KR102196338B1 - Manufacturing apparatus for nutrient solution and aquaponic system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수경재배 양액 제조장치에 관한 것으로, 양식수와 양식어를 수용하는 어수조; 물에 대하여 플라즈마 기포를 사용하여 플라즈마 처리를 수행하는 플라즈마 처리조; 및 상기 어수조에서 배출된 물과 상기 플라즈마 처리조에서 배출된 물을 혼합하는 양액조를 포함하며, 상기 양액조에 설치된 pH 측정기와 EC 측정기의 측정 결과를 기준으로 상기 어수조에서 배출된 물과 상기 플라즈마 처리조에서 배출된 물을 혼합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 플라즈마 수처리를 통해서 pH를 조절할 수 있고, 살균 효과가 있는 OH 라디칼 및 질소원이 되는 NO3 라디칼이 포함된 처리수를 어수조에서 채취된 물과 양액조에서 혼합함으로써, pH와 EC가 조절되면서 살균 처리된 양액을 제조할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
또한, 본 발명의 장치로 제조된 양액으로 제조된 식물은 무농약 조건과 유기농 조건을 만족하는 효과가 있다.The present invention relates to an apparatus for producing a nutrient solution for hydroponic cultivation, comprising: a fish tank for accommodating aquaculture water and fish; A plasma treatment tank for performing plasma treatment on water using plasma bubbles; And a nutrient solution tank for mixing the water discharged from the fish tank and the water discharged from the plasma treatment tank, wherein the water discharged from the fish tank and the water discharged from the fish tank based on a measurement result of a pH meter and an EC meter installed in the nutrient tank It is characterized in that the water discharged from the plasma treatment tank is mixed.
In the present invention, the pH can be adjusted through plasma water treatment, and the treated water containing OH radicals having a sterilizing effect and NO 3 radicals serving as a nitrogen source is mixed in a nutrient tank with water collected from a fish tank, so that the pH and EC are It has an excellent effect that can produce a nutrient solution that has been sterilized while being controlled.
In addition, the plant produced with the nutrient solution produced by the apparatus of the present invention has the effect of satisfying the pesticide-free condition and the organic condition.
Description
본 발명은 수경재배를 위한 양액을 제조하는 장치와 이를 이용한 아쿠아포닉 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 화학약품을 사용하지 않고 적용범위를 넓힌 유기농 양액을 제조하는 장치와 아쿠아포닉 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for preparing a nutrient solution for hydroponic cultivation and an aquaphonic system using the same, and more particularly, to an apparatus and an aquaphonic system for manufacturing an organic nutrient solution with an expanded range of application without using chemicals.
일반적으로 흙을 사용하지 않고 물과 수용성 영양분으로 만든 양액 속에서 식물을 키우는 방법을 수경재배라고 한다. 과거에 특수한 목적으로만 사용되었던, 수경재배가 최근 친환경 무농약 재배에 대한 관심이 높아지면서, 다양한 식물에 확산되고 있는 상황이다.In general, a method of growing plants in a nutrient solution made of water and water-soluble nutrients without using soil is called hydroponic cultivation. Hydroponic cultivation, which was used only for special purposes in the past, is spreading to various plants with increasing interest in eco-friendly pesticide-free cultivation in recent years.
한편, 친환경 무농약 재배에 대한 관심과 함께, 유기농 작물에 대한 관심이 높아지면서, 아쿠아포닉(Aquaponic)에 대한 연구가 진행되고 있다. 아쿠아포닉이란, 양식(aquaculture)과 수경재배(hydroponics)를 합친 말로, 어류양식 시스템과 수경재배 시스템을 결합시켜 하나로 통합한 기술을 가리킨다.On the other hand, as interest in eco-friendly pesticide-free cultivation and interest in organic crops increase, research on aquaponic is in progress. Aquaphonic is a combination of aquaculture and hydroponics, and refers to a technology that combines a fish farming system and a hydroponics system into one.
물고기를 양식하는 과정에서 사용된 물에 축적되는 분비물과 배설물 및 이를 미생물이 분해함으로써 발생되는 용존 영양물을 수경재배의 영양분으로 사용하는 기술이다. 아쿠아포닉 시스템 중에서, 물고기를 양식하는 수조에 직접 식물의 뿌리가 위치하는 방식은 설치비용 등에서 유리하지만, 어류 수조의 밀도 및 이에 따른 영양배출물의 농도에 따라서 재배 가능한 식물이 제한되는 단점이 있다. 이에 물고기 양식장을 기초로 한 양액 제조 설비와 수경 재배 공간을 분리하는 방식이 개발되고 있다.(대한민국 등록특허 10-1774048)It is a technology that uses secretions and excreta accumulated in the water used in the process of cultivating fish and dissolved nutrients generated by microbial decomposition as nutrients for hydroponic cultivation. Among the aquaphonic systems, the method in which the roots of plants are directly located in the tank for cultivating fish is advantageous in terms of installation cost, but there is a disadvantage in that cultivable plants are limited depending on the density of the fish tank and the concentration of nutrient discharges accordingly. Accordingly, a method of separating a nutrient solution manufacturing facility and a hydroponic cultivation space based on a fish farm is being developed (Korean Patent Registration No. 10-1774048).
하지만, 양식과정에서 발생하는 독소와 수경재배에 적합한 양액의 조건을 맞추는 것이 어렵기 때문에, 아쿠아포닉에 의해서 재배되는 식물의 종류는 매우 한정되어 있는 실정이다.However, since it is difficult to meet the conditions of the nutrient solution suitable for hydroponic cultivation and toxins generated during the aquaculture process, the types of plants cultivated by Aquaphonic are very limited.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 식물에 사용될 수 있는 양액을 아쿠아포닉 방식으로 제조하는 장치와 이를 이용한 아쿠아포닉 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide an aquaphonic system and an apparatus for manufacturing nutrient solutions that can be used in various plants in an aquaphonic manner.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수경재배 양액 제조장치는, 양식수와 양식어를 수용하는 어수조; 물에 대하여 플라즈마 기포를 사용하여 플라즈마 처리를 수행하는 플라즈마 처리조; 및 상기 어수조에서 배출된 물과 상기 플라즈마 처리조에서 배출된 물을 혼합하는 양액조를 포함하며, 상기 양액조에 설치된 pH 측정기와 EC 측정기의 측정 결과를 기준으로 상기 어수조에서 배출된 물과 상기 플라즈마 처리조에서 배출된 물을 혼합하는 것을 특징으로 한다.Hydroponic nutrient solution production apparatus according to the present invention for achieving the above object, a fish tank to accommodate aquaculture water and aquaculture fish; A plasma treatment tank for performing plasma treatment on water using plasma bubbles; And a nutrient solution tank for mixing the water discharged from the fish tank and the water discharged from the plasma treatment tank, wherein the water discharged from the fish tank and the water discharged from the fish tank based on a measurement result of a pH meter and an EC meter installed in the nutrient tank It is characterized in that the water discharged from the plasma treatment tank is mixed.
식물의 수경재배를 위해서는, 각 식물에 적합한 pH(산도)와 EC(전기전도도 : 농도)로 양액을 제조하여야 하며, 양액에 독소가 포함되지 않아야 한다. EC는 양식어의 분비물에 물을 혼합하여 쉽게 EC를 맞출 수 있으나, pH는 단순하게 물을 혼합하여 조절할 수 없으며, 종래의 아쿠아포닉 시스템에서는 양액의 pH를 조절하고 독소를 제거하기 위하여 산성 또는 알카리성의 화학약품을 첨가하는 방식을 적용하였다. 이 경우, 이는 화학비료를 사용하지 않는 유기농 인증을 받을 수 없는 결과가 되었다. 본 발명은 약산성부터 중성 및 알카리까지 존재하는 양식어 분비물에 의해서 pH가 높아진 어수조의 물에 대하여, 화학약품이 아닌 플라즈마 처리에 의해서 산성화된 물을 혼합함으로써 식물종류에 맞는 pH를 조절하며, 유기농 인증을 받을 수 있는 양액을 제조할 수 있는 효과가 있다.For hydroponic cultivation of plants, a nutrient solution must be prepared at a suitable pH (acidity) and EC (electrical conductivity: concentration) for each plant, and the nutrient solution must not contain toxins. EC can be easily adjusted by mixing water with the secretion of aquaculture fish, but the pH cannot be adjusted by simply mixing water, and in the conventional aquaphonic system, acidic or alkaline to control the pH of nutrient solution and remove toxins The method of adding chemicals was applied. In this case, this resulted in the inability to obtain organic certification without the use of chemical fertilizers. The present invention adjusts the pH suitable for the type of plant by mixing acidified water by plasma treatment, not chemicals, with the water of the fish tank whose pH is increased by the secretion of farmed fish from weak acid to neutral and alkali. It has the effect of manufacturing nutrient solutions that can be certified.
이때, 플라즈마 처리조는, 플라즈마 기포발생기가 아래쪽에 설치되고, 플라즈마 기포가 물에 접촉하는 시간을 늘리기 위하여 일부만 개방된 격벽이 하나 이상 형성된 것일 수 있다.In this case, in the plasma treatment tank, a plasma bubble generator may be installed below, and one or more partition walls may be partially opened to increase a time for the plasma bubble to contact water.
또한, 플라즈마 처리조는 플라즈마 처리에 의해서 물의 pH를 낮추고, OH 라디칼이 포함된 물을 생성하며, NO3 라디칼이 포함된 물을 생성하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the plasma treatment tank lowers the pH of water by plasma treatment, generates water containing OH radicals, and generates water containing NO 3 radicals.
본 발명은 플라즈마 수처리를 통해서 pH를 조절할 수 있고, 살균 효과가 있는 OH 라디칼 및 질소원이 되는 NO3 라디칼이 포함된 처리수를 어수조에서 채취된 물과 양액조에서 혼합함으로써, pH와 EC가 조절되면서 살균 처리된 양액을 제조할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.In the present invention, the pH can be adjusted through plasma water treatment, and the pH and EC are adjusted by mixing treated water containing OH radicals having a sterilizing effect and NO 3 radicals serving as nitrogen sources in a nutrient solution tank with water collected from a fish tank. It has an excellent effect that can prepare sterilized nutrient solution.
그리고 플라즈마 처리조에는 pH 측정기가 설치되고, 플라즈마 처리조에 설치된 pH 측정기에서 측정된 pH를 기준으로 플라즈마 처리 시간을 조절하는 것이 좋다.In addition, a pH meter is installed in the plasma treatment tank, and it is preferable to adjust the plasma treatment time based on the pH measured by the pH meter installed in the plasma treatment tank.
물을 포함하는 급수통을 추가로 구비하며, 양식어의 분비물 등이 포함되지 않고 플라즈마 처리도 되지 않은 급수통의 물을 양액조에 첨가하여 양액의 pH와 EC를 조절할 수 있다.A water supply container containing water is additionally provided, and the pH and EC of the nutrient solution can be adjusted by adding water from a water supply container that does not contain secretions of farmed fish and has not been plasma-treated.
양액조에 혼합되는 어수조에서 배출된 물과 플라즈마 처리조에서 배출된 물을 조절하는 제어부를 더 포함하며, 제어부는 pH 측정기와 EC 측정기의 측정 결과를 기준으로 어수조에서 배출된 물과 플라즈마 처리조에서 배출된 물을 혼합하는 것이 바람직하다.It further includes a control unit for controlling the water discharged from the fish tank mixed in the nutrient solution tank and the water discharged from the plasma treatment tank, wherein the control unit includes water discharged from the fish tank and plasma treatment tank based on the measurement results of the pH meter and the EC meter. It is preferable to mix the water discharged from.
본 발명의 다른 형태에 의한 아쿠아포닉 시스템은, 양식어에서 배출된 영양분을 이용하여 수경재배용 양액을 제조하는 양액 제조부 및 양액 제조부에서 제조된 양액을 이용하여 식물을 수경 재배하는 수경재배부로 구성되는 아쿠아포닉 시스템에 있어서, 상기 양액 제조부가 상기한 구조의 양액 제조장치인 것을 특징으로 한다.The aquaphonic system according to another aspect of the present invention consists of a nutrient solution manufacturing unit for manufacturing a nutrient solution for hydroponic cultivation using nutrients discharged from aquaculture fish and a hydroponic cultivation unit for hydroponic cultivation of plants using the nutrient solution manufactured in the nutrient solution manufacturing unit In the aquaphonic system, the nutrient solution manufacturing unit is a nutrient solution manufacturing apparatus having the above structure.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 플라즈마 수처리를 통해서 pH를 조절할 수 있고, 살균 효과가 있는 OH 라디칼 및 질소원이 되는 NO3 라디칼이 포함된 처리수를 어수조에서 채취된 물과 양액조에서 혼합함으로써, pH와 EC가 조절되면서 살균 처리된 양액을 제조할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.The present invention configured as described above can adjust the pH through plasma water treatment, by mixing the treated water containing OH radicals having a sterilizing effect and NO 3 radicals serving as a nitrogen source in a nutrient solution tank with water collected from a fish tank. , It has an excellent effect that can prepare a sterilized nutrient solution while the pH and EC are adjusted.
또한, 본 발명의 장치로 제조된 양액으로 제조된 식물은 무농약 조건과 유기농 조건을 만족하는 효과가 있다.In addition, the plant produced with the nutrient solution produced by the apparatus of the present invention has the effect of satisfying the pesticide-free conditions and organic conditions.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 아쿠아포닉 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리조의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 플라즈마 처리조에 사용된 플라즈마 발생기의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리조의 사시도이다.
도 5는 본 실시예의 플라즈마 처리조에서 플라즈마 처리 시간에 따른 pH의 변화를 측정한 결과이다.1 is a diagram showing the configuration of an aquaphonic system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the structure of a plasma treatment tank according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the structure of a plasma generator used in a plasma treatment tank.
4 is a perspective view of a plasma treatment tank according to an embodiment of the present invention.
5 is a result of measuring a change in pH according to plasma treatment time in the plasma treatment tank of the present embodiment.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. An embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 아쿠아포닉 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an aquaphonic system according to an embodiment of the present invention.
본 실시예의 아쿠아포닉 시스템은 양액 제조부(1000)와 수경재배부(2000)를 포함한다.The aquaphonic system of this embodiment includes a nutrient
이러한 아쿠아포닉 시스템의 양액 제조부(1000)는 별도의 수경재배용 양액 제조장치로서 별도 제조되어 기존의 수경재배 장치 또는 구조에 추가하는 것이 가능하며, 양액 제조부(1000)와 수경재배부(2000)를 결합하여 새로운 아쿠아포닉 시스템으로 제조될 수도 있다.The nutrient
본 실시예의 수경재배부(2000)는 그 형태가 한정되지 않으며, 양액을 이용하여 수경 재배를 실시할 수 있는 구성이면 모두 적용이 가능하다. 따라서 수경재배부(2000)에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.The shape of the
본 실시예의 양액 제조부(1000)는 어수조(100)와 플라즈마 처리조(200) 및 양액조(300)를 포함하여 구성된다.The nutrient
어수조(100)는 어류를 양식하는 수조이며, 특별한 제한 없이 다양한 양식 수조의 구조를 적용할 수 있다. 어수조(100)는 일정시기가 지나면 전체 또는 일부의 물을 외부로 배출하면서 새로운 물을 급수 받으며, 어수조(100)에서 배출된 물에는 양식되는 어류의 분비물과 배설물 및 이를 미생물이 분해함으로써 발생되는 물질이 쌓여 있고, 이러한 물질이 수경재배를 위한 영양분으로 사용된다.The
플라즈마 처리조(200)는 물에 플라즈마 처리를 수행하여 pH를 낮추는 동시에, 살균 효과가 있는 OH 라디칼을 생성한다. 플라즈마 처리조(200)에서 플라즈마 처리된 물을 어수조(100)에서 배출된 물과 혼합하면, 어수조(100)에서 양식되는 어류의 분비물과 배설물 및 이를 미생물이 분해되는 과정에서 상승된 pH를 낮출 수 있고, 어수조(100)에서 양식되는 어류의 분비물과 배설물 및 이를 미생물이 분해되는 과정에서 발생된 독성물질을 살균력이 오존의 10배이고 UV의 100배인 OH 라디칼이 살균할 수 있다. 결국, 플라즈마 처리조(200)에서 플라즈마 처리된 물을 혼합함으로써 어수조(100)에서 배출된 물에 포함된 영양성분은 유지하면서 살균을 수행할 수 있고, 수경재배에 적합한 pH로 조절이 가능하다.The
나아가 플라즈마 처리에 의해서 질소가 함유된 NO3 라디칼이 형성되는 경우에 천연 질소비료의 특성을 나타내어 수경 재배의 효율을 높일 수 있다. 본 실시예에 따른 플라즈마 처리조(200)의 구체적인 형태는 이후에 더욱 자세하게 설명한다.Furthermore, when nitrogen-containing NO 3 radicals are formed by plasma treatment, the properties of natural nitrogen fertilizer can be exhibited, thereby increasing the efficiency of hydroponic cultivation. The specific shape of the
양액조(300)는 어수조(100)와 플라즈마 처리조(200)에서 각각 배출된 물을 혼합하여 수경재배에 사용되는 양액을 제조한다. 수경재배를 위한 양액은 재배 작물에 따라서 적절한 pH 값과 영양성분의 농도를 반영하는 EC(electric conductivity, 전기전도도) 값이 정해져 있으며, 양액조(300)는 어수조(100)에서 배출된 물과 플라즈마 처리조(200)에서 배출된 물을 혼합하여 pH 값과 EC 값이 조절된 양액을 제조한다. 이때, 앞서 설명한 것과 같이, 플라즈마 처리조(200)에서 배출된 물에 포함된 OH 라디칼에 의한 살균효과로 인하여 농약을 사용하지 않고도 병충해가 예방되는 양액을 제조할 수 있다.The
밸브 등을 이용하여 양액조(300)에 혼합되는 어수조(100)에서 배출된 물과 플라즈마 처리조(200)에서 배출된 물을 조절하는 제어부(미도시)를 더 구비하며, 제어부의 조절에 의해서 양액조(300) 내에 채워지는 양액의 pH 값과 EC 값을 조절한다. 이를 위하여 양액조(300)에는 pH 측정기와 EC 측정기가 설치되며, 이들 측정기에서 측정된 수치를 기준으로 제어부가 어수조(100)에서 배출된 물과 플라즈마 처리조(200)에서 배출된 물이 혼합되는 양을 조절한다.A control unit (not shown) for controlling the water discharged from the
한편, 양식 어류의 분비물이 포함되지 않고 플라즈마 처리수도 수행되지 않은 물을 보관하는 별도의 급수통을 구비하여, 양액조(300)에서 pH 값과 EC 값을 조절하기 위하여 사용할 수도 있다.Meanwhile, a separate water supply container for storing water that does not contain secretions of cultured fish and does not contain plasma-treated water may be used to adjust the pH value and the EC value in the
결국, 본 실시예에 따른 양액 제조장치로 구성된 양액 제조부(1000)는 양액의 pH와 EC를 조절할 수 있기 때문에, 수경재배 대상 식물에 맞추어 최적화된 pH와 EC를 나타내는 양액을 제조할 수 있는 효과가 있다.In the end, since the nutrient
또한, 본 실시예에 따른 양액 제조장치로 구성된 양액 제조부(1000)는 pH 조절과 살균 과정에서 화학성분을 전혀 사용하지 않았기 때문에, 본 실시예의 양액 제조부(1000)에서 제조된 양액은 유기농 인증을 만족하는 양액이며, 이를 사용하여 제조된 작물은 무농약 인증과 유기농 인증을 받을 수 있다.In addition, since the nutrient
이하에서는 플라즈마 처리조의 구체적인 구성에서 대하여 자세하게 설명한다.Hereinafter, a specific configuration of the plasma treatment tank will be described in detail.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리조의 구조를 도시한 도면이고, 도 3은 플라즈마 처리조에 사용된 플라즈마 발생기의 구조를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리조의 사시도이다.2 is a view showing the structure of a plasma treatment tank according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a view showing the structure of a plasma generator used in the plasma treatment tank, and FIG. 4 is a plasma treatment according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view of Joe.
본 실시예의 플라즈마 처리조(200)는 케이스 내에 플라즈마 처리 대상인 물이 채워지며, 아래쪽에는 플라즈마 기포발생기(210)가 하나 이상 설치되고, 플라즈마 기포발생기(210)에서 발생된 플라즈마 기포가 케이스에 채워진 물에 플라즈마 처리를 수행하며 위쪽으로 이동한다. 이때, 플라즈마 기포가 상승하면서 플라즈마 처리를 수행하는 시간을 늘리기 위하여 케이스 내부에 복수의 격벽(220)을 설치한다.The
격벽(220)은 지면에 나란하게 배치되어 전체적으로 막혀 있고 일부만 개방되어 플라즈마 기포는 일부의 개방된 공간으로만 위쪽으로 상승할 수 있다. 격벽(220)에 개방된 부분을 한쪽 끝부분에 형성하고, 각 격벽(220)에서 개방된 부분이 엇갈려 위치하도록 배치함으로써, 플라즈마 기포가 격벽(220)을 따라서 수평방향으로 이동하도록 하여 처리 대상인 물과 접촉하는 시간을 크게 늘릴 수 있다.The
플라즈마 처리조(200)에는 pH 측정기(230)를 설치하여, 플라즈마 처리된 물의 pH를 측정한다. 측정된 pH를 기준으로 플라즈마 처리를 수행하는 시간을 조절하여, 원하는 pH가 될 때까지 플라즈마 처리를 수행할 수 있으며, 구체적으로 플라즈마 처리조(200) 내에 물이 머무는 시간을 조절하여, 플라즈마 기포에 접촉되는 시간을 조절함으로써 pH의 조절이 가능하다. 또한 측정된 pH를 기준으로 플라즈마 처리조(200)에서 배출되는 물이 양액조에 혼합되는 양을 조절함으로써 양액의 pH를 조절할 수도 있다.A
그리고 플라즈마 처리조(200)에는 수위 센서(240)를 설치하여, 급수관(250)으로 들어와서 플라즈마 처리된 뒤에 배출관(260)으로 배출되는 물의 양을 적정수준으로 유지한다.In addition, a
본 실시예의 플라즈마 처리조(200)에 사용된 플라즈마 기포발생기(210)는 플라즈마 발생을 위한 전극(212)과 접지부(213)를 포함하며, 가스 주입을 위한 주입구(214)와 발생된 플라즈마 기포를 더욱 미세하게 배출하기 위한 다공성 스톤 재질의 커버(215)를 구비한다. The
플라즈마(plasma)란 이온화된 가스를 의미하고, 원자 또는 분자로 이루어진 가스에 고에너지를 가하여 여기 시키면, 전자, 이온, 분해된 가스 및 광자(photon) 등으로 이루어진 플라즈마가 형성된다. 본 실시예의 전극(212)은 유전체 내부에 삽입된 구조이고, 접지된 전극에 충분한 고전압(|Vp|)을 인가하면, 외부로 플라즈마 방전이 일어난다. 플라즈마 방전으로 발생된 플라즈마는 유체 내부의 물 분자를 분해시켜 OH-, O, H, H2O2, HO2, HClO, Cl2, HCl 등의 활성종을 생성한다. 플라즈마 기포에 포함된 OH 라디칼 등은 미생물, 박테리아 균주 등을 사멸시켜 살균효과를 나타낸다.Plasma means an ionized gas, and when high energy is applied to a gas composed of atoms or molecules to excite it, a plasma composed of electrons, ions, decomposed gas, and photons is formed. The
또한, 플라즈마 기포에 의해서 플라즈마 처리하는 경우에 물의 pH가 감소한다. In addition, the pH of water decreases in the case of plasma treatment by plasma bubbles.
도 5는 본 실시예의 플라즈마 처리조에서 플라즈마 처리 시간에 따른 pH의 변화를 측정한 결과이다.5 is a result of measuring a change in pH according to plasma treatment time in the plasma treatment tank of the present embodiment.
도시된 것과 같이, 플라즈마 처리 초반에 pH가 급격하게 감소하였다가 이후에는 느리게 감소하고 있지만, 플라즈마 처리 시간이 늘어날수록 pH가 감소하는 것을 알 수 있다. 따라서 앞서 살펴본 것과 같이 플라즈마 기포에 노출되는 시간을 조절함으로써 적절한 범위로 pH를 조절할 수 있다. 반대로, 측정된 pH를 기준으로 플라즈마 처리의 수준을 판단할 수 있으며, 플라즈마 처리 시간을 조절하는 기준으로 적용할 수도 있다.As illustrated, the pH rapidly decreases at the beginning of the plasma treatment and then decreases slowly thereafter, but it can be seen that the pH decreases as the plasma treatment time increases. Therefore, as described above, the pH can be adjusted to an appropriate range by controlling the time exposed to plasma bubbles. Conversely, the level of plasma treatment may be determined based on the measured pH, and may be applied as a standard for controlling plasma treatment time.
또한, 플라즈마 처리에 의한 pH의 변화는 도시된 것과 같이, pH가 약 2.5 정도인 경우로 수렴하며, 플라즈마 처리 시간을 길게하여도 pH 조절에 대한 효과가 증가하지 않고 에너지가 낭비되는 문제가 있다. 따라서 플라즈마 처리조에 설치되 pH 측정기에서 측정된 pH를 기준(예를 들면 pH 3.0)으로 플라즈마 처리를 중단하여 에너지 소비를 줄이는 것이 바람직하다.In addition, the change in pH due to the plasma treatment converges to a case where the pH is about 2.5, as shown, and there is a problem that energy is wasted without increasing the effect on pH adjustment even if the plasma treatment time is increased. Therefore, it is desirable to reduce energy consumption by stopping plasma treatment based on the pH measured by a pH meter installed in the plasma treatment tank (for example, pH 3.0).
나아가 본 실시예의 플라즈마 처리조(200)에서 플라즈마 처리된 물에는 NO3라디칼이 증가하는 결과를 얻을 수 있었으며, 양액에 포함된 NO3 라디칼은 식물 성장에 필요한 질소 공급원으로 기능하는 효과를 얻을 수 있다.Further was this embodiment, the plasma treatment can be obtained the results that the plasma-treated water increases the NO 3 radicals from the tank (200), NO 3 radicals contained in the nutrient solution can be obtained the effect that functions as a source of nitrogen required for plant growth .
본 실시예의 양액 제조장치에 의한 양액 제조에 대한 예시를 설명하면 다음과 같다.An example for preparing a nutrient solution by the nutrient solution manufacturing apparatus of this embodiment will be described as follows.
본 실시예의 양액 제조장치의 어수조에서 배출된 물의 pH는 약 8.0이고, 플라즈마 처리조에서 배출된 물의 pH는 약 3.0이다. The pH of water discharged from the fish tank of the nutrient solution production apparatus of this embodiment is about 8.0, and the pH of water discharged from the plasma treatment tank is about 3.0.
앞서 설명한 것과 같이, 수경재배에 적합한 pH는 재배 대상인 식물의 종류마다 차이가 있으며, 인삼의 경우에는 다음의 표와 같은 결과를 얻을 수 있었다.As described above, the pH suitable for hydroponic cultivation differs for each type of plant to be cultivated, and in the case of ginseng, the results shown in the following table could be obtained.
본 발명의 실시예에서, 어수조에서 배출된 물과 플라즈마 처리조에서 배출된 물의 양을 70:30의 비율로 혼합한 경우, 인삼 재배에 적절한 pH 범위인 6~9에 해당하는 양액을 제조할 수 있었다. In an embodiment of the present invention, when the amount of water discharged from the fish tank and the water discharged from the plasma treatment tank are mixed in a ratio of 70:30, a nutrient solution corresponding to a pH range of 6 to 9 suitable for cultivation of ginseng is prepared. Could
이후 플라즈마 처리조 또는 어수조의 물의 아닌 물을 추가하여 EC를 조절함으로써, 인삼의 수경재배에 적합한 양액을 제조할 수 있었다.After that, by adjusting the EC by adding water other than the water of the plasma treatment tank or the fish tank, a nutrient solution suitable for hydroponic cultivation of ginseng could be prepared.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above through preferred embodiments, but the above-described embodiments are only illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes are possible within the scope not departing from the technical idea of the present invention. Those of ordinary knowledge will understand. Therefore, the scope of protection of the present invention should be interpreted not by specific embodiments, but by the matters described in the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100: 어수조 200: 플라즈마 처리조
210: 플라즈마 기포발생기 213: 접지부
214: 주입구 215: 커버
220: 격벽 230: pH 측정기
240: 수위 측정기 250: 급수관
260: 배출관 300: 양액조
1000: 양액 제조부 2000: 수경재배부100: fish tank 200: plasma treatment tank
210: plasma bubble generator 213: ground
214: inlet 215: cover
220: bulkhead 230: pH meter
240: water level meter 250: water supply pipe
260: discharge pipe 300: nutrient solution tank
1000: nutrient solution manufacturing unit 2000: hydroponic cultivation unit
Claims (10)
물에 대하여 플라즈마 기포를 사용하여 플라즈마 처리를 수행하는 플라즈마 처리조;
상기 어수조에서 배출된 물과 상기 플라즈마 처리조에서 배출된 물을 혼합하는 양액조; 및
상기 어수조에서 배출된 물과 상기 플라즈마 처리조에서 배출된 물이 상기 양액조에 혼합되는 비율을 조절하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 양액조에 설치된 pH 측정기와 EC 측정기의 측정 결과를 기준으로 상기 어수조에서 배출된 물과 상기 플라즈마 처리조에서 배출된 물을 혼합하고,
상기 플라즈마 처리조에는 pH 측정기가 설치되어, 플라즈마 처리조에 설치된 pH 측정기에서 측정된 pH를 기준으로 플라즈마 처리 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 수경재배 양액 제조장치.
A fish tank that accommodates farmed water and fish;
A plasma treatment tank for performing plasma treatment on water using plasma bubbles;
A nutrient solution tank for mixing the water discharged from the fish tank and the water discharged from the plasma treatment tank; And
And a control unit for adjusting a ratio of the water discharged from the fish tank and the water discharged from the plasma treatment tank are mixed in the nutrient solution tank,
The control unit mixes the water discharged from the fish tank and the water discharged from the plasma treatment tank based on the measurement result of the pH meter and the EC meter installed in the nutrient solution tank,
A pH meter is installed in the plasma treatment tank, and the plasma treatment time is adjusted based on the pH measured by the pH meter installed in the plasma treatment tank.
상기 플라즈마 처리조는,
플라즈마 기포발생기가 아래쪽에 설치되고,
플라즈마 기포가 물에 접촉하는 시간을 늘리기 위하여 일부만 개방된 격벽이 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 수경재배 양액 제조장치.
The method according to claim 1,
The plasma treatment tank,
Plasma bubble generator is installed at the bottom,
Hydroponic nutrient solution manufacturing apparatus, characterized in that at least one partition wall partially open is formed in order to increase the time for the plasma bubbles to contact water.
상기 플라즈마 처리조는 플라즈마 처리에 의해서 물의 pH를 낮추는 것을 특징으로 하는 수경재배 양액 제조장치.
The method according to claim 1,
The plasma treatment tank is a hydroponic nutrient solution manufacturing apparatus, characterized in that lowering the pH of water by plasma treatment.
상기 플라즈마 처리조는 플라즈마 처리에 의해서 OH 라디칼이 포함된 물을 생성하는 것을 특징으로 하는 수경재배 양액 제조장치.
The method according to claim 1,
The plasma treatment tank is a hydroponic nutrient solution manufacturing apparatus, characterized in that generating water containing OH radicals by plasma treatment.
상기 플라즈마 처리조는 플라즈마 처리에 의해서 NO3 이온을 포함된 물을 생성하는 것을 특징으로 하는 수경재배 양액 제조장치.
The method according to claim 1,
The plasma treatment tank is a hydroponic nutrient solution manufacturing apparatus, characterized in that generating water containing NO 3 ions by plasma treatment.
물을 포함하는 급수통을 추가로 구비하며,
상기 양액조에 급수통의 물을 첨가하여 양액의 pH와 EC를 조절하는 것을 특징으로 하는 수경재배 양액 제조장치.
The method according to claim 1,
Further provided with a water supply container containing water,
Hydroponic nutrient solution manufacturing apparatus, characterized in that the pH and EC of the nutrient solution are adjusted by adding water from a water supply tank to the nutrient solution tank.
상기 양액 제조부가 청구항 1 내지 청구항 5 및 청구항 8 중 어느 하나의 양액 제조장치인 것을 특징으로 하는 아쿠아포닉 시스템.
In an aquaphonic system consisting of a nutrient solution manufacturing unit for producing a nutrient solution for hydroponic cultivation using nutrients discharged from aquaculture fish and a hydroponic cultivation unit for hydroponic cultivation of plants using the nutrient solution prepared in the nutrient solution manufacturing unit,
An aquaphonic system, characterized in that the nutrient solution manufacturing unit is the nutrient solution manufacturing device of any one of claims 1 to 5 and 8.
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