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KR20030060644A - Sterilizatoin method using atmospheric plasma - Google Patents

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KR20030060644A
KR20030060644A KR1020020001551A KR20020001551A KR20030060644A KR 20030060644 A KR20030060644 A KR 20030060644A KR 1020020001551 A KR1020020001551 A KR 1020020001551A KR 20020001551 A KR20020001551 A KR 20020001551A KR 20030060644 A KR20030060644 A KR 20030060644A
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plasma
sterilization
atmospheric pressure
active radicals
present
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KR1020020001551A
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Korean (ko)
Inventor
심연근
이기훈
이근호
Original Assignee
사단법인 고등기술연구원 연구조합
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Publication date
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Abstract

본 발명은 병원성 미생물을 살균하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대기압 플라즈마를 이용한 살균 및 제독 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for sterilizing pathogenic microorganisms, and more particularly, to a method for sterilization and detoxification using atmospheric plasma.

이러한 본 발명의 방법은 전원공급장치와 플라즈마 발생 반응관과 가스공급장치로 이루어진 대기압 플라즈마 발생장치에 의해 생성된 활성 라디칼로 피처리물의 병원성 미생물을 살균하는 것을 특징으로 한다.The method of the present invention is characterized by sterilizing pathogenic microorganisms of an object with active radicals generated by an atmospheric plasma generator comprising a power supply device, a plasma generating reaction tube and a gas supply device.

따라서, 본 발명에 따른 대기압 플라즈마를 이용한 살균방법은 공기와 기상의 물, 과산화 수소 등을 주요 반응가스로 이용하여 플라즈마를 발생하기 때문에 유해물질이 생성되지 않아 환경에 무해하고, 살균시간이 빠른 이점이 있다. 특히, 플라즈마 발생관의 앞단에 헬름홀쯔 코일이나 솔레노이드 코일 등을 장착하면 잔여가스까지 완전히 활성 라디칼로 분해함과 아울러 활성 라디칼을 원거리까지 이송할 수 있으므로 복잡한 입체 형상에 대해서도 살균할 수 있다. 또한, 피처리물이 멸균백에 포장된 상태로 살균과정을 처리할 수 있으므로 살균과정이 편리하고, 경제적이며 피처리물을 멸균상태에서 장기간 보관할 수 있다.Therefore, the sterilization method using atmospheric pressure plasma according to the present invention generates plasma by using air, gaseous water, hydrogen peroxide, etc. as the main reaction gas, and thus does not generate harmful substances and is harmless to the environment. There is this. In particular, when a Helmholtz coil or a solenoid coil is installed at the front end of the plasma generating tube, the residual gas can be completely decomposed into active radicals, and the active radicals can be transported to a long distance. In addition, since the sterilization process can be processed in a state in which the to-be-processed object is packaged in a sterilized bag, the sterilization process is convenient, economical, and can be stored for a long time in the sterilized state.

Description

대기압에서 플라즈마를 이용한 살균 방법 { Sterilizatoin method using atmospheric plasma }Sterilization method using plasma at atmospheric pressure {Sterilizatoin method using atmospheric plasma}

본 발명은 병원성 미생물을 살균하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대기압 플라즈마를 이용한 살균 및 제독 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for sterilizing pathogenic microorganisms, and more particularly, to a method for sterilization and detoxification using atmospheric plasma.

일반적으로, 병원성 미생물을 살균하는 종래방법으로는 고압/고열 처리 방법, 에틸렌 옥사이드(Ethylene Oxide)를 이용한 화학 처리 방법, 자외선 처리 방법, 진공 플라즈마 방법, 오존 처리 방법 등이 알려져 있다.In general, as a conventional method for sterilizing pathogenic microorganisms, a high pressure / high temperature treatment method, a chemical treatment method using ethylene oxide (Ethylene Oxide), an ultraviolet treatment method, a vacuum plasma method, an ozone treatment method and the like are known.

이중에서 고압/고열 처리 방법은 고압의 증기와 고온의 뜨거운 공기를 이용하는 방법으로 가장 널리 사용되고 있는 살균방법이나 이 방법은 금속의 경우 피팅 부식이 발생할 수 있고, 플라스틱은 사용할 수 없는 문제점이 있다. 또한 에틸렌 옥사이드를 이용한 화학처리 방법은 저온에서 살균 처리가 우수하나 강한 인화성 및 독극물로서 취급에 주의를 요하고, 무엇보다도 처리물에 독성의 잔류물을 남길 수 있는 문제점이 있다. 따라서 화학 처리 방법에서는 장시간에 걸친 잔류 물질(독극물) 제거공정이 필요하다. 자외선 처리방법은 자외선 램프를 이용하여 처리하는 방법으로서, 사용이 쉬우나 자외선과 직접 접촉되지 않는 부위는 살균이 안 되는 문제점이 있다. 그리고 오존 처리 방법은 살균력이 강한 오존을 사용하는 방법으로 다습한 환경에서 사용하므로 고무나 플라스틱등 내오존성이 부족한 재료로 된 도구는 부식이 되는 문제점이 있고, 진공 플라즈마 처리 방법은 진공상태에서 플라즈마를 발생시켜서 살균하는 방법으로서 진공에서 피처리물을 살균해야 하므로액상이나 분말은 살균할 수 없고, 또한 진공장비를 갖추어야 하므로 처리비용이 비싼 문제점이 있다.Among them, the high pressure / high temperature treatment method is the most widely used sterilization method using high pressure steam and high temperature hot air, but this method may cause corrosion of fittings in the case of metal, and plastic cannot be used. In addition, the chemical treatment method using ethylene oxide has excellent sterilization treatment at low temperature, but requires attention to handling as a strong flammability and poison, and above all, there is a problem that can leave a toxic residue on the treated product. Therefore, the chemical treatment method requires a process of removing residual substances (toxic substances) for a long time. The ultraviolet treatment method is a method of treating using an ultraviolet lamp, and it is easy to use, but there is a problem in that a part which is not in direct contact with ultraviolet rays is not sterilized. In addition, the ozone treatment method uses ozone with strong sterilizing power, so it is used in a humid environment, so tools made of materials that lack ozone resistance such as rubber or plastic have a problem of corrosion, and the vacuum plasma treatment method uses plasma in a vacuum state. As a method of generating and sterilizing, the liquid or powder cannot be sterilized in vacuum, and the vacuum equipment must be used. Thus, the treatment cost is expensive.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 상압(대기압) 플라즈마 기술을 이용한 살균 및 제독 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a sterilization and detoxification method using atmospheric pressure (atmospheric pressure) plasma technology to solve the above problems.

도 1은 본 발명에 따른 살균시스템의 개략도,1 is a schematic diagram of a sterilization system according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치의 예,2 is an example of a plasma generating apparatus according to the present invention,

도 3은 본 발명의 다른 실시예,3 is another embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 살균절차를 도시한 순서도.4 is a flow chart showing a sterilization procedure according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

102: 전원공급장치104: 가스공급장치102: power supply device 104: gas supply device

106: 대기압플라즈마 발생장치106: atmospheric plasma generator

201a,201b: 자기장 생성 코일202a,202b,302, 306: 전극201a, 201b: magnetic field generating coil 202a, 202b, 302, 306: electrode

203: 유전막304: 분사관203: dielectric film 304: injection tube

310: 플라즈마320: 시료310: plasma 320: sample

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, 플라즈마를 이용한 살균 및 제독방법에 있어서, 대기압 플라즈마 발생장치에 의해 생성된 활성 라디칼로 피처리물의 병원성 미생물을 살균하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of the present invention, in the sterilization and detoxification method using a plasma, characterized in that the sterilizing pathogenic microorganisms with the active radicals generated by the atmospheric pressure plasma generator.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 살균시스템의 개략도로서, 본 발명에 따라 대기압에서 플라즈마를 이용하여 병원성 미생물을 살균하고, 유독성 화합물을 제독하기 위한 살균 시스템은 전원공급장치(102)와 가스공급장치(104), 대기압에서 플라즈마를 발생하는 플라즈마 발생장치(106)로 구성되어 피처리물을 살균하거나 제독(108)한다. 여기서, 플라즈마 발생장치(106)는 후술하는 바와 같이 플라즈마 발생 반응챔버이거나 플라즈마 발생 반응관으로 구현된다.1 is a schematic diagram of a sterilization system according to the present invention, in which a sterilization system for sterilizing pathogenic microorganisms using plasma at atmospheric pressure and detoxifying a toxic compound is provided with a power supply 102 and a gas supply device 104. The plasma generator 106 generates plasma at atmospheric pressure to sterilize or decontaminate the object to be treated. Here, the plasma generating device 106 is implemented as a plasma generating reaction chamber or a plasma generating reaction tube as described later.

이와 같이 본 발명에서는 대기압 플라즈마를 이용하므로 독성의 잔류물이 발생하지 않고, 다양한 입체형상의 모든 제품에 대해 신속하게 살균 및 제독을 처리할 수 있다.As described above, in the present invention, since atmospheric plasma is used, toxic residues do not occur, and sterilization and detoxification can be quickly performed on all products of various three-dimensional shapes.

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치의 예로서, 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치(106)는 자기장 발생코일(201a,201b)과 전극(202a,202b), 유전막(203)이 포함된 챔버(205)나 관의 형태로 이루어진다.2 is an example of a plasma generating apparatus according to the present invention. The plasma generating apparatus 106 according to the present invention includes a chamber including magnetic field generating coils 201a and 201b, electrodes 202a and 202b, and a dielectric film 203. 205) or in the form of a tube.

도 2를 참조하면, 자기장 발생 코일(201a,202b)로는 솔레노이드 코일이나 헬름홀쯔 코일이 사용될 수 있으며, 직류전원(102b)이 인가되어 자기장을 발생시키도록 되어 있다. 챔버(205) 내에는 가스공급장치(104)에 의해 반응가스가 공급되고, 전극(202a,202b) 사이에 인가된 고주파(RF) 전원(102a)에 의해 반응가스가 활성화되어 플라즈마를 발생한다. 유전막(203)은 두 전극(202a,202b)에 고전압이 인가될 경우에 두 전극(202a,20b) 사이에서 아크방전이 일어나는 것을 방지한다.Referring to FIG. 2, a solenoid coil or a Helmholtz coil may be used as the magnetic field generating coils 201a and 202b, and a DC power supply 102b is applied to generate a magnetic field. The reaction gas is supplied into the chamber 205 by the gas supply device 104, and the reaction gas is activated by the high frequency (RF) power supply 102a applied between the electrodes 202a and 202b to generate plasma. The dielectric film 203 prevents arc discharge from occurring between the two electrodes 202a and 20b when a high voltage is applied to the two electrodes 202a and 202b.

그리고 전극(202a,202b)의 구조로는 평판 대 평판 타입, 평판 대 봉 타입, 봉 대 봉 타입, 실린더 타입 등과 같은 다양한 형상이 가능하고, 두 전극(202a,202b)들이 서로 마주 보는 형상으로 배열을 이루고, 대향 전극끼리는 유전막(203)에 의해 전기적으로 절연되어 있으며, 전극 간의 간격은 1~50mm까지 상호 조정이 가능한 구조로 이루어진다. 또한, 전극(202a,202b)의 재료로는 열전도율이 우수하고 높은 부식 저항을 갖는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸, 은, 백금 등이 사용될 수 있고, 각각의 전극(202a,202b)들은 유전체 물질로 둘러 싸여 있는 구조로 되어 있으며, 유전체 물질로는 유리(glass), 알루미나(Alumina), 테프론, TiO2, BaTiO3등을 사용한다.The electrodes 202a and 202b may have various shapes such as a plate-to-plate type, a plate-to-rod type, a rod-to-rod type, a cylinder type, and the like, and the two electrodes 202a and 202b may be arranged to face each other. The counter electrodes are electrically insulated by the dielectric film 203, and the distance between the electrodes is configured to be mutually adjustable up to 1 to 50 mm. In addition, as the material of the electrodes 202a and 202b, copper, aluminum, stainless steel, silver, platinum, and the like having excellent thermal conductivity and high corrosion resistance may be used, and each of the electrodes 202a and 202b is surrounded by a dielectric material. The structure is enclosed, and as the dielectric material, glass, alumina, Teflon, TiO 2 , BaTiO 3, or the like is used.

전원공급장치(102a)는 두 전극 사이에 수백 볼트(V)에서 수십 킬로볼트(KV)의 교류전원을 인가하여 유전막 방전을 일으킨다. 이 때, 전원주파수는 10~109Hz를 사용한다.The power supply 102a generates an dielectric film discharge by applying an AC power of several hundred volts (KV) to several hundred volts (V) between two electrodes. At this time, the power frequency is 10 ~ 10 9 Hz.

도 3은 본 발명의 다른 실시예로서, 원통(실린더)형 전극과 유전체로 된 분사관을 이용하여 원거리의 피처리물을 살균하는 예를 도시한 도면이다.3 is a view showing an example of sterilizing a remote target using a cylinder (cylinder) electrode and a dielectric injection tube as another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 원통형 관의 중심에는 전도성을 갖는 원통형 봉으로 된 내부전극(302)이 있고, 이 내부전극(302)을 중심으로 서로 직경이 다른 2개의 원통형 관이 위치한다. 이 때, 제일 바깥쪽에 위치한 원통형 관은 전도성 물질로 된 외부전극(306)이고, 내부전극(302)과 외부전극(306) 사이에 위치한 원통형 관은 유전체로 된 분사관(304)이다. 도 3에서는 원통형 관만을 도시하여 설명하였으나 외부전극(306)이나 분사관의 구조는 원통형 관 외에도 다각형 관으로 구현될 수 있고, 내부전극(302)도 원통형이나 다각형 봉으로 구현될 수 있다. 특히, 본 발명의 다른 실시예에서는 전극의 주위에 자기장을 발생시키기 위한 자기장 발생코일(308)이 감겨 있어 플라즈마(310)의 이송거리(r)를 향상시킬 수 있고, 이에 따라 원거리에 있는 피처리물(320)에 대해서도 효과적으로 살균 및 제독을 처리할 수 있다.Referring to FIG. 3, the center of the cylindrical tube includes an inner electrode 302 made of a conductive cylindrical rod, and two cylindrical tubes having different diameters are positioned around the inner electrode 302. At this time, the outermost cylindrical tube is an outer electrode 306 made of a conductive material, and the cylindrical tube located between the inner electrode 302 and the outer electrode 306 is an injection tube 304 made of a dielectric material. In FIG. 3, only the cylindrical tube is illustrated, but the structure of the external electrode 306 or the injection tube may be implemented as a polygonal tube in addition to the cylindrical tube, and the internal electrode 302 may be implemented as a cylindrical or polygonal rod. Particularly, in another embodiment of the present invention, the magnetic field generating coil 308 is wound around the electrode to improve the transfer distance r of the plasma 310, thereby increasing the distance to be treated. Water 320 can also be effectively sterilized and detoxified.

이어서, 본 발명의 작용을 도 4에 도시된 순서도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Next, the operation of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 4.

본 발명에 따른 대기압 플라즈마를 발생하기 위하여 전원공급장치(도1의 102)를 동작시켜 고주파 전원을 두 전극 사이에 공급하고, 반응가스를 주입한다(S1,S2). 고전압이 인가된 두 전극 사이에 반응가스가 유입되면 유전막 방전에 의해 대기압 플라즈마가 발생되고, 이 플라즈마를 이용하여 피처리물에 대해서 살균 및 제독을 처리한다(S3,S4).In order to generate the atmospheric plasma according to the present invention, the power supply device (102 of FIG. 1) is operated to supply high frequency power between two electrodes, and a reaction gas is injected (S1, S2). When the reaction gas flows between the two electrodes to which the high voltage is applied, atmospheric pressure plasma is generated by the dielectric film discharge, and sterilization and detoxification are performed on the object to be treated using the plasma (S3 and S4).

한편, 본 발명에 따른 살균 및 제독하는 방법은 플라즈마 발생장치의 반응영역에서 생성된 이온, 전자, 활성 라디칼에 피처리물을 직접 접촉하는 방법(도 2)과, 반응영역에서 생성된 플라즈마를 가스압과 분사관을 이용해 플라즈마를 분사하여 살균 및 제독하고자 하는 피처리물까지 이송하는 방법(도 3)이 있다. 이 때 자기장을 발생하는 헬름홀즈 코일, 또는 솔레노이드 코일을 발생관이나 챔버에 설치할 경우, 효과적으로 플라즈마를 피처리물까지 이송할 수 있어서 살균 및 제독 능력을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, the sterilization and detoxification method according to the present invention includes a method of directly contacting an object with ions, electrons, and active radicals generated in a reaction region of a plasma generating apparatus (FIG. 2), and a gas pressure of a plasma generated in the reaction region. There is a method of transporting the target object to be sterilized and detoxified by spraying the plasma using the injection tube and (Fig. 3). In this case, when the Helmholze coil or the solenoid coil generating the magnetic field is installed in the generating tube or the chamber, the plasma can be effectively transferred to the object to be treated, thereby improving the sterilization and detoxification ability.

또한 가스공급장치(104)의 가스주입관을 통해서 플라즈마 발생 챔버나 관에 주입되는 반응가스로는 기상의 물(H2O), 과산화수소(H2O2), 알코올, 아세톤, 아르곤, 수소, 헬륨, 산소, 압축공기 등이 사용될 수 있고, 이들 반응가스는 대기압 상태에서 두 전극 사이에 수백 볼트(V)에서 수십 킬로볼트(KV)의 교류전원이 인가되면 유전막 방전에 의해 대기압 플라즈마를 발생한다. 이 때, 플라즈마 발생영역에서는 이온, 전자, 활성 라디칼, 오존이 발생된다. 특히, 물, 과산화수소, 알코올, 아세톤 등이 방전영역내에서 분해되면서 산화력이 우수한 활성 라디칼이 다량 발생되어 피처리물 표면의 세균 및 독극물을 수초에서 수분 이내에 효과적으로 제거하게 된다.In addition, the reaction gas injected into the plasma generating chamber or the tube through the gas injection pipe of the gas supply device 104 includes water in the gas phase (H 2 O), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), alcohol, acetone, argon, hydrogen, helium. , Oxygen, compressed air, and the like may be used, and these reaction gases generate atmospheric pressure plasma by dielectric film discharge when an AC power source of several hundred volts (V) to several tens of kilovolts (KV) is applied between two electrodes in an atmospheric pressure state. At this time, ions, electrons, active radicals, and ozone are generated in the plasma generation region. In particular, as water, hydrogen peroxide, alcohol, acetone, and the like are decomposed in the discharge zone, a large amount of active radicals having excellent oxidizing power is generated to effectively remove bacteria and poisons on the surface of the workpiece within a few seconds within a few minutes.

다른 한편, 기상의 가스가 활성 라디칼로 완전히 분해되도록 헬름 홀즈 코일과 솔레노이드 코일에 전원을 인가하여 자기장을 균일하게 생성시키면, 수십 cm 이격된 피처리물까지 활성 라디칼을 이송하여 효과적으로 살균 및 제독할 수 있다.On the other hand, by uniformly generating a magnetic field by applying power to the Helmholth coil and the solenoid coil so that gaseous gases are completely decomposed into active radicals, sterilization and decontamination can be effectively carried out by transferring the active radicals up to several tens of cm away. have.

이러한 본 발명의 살균 방법은 피처리물이 멸균백으로 포장 밀폐된 상태에서도 멸균백 내부의 기체를 방전시켜 피처리물을 살균할 수 있으므로 피처리물을 장기간 보관할 수 있다.The sterilization method of the present invention can sterilize the object by discharging the gas inside the sterilization bag even in a sealed state in which the object is packaged in a sterile bag, so that the object can be stored for a long time.

(실험예)Experimental Example

본 발명을 이용하여 Escheichia coli K-12에 대하여 기상의 물을 이용하여 활성 라디칼을 발생한 후 거리에 따른 살균정도와 자기장이 미치는 효과에 대한 실험결과는 다음 표 1과 같다.Experiment results for the effect of sterilization degree and magnetic field according to the distance after generating the active radicals using the gaseous water for Escheichia coli K-12 using the present invention are shown in Table 1 below.

순번turn 조건Condition 거리Street 3cm3 cm 10cm10 cm 1One 공기+H2OAir + H 2 O 3.8(10)3.8 (10) 3(50)3 (50) 22 공기+H2O+자기장Air + H 2 O + magnetic field 3.8(10)3.8 (10) 33 공기+알코올Air + alcohol 3.4(30)3.4 (30) 2(100)2 (100) 44 공기+알코올+자기장Air + alcohol + magnetic field 3.4(30)3.4 (30) 55 공기+H2O2 Air + H 2 O 2 3.9(5)3.9 (5) 3.9(5)3.9 (5)

상기 표 1은 LB 액체 배지에 흡광도 600에서 0.3~0.5로 배양된 E.coli 100 microliter를 LB 한천배지에 접종한 후, 상기 표 1의 '조건'의 반응가스로 플라즈마를 발생한 후, 노출 거리(3cm, 10cm)에서 배지를 3분간 노출(살균)한 후 37℃에서 16시간 배양한 결과이다. 그리고 괄호 안의 수치는 처리 후 배지에서 자라난 집락(colony)의 수이고, 괄호 앞의 수치는 균의 억제정도(이하 억제도라 함)를 나타낸 것으로 colony 1-5개를 0.1로 계산하여 4에서 감한 값이다. 따라서 억제도 4는 집락(colony)의 수가 0인 것(no growth)을 나타낸다.Table 1 is inoculated into the LB agar medium of E. coli 100 microliter incubated with 0.3 ~ 0.5 at 600 absorbance in the LB liquid medium, after generating a plasma with the reaction gas of the 'condition' of Table 1, the exposure distance ( 3 cm, 10 cm) was exposed to the medium for 3 minutes (sterilization) and then incubated at 37 ℃ for 16 hours. The number in parentheses is the number of colonies that grew in the medium after treatment, and the number in front of the parentheses indicates the degree of inhibition of the bacteria (hereinafter referred to as the degree of suppression). Value. Thus, inhibition level 4 indicates that the number of colonies is zero (no growth).

상기 표 1에서 순번1은 공기와 H2O를 반응가스로 하여 플라즈마를 발생시킨 후 3cm와 10cm 거리에서 각각 3분간 노출(살균)한 후 37℃에서 16시간 배양한 결과 3cm에서 노출된 경우에는 10개의 colony(억제도 3.8)가 관찰되었고, 10cm에서 노출된 경우에는 50개의 colony(억제도 3)가 관찰된 것을 알 수 있다. 순번2는 순번1의 조건에 자기장을 인가한 후 10cm 거리에서 노출(살균)하고 37℃에서 16시간 배양한 결과 10개의 colony(억제도 3.8)가 관찰된 것을 알 수 있다. 따라서 자기장을 인가한 경우에는 원거리(10cm)에서 노출(살균)하더라도 근거리(3cm)에서 노출(살균)한 경우와 동일한 살균효과가 있는 것을 알 수 있다.In Table 1, the number 1 indicates that plasma is generated using air and H 2 O as a reaction gas, and then exposed (sterilized) at 3 cm and 10 cm distances for 3 minutes, respectively, and incubated at 37 ° C. for 16 hours. Ten colonies (suppression 3.8) were observed, and 50 colonies (suppression 3) were observed when exposed at 10 cm. In the case of sequence 2, after applying magnetic field to the conditions of sequence 1, 10 colony (inhibition 3.8) was observed after exposure (sterilization) at 10cm distance and incubation at 37 ° C for 16 hours. Therefore, when the magnetic field is applied, even when exposed (sterilized) at a long distance (10cm) it can be seen that the same sterilizing effect as when exposed (sterilized) at a short distance (3cm).

또한 상기 표 1에서 순번3은 공기와 알코올을 반응가스로 하여 플라즈마를 발생시킨 후 3cm와 10cm 거리에서 각각 3분간 노출(살균)한 후 37℃에서 16시간 배양한 결과 3cm에서 노출된 경우에는 30개의 colony(억제도 3.4)가 관찰되었고, 10cm에서 노출된 경우에는 100개의 colony(억제도 2)가 관찰된 것을 알 수 있다. 순번4는 순번3의 조건에 자기장을 인가한 후 10cm 거리에서 노출(살균)한 후 37℃에서 16시간 배양한 결과 30개의 colony(억제도 3.4)가 관찰된 것을 알 수 있다. 표 1에서 순번5는 공기와 과산화수소(H2O2)를 반응가스로 하여 플라즈마를 발생시킨 후 3cm와 10cm 거리에서 각각 3분간 노출(살균)한 후 37℃에서 16시간 배양한 결과 3cm에서 노출된 경우에는 5개의 colony(억제도 3.9)가 관찰되었고, 10cm에서 노출된 경우에도 5개의 colony(억제도 3.9)가 관찰된 것을 알 수 있다.In addition, in Table 1, turn 3 is generated by plasma with air and alcohol as a reaction gas, and then exposed (sterilized) for 3 minutes at 3 cm and 10 cm, respectively, and then incubated at 37 ° C. for 16 hours. Canine colonies (inhibition 3.4) were observed and 100 colonies (inhibition 2) were observed when exposed at 10 cm. In turn 4, 30 colony (inhibition 3.4) was observed as a result of incubating 16 hours at 37 ° C after exposure (sterilization) at 10cm distance after applying magnetic field to the condition of turn 3. In Table 1, the number 5 is a plasma generated by using the reaction gas with air and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and then exposed (sterilized) for 3 minutes at 3cm and 10cm distance, respectively, and incubated at 37 ° C for 16 hours. In this case, five colonies (inhibition 3.9) were observed, and even when exposed at 10 cm, five colonies (inhibition 3.9) were observed.

상기 표 1의 결과를 보면, 전반적으로 노출거리(살균처리거리)를 10cm로 늘렸을 때, 3cm에서 보다는 살균효과가 감소되는 것을 알 수 있고, 헬름홀쯔 코일에 의한 자기장 인가시에 모든 조건에서 집락(colony)의 수가 감소하는 효과를 나타내며, 공기+과산화수소의 경우 가장 살균효과가 높은 것을 알 수 있다.As a result of Table 1, when the overall exposure distance (sterilization treatment distance) to 10cm, it can be seen that the sterilization effect is reduced than at 3cm, colony under all conditions when applying the magnetic field by the Helmholtz coil It shows the effect of decreasing the number of (colony), it can be seen that the most bactericidal effect in the case of air + hydrogen peroxide.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 대기압 플라즈마를 이용한 살균방법은 공기와 기상의 물, 과산화 수소 등을 주요 반응가스로 이용하여 플라즈마를 발생하기 때문에 유해물질이 생성되지 않아 환경에 무해하고, 살균시간이 빠른 이점이 있다. 특히, 플라즈마 발생관의 앞단에 헬름홀쯔 코일이나 솔레노이드 코일 등을 장착하면 잔여가스까지 완전히 활성 라디칼로 분해함과 아울러 활성 라디칼을 원거리까지 이송할 수 있으므로 복잡한 입체 형상에 대해서도 살균할 수 있다.As described above, the sterilization method using the atmospheric pressure plasma according to the present invention is harmless to the environment because no harmful substances are generated because the plasma is generated by using air, gaseous water, hydrogen peroxide, etc. as the main reaction gases. This is a fast time advantage. In particular, when a Helmholtz coil or a solenoid coil is installed at the front end of the plasma generating tube, the residual gas can be completely decomposed into active radicals, and the active radicals can be transported to a long distance.

또한, 피처리물이 멸균백에 포장된 상태로 살균과정을 처리할 수 있으므로 살균과정이 편리하고, 경제적이며 피처리물을 멸균상태에서 장기간 보관할 수 있다.In addition, since the sterilization process can be processed in a state in which the to-be-processed object is packaged in a sterilized bag, the sterilization process is convenient, economical, and can be stored for a long time in the sterilized state.

Claims (6)

플라즈마를 이용한 살균 및 제독방법에 있어서,In the sterilization and detoxification method using plasma, 대기압 플라즈마 발생장치에 의해 생성된 활성 라디칼로 피처리물의 병원성 미생물을 살균하는 것을 특징으로 하는 대기압에서 플라즈마를 이용한 살균 방법.A sterilization method using plasma at atmospheric pressure, characterized by sterilizing pathogenic microorganisms of the object with active radicals generated by the atmospheric pressure plasma generator. 제1항에 있어서, 상기 살균방법은,According to claim 1, The sterilization method, 상기 대기압 플라즈마 발생장치가 챔버를 구비한 플라즈마 발생장치이고, 상기 챔버내에 상기 피처리물을 넣은 후 플라즈마를 발생하여 챔버 내 활성라디칼에 의해 피처리물을 살균 및 제독하는 것을 특징으로 하는 대기압에서 플라즈마를 이용한 살균 방법.The atmospheric pressure plasma generating apparatus is a plasma generating apparatus having a chamber, and the plasma is generated at the atmospheric pressure by sterilizing and detoxifying the processed object by active radicals in the chamber after placing the processed object in the chamber. Sterilization method using. 제2항에 있어서, 상기 피처리물이 멸균백에 포장된 경우에는 상기 피처리물이 포장된 멸균백을 상기 챔버 내에 넣고 플라즈마를 발생하여 상기 멸균백내 기체방전에 의해 살균 및 제독하는 것을 특징으로 하는 대기압에서 플라즈마를 이용한 살균방법.The method according to claim 2, wherein when the object is packaged in a sterile bag, the sterilized bag in which the object is packaged is placed in the chamber to generate a plasma to sterilize and detoxify by gas discharge in the sterile bag. Sterilization method using plasma at atmospheric pressure. 제1항에 있어서, 상기 살균방법은,According to claim 1, The sterilization method, 상기 대기압 플라즈마 발생장치가 분사관을 구비한 플라즈마 발생장치이고, 상기 피처리물을 분사관으로부터 이격되게 위치시킨 후 활성 라디칼을 이송시켜 상기 피처리물을 살균 및 제독하는 것을 특징으로 하는 대기압에서 플라즈마를 이용한 살균 방법.The atmospheric pressure plasma generating apparatus is a plasma generating apparatus having an injection tube, wherein the target object is placed away from the injection tube, and then active radicals are transferred to sterilize and detox the target object. Sterilization method using. 제4항에 있어서, 상기 피처리물이 멸균백에 포장된 경우에는 상기 피처리물이 포장된 멸균백에 활성 라디칼을 주입시켜 상기 피처리물을 살균 및 제독하는 것을 특징으로 하는 대기압에서 플라즈마를 이용한 살균 방법.5. The method of claim 4, wherein when the object is packaged in a sterile bag, plasma is applied at atmospheric pressure to sterilize and detox the object by injecting active radicals into the sterile bag in which the object is packaged. Sterilization method used. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대기압 플라즈마 발생장치는 반응가스로서 공기, 질소, 아르곤, 헬륨, 산소 등의 기체 및 이들의 혼합기체를 사용하되, 기상의 물과 과산화수소, 알코올 등을 첨가할 수 있는 것을 특징으로 하는 대기압에서 플라즈마를 이용한 살균 방법.According to any one of claims 1 to 5, wherein the atmospheric pressure plasma generating apparatus using a gas, such as air, nitrogen, argon, helium, oxygen, and mixed gas thereof as a reaction gas, gaseous water and hydrogen peroxide, A sterilization method using plasma at atmospheric pressure, wherein alcohol or the like can be added.
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