KR100601026B1 - Mixed gas system for pre-processing small package distribution and packaging equipment using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 혼합가스 시스템은 각각의 가스가 담겨있는 가스 용기, 가스 용기로부터의 공급 압력을 조절하는 압력조절부, 압력조절부에 의해 압력이 조절된 가스의 유량을 제어하는 MFC(Mass Flow Controller), MFC 에 의해 유량이 제어된 가스의 흐름을 개폐하는 개폐부, 개폐부를 통과한 가스가 유입되어 혼합되는 혼합탱크, 및 혼합되는 각 가스에 대한 조성비율을 입력받고, 이에 기초하여 MFC 및 개폐부를 이용해 혼합탱크에 유입되는 각 가스의 양을 제어하는 제어부를 구비한다.Mixed gas system according to the present invention is a gas container containing each gas, a pressure control unit for adjusting the supply pressure from the gas container, MFC (Mass Flow Controller) for controlling the flow rate of the gas whose pressure is controlled by the pressure control unit ), The opening and closing portion for opening and closing the flow of the gas controlled by the MFC, the mixing tank in which the gas passing through the opening and closing is mixed, and the composition ratio for each gas to be mixed is input, based on the MFC and the opening and closing portion And a control unit for controlling the amount of each gas introduced into the mixing tank.
이에 의하면, 각 가스의 조성비율을 정확하게 제어할 수 있어 각 산물의 특성에 맞는 다양한 조성비율의 혼합가스를 생성할 수 있다. According to this, the composition ratio of each gas can be precisely controlled, and the mixed gas of various composition ratios suitable for the characteristic of each product can be produced.
바람직하게는, 압력조절부는 가스 용기로부터의 배출 압력을 대략적으로 조절하는 1차 압력게이지, 및 1차 압력게이지에서 조절된 가스의 압력을 더욱 정밀하게 제어하는 2차 정밀 압력게이지를 구비한다. 더욱 바람직하게는, 개폐부는 솔레노이드 밸브이며, 제어부는 프로그래머블 로직 컨트롤러(Programmable Logic Controller)이다. Preferably, the pressure regulator includes a primary pressure gauge for roughly regulating the discharge pressure from the gas container, and a secondary precision pressure gauge for more precisely controlling the pressure of the gas regulated in the primary pressure gauge. More preferably, the opening and closing portion is a solenoid valve, and the control portion is a programmable logic controller.
또한, 제어부는 각 가스의 조성비율을 용이하게 입력할 수 있도록 모니터 상의 원터치(one-touch)형 입력부를 갖는 것이 좋으며, 입력부는 제어부의 외부에 별도의 입력장치로 설치될 수도 있다.In addition, the control unit preferably has a one-touch input unit on the monitor so that the composition ratio of each gas can be easily input, and the input unit may be installed as a separate input device outside the control unit.
Description
도1 은 본 발명에 의한 혼합가스 시스템의 전체 구성블록도. 1 is an overall configuration block diagram of a mixed gas system according to the present invention.
도2a 는 본 발명에 의한 혼합가스 시스템에서 혼합되는 가스의 조성비율을 임의로 설정할 수 있도록 포장기기의 전면에 부착되는 원터치(one-touch)형 입력부를 나타낸 도면.Figure 2a is a view showing a one-touch input unit attached to the front of the packaging machine to set the composition ratio of the gas to be mixed in the mixed gas system according to the present invention.
도2b 는 본 발명에 의한 혼합가스 시스템에서 포장 대상이 되는 산물을 선택할 수 있도록 포장기기의 전면에 부착되는 원터치(one-touch)형 입력부를 나타낸 도면.Figure 2b is a view showing a one-touch input unit attached to the front of the packaging machine to select the product to be packaged in the mixed gas system according to the present invention.
현대의 농업 및 원예산업에서는, 고품질의 상품을 생산하는 것 뿐만 아니라, 유통과정에서 발생할 수 있는 손실을 최소화하는 것이 요구되고 있으며, 또한 유통형태에 있어서도 대량 박스 형태의 유통 보다는 산지에서 소비가 가능한 부위만을 바로 소포장하여 소비자에게 직접 전달할 수 있는 방식의 유통 형태가 확대되고 있다.In modern agriculture and horticulture, it is required not only to produce high-quality goods, but also to minimize the losses incurred in the distribution process. The form of distribution that can be directly packaged and delivered directly to consumers is expanding.
따라서, 유통과정에서 고유한 성분이 변질되지 않은 상태로 식품 재료의 고유의 향과 색 그리고 맛을 유지할 수 있는 포장방법이 대단히 중요하며, 특히 국민들의 문화수준의 향상과 생활건강에 대한 관심도가 증가됨에 따라 이로 인한 경제적 효과도 점차 증대되고 있다.Therefore, the packaging method that can maintain the unique aroma, color, and taste of the food ingredients without intact the unique ingredients in the distribution process is very important, especially the people's interest in improving the cultural level and living health of people. As a result, the economic effect of this is gradually increasing.
국내외적으로, 원예 농산물의 장기저장을 위해 예냉, 예조 처리는 물론 저온저장, 저장고의 대기환경을 조절하는 CA(Controlled Atmosphere) 저장, MA(Modified Atmosphere) 저장 등 다양한 저장방법이 개발되고 있으나, 이들 방법은 장기저장을 위한 수단으로 사용되고 있을 뿐 산지에서의 소포장을 위한 기술에는 적용되지 못하고 있다.At home and abroad, various long-term storage methods such as pre-cooling, pre-treatment, low-temperature storage, controlled atmosphere (CA) storage, and modified atmosphere (MA) storage are being developed. The method is used as a means for long-term storage but has not been applied to techniques for small packages in mountain areas.
특히, Active MA 포장이란, 상술한 CA 저장과 MA 저장방법을 결합한 방법으로, 포장지 내에 산물을 넣을 때 임의로 조절된 혼합가스를 함께 충진 및 밀봉함으로써, 호흡 억제는 물론 병원균이나 생리장해, 외부로부터의 충격완화 등에 큰 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.In particular, Active MA packaging is a method combining the CA storage method and the MA storage method described above, by filling and sealing the gas mixture arbitrarily adjusted when the product is put into the packaging, thereby suppressing breathing, pathogens and physiological disorders, There is an advantage that can be obtained a great effect, such as shock mitigation.
종래에는, 각각의 산물에 따른 특성에 알맞도록 이상과 같은 가스의 조성비율을 정확하게 제어하여 충진하고자 하였으나, 일반적인 압력 조절기로는 가스를 혼합하기가 매우 어렵고, 혼합된 가스를 구매하는 것은 일반 가스의 10 배 이상의 비용이 소비되었다. In the related art, the composition ratio of the gas is precisely controlled and filled to suit the characteristics of each product, but it is very difficult to mix the gas with a general pressure regulator. More than ten times was spent.
용접 등 기체의 유량을 제어할 필요가 있는 분야에서, 이를 위해 MFC(Mass Flow Control)를 사용하고는 있으나, 기체 유량의 제어 정확도가 높지 않기 때문에, 이를 그대로 높은 정확도의 기체 유량 제어가 필요한 산물의 소포장에 사용할 수 없다. In the field that needs to control the flow rate of the gas, such as welding, MFC (Mass Flow Control) is used for this purpose, but since the control accuracy of the gas flow rate is not high, this is a product that requires high accuracy gas flow control. It cannot be used for small packages.
특히, 산물의 포장을 위해 MFC(Mass Flow Control)를 그대로 사용하게 되면, 전체 조성비가 무게 비에 대해 5 % 이하의 소량을 사용하는 가스의 경우, ±10 % 이상의 편차가 발생하였다. 이러한 편차의 발생은 가스용기에서 분출되는 속도에 의한 것으로서, 이러한 가스 조성비의 편차는 소포장되는 산물의 이취발생 및 품질저하를 야기하게 된다. In particular, when the MFC (Mass Flow Control) is used for the packaging of the product as it is, when the total composition ratio of the gas using a small amount of less than 5% to the weight ratio, a deviation of ± 10% or more occurred. The occurrence of this deviation is due to the rate of ejection from the gas container, the deviation of the gas composition ratio causes the off-flavor and quality degradation of the packaged product.
따라서, 가스의 조성비율에 따라 각 가스의 유량을 정확히 제어가능하고, 또한 취급이 간단한 혼합가스 시스템의 필요성이 증대되고 있다.Therefore, the necessity of the mixed gas system which can precisely control the flow volume of each gas according to the composition ratio of gas, and is easy to handle is increasing.
본 발명은 이상과 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 각 가스의 조성비율을 정확하게 제어할 수 있어 각 산물의 특성에 맞는 다양한 조성비율의 혼합가스를 생성할 수 있는 혼합가스 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a mixed gas system capable of precisely controlling the composition ratio of each gas to generate a mixed gas having various composition ratios suitable for the characteristics of each product. do.
본 발명의 다른 목적은, 각 산물의 특성에 맞는 다양한 조성비의 혼합가스를 용이하게 입력할 수 있는 혼합가스 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a mixed gas system that can easily input a mixed gas of various composition ratios suitable for the characteristics of each product.
이상과 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 혼합가스 시스템은 각각의 가스가 담겨있는 가스 용기, 가스 용기로부터의 공급 압력을 조절하는 압력조절부, 압력조절부에 의해 압력이 조절된 가스의 유량을 제어하는 MFC(Mass Flow Controller), MFC 에 의해 유량이 제어된 가스의 흐름을 개폐하는 개폐부, 개폐부를 통과한 가스가 유입되어 혼합되는 혼합탱크, 및 혼합되는 각 가스에 대한 조성 비율을 입력받고, 이에 기초하여 MFC 및 개폐부를 이용해 혼합탱크에 유입되는 각 가스의 양을 제어하는 제어부를 구비한다.In order to achieve the above object, the mixed gas system according to the present invention is a gas container containing each gas, a pressure control unit for adjusting the supply pressure from the gas container, the pressure of the gas is adjusted by the pressure control unit MFC (Mass Flow Controller) to control the flow rate, the opening and closing portion for opening and closing the flow of the gas controlled by the MFC, the mixing tank in which the gas passing through the opening and closing is mixed, and the composition ratio for each gas to be mixed And a control unit for controlling the amount of each gas introduced into the mixing tank by using the MFC and the opening and closing unit.
이에 의하면, 각 가스의 조성비율을 정확하게 제어할 수 있어 각 산물의 특성에 맞는 다양한 조성비율의 혼합가스를 생성할 수 있다. According to this, the composition ratio of each gas can be precisely controlled, and the mixed gas of various composition ratios suitable for the characteristic of each product can be produced.
바람직하게는, 압력조절부는 가스 용기로부터의 배출 압력을 대략적으로 조절하는 1차 압력게이지, 및 1차 압력게이지에서 조절된 가스의 압력을 더욱 정밀하게 제어하는 2차 정밀 압력게이지를 구비한다. 더욱 바람직하게는, 개폐부는 솔레노이드 밸브이며, 제어부는 프로그래머블 로직 컨트롤러(Programmable Logic Controller)이다. Preferably, the pressure regulator includes a primary pressure gauge for roughly regulating the discharge pressure from the gas container, and a secondary precision pressure gauge for more precisely controlling the pressure of the gas regulated in the primary pressure gauge. More preferably, the opening and closing portion is a solenoid valve, and the control portion is a programmable logic controller.
또한, 제어부는 각 가스의 조성비율을 용이하게 입력할 수 있도록 모니터 상의 원터치(one-touch)형 입력부를 갖는 것이 좋으며, 입력부는 제어부의 외부에 별도의 입력장치로 설치될 수도 있다.In addition, the control unit preferably has a one-touch input unit on the monitor so that the composition ratio of each gas can be easily input, and the input unit may be installed as a separate input device outside the control unit.
이로써, 각 산물의 특성에 맞는 다양한 조성비의 혼합가스를 용이하게 입력할 수 있다.Thereby, the mixed gas of various composition ratios suitable for the characteristic of each product can be input easily.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도1 은 본 발명에 의한 혼합가스 시스템의 전체 구성블록도이다. 혼합될 가스로는 산소(O2), 이산화탄소(CO2) 및 질소(N2) 를 사용하는 것으로 한다. 본 발명에 의한 혼합가스 시스템은, 혼합될 가스가 담겨있는 각 가스용기의 배출구에 설치되는 1차 압력게이지(1a, 1b, 1c), 가스의 압력을 정밀하게 제어하는 2차 정밀 압력게이지(2a, 2b, 2c), 가스의 유량을 제어하는 각 MFC(Mass Flow Controller; 3a, 3b, 3c), 가스를 개폐할 수 있도록 설계된 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve; 4a, 4b, 4c), 각 가스가 혼합되는 혼합 챔버(5), 및 원하는 가스 조성비를 입력받고 이에 따라서 각 MFC(3a, 3b, 3c)와 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve; 4a, 4b, 4c)를 제어하는 제어기(6)를 구비한다.1 is an overall block diagram of a mixed gas system according to the present invention. As the gas to be mixed, oxygen (O 2 ), carbon dioxide (CO 2 ) and nitrogen (N 2 ) are used. Mixed gas system according to the present invention, the primary pressure gauge (1a, 1b, 1c) is installed in the outlet of each gas container containing the gas to be mixed, the secondary precision pressure gauge (2a) for precisely controlling the pressure of the gas , 2b, 2c), each Mass Flow Controller (3a, 3b, 3c) to control the flow of gas, Solenoid Valve (4a, 4b, 4c) designed to open and close the gas, each gas is mixed And a
여기서, 각각의 가스의 유량비를 조절할 수 있는 MFC 의 용량은, 질소의 유량비를 조절하는 MFC(3a) 는 20 L/min, 이산화탄소의 유량비를 조절하는 MFC(3b) 는 10 L/min, 타 가스에 비해 소량이 사용되는 산소의 유량비를 조절하는 MFC(3c) 는 5 L/min 로 구성하며, Hitachi Metals, Ltd. 에서 제조한 MFC 를 사용한다. Here, the capacity of the MFC that can adjust the flow rate ratio of each gas, the MFC (3a) for adjusting the flow rate of nitrogen is 20 L / min, the MFC (3b) for adjusting the flow rate ratio of carbon dioxide is 10 L / min, other gas Compared to Hitachi Metals, Ltd., MFC (3c), which controls the flow rate of oxygen used in small amounts, consists of 5 L / min. MFC manufactured by
제어기(6)로는 프로그래머블 로직 컨트롤러(Programmable Logic Controller)를 사용하여, 각 MFC 와 솔레노이드 밸브를 제어하도록 한다. 또한, 제어기(6)로 입력되는 가스 조성비는 포장의 대상이 되는 각 산물에 따라 달라질 수 있도록 하고, 이를 위해 각 가스의 조성비율의 조절이 용이하도록 도2a 또는 도2b 와 같은 모니터 상의 원터치(one-touch)형 입력부를 포장기기의 전면에 부착하도록 한다. As the
여기서, 도2a 는 각 가스의 비율을 임의로 설정할 수 있도록 한 것이며, 도2b 는 포장의 대상이 되는 산물에 따른 최적의 가스 조성비를 미리 입력하여 두고, 이후에는 단지 대상이 되는 산물만을 선택하도록 한 것이다.Here, Figure 2a is to be able to arbitrarily set the ratio of each gas, Figure 2b is to input the optimum gas composition ratio according to the product to be packaged in advance, after that only to select the target product. .
한편, 이산화탄소의 경우, 가스의 기화점이 30 ℃ 이므로, 1차 압력게이지(1b)에 기화기를 부착하여 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the case of carbon dioxide, since the vaporization point of the gas is 30 ℃, it is preferable to attach the vaporizer to the primary pressure gauge (1b).
이하, 도1 에 도시한 본 발명의 혼합가스 시스템의 동작에 대해서 설명한다. Hereinafter, the operation of the mixed gas system of the present invention shown in FIG. 1 will be described.
먼저, 1차 압력게이지(1a, 1b, 1c)를 이용하여 각 가스의 배출 압력을 대략적으로 제어한다. 이후, 2차 정밀 압력게이지(2a, 2b, 2c)는, 각 가스가 MFC 로 흘러들어가기 전에 각 가스의 압력을 정밀하게 제어한다. First, the discharge pressure of each gas is roughly controlled using the
제어기(6)로 사용되는 PLC 는, 입력된 가스 조성비에 맞춰 각 MFC(3a, 3b, 3c)를 제어하여 각 가스의 유량비를 조절하는 한편, 각 가스의 유입이 완료되었다고 판단되면, 솔레노이드 밸브(4a, 4b, 4c)를 이용하여 혼합 챔버(5)로의 가스의 유입을 폐쇄한다.PLC used as the
이후, 가스 조성비에 따라 조절되는 각 가스는 혼합 챔버(5)에 유입 및 혼합되고, 혼합된 가스는 포장기(미도시)로 공급되게 된다.Then, each gas adjusted according to the gas composition ratio is introduced into the
이상의 본 발명에 따른 실시예에서는, 제어기로서 PLC 를 사용하였으나 반드시 이를 사용하여야만 하는 것은 아니며, MFC 와 솔레노이드 밸브의 동작을 제어할 수 있는 것이면 어느 것이라도 좋다.In the embodiment according to the present invention, although a PLC is used as a controller, it is not necessarily used, and any one may be used as long as it can control the operation of the MFC and the solenoid valve.
또한, 본 발명의 실시예에서는 원하는 가스 조성비를 제어기가 입력받고 있으나, 반드시 이러한 방식으로 구성되어야만 하는 것은 아니며 별도의 입력장치를 구비하도록 할 수도 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the controller receives the desired gas composition ratio, but it is not necessarily configured in this manner and may be provided with a separate input device.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 가스의 유량을 개폐하기 위해 솔레노이드 밸브를 사용하고 있으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니며, 제어기에 의해 가스를 개폐할 수 있는 것이면 된다.In addition, in the embodiment of the present invention, the solenoid valve is used to open and close the flow rate of the gas, but the present invention is not limited thereto, and the gas may be opened and closed by the controller.
또한, 본 발명의 실시예에서는 Hitachi Metals, Ltd. 에서 제조한 MFC 를 사용하였으나, 이것에 국한되지는 않는다.In addition, in the embodiment of the present invention Hitachi Metals, Ltd. The MFC manufactured by is used, but not limited thereto.
이상과 같은 본 발명에 의한 혼합가스 시스템에 의하면, 각 가스의 조성비율을 정확하게 제어할 수 있어, 산물의 포장 기기에 사용하는 경우 각 산물의 특성에 따른 다양한 조성비율의 혼합가스를 생성할 수 있다. According to the mixed gas system according to the present invention as described above, the composition ratio of each gas can be accurately controlled, and when used in the packaging equipment of the product, it is possible to generate a mixed gas of various composition ratios according to the characteristics of each product. .
또한, 가스의 조성비율을 조절할 수 있는 입력부가 포장기기의 전면에 원터치(one-touch)형으로 장착되어 있어, 포장 시 사용되는 각 가스의 조성비율을 용이하게 조절할 수 있다. In addition, the input unit that can adjust the composition ratio of the gas is mounted on the front of the packaging machine in a one-touch (one-touch) type, it is possible to easily adjust the composition ratio of each gas used for packaging.
이상의 내용은 본 발명을 예를 들어 설명한 것으로서, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 권리는 첨부된 특허청구범위에 기재된 바에 따라 결정된다. 또한, 동 업계에 종사하는 자에 의하여 본 발명의 다양한 변형예들이 실시될 수 있으나, 이는 모두 본 발명의 권리 범위에 속하는 것임을 명백히 한다.The foregoing has described the present invention with reference to the examples, and the present invention is not limited to the above-described examples, and the rights of the present invention are determined according to the appended claims. In addition, various modifications of the present invention can be carried out by those skilled in the art, but it is obvious that all belong to the scope of the present invention.
본 발명에 따른 혼합가스 시스템에 의하면, 각 가스의 조성비율을 정확하게 제어할 수 있어 각 산물의 특성에 맞는 다양한 조성비율의 혼합가스를 생성할 수 있다. According to the mixed gas system according to the present invention, it is possible to accurately control the composition ratio of each gas to generate a mixed gas of various composition ratios suitable for the characteristics of each product.
또한, 각 산물의 특성에 맞는 다양한 조성비의 혼합가스를 용이하게 입력할 수 있다.In addition, it is possible to easily input a mixed gas of various composition ratios that are suitable for the characteristics of each product.
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