기 실험들을 수행하였다. 다만, 하기 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실험예에 의하여 한정되는 것은 아니다. In order to determine the effect of atmospheric pressure plasma system 100 on agricultural product sterilization according to an embodiment of the present invention, the following experiments were performed. However, the following experimental examples are merely illustrative of the present invention, the contents of the present invention is not limited by the following experimental examples.

실험예 1Experimental Example 1

파프리카에 검은곰팡이병을 일으키는 곰팡이(Alternaria alternata)를 접종하여 검은곰팡이병이 발생하도록 유도한 파프리카(이하, 무처리 대조군이라고 함)를 준비하였고, 플라즈마 시스템(100)의 살균 효과를 확인하기 위하여 상기 곰팡이가 접종된 파프리카에 500W의 전압으로 30초간 살균 처리하였다. 상기 무처리 대조군과, 상기 30초 살균 처리한 파프리카(이하, 살균 처리군이라고 함)는 밀폐용기에 담아 실온에서 19일 동안 보관하고 표면 변화를 관찰하였다. Paprika (hereinafter, referred to as an untreated control group) was inoculated with paprika to inoculate a fungus ( Alternaria alternata ), which causes black mold disease, to check the bactericidal effect of the plasma system 100. The fungus inoculated paprika was sterilized for 30 seconds at a voltage of 500W. The untreated control and the paprika treated with 30 seconds sterilization (hereinafter referred to as sterilization group) were stored in a sealed container for 19 days at room temperature and observed surface changes.

도 5는 본 발명의 실험예 1에 따른 대기압 플라즈마 시스템(100)의 살균력 평가 결과를 나타낸 사진이다. 5 is a photograph showing the sterilizing power evaluation results of the atmospheric pressure plasma system 100 according to Experimental Example 1 of the present invention.

도 5를 참조하면, 살균 처리군(도 5의 b)은 무처리 대조군(도 5의 a)보다 검은곰팡이병의 발생이 지연되는 결과를 보였다. 또한, 살균 처리군은 살균 처리 후 19일이 경과해도 파프리카 꼭지 부분에 곰팡이가 발생하지 않아 신선도를 유지하는 결과를 보였다. 즉, 대기압 플라즈마 시스템(100)은 우수한 살균력을 가지고 있으며, 살균 처리함으로써 농산물의 신선도가 유지되어 저장성이 향상됨을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 5, the sterilization treatment group (b of FIG. 5) showed a delay in the occurrence of black mold disease than the untreated control (a of FIG. 5). In addition, the sterilization treatment group showed a result of maintaining the freshness because no mold occurs in the paprika stem even after 19 days after sterilization treatment. That is, the atmospheric pressure plasma system 100 has excellent sterilization power, it can be confirmed that the sterilization treatment to maintain the freshness of the agricultural product is improved storage.

실험예 2Experimental Example 2

농산물은 외부 인자에 의한 표면 반응이 발생하거나 또는 시간이 경과함에 따라 색이 변하거나 표면이 무르게 되는 등 변질될 수 있다. 이에, 대기압 플라즈마 시스템(100)의 살균 처리가 농산물 표면에 미치는 영향을 확인하기 위하여 0, 30, 60, 90초 살균 처리한 파프리카를 준비하여 저장기간에 따른 표면 경도와 색도 변화를 관찰하였다. 이 때, 상기 0, 30, 60, 90초 살균 처리한 파프리카는 밀폐용기에 담아 4℃의 냉장 조건에서 보관되었고, 저장기간 0, 7, 14일차에 파프리카 표면 경도를 측정하였다. Agricultural products may be deteriorated, such as surface reactions caused by external factors or color changes or the surface becomes soft over time. Thus, in order to confirm the effect of the sterilization treatment of the atmospheric pressure plasma system 100 on the surface of the agricultural products, prepared paprika sterilized for 0, 30, 60, 90 seconds and observed the surface hardness and chromaticity change according to the storage period. At this time, the paprika sterilized in 0, 30, 60, 90 seconds was put in a sealed container and stored under refrigerated conditions of 4 ℃, the paprika surface hardness was measured at 0, 7, 14 days of storage period.

표 1은 0, 30, 60, 90초 살균 처리한 파프리카의 저장기간에 따른 표면 경도 측정 결과이다. 이 때, 상기 측정 결과는 평균±표준편차를 의미한다.Table 1 shows the measurement results of the surface hardness according to the storage period of paprika sterilized 0, 30, 60, 90 seconds. At this time, the measurement result means the mean ± standard deviation.

Plasma treatment time(sec.)Plasma treatment time (sec.) 　 　 00 3030 6060 9090 Firmness
(N)Firmness
(N) Day 0Day 0 10.82±0.9710.82 ± 0.97 10.88±1.3410.88 ± 1.34 10.70±0.8710.70 ± 0.87 10.79±0.9310.79 ± 0.93 Day 7Day 7 10.77±0.8310.77 ± 0.83 11.38±1.2411.38 ± 1.24 11.01±1.1811.01 ± 1.18 10.65±1.3010.65 ± 1.30 Day 14Day 14 11.01±1.2711.01 ± 1.27 10.61±1.9810.61 ± 1.98 9.97±1.209.97 ± 1.20 10.78±1.3510.78 ± 1.35

표 1에 나타낸 바와 같이, 살균 처리한 파프리카의 경도는 무처리 파프리카와 오차 수준으로 유사한 값을 나타냈으며, 살균처리 시간 및 저장기간에 따른 경도 변화는 나타나지 않았다. As shown in Table 1, the hardness of the sterilized paprika showed similar values to the untreated paprika at an error level, and there was no change in hardness according to the sterilization time and storage period.

표 2는 0(무처리 파프리카), 30, 60, 90초 살균 처리한 파프리카의 저장기간에 따른 표면 색도 측정 결과이다. 이 때, 상기 측정 결과는 평균±표준편차를 의미한다.Table 2 shows surface chromaticity measurement results according to the storage period of 0 (untreated paprika), paprika sterilized for 30, 60 and 90 seconds. At this time, the measurement result means the mean ± standard deviation.

Plasma treatment time(sec.)Plasma treatment time (sec.) 　 　 00 3030 6060 9090 L* L * Day 0Day 0 31.68±1.0631.68 ± 1.06 31.68±1.2631.68 ± 1.26 32.82±1.1832.82 ± 1.18 31.38±1.4331.38 ± 1.43 Day 7Day 7 32.06±1.6232.06 ± 1.62 32.00±1.8732.00 ± 1.87 32.12±1.7432.12 ± 1.74 30.92±1.3230.92 ± 1.32 Day 14Day 14 32.56±1.5832.56 ± 1.58 31.76±1.0431.76 ± 1.04 32.16±1.5532.16 ± 1.55 32.75±1.3532.75 ± 1.35 a* a * Day 0Day 0 29.84±2.3629.84 ± 2.36 27.94±2.9327.94 ± 2.93 30.37±2.1030.37 ± 2.10 27.41±1.8727.41 ± 1.87 Day 7Day 7 29.73±3.0029.73 ± 3.00 32.44±3.1532.44 ± 3.15 32.24±2.3032.24 ± 2.30 31.29±2.2031.29 ± 2.20 Day 14Day 14 29.72±2.5829.72 ± 2.58 29.59±1.8029.59 ± 1.80 30.21±3.0430.21 ± 3.04 29.13±2.6529.13 ± 2.65 b* b * Day 0Day 0 14.97±1.6414.97 ± 1.64 14.60±1.9814.60 ± 1.98 15.56±1.5215.56 ± 1.52 13.64±1.3413.64 ± 1.34 Day 7Day 7 16.61±2.4216.61 ± 2.42 18.07±3.2818.07 ± 3.28 17.64±1.9517.64 ± 1.95 16.05±1.8716.05 ± 1.87 Day 14Day 14 15.34±1.6215.34 ± 1.62 14.44±1.2214.44 ± 1.22 15.56±1.8615.56 ± 1.86 15.24±1.8215.24 ± 1.82

표 2에 나타낸 바와 같이, 살균 처리한 파프리카의 색도는 무처리 파프리카와 오차 수준으로 유사한 값을 나타냈으며, 살균처리 시간 및 저장기간에 따른 색도 변화는 나타나지 않았다. As shown in Table 2, the color of the sterilized paprika showed similar values to the untreated paprika at an error level.

실험예 2를 통해 대기압 플라스마 시스템(100)의 살균 처리에 있어서, 농산물 표면은 손상없이 살균되어 농산물의 품질이 유지됨을 확인하였다. In the sterilization treatment of the atmospheric plasma system 100 through Experimental Example 2, it was confirmed that the surface of the agricultural product was sterilized without damage and the quality of the agricultural product was maintained.

이상, 본 실험예들을 통해 대기압 플라즈마 시스템(100)은 농산물을 살균 처리함으로써 곰팡이병의 발생을 지연시키고, 살균 처리가 농산물 표면에 영향을 주지 않는 것을 확인하였다. As described above, the atmospheric pressure plasma system 100 delays the occurrence of a fungal disease by sterilizing agricultural products, and confirms that the sterilization treatment does not affect the surface of agricultural products.

상술한 바와 같이, 본 발명의 대기압 플라즈마 시스템(100)은 플라즈마에 의해 생성되는 활성종 중 살균력이 높은 OH라디칼의 농도를 높여 살균 효율이 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 살균 처리시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 농산물 살균 처리에 있어, 농산물의 외관에 손상을 주지 않고 효과적으로 살균하여 농산물의 품질을 유지시키고 저장성을 향상시킬 수 있다. 또한, 대기압 플라즈마 시스템(100)은 저장고 형태뿐만 아니라 컨베이어벨트를 통해 농산물이 이동하는 농산물 선과 라인에 적용될 수 있다. 이에 따라 대기압 플라즈마 시스템(100)은 농산물을 개별적으로 근접 살균처리 함으로써 저장고 등에서 살균처리 되는 것 대비 농산물이 효과적으로 살균되어 농산물의 유통기간을 연장시킬 수 있다. As described above, the atmospheric pressure plasma system 100 of the present invention can improve sterilization efficiency by increasing the concentration of OH radicals having high sterilizing power among active species generated by plasma, thereby reducing sterilization treatment time. There is an advantage. In addition, in the sterilization of agricultural products, it is possible to effectively sterilize without damaging the appearance of the agricultural products to maintain the quality of the agricultural products and improve storage. In addition, the atmospheric plasma system 100 may be applied to agricultural products lines and lines through which the agricultural products move through the conveyor belt as well as the storage form. Accordingly, the atmospheric pressure plasma system 100 can sterilize agricultural products individually and closely sterilize agricultural products, so that agricultural products can be effectively sterilized as compared to sterilization in a storage cell, thereby extending the distribution period of agricultural products.

이상, 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이러한 변형 역시 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.The technical spirit of the present invention has been described above in detail. However, those skilled in the art to which the present invention pertains, within the scope of the technical spirit of the present invention described in the claims, simple design changes, omission of some components, simple use changes, etc. Various modifications may be made to the invention, and such modifications are obviously included within the scope of the present invention.

100: 대기압 플라즈마 시스템 110: 챔버
111: 제1 유체관 112: 제3 유체관
113: 문 120: 플라즈마 발생부
121: 플라즈마 생성부 122: 플라즈마 방출부
130: UV 발생부 131: 광확산부
140: 받침부 150: 반응부
151: 제4 유체관 152: 제3 유체관
153: 과산화수소 160: 공기 공급부
170: 필터부 180: 제어부
190: 활성종 포집부 191: 순환 펌프
192: 제6 유체관 193: 팬 100: atmospheric plasma system 110: chamber
111: first fluid pipe 112: third fluid pipe
113: Q 120: Plasma generating unit
121: plasma generating unit 122: plasma emitting unit
130: UV generation unit 131: light diffusion unit
140: support portion 150: reaction portion
151: fourth fluid pipe 152: third fluid pipe
153: hydrogen peroxide 160: air supply
170: filter unit 180: control unit
190: active species collecting unit 191: circulation pump
192: sixth fluid tube 193: fan

Claims (5)

살균처리 대상인 농산물을 이동시키는 컨베이어벨트가 내측을 통과하도록 양측부에 상호 마주보는 문이 형성되고, 상기 문을 통해 상기 농산물을 내부에 위치시키고 살균처리 종료 후 외부로 내보내는 챔버와,
챔버 일면에 마련되며 공기를 반응가스로 플라즈마가 발생되어 오존, 활성산소, OH라디칼, 활성질소 중 적어도 1 이상의 활성종을 생성시키고, 상기 활성종을 상기 농산물을 향해 배출시키는 플라즈마 발생부와,
챔버 내부에 적어도 1 이상 마련되어 자외선을 조사하는 UV 발생부와,
내부에 액상의 과산화수소가 저장되고, 상기 과산화수소를 미립자 형태로 전환하여 플라즈마 발생부에 공급하는 반응기와,
챔버 내부의 상기 활성종이 외부로 배출되지 않고 순환되어 다시 챔버 내부에 공급되도록 챔버 측면에 형성되어 챔버 내부의 활성종 농도를 높이는 활성종 순환부와,
상기 공기를 공급하는 공기 공급부와,
상기 플라즈마 발생부를 구동시키는 전압과 상기 공급되는 공기의 압력을 설정하는 제어부를 포함하는 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템.A door facing each other on both sides of the conveyor belt for moving the agricultural products to be sterilized to pass through the inner side, the chamber placing the agricultural products inside through the door and discharging to the outside after the sterilization is finished;
A plasma generation unit provided at one side of the chamber and generating plasma as air as a reaction gas to generate at least one active species of ozone, active oxygen, OH radicals, or active nitrogen, and discharge the active species toward the agricultural product;
UV generation unit provided at least one inside the chamber to irradiate ultraviolet rays,
A reactor for storing liquid hydrogen peroxide therein, and converting the hydrogen peroxide into particulate form and supplying it to a plasma generating unit;
An active species circulator configured to increase the concentration of active species in the chamber by being formed at the side of the chamber so that the active species in the chamber are circulated without being discharged to the outside and supplied to the chamber again;
An air supply unit for supplying air;
And a control unit configured to set a voltage for driving the plasma generator and a pressure of the supplied air. 청구항 1에 있어서,
상기 오존과 상기 미립자 형태의 과산화수소의 반응으로 상기 활성종 중 OH라디칼의 농도를 높이는 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템. The method according to claim 1,
Atmospheric pressure plasma system for sterilizing agricultural products to increase the concentration of OH radicals in the active species by the reaction of the ozone and hydrogen peroxide in the form of particulates. 청구항 1에 있어서,
상기 오존과 자외선의 반응으로 상기 활성종 중 OH라디칼의 농도를 높이는 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템. The method according to claim 1,
Atmospheric pressure plasma system for sterilizing agricultural products to increase the concentration of OH radicals in the active species by the reaction of the ozone and ultraviolet light. 청구항 3에 있어서,
UV 발생부는 자외선을 조사하는 UV 램프와, UV 램프를 내부에 수용하고 자외선을 각 면을통해 확산시키는 광확산부를 포함하는 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템.The method according to claim 3,
UV generation unit comprises a UV lamp for irradiating ultraviolet rays, atmospheric pressure plasma system for agricultural products sterilization including a light diffusion unit for receiving the UV lamp therein and diffuse the ultraviolet rays through each side. 청구항 1에 있어서,
공기 공급부는 공기 중 수분 및 미세먼지를 제거하기 위한 필터부를 포함하는 농산물 살균용 대기압 플라즈마 시스템. The method according to claim 1,
Air supply unit atmospheric pressure plasma system for sterilizing agricultural products including a filter for removing water and fine dust in the air.
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