KR101849965B1

KR101849965B1 - 병원균 제거 및 공기정화를 위한 피톤치드 분사 시스템

Info

Publication number: KR101849965B1
Application number: KR1020160101110A
Authority: KR
Inventors: 김승철
Original assignee: 비오신코리아 주식회사; 김승철
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2018-04-19
Also published as: KR20180017380A

Abstract

본 발명은 병원균 제거 및 공기정화를 위한 피톤치드 분사 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 편백나무 추출물로부터 확보한 편백오일을 정제[精製, purification]한 편백정제오일과, 물을 전기분해하여 확보한 수소수에 희석시킨 편백오일을 주성분으로 하는 방향제를 설정 양(量)으로 자동 혼합하고, 자동으로 실내에 분사하는 시스템에 관한 것이다.
구성은 다음과 같다.
혼합탱크(10)와, 수소수가 충전된 수소수탱크(20)와, 편백오일이 충전된 편백오일탱크(30)와, 상기 혼합탱크(10)에 충전된 수소수와 편백오일(혼합수라 칭함)을 혼합하는 혼합장치(40)와, 혼합수를 분무하는 분사장치(50)와, 혼합수가 분사되는 노즐장치(60)와, 시스템을 제어하는 제어반(70)으로 구성됨을 포함하는 것을 특징으로 하는 병원균 제거 및 공기정화를 위한 피톤치드 분사 시스템.

Description

병원균 제거 및 공기정화를 위한 피톤치드 분사 시스템 {INJECTION SYSTEM}

본 발명은 병원균 제거 및 공기정화를 위한 피톤치드 분사 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 편백나무 추출물로부터 확보한 편백오일을 정제[精製, purification]한 편백정제오일과, 물을 전기분해하여 확보한 수소수에 희석시킨 편백오일을 주성분으로 하는 방향제를 설정 양(量)으로 자동 혼합하고, 자동으로 실내에 분사하는 시스템에 관한 것이다.

상기 편백오일이 주성분인 방향제는, 메티실린 저항성 포도상구균(MRSA), 반코마이신 저항성 장구균(VRE) 또는 항생제 내성을 가지는 대장균, 폐렴간균, 살모넬라 티피뮤리움 및 엔테로코커스 패칼리스 등에 작용하여 항생제 내성 균주의 생장을 억제시킬 수 있다.

항생제는 병원균에 의한 감염증을 치료하는 약물로, 감염 증세에 뛰어난 효능을 보인다. 항생제를 자주 사용하다 보면 항생제에 내성을 가진 균주들이 살아남거나 돌연변이를 통하여 항생제에 대한 저항성을 가진 균주들이 생겨나게 되어 점점 더 항생제에 내성력이 강해진 병원균들이 생겨나게 되며 이 때문에 치료를 위하여 더 강력한 항생제를 사용하게 되는데, 결국은 어떤 강력한 항생제에도 저항할 수 있는 박테리아가 생겨나기도 하는 데이를 슈퍼박테리아라고 한다.

슈퍼박테리아란 항생제의 잦은 사용에 저항할 수 있어 강력한 항생제에도 죽지 않는 박테리아를 의미하며, 1961년 영국에서 MRSA(Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus, 메티실린내성황색포도상구균)이, 1996년

일본에서는 VRSA(Vancomycin-Resistant Staphylococcus Aureus, 반코마이신내성황색포도상구균)이 처음으로 보고되었다.

MRSA[methicillin resistant staphylococcus aureus]는 메티실린 내성 황색포도상구균이라고 한다. 병원 감염의 주범으로서 항생제를 많이 사용하는 대형 종합병원에서 발견되는데, 공기 중이나 의사ㆍ간호사의 신체 부위, 메스, 병원 담요, 튜브 등 의료기구에 붙어 3시간가량 사는 등 생존능력과 번식력이 강하다. 호흡기 계통과 수술 환자의 환부에 침투해 고열과 오한, 혈압 저하 등의 증상을 일으킨다.

스메그마균[Mycobaxterium smegmatis]은 비병원성(非病原性)인 항산균(抗酸菌). 외음부점막표변, 치구(恥垢)에 상재(常在)하고 있는 균인데, 겨드랑이, 귀지, 피부의 때 흙, 물 등에도 존재하고 있다. 가늘고 긴 간균(桿菌)으로서 분기(分岐)나 다형태성(多形態性)을 보인다 결핵균과 비슷하므로 특히 요(尿)에서 검출된 경우에는 감별이 필요하다.

미구균[Micrococcus , 微球菌]이란 호기성, 그람양성의 구상세균의1속(屬). 카탈라아제 양성, 당에서 산화적으로 산을 생성한다. 노란색, 주황색 등의 카로티노이드색소를 생성한다. 비교적 높은 염농도의 환경에서 생육하며 건조에도 잘 견딘다. 토양, 하수, 식품, 공기 등으로 분리하여 자연계에 널리 분포하고 있다. 유연속에는 Staphylococcus가 있고, Micrococcus와 Staphylococcus와의 감별에는 OF(oxidation-fermentation) 시험법을 사용한다. 즉, Micrococcus는 당을 산화적으로 분해하지만 Staphylococcus는 발효적으로 분해하며 Micrococcus의

DNA의염기조성은 66~75% 사이에 분포하고 있지만 Staphylococcus의 DNA의 염기조성은 30~40% 사이에 분포하고있다. 기준종은 Micrococcus luteus이다.

반코마이신 내성 장알균 감염 (vancomycin-resistant enterococci infection)이란 장알균 속(genus)은 그람 양성(그람 염색했을 때 짙은 보라색으로 관찰)인 알균(구균)으로, 쌍알균 또는 짧은 사슬의 형태를 하고 있다. 혈액이 들어 있지 않은 배지에서도 잘 자란다.

장알균은 엔테로코쿠스 파이칼리스(E. faecalis), 엔테로코쿠스 페슘(E. faecium), 엔테로코쿠스 아비움(E.avium), 엔테로코쿠스 갈리나룸(E. gallinarum), 엔테로코쿠스 카셀리플라버스(E. casseliflavus) 등 19종(species)이 알려져있다. 인체에서 검출되는 장알균은 엔테로코쿠스 파이칼리스가 가장 흔하며, 그 다음 엔테

로코쿠스 페슘, 엔테로코쿠스 아비움 avium) 순서이다. 엔테로코쿠스 페슘은 엔테로코쿠스 파이칼리스에 비해 항생제 내성 정도가 더 심하여 병원 감염 측면에서 더 중요하다.

황색포도상구균은 포도상구균의 한 종류로 감염을 잘 유발하는 균이다. 이 균은 1941년 페니실린이 발명되면서 치료가 가능해졌다. 이후 페니실린이 듣지 않는 균이 출현하자 더욱 강력한 항생제인 메티실린이 개발되었지만,

또 다시 이 메티실린뿐 아니라 다른 항생제도 듣지 않는 강력한 황색포도상구균이 출현하였다. 한편, 2006년 한 해 동안 미국에서 9만 4000여 명이 MRSA에 감염되어, 이 중에서 1만 9000명 이상이 사망한 것으로 알려졌다.

개발된 항생제 중 가장 강력하다고 알려진 반코마이신도 1950년대 이후 균 치료에 사용되었지만 1996년 내성을 가진 VRSA가 출현하였다. VRSA는 면역력이 약해진 인체에 들어올 경우 온갖 감염을 심화시키며, 어떤 항생제도 듣지 않아 결국 패혈증(敗血症)을 유발시켜 생명을 위협하는 초강력 세균이다. 전문가들은 VRSA가 널리 퍼질 경우 맹장염, 제왕절개 같은 간단한 수술도 마음 놓고 할 수 없을 것이라고 경고한다.

병원에는 암환자, 수술환자와 각종 감염 환자가 모여들기 때문에 이 균의 주된 감염 장소는 병원이다. 건강한 사람이라도 환자의 피부나 환자가 만진 물건과 접촉하면 옮을 수 있다. 내성률은 항생제 투여 후 세균 100마리당 살아남는 세균의 숫자로 표시하며 항생제를 많이 쓸수록 높아진다.

한편 편백나무(Chamaecyparis obtusa)는 노송나무라고도 하며, 겉씨식물 구과목 측백나무과의 상록교목으로서, 일본이 원산지이지만 개발을 통해 우리나라 남부 지방에서 조림수종으로 널리 재배되고 있는데, 편백나무 특유의 향으로 인해 탈취제, 항균제 등으로 사용되고 있다.

편백나무에서 생산되는 피톤치드는 식물의 자기방어물질로써, 병원균 및 해충, 곰팡이 등에 저항하기 위해 식물이 내뿜거나 분비하는 물질로 그 자체에 살균, 살충성분이 포함되어 있다. 피톤치드의 구성물질은 테르펜을 비롯한 페놀 화합물, 알칼로이드 성분, 글리코시드 등으로 이루어진 유기화합물이며, 항균작용, 진정작용, 탈취작용, 스트레스 해소작용 등을 하는 것으로 알려져있다. 이러한 피톤치드는 화학합성 물질이 아닌 천연물질이고, 인간의 신체에 무리 없이 흡수되며, 인간에게 해로운 균들을 선택적으로 살균한다.

또한, 피톤치드는 항균작용, 소취작용, 진정작용 및 스트레스 해소 작용 등 수많은 기능을 하는 것으로 알려져있다. 또한, 피톤치드는 뛰어난 살균, 항균, 세정작용으로 피부를 깨끗하게 하고 보습작용도 하며, 체내의 면역기능을 강화한다.

피톤치드를 흡입할 경우, 스트레스 호르몬인 코르티졸의 농도가 획기적으로 줄어든다는 연구결과가 보고되었으며, 숲에서 동물의 사체가 썩어가도 피톤치드로 인해 악취가 심하게 발생하지 않는다고 알려져있다. 또한, 중추신경계에 진정작용을 하여 쾌적한 느낌을 가지게 하며, 수면시간을 연장하고 편안한 숙면을 취하는데 도움을 준다.

그리고 혈액순환계를 개선하여 고지혈증, 혈전 심부전증에도 효능이 있다고 밝혀졌으며, 인체 내에 내성이 생기지 않는 강력한 항균 작용으로도 알려졌다. 천연물질인 피톤치드는 거의 90%까지 집먼지 진드기 기피효과를 가져와 부작용이 없으면서도 알레르기 예방에 가장 효과적인 것으로 알려져 있다.

이처럼 편백나무에는 피톤치드는 항균력 및 공기정화 능력을 갖게할 뿐만 아니라 스트레스가 해소되고 장과 심폐기능이 강화되며 실내의 살균작용도 가능해지는 것이어서, 최근 피톤치드의 활용에 대한 여러가지 연구가 이루어지고 있다.

이러한 피톤치드를 자동으로 수소수와 혼합하고 자동으로 분사하는 시스템이 아직까지 전무한 상태이다.

본 발명은 항균 정화 능력을 갖는 편백나무의 성분을 이용하기 위하여 편백나무로부터 추출된 편백 오일 정유성분의 메티실린 저항성 포도상구균(MRSA), 반코마이신 저항성 장구균(VRE) 또는 항생제 내성을 가지는 대장균, 폐렴간균, 살모넬라 티피뮤리움 및 엔테로코커스 패칼리스 등에 작용하여 항생제 내성 균주의 생장억제 기능을 확인함으로써 편백 오일 정유 성분을 이용한 방향제를 제공하되,

방향제를 설정 양(量)으로 자동 혼합하고, 자동으로 실내에 분사하는 시스템을 제공하는 과제이다.

상기 이상의 과제는 구체적인 내용에서 더 밝혀진다.

첨부한 도면에 의해 구성을 제차 살펴면, 편백오일과 수소수를 혼합하는 혼합탱크(10)와, 수소수가 충전된 수소수탱크(20)와, 편백오일이 충전된 편백오일탱크(30)와, 상기 혼합탱크(10)에 충전된 수소수와 편백오일을 혼합하는 혼합장치(40)와, 혼합수를 분무하는 분사장치(50)와, 혼합수가 분사되는 노즐장치(60)와, 시스템을 제어하는 제어반(70)으로 구성된다.

상기 혼합장치(40)는 상기 혼합탱크(10)의 혼합수를 순환펌프(41)에 의해 펌프하여 순환관로(42)에 의해 제차 상기 혼합탱크(10)로 토출시켜 상기 혼합탱크(10) 내의 혼합수를 지속적으로 혼합하고, 상기 순환관로(42)에 전기히터(43)를 설치하여 혼합수의 설정온도를 지속적으로 유지하는 구성이다.

상기 수소수탱크(20)와 편백오일탱크(30)는 각각의 배관(100)으로 상기 혼합탱크(10)와 연결되되 상기 배관(100)에 각각 정량펌프(21,31)를 설치하여 설정된 정량의 수소수와 편백오일을 혼합탱크(10)에 충전하는 구성이다.

또, 상기 혼합탱크(10)는 노즐배관(11)이 연결되고 상기 노즐배관(11)은 에어펌프(51)에서 에어를 유입받도록 에어관(52)과 연결되고 상기 노즐배관(11) 끝단부분에 노즐(12)이 연결된 구성이다.

상기 노즐배관(11) 끝단에 제1노즐배관(15)과 제2노즐배관(16)의 일단이 연결되고, 상기 제1,2노즐배관(15,16) 끝단 부분은 각각 노즐(12)을 연결하며, 상기 노즐배관(11)과 제1,2노즐배관(15,16) 사이에 해당하는 상기 제1,2노즐배관(15,16)에 상기 노즐(12)로 분사되는 혼합수를 상기 노즐(12)로 공급하거나 차단하는

제1,2개폐밸브(17,18)가 설치되는 구성이다.

본 발명에 따른 편백 추출물은 피부 진정 효과, 알러지 완화, 바이러스 감염 차단 등의 효과를 나타내는 성분들을 함유하고 있으며, 진통, 항염 및 박하의 청량감 있는 향기, 두통 완화, 심신 안정(스트레스 해소)에 효과적이다.

따라서, 본 발명에 따른 편백 방향제는 방향제뿐만 아니라 세정제, 탈취제, 방충제, 항균제, 및 가습액 등에 다양하게 이용 가능하다 이러한 효과가 있는

방향제(본 발명의 혼합수에 해당)를 설정 양(量)으로 자동 혼합하고, 자동으로 실내에 분사하는 시스템을 제공함으로서 편리하게 이용할 수 있다.

상기 이상의 효과는 구체적인 내용에서 더 밝혀진다.

도 1은 본 발명의 병원균 제거 및 공기정화를 위한 피톤치드 분사 시스템의 전체구성도.

첨부한 도면에 의해 구성을 제차 살펴보고 그에 따른 실시예를 설명하고자 한다.

본 발명은 편백오일을 물과 혼합하기 위해 지속적으로 연구하게 되었고 그 결과 편백오일이 수소수에 혼합됨을 확인하였다.

그 혼합으로 병원균을 제거하기 위해 공기중으로 피톤치드(편백오일이하 칭함)를 분사하는 시스템을 제공한다.

구성, 편백오일과 수소수를 혼합하는 혼합탱크(10)와, 수소수가 충전된 수소수탱크(20)와, 편백오일이 충전된 편백오일탱크(30)와, 상기 혼합탱크(10)에 충전된 수소수와 편백오일(혼합수라 칭함)을 혼합하는 혼합장치(40)와, 혼합수를 분무하는 분사장치(50)와, 혼합수가 분사되는 노즐장치(60)와, 시스템을 제어하는 제어반(70)으로 구성된다.

실시, 이와 같은 구성의 실시예는 다음과 같다.

순환펌프(41)를 이용하여 혼합수를 지속적으로 순환시키면서 지속적으로 혼합수를 혼합함으로 편백오일과 수소수가 분리되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 혼합수를 순환관로(42)에서 순환되는 과정에 전기히터(43)의 열에 의해 설정온도로 가열(순환관로 내부에 전기히터를 내장하거나 순환관로 외부에서 순환관로를 가열시켜 혼합수를 가열함)한다.

이로 인해 예를 들어 혼합수가 지속적으로 55℃를 유지함으로 편백오일이 수소수와

원활하게 혼합이될 수 있도록 도와주며 열은 물체(혼합수)의 활성도를 높이는 효과가 있어 피톤치드 실내 분사 효과를 극대화할 수 있다.

만약, 편백오일이 차가우면 분해가 잘 이루어지지 않아 수소수와 원활하게 혼합되지 않는것을 실험을 통해 확인할 수 있었다.

여기서 중요한 사실은 설정온도를 유지하고 있는 혼합수는 끈적임이 느껴지지않아 노즐(12)에서 막힘 현상이 발생하지 않아 분사하기가 편리했다.

또, 분사시 편백향기가 더욱 은은(은은함 향수처럼)함을 확인할 수 있었다.

실시, 이와 같은 구성의 실시예는 다음과 같다.

수소수탱크(20)와 편백오일탱크(30)는 혼합탱크(10)와 배관(100)으로 연결하여 그 들 배관(100)에 각각 정량펌프(21,31)를 설치하였다.

이로 인해 혼합탱크(10)로 정량의 수소수와 편백오일이 충전된다.

그리고 상기 혼합탱크(10)는 노즐배관(11)이 연결되고 상기 노즐배관(11)은 에어펌프(51)에서 에어를 유입받도록 에어관(52)과 연결되고 상기 노즐배관(11) 끝단부분에 노즐(12)이 연결된 구성이다.

제1,2개폐밸브(17,18)가 설치되는 구성이다.

이와 같은 구성의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

노즐배관(11) 끝단에 제1노즐배관(15)과 제2노즐배관(16)의 일단이 연결되고, 상기 제1,2노즐배관(15,16) 끝단 부분은 각각 노즐(12)을 연결하며, 상기 노즐배관(11)과 제1,2노즐배관(15,16) 사이에 해당하는 상기 제1,2노즐배관(15,16)에 상기 노즐(12)로 분사되는 혼합수를 상기 노즐(12)로 공급하거나 차단하는

제1,2개폐밸브(17,18)가 설치된 상태에서 병실중(일반 공간일 수 있음) 설정양 이상 혼합수를 분사해야 하는 경우 제1개폐밸브(17)를 이용하여 분무하고, 병실중 설정양 이하 혼합수를 분사해야 하는 경우 제2개폐밸브(18)를 이용하여 분무하는 것을 특징으로 한다.

여기서 예를 들어 보충설명을 하면 병원균을 지속적으로 관리해야 하는 중환자실의 경우 비용 등이 더 소요되더라도 많은 양을 분사하는 것이 바람직하다.

그러나 일반병실 및 보호자실의 경우 환자나 보호자가 편백향의 은은함을 즐길정도이면서 피톤치드의 효과중 아토피를 유발하는 집먼지진드기 번식을 억제 모기퇴치등 기능으로 실내 공기질 관리가 가능하다.

상기 에어펌프(51)는 혼합수를 분사하고자 노즐배관(11)에 에어를 공급하면 에어는 혼합수와 함께 이동하여 노즐(12)을 통해 외부로 분사된다.

그리고 제어반(70)은 정량펌프(21,31), 혼합장치(40), 순환펌프(41), 에어펌프(51), 제1,2노즐밸브(17,18), 전기히터(43)등을 제어할 수 있도록 설정된 프로그램에 따라 전기를 인가하거나 차단하여 시스템이 원활하게 동작하도록 하는 기기(제어반)에 해당한다.

상기 편백 오일이 주성분인 분무(噴霧)용 방향제는 편백나무 추출물로부터 확보한 편백오일을 정제[精製, purification]한 정제편백오일이다.

상기 용해제 [溶解劑]는 용액을 만들때에 용질을 녹이는 액체이다.

수소수는 물의 전기 분해를 이용하는 전해 방식과, 수소보다 이온화 경향이 큰 금속을 이용하는 무전해 방식으로 제조되고 있으며, 대부분의 경우에는 전해 방식으로 제조되고 있다.

먼저, 전해 방식의 경우 전해조에 양극과 음극을 설치하고 전류를 가하면, 음극에서는 수소가 생성되고, 양극에서는 산소가 생성된다. 이때 음극에서 생성된 수소는 물과 혼합되어 수소수로 제조되고, 양극에서 생성된 산소는 대기 중으로 방출된다. 또한, 무전해 방식의 경우 마그네슘이나 칼슘 등과 같이 수소보다 이온화 경향이 큰 금속을 이용하는 것으로서 이들 금속이 물과 접촉되면 수소보다 이온화 경향이 큰 금속이 양이온으로 산화되고 물은 OH 와 H+로 해리된다.

이때, 해리된 H+ 의 일부는 이온상태 또는 수소원자상태로 물속에 잔존되어 수소수로 제조된다.

상기 수소수는 물비린내나 염소 소독 등의 냄새가 난다. 이때, 물비린내의 경우, 수돗물 등의 원수에 함유된 철 등의 성분이 원인이 되는 것으로 알려져있다. 또한, 수소수에는 중금속 등이 함유되어 있다. 특히, 전해 방식이나 무전해 방식으로 제조된 수소수에는 염 성분이 생성되어 함유되어 있다. 예를 들어 전해 방식의 경우에는 치아염소산염이나 금속염 등의 염 성분이 함유되어 있다.

이러한 염은 카본필터 등의 필터에 수소를 통과시켜 냄새를 제거하면 된다.

편백오일은 편백나무 잎을 저온건조기에서 건조한 다음 건조된 편백나무 잎을 약 1 내지 3mm의 입자로 절단한다.

이렇게 절단된 편백나무 잎을 1,000 내지 2,000메시를 통과하도록 분말화 한다.

그 후 상기 절단된 편백나무 잎을 포집망에 넣고 증류탱크에 넣어 증류수를 공급한다.

상기 증류탱크를 가열하여 스팀을 공급하여 편백나무 잎을 통과하도록 하여 스팀에서 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기로 이동시켜 편백 오일과 편백수로 분리하는 단계를 통해 편백 오일을 확보할 수 있다.

상기와 같은 방법에 의해 확보한 편백오일에는 다양한 불순물이 있기 때문에 그 불순물을 제거해야만 방향제로서의 제품이 완성된다.

편백오일은 편백나무 잎을 저온건조기에서 건조한 다음 건조된 편백나무 잎을 약 1 내지 3mm의 입자로 절단하는 단계; 절단된 편백나무 잎을 1,000 내지 2,000메시를 통과하도록 분말화하는 단계; 절단된 편백나무 잎을 포집망에 넣고 증류탱크에 넣어 증류수를 공급하는 단계; 증류탱크를 가열하여 스팀을 공급하여 편백나무 잎을 통과하도록 하여 스팀에서 추출된 정유 성분이 함유된 수증기를 냉각기로 이동시켜 편백 오일과 편백수로 분리하는 단계로 제조된다.

10 : 혼합탱크 11 : 노즐배관
12 : 노즐 15 : 제1노즐배관
16 : 제2노즐배관 17 : 제1개폐밸브
18 : 제2개폐밸브 20 : 수소수탱크
30 : 편백오일탱크 40 : 혼합장치
41 : 순환펌프 42 : 순환관로
43 : 전기히터 50 : 분사장치
51 : 에어펌프 52 : 에어관
60 : 노즐장치 70 : 제어반
100: 배관

Claims

피톤치드를 분사하는 시스템에 있어서,
혼합탱크(10)와, 수소수가 충전된 수소수탱크(20)와, 편백오일이 충전된 편백오일탱크(30)와, 상기 혼합탱크(10)에 충전된 수소수와 편백오일을 혼합하는 혼합장치(40)와, 혼합수를 분무하는 분사장치(50)와, 혼합수가 분사되는 노즐장치(60)와, 시스템을 제어하는 제어반(70)으로 구성됨을 포함하는 것을 특징으로 하는 병원균 제거 및 공기정화를 위한 피톤치드 분사 시스템.
제 1항에 있어서,
혼합장치(40)는 상기 혼합탱크(10)의 혼합수를 순환펌프(41)에 의해 펌프하여 순환관로(42)에 의해 제차 상기 혼합탱크(10)로 토출시켜 상기 혼합탱크(10) 내의 혼합수를 지속적으로 혼합하고, 상기 순환관로(42)에 전기히터(43)를 설치하여 혼합수의 설정온도를 지속적으로 유지하는 구성을 특징으로 하는 병원균 제거 및 공기정화를 위한 피톤치드 분사 시스템.
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