KR102439956B1 - 대두유를 이용한 친환경 바이오농약의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대량생산이 가능한 대두유에 물과 계면활성제를 투입한 혼합액을 1차 마이크로에멀션(Microemulsion)으로 제조하고, 그 혼합액에 살균 및 살충기능을 갖는 천연추출물을 첨가한 후 2차 에멀션 공정을 통해 액상으로 제형화하는 대두유를 이용한 친환경 바이오 농약의 제조방법에 관한 것으로, 대두유, 천연유화제, 정제수 및 식물추출물을 준비하는 단계, 대두유와 정제수 및 천연유화제에 대한 소정의 혼합비율을 세팅하는 단계, 세팅된 혼합비율에 따라 대두유와 정제수 및 천연유화제를 소정의 온도범위에서 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, 그 혼합물을 1차 나노믹싱 공정을 통해 나노사이즈의 입자크기를 갖는 마이크로에멀션으로 제조하는 단계, 그 마이크로에멀션에 소정의 비율로 상온에서 식물추출물을 첨가하는 단계, 식물추출물의 첨가공정을 통해 얻은 혼합물을 2차 나노믹싱 공정을 통해 20~50nm의 입경을 갖는 액상농약을 완성하는 단계가 포함된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고가의 생산설비와 고난도의 숙련기술을 필요로 하지 않으면서도 방제기능 강화용 식물추출물까지 포함하는 최종제품의 입자크기를 나노사이즈(nano size)로 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

대두유를 이용한 친환경 바이오농약의 제조방법 {Manufacturing method of eco-friendly bio-pesticides using soybean oil}

본 발명은 대두유를 이용한 친환경 바이오농약의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대량생산이 가능한 대두유에 물과 천연유화제를 투입하여 1차 마이크로에멀션(Microemulsion) 혼합액을 제조하고, 그 혼합액에 살균 및 살충 기능을 갖는 천연추출물을 첨가한 후 2차 에멀션 공정을 통해 액상으로 제형화된 농약을 제공함으로써, 높은 흡수율을 통해 소량의 사용량에도 방제효과가 우수하고, 타겟생물에만 약효가 발휘되어 높은 선택성을 유지할 수 있는 대두유를 이용한 친환경 바이오농약의 제조방법에 관한 것이다.

최근 화학농약에 따른 환경오염이나 생태계 파괴에 대한 우려의 목소리가 높아지면서 친환경적이고 안전한 바이오농약이 주목을 받고 있다.

일반적으로 바이오농약은 화학농약에 비해 사람이나 가축 등의 다른 생물에게 미치는 독성이 약할 뿐만 아니라 적은 양으로도 효과적인 방제가 가능하고, 자연환경에서 빨리 분해되어 환경오염을 피할 수 있으며, 특정 식물에게만 약효가 미치는 고도의 선택성을 갖는 장점 때문에 바이오농약에 대한 관심도 크게 증대되고 있다.

아직까지는 화학농약의 사용이 상대적으로 많은 편이지만, 환경과 건강을 중시하는 시대변화에 따라 바이오농약의 수요가 점차 늘어나는 추세이며, 그러한 추세에 맞추어 바이오농약에 대한 요구조건도 방제대상 생물(타겟생물)에만 적용되어 그 효과가 뚜렷할 것, 사람과 가축 및 어패류에 무해할 것, 천적 등의 유익한 생물에는 영향이 없을 것, 먹이사슬을 해치지 않으면서도 자연환경에서 쉽게 분해될 수 있을 것, 소량으로도 높은 약효를 발휘할 수 있을 것 등으로 그 요구수준도 점차 까다로워지고 상황이다.

그러한 상황에 대응하여 공개특허 제10-2014-0075427호(선행특허 1)에는 고활성칼슘 추출법으로 제조한 식물추출물(소리쟁이 뿌리, 은행잎, 살구씨 등)과 대두유를 섞어 만든 혼합액을 탱크에서 70~80℃로 가열한 후 고압공기의 힘(450~800Bar)으로 혼합액을 분사하여 안개나 연기처럼 아주 미세한 분자입자를 만들고, FAN방식의 집진기를 이용하여 그 미세입자 중에서 나노오일 입자만을 포집하여 제형화하는 친환경 농약의 제조기술이 나타나 있고, 공개특허 제10-2007-0052825호(선행특허 2)에는 오일과 유화제의 혼합물을 50-60℃로 예열하고, 그 혼합물을 고전압으로 이온화시킨 별도의 이온수에 고압분사장치를 통해 주입하고 교반하여 오랜시간 동안 오일입자가 물속에서 나노미터 크기의 입자상태을 유지할 수 있게 제조한 살진균용 조성물이 개시되어 있으며, 등록특허 제10-1758221호(선행특허 3)에는 대두유가 유동하는 중에 대두유만을 단독으로 분쇄하고, 그 분쇄된 대두유를 물과 유화제를 혼합한 후 식물에서 추출한 액상첨가제를 투입하여 농약으로서의 기능을 강화시킨 농자재의 제조방법이 개시되어 있다.

그러나 위 종래기술의 제조방법은 혼합액 속에 나노사이즈(nano size)의 오일입자가 존재하는 바이오농약의 생산이 가능하다는 장점은 있으나, 선행특허 1은 오일입자를 나노사이즈(nano size)로 가공하기 위해 별도의 증기포집장치를 설치해야 하고, 선행특허 2는 고압분사장치와 고전압의 이온수 제조장치를 추가로 구비해야 한다는 점에서 위 선행특허 1, 2는 고가의 증기포집장치나 고압분사장치 또는 고전압의 이온수 생산장치의 설치가 필요하고, 또한 그 설비들의 안전한 가동 및 제어를 위해 고난도의 숙련기술이 필요하다는 점에서 고비용 구조를 벗어나기 어렵고, 선행특허 3도 대두유만 단독으로 분쇄할 뿐, 추가로 첨가되는 식물추출물의 입자크기를 줄이는 공정이 누락되어 살균·살충기능을 보강하는 첨가물까지 모두 포함하는 전체 액상농약의 입자크기를 나노사이즈(nano size)로 가공하지 못한다는 점에서, 나노사이즈 이상의 크기를 갖는 첨가물의 입자가 존재할 수밖에 없고 그 나노사이즈 이상의 첨가물 입자에 의한 농작물의 기공폐쇄나 햇빛차단 등의 부작용을 피하기 어려우며, 그로 인해 농작물의 활발한 광합성 활동에 악영향을 미치는 저해요인이 여전히 내재되어 있다는 현실적인 문제를 안고 있었다.

(선행특허문헌 1) 공개특허 제10-2014-0075427호 (선행특허문헌 2) 공개특허 제10-2007-0052825호 (선행특허문헌 3) 등록특허 제10-1758221호

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 극복하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 고가의 생산설비와 고난도의 숙련기술을 필요로 하지 않으면서도 방제기능을 강화하기 위해 첨가하는 식물추출물까지 포함된 전체 액상농약의 입자크기를 나노사이즈(nano size)로 제조할 수 있는 대두유를 이용한 친환경 바이오농약의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 바이오농약이 나노사이즈의 입자를 갖는 마이크로에멀션으로 제형화되어 방제효과가 우수하고, 타겟생물에만 약효가 발휘되며, 방제대상에 대한 고도의 선택성을 유지할 수 있는 대두유를 이용한 친환경 바이오농약의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대두유를 이용한 친환경 바이오 농약의 제조방법은 대두유, 천연유화제, 정제수 및 식물추출물을 준비하는 단계, 상기 대두유와 정제수 및 천연유화제에 대한 소정의 혼합비율을 세팅하는 단계, 그 세팅된 혼합비율에 따라 대두유와 정제수 및 천연유화제를 소정의 온도범위에서 혼합하여 혼합물을 확보하는 단계, 상기 혼합물을 1차 나노믹싱 공정을 통해 나노사이즈의 입자크기를 갖는 마이크로에멀션으로 제조하는 단계, 그 마이크로에멀션에 소정의 비율로 상온에서 방제기능 강화용 식물추출물을 첨가하는 단계 및 상기 식물추출물의 첨가공정을 통해 얻은 혼합물을 2차 나노믹싱 공정을 통해 20~50nm의 입경을 갖는 액상농약으로 제형화하는 단계가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 대두유를 이용한 친환경 바이오 농약의 제조방법에서 채택하는 상기 세팅된 혼합비율은 대두유 50%, 정제수 49%, 천년유화제 1%의 부피비로 이루어지고(이하 혼합비율의 ‘%’는 모두 부피를 기준으로 함), 상기 소정의 온도는 65~75℃인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 1차 나노믹싱 공정을 통해 얻은 마이크로에멀션에 첨가하는 식물추출물은 사전에 구축된 데이터베이스(DB)를 이용하여 타겟식물 및 방제대상에 따라 맞춤형으로 복수의 식물추출물 성분을 선택할 수 있도록 설계한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서의 방제대상은 병해충, 병원균 또는 곰팡이 중 적어도 어느 하나가 포함되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서의 식물추출물은 타겟식물과 방제대상을 기준으로 특화시켜 미리 데이터베이스에 저장해 놓은 약효정보를 이용하여 복수로 선택할 수 있게 설계한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 방제대상이 병해충인 살충제에는 제충국, 고삼 및 자리공의 추출물을 첨가하고, 그 방제대상이 병원균인 살균제에는 자리공, 계피, 은행잎의 추출물을 첨가하며, 상기 방제대상이 곰팡이인 곰팡이제거제에는 인진쑥, 계피, 마늘의 추출물과 식초를 첨가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제조방법은 액상농약의 완성단계 이후에는 품질검사 단계를 더 구비하고, 그 품질검사 단계에서 얻은 정보를 기초로 데이터베이스(DB)를 업데이트하는 단계가 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 고가의 생산설비와 고난도의 숙련기술을 필요로 하지 않으면서도 방제기능 강화용 식물추출물까지 포함하는 전체 액상농약의 입자크기를 나노사이즈(nano size)로 제조할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 대두유에 물과 유화제를 혼합한 1차 혼합액이 극성성분(물)과 비극성성분(기름)을 함께 함유하는 마이크로에멀션으로 존재되기 때문에 소수성과 친수성을 갖는 다양한 식물추출물까지 쉽게 용해시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 방제대상 작물(타겟작물)을 대상으로 식물추출물을 맞춤형으로 선택·혼합하여 타겟작물과 방제대상에 특화된 고선택성의 친환경 바이오농약을 제조할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 친환경 농약의 제조방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대두유를 이용한 친환경 농약의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대두유를 이용한 친환경 바이오농약의 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

참고로, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성이나 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그에 대한 상세한 설명이 생략되어 있다는 점을 밝혀둔다. 그리고 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니라는 점도 밝혀둔다.

통상적으로 친환경 농약은 자연계에 존재하는 생물체의 추출물을 이용하여 농작물의 성장에 해를 끼치는 바이러스나 병원균 및 해충 등을 방제할 수 있도록 제조한 약재라 할 수 있다. 그러한 친환경 농약은 환경오염이 거의 없고 방제대상에게만 선택적 효과가 있으며, 유용한 천적에 미치는 영향이 거의 없다는 장점 때문에 점차 그 사용량이 증가하고 있다.

아직까지는 친환경 농약이 약효를 발휘하는데 시간이 걸리고, 대량생산과 장기보관이 어렵다는 단점 때문에 그 사용량이 화학농약에 비해 낮은 수준이지만, 최근에는 그러한 단점을 극복하기 위한 다방면의 기술개발이 이루어지고 있다. 그 중에서도 식물성 오일인 대두유는 대량생산이 가능하여 물량확보가 용이하며, 발연점이 240℃로 높고 지방산과 단백질 성분을 많이 함유하고 있다는 장점 때문에 친환경 농약의 소재로 각광을 받고 있다. 특히 대두유를 정제하는 과정에서 얻을 수 있는 레시틴(Lecithin)은 천연유화제로서 그 활용도가 높기 때문에 효율적인 자원이용 측면에서도 주목을 받고 있다.

대두유는 기름막으로 해충의 몸체를 덮어 호흡기관의 무력화로 질식사하게 만들거나 지방산 성분을 통해 응애류 등의 대사과정을 교란하여 직접적인 살충·살비 효과를 발휘하는 식물성 오일이다. 그리고 몸체에 대두유가 도포된 작물은 해충의 기피반응으로 먹이활동이나 산란활동을 예방할 수 있고, 대두유의 끈적이는 성질로 인해 해충의 움직임이 봉쇄되어 생존활동을 못하게 하는 방식으로 살충·살비 효과가 구현되는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 대두유를 이용한 친환경 농약은 식물체 내부로 직접 침투하여 약효를 발휘하는 것이 아니라 잎사귀나 줄기 등의 식물몸체 외부에 접촉하여 병원균이나 해충을 방제하는 자재라 할 수 있을 것이다.

그런데 대두유의 오일입자가 너무 크면, 식물의 기공을 폐쇄하거나 햇빛을 차단할 수 있기 때문에 광합성 활동의 저해로 농작물에 약해를 일으키는 부작용을 초래할 수 있고, 특히 대두유의 오일입자가 마이크로 사이즈(수㎛ 내지 수백㎛의 입경)인 경우에는 약해발생 뿐만 아니라 희석액에서 오일과 물의 분리현상이 발생하는 문제가 있기 때문에 그 오일입자를 나노사이즈(nano size)의 입경이 되도록 분쇄하여 제형화하는 것이 최상의 약효발휘를 위해 바람직한 것으로 널리 알려져 있다.

이에 따라 대두유를 이용한 친환경 바이오농약의 제조방법은 대부분 오일입자를 나노사이즈(nano size)로 분쇄하여 균질화하는 공정을 포함하고 있으며, 현재 보급되고 있는 제품은 대부분 약해 등의 부작용을 방지하기 위해 오일입자를 20~50㎚의 크기로 가공하여 마이크로에멀션(마이크로 유화액)으로 제형화한 상태로 유통되고 있다. 이는 오일입자의 크기가 작을수록 분산과 전착이 용이하여 병해충의 방제효과를 높일 수 있고, 광학적으로 투명하여 광합성 작용을 저해하지 않는다는 물리적 특성을 최대한 활용하려는 시도라 할 수 있다. 이때 오일입자의 입경을 20~50㎚로 한정하는 이유는 50nm를 초과할 경우 오일입자끼리의 결합력이 커져 물과 분리되는 문제를 유발할 수 있고, 20nm 이하로 만들기 위해서는 고가의 장비가 필요하여 경제적 측면에서 비효율적이라는 경험칙과 실험결과에 그 근거를 두고 있다.

그리고 마이크로에멀션은 1~100nm의 입자직경을 갖는 액상물질의 혼합물을 말하는데, 일반적으로 혼합액을 마이크로에멀션으로 제조하는 이유는 마이크로에멀션이 극성성분(물)과 비극성성분(기름)이 혼합되어 다양한 물질을 용해할 수 있고, 그 용해약물의 전달기능이 우수하며, 친수성과 소수성의 첨가약물까지 모두 쉽게 용해·전달할 수 있는 장점을 최대한 살리기 위한 것으로 볼 수 있다. 그 때문에 친환경 바이오농약은 대부분 마이크로에멀션으로 제조된 혼합물에 살충, 살균 및 살비효과의 증진을 위해 식물추출물을 첨가하여 완성하고 있는데, 이때 마이크로에멀션의 혼합물은 첨가하는 식물추출물을 쉽게 용해시킬 수 있고, 그 식물추출물에 포함된 약효물질을 식물체 내부로 효율적으로 전달할 수 있다는 점에서 장점을 갖게 될 것이다.

본 발명에서 주목하는 것은 이미 효과가 검증된 20~50㎚의 입자크기를 갖는 친환경 바이오농약을 제조하되, 어떠한 방법으로 그와 같은 입자크기의 친환경 바이오농약을 제조할 것인가에 대한 부분이다.

도 1은 종래기술에 나타난 친환경 농약의 제조공정을 보여주고 있는데, 도 1의 제조공정은 식물성 오일과 유화제를 혼합하여 혼합물을 제조하고(S101), 그 혼합물을 예열한 후(S103), 항진균성 효소제를 첨가하고(S104), 고압분사장치를 이용하여 상기 항진균성 효소제가 첨가된 혼합물을 별도의 이온화 단계(S105)에서 제조한 이온수와 교반하여 나노미터 크기의 식물성 오일이 분산된 혼합물로 제조하는 분산단계(S107)가 포함되어 있다.

그러나 도 1의 종래기술은 단순히 식물성 오일과 유화제를 혼합한 상태에서 항진균성 효소제를 첨가하여 혼합물을 제조하고, 그 혼합물을 고압분사장치를 통해 별도로 준비한 이온수에 주입·교반하여 나노사이즈의 식물성 오일입자가 분산된 혼합물을 제조하는 것으로, 식물성 오일과 유화제의 혼합물을 예열하여 첨가제의 용해도를 높이고 있을 뿐이어서 다양한 첨가제의 성분을 빠르게 용해하는 데는 한계가 있고, 또한 별도의 고압분사장치 또는 고전압의 이온수 생산장치가 필요하여 고비용 구조를 벗어나기 어려우며, 그러한 설비들의 안전한 가동 및 제어를 위한 고난도의 숙련기술이 필요하다는 현실적인 문제를 안고 있었다.

본 발명은 그러한 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 먼저 대두유와 물 및 유화제를 소정의 배합비율로 혼합하고 1차 나노믹싱 공정을 진행하여 마이크로에멀션을 형성한 후 그 마이크로에멀션에 식물추출물을 용해시키는 공정을 진행하며, 그 용해공정을 거친 조성물을 대상으로 2차 나노믹싱 공정을 추가적으로 수행하여 대두유와 식물추출물의 입자크기가 모두 20~50㎚의 입경을 갖는 액상농약으로 완성할 수 있는 대두유를 이용한 친환경 바이오 농약의 제조방법을 제안하는 것이 특징이라 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대두유를 이용한 친환경 바이오농약의 제조방법에 대한 흐름도이다. 도 2에 나타난 제조방법은 준비단계, 혼합비율 세팅단계, 혼합단계, 1차 나노믹싱 단계, 식물추출물 첨가단계, 2차 나노믹싱 단계 및 진공포장 단계가 주요공정으로 포함되어 있는데, 본발명에서 주목하는 것은 혼합비율 세팅단계와 제1, 2차 나노믹싱 단계이며, 나머지 단계는 통상적인 공정을 그대로 이용하는 것도 가능할 것이다.

우선, 사전준비 단계에서는 대두유와 천연유화제, 그리고 증류수와 같은 정제수와 식물추출물을 준비한다. 여기에서 대두유는 대량생산을 전제로 충분한 물량을 준비하고, 식물추출물은 살충, 살균 또는 살비효과에 특화된 기능성 추출물을 종류별로 다양하게 준비하는 것이 바람직할 것이다. 이때의 모든 재료는 직접 제조하여 사용하는 것도 가능하지만, 시중에 유통되는 제품의 구매를 통해 준비하는 것도 얼마든지 가능할 것이다. 그 선택은 오로지 생산규모와 경제성 측면을 고려하여 합리적으로 이루어져야 한다는 것은 당연하다 할 것이다. 다만, 식물추출물을 직접 제조하는 경우에는 그 식물추출물의 유효성분이 파괴되지 않도록 65~70℃의 온도를 유지하는데 특별한 주의가 필요할 것이다.

이러한 사전준비가 완료되면, 적용대상 식물이나 농작물의 특성과 방제대상 등을 고려하여 대두유와 천연유화제 및 정제수의 혼합비율을 세팅한다. 이때의 혼합비율은 각종 식물이나 농작물별로 최적의 비율을 미리 데이터베이스(DB)에 저장해 놓고 타겟식물과 방제대상에 가장 적합한 혼합비율을 선택할 수 있도록 설계하는 것이 바람직할 것이다. 예컨대, 모든 식물에 적용할 수 있는 가장 기본이 되는 혼합비율은 대두유 50%, 물49% 및 천연유화제 1%의 부피비로 설정하는 것이 바람직한데, 이는 하나의 예시일 뿐이고 타겟식물이나 방제대상의 특성을 고려하여 맞춤형으로 그 혼합비율을 조정하는 것은 얼마든지 가능할 것이다.

그리고 최적의 혼합비율이 세팅되면, 적정온도를 유지하면서 세팅된 혼합비율에 따라 각 재료를 혼합한다. 이때는 대두유 성분의 과도한 파괴를 방지하기 위해 65~70℃의 온도에서 6시간 이상의 시간을 배정하여 혼합공정을 진행하는 것이 물과 기름의 계면장력을 충분히 낮출 수 있다는 측면에서 바람직할 것이다.

다음으로는 혼합공정을 마친 액상물질을 대상으로 1차 나노믹싱 공정을 진행하여 마이크로에멀션을 제조한다. 이때 마이크로에멀션의 입자크기를 20~50nm의 입경으로 가공하는 것이 가장 이상적일 수 있지만, 이어지는 식물추출물 첨가공정을 대비한다면, 그 식물추출물의 다양한 용해도 특성에 폭넓게 대응할 수 있도록 20~100nm 범위의 입자크기로 가공하는 것도 무방할 것이다. 이처럼 1차 나노믹싱을 진행하는 이유는 입자크기가 작을수록 부피에 따른 표면적이 증가하여 식물추출물 성분과의 반응면적을 넓힐 수 있고, 첨가되는 식물추출물의 특성이 친수성이든 소수성이든 모두 용해할 수 있으며, 그 용해속도를 높이는데도 도움을 줄 수 있기 때문이다.

그 다음에는 1차 나노믹싱 공정을 통해 생성한 마이크로에멀션에 식물추출물을 첨가하여 혼합한다. 이때는 앞선 공정을 거쳐 확보한 마이크로에멀션에 식물추출물을 첨가하기 때문에 별도의 가열공정 없이 상온에서 혼합할 수 있는 장점을 갖게 될 것이다. 여기에서의 식물추출물 첨가공정은 농약기능을 고려하여 복수의 추출물 성분을 첨가할 수 있는데, 예컨대 방제대상이 병해충인 경우의 살충제로는 제충국, 고삼 및 자리공의 추출물을 첨가하고, 그 방제대상이 병원균인 경우의 살균제로는 자리공, 계피, 은행잎의 추출물을 첨가하며, 방제대상이 곰팡이인 경우의 곰팡이제거제로는 인진쑥, 계피, 마늘의 추출물에 식초를 첨가하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 식물추출물의 첨가비율은 타겟식물이나 방제대상(병해충, 병원균, 곰팡이 등)에 따라 적절히 조정할 수 있지만, 전체적으로는 용매로 작용하는 마이크로에멀션의 20%를 넘지 않도록 설정하는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어 용매로 작용하는 마이크로에멀션이 85%를 차지한다면, 살충제의 경우 제충국 5%, 고삼 5%, 자리공 5%의 배합비율로 첨가하고, 살균제의 경우 자리공 5%, 계피5%, 은행잎 5%의 배합비율을 설정할 수 있을 것이고, 곰팡이 제거제의 경우 마이크로에멀션 80%에 인진쑥 5%, 계피 5%, 마늘추출물 5%와 식초 5%로 배합비율을 설정하는 것과 같은 방식으로 그 배합비율을 정할 수 있을 것이다. 다만, 첨가하는 식물추출물의 배합비율은 위의 예시로만 한정되는 것이 아니며, 타겟식물과 방제대상에 따라 맞춤형으로 그 비율을 적절하게 조정하는 것은 얼마든지 가능할 것이다.

그리고 식물추출물 첨가공정이 끝나면, 그 혼합액을 대상으로 2차 나노믹싱 공정을 진행하여 최종적으로 20~50nm의 입경을 갖는 친환경 농약을 완성하게 된다. 여기에서 2차 나노믹싱 공정을 채택하는 이유는 첨가된 식물추출물까지 그 입자크기를 20~50nm의 입경으로 가공하기 위한 것이다. 이는 식물추출물의 성분이 타겟식물의 세포내에 쉽게 흡수되어 나노사이즈의 바이러스에까지 약효가 발휘될 수 있도록 하기 위한 것이며, 더욱이 식물추출물의 입자크기가 추출환경에 따라 그 균일성을 담보할 수 없다는 점을 감안하면, 첨가되는 식물추출물의 입자까지 포함한 전체의 혼합액을 20~50nm의 입경으로 가공하는 것은 식물의 광합성 저해요인을 줄이는데 도움이 될 것이기 때문이다. 따라서 식물추출물의 입자가 마이크로스케일(㎛ scale)의 크기를 갖게 될 경우, 식물의 기공을 폐쇄하여 수분공급에 지장을 초래하거나 엽록소로의 햇빛 전달기능이 약화되는 것을 방지할 수 있도록 2차 나노믹싱 공정을 채택하는 것은 그 자체로 중요한 기술적 의미를 갖는다 할 것이다.

그 다음으로는 앞서 2차 나노믹싱 공정을 통해 제조한 액상 혼합물을 대상으로 품질검사를 진행한 후 품질기준이 충족된 혼합물을 대상으로 포장공정을 진행하여 최종제품을 완성하게 된다. 이때는 품질기준을 통과한 제품이라 하더라도 실제의 현장적용이나 실물투약을 통해 더 나은 약효가 발휘되는 혼합비율을 발견하거나 새로운 약효의 식물추출물을 발견한 경우에는 DB의 기존정보를 업데이트하거나 DB에 새롭게 등재하는 방식으로 지속적인 약효개선이 이루어지도록 시스템적으로 관리하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 사용자의 이용후기 등에 나타난 의견을 토대로 검증작업을 진행하고, 그 검증결과에서 더 나은 효과가 확인된 배합비율을 기준으로 DB정보를 업데이트하는 것도 지속적 약효개선을 추구하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 이는 아직도 명확히 밝혀지지 않은 식물의 생리학적 특성이 많다는 점에서, 새롭게 밝혀지는 식물특성을 신속하게 반영할 수 있고, 그에 따라 타겟식물의 대상범위를 확장할 수 있을 뿐만 아니라 고도의 선택성과 효율적인 방제특성을 보유한 바이오농약의 기술개발을 뒷받침할 것이라는 기대 때문이다.

본 발명의 제조방법에 의하면, 고가의 생산설비와 고난도의 숙련기술을 필요로 하지 않으면서도 방제기능 강화용 식물추출물까지 포함된 바이오농약 전체의 구성성분이 나노사이즈(nano size)의 입자크기를 갖는 친환경 바이오농약을 용이하게 제조할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 대두유를 물과 유화제를 혼합한 1차 혼합액이 극성성분(물)과 비극성성분(기름)을 함께 함유하는 마이크로에멀션으로 존재하기 때문에 소수성과 친수성을 갖는 다양한 성분의 식물추출물까지 쉽게 용해시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 방제대상 작물(타겟작물)을 대상으로 식물추출물을 맞춤형으로 선택할 수 있기 때문에 타겟작물과 방제대상에 특화된 고선택성의 친환경 바이오농약을 제조할 수 있으며, 식물성 오일의 입자크기가 나노사이즈(nano size)로 형성되기 때문에 식물성 오일입자가 오랜시간 동안 마이크로에멀션 내에서 나노사이즈의 입자크기로 유지되는 효과도 기대할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 제조방법은 그 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

S101 ~ S107 : 공정단계

Claims (7)

1. 대두유를 이용한 친환경 바이오 농약의 제조방법에 있어서,
   대두유, 천연유화제, 정제수 및 식물추출물을 준비하는 단계,
   상기 대두유와 정제수 및 천연유화제에 대한 소정의 혼합비율을 세팅하는 단계,
   상기 세팅된 혼합비율에 따라 상기 대두유와 정제수 및 천연유화제를 소정의 온도범위에서 혼합하여 혼합물을 확보하는 단계,
   상기 확보된 혼합물을 1차 나노믹싱 공정을 통해 나노사이즈의 입자크기를 갖는 마이크로에멀션으로 가공하는 단계,
   상기 가공된 마이크로에멀션에 소정의 비율로 상기 식물추출물을 상온에서 첨가하여 혼합하는 단계를 포함하되, 상기 식물추출물은 사전에 구축된 데이터베이스(DB)를 이용하여 타겟식물과 방제대상에 따라 맞춤형으로 복수의 식물추출물을 선택할 수 있도록 설계되며,
   상기 식물추출물을 첨가하여 얻은 혼합물에 2차 나노믹싱 공정을 수행하여 20~50nm의 입경을 갖는 액상농약으로 제형화하는 단계를 포함하는 것이 특징인 대두유를 이용한 친환경 바이오 농약의 제조방법
2. 제1항에 있어서,
   상기 세팅된 혼합비율은 대두유 50%, 정제수 49%, 천연유화제 1%의 부피구성비로 이루어지고, 상기 소정의 온도는 65~70℃인 것이 특징인 대두유를 이용한 친환경 바이오 농약의 제조방법
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 방제대상은 병해충, 병원균 또는 곰팡이 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 특징인 대두유를 이용한 친환경 바이오 농약의 제조방법
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 방제대상이 병해충인 살충제에는 상기 마이크로에멀션에 제충국, 고삼 및 자리공의 추출물을 첨가하고, 상기 방제대상이 병원균인 살균제에는 상기 마이크로에멀션에 자리공, 계피, 은행잎의 추출물을 첨가하며, 상기 방제대상이 곰팡이인 곰팡이제거제에는 상기 마이크로에멀션에 인진쑥, 계피, 마늘의 추출물과 식초를 첨가하도록 설계한 것을 특징으로 하는 대두유를 이용한 친환경 바이오 농약의 제조방법
7. 제2항에 있어서,
   상기 액상농약의 완성단계 이후에는 품질검사 단계를 더 구비하고, 상기 품질검사단계에서 얻은 정보를 기초로 데이터베이스(DB)를 업데이트하는 단계가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 대두유를 이용한 친환경 바이오 농약의 제조방법
   

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