KR102648638B1 - 일산화질소수를 유효성분으로 함유하는 식물양액 조성물 - Google Patents
일산화질소수를 유효성분으로 함유하는 식물양액 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 식물양액 조성물에 대한 것이며, 보다 구체적으로는 일산화질소수를 유효성분으로 함유하는 식물양액 조성물에 대한 것이다.
Description
본 발명은 식물양액 조성물에 대한 것이며, 보다 구체적으로는 일산화질소수를 유효성분으로 함유하는 식물양액 조성물에 대한 것이다.
산화질소는 식물의 많은 생리적 과정에 관여하는 중요한 신호 분자이다. 산화질소는 발아촉진, 뿌리형성 및 성장과 호르몬 반응에 관여하며 꽃의 개화를 조절하고, 과일의 숙성을 방지하는 역할을 한다.
신화질소는 정통 종자의 휴면 상태를 효율적으로 깨뜨리고, 발아를 촉진하며 종자 발아에 적합한 환경 조건을 감지하는데 중추적인 역할을 한다(Kopyra and Gwㆃ㎔d㎔, 2003; Krasuska et al., 2015). 또한, 산화질소는 측면 뿌리 형성 (Correa-Aragunde et al., 2008), 1 차 뿌리 성장 (Fernαndez-Marcos et al., 2011), 외래성 뿌리 형성 (Pagnussat et al., 2004) 및 뿌리 모발 발달 (Lombardo et al., 2006)과 엽록소 수준 (Liu and Guo, 2013), 식물 성장 (Beligni and Lamattina, 2001; Lozano-Juste and Leσn, 2011), 공생 결절 형성 (Hichri et al., 2015), 기공 운동 (Garcㅽa-Mata 및 Lamattina) 등에 영향을 미친다. 산화질소 훈증은 에틸렌 생산을 억제하고 상업적 과일의 숙성 지연을 억제한다(Singh et al., 2009; Manjunatha et al., 2010). 산화질소는 숙성과 노화에서 에틸렌에 대항적으로 작용하고, 산화질소는 자엽, 절화 및 잎의 노화를 지연시킨다.
또한, 산화질소는 화학적 유도인자로 지난 몇 년 동안 식물체의 스트레스에 대한 산화질소의 역할을 밝히고자 많은 연구가 진행되었다(Esim과 Atici, 2014; Neill 등, 2003) Wendehenne 등, 2004; Wu 등, 2007; Zhao 등, 2008). 일산화 처리는 옥수수와 오이에서 냉해를 완화시킨다고 보고되었고, 산화질소 스스로가 항산화물질 특성을 소유하고 있으며 비생물적 스트레스 조건하 활성산소족(reactive oxygen species, ROS)를 소거하는 항산화 효소를 활성 시킨다고 알려져 있다. (Saddiqui 등, 2011; Yang 등,2011). 또한, Esim과 Atici (2014)에서는 NO가 식물체에서 방어유도, 식물 대사작용과 노화의 조절, 기공개폐조절, 세포사 감소 등과 같은 다양한 생리적 기능에서 중요한 역할을 한다고 보고하였다. 고추묘에 일산화 질소 공여체를 분사한 결과 저온 스트레스에 대한 식물의 내성이 강해지고, 저온에 의한 식물의 수분 손실이 줄어들며, 전해질 유출 값이 낮아져서 식물 성장에 기여하고, 엽록소의 형광 값이 유지되며, 점무늬병 및 풋마름병 등의 병충에 대한 저항력이 높아진다.
한편, 위와 같이 일산화질소가 식물에 미치는 영향에 대한 많은 연구가 계속되고 있고, 일산화질소가 식물에 유용한 효과를 발현하는 것으로 연구되고 있으나, 불안전한 가스인 일산화질소 가스를 사용할 수 없어서 일산화질소 구조를 가진 일산화질소 공여체(Nitric oxide dornor)인 나이트로프루사나이드나트륨을 사용할 수밖에 없는 연구의 한계가 있다. 또한, 연구를 위해서는 다양한 공여체를 사용할 수 있지만 실제 가정에서의 식물배양이나, 농업에 적용하기는 어려운 문제가 있다.
한편, 최근에 스마트팜 등 유리온실 내에서 이루어지는 수경재배가 활발히 이루어지고 있는데, 유리온실 내 수경재배 시 액체비료의 엽면시비가 필수적으로 요구된다. 엽면시비란 액체 비료를 식물의 잎에 직접 공급하는 방법을 말한다. 식물은 필수원소를 잎의 기공으로 주로 흡수하며, 때로는 표피의 각피(큐티클)층을 거쳐 흡수하기도 한다. 기공으로의 흡수는 신속하게 일어나지만, 흡수하는 총량은 표피를 통할 경우에 극대화될 수 있다.
농업에 있어서 엽면시비의 두드러진 장점은 영양시비가 영양성분 강화를 위한 영양분 공급 법으로 적합하다는 데 있다.
그러나 유리온실내에서 엽체류 수경 재배 시 옆면시비에 철분, 망간, 셀레늄, 요오드 등의 무기양분뿐 아니라 비타민 E등의 유기양분을 제공할 경우 잎이 말라서 엽체류가 살수 없다.
또한, 상술한 불완전한 일산화질소는 가스상태임에 따라서 실험실 수준이 아닌 가정이나 전문화된 농업에서 식물에 가하기 쉽지 않고, 일산화질소는 액체비료에 일시적으로 용해되더라도 용해도가 매우 낮으며, 불완전해 일산화질소 상태를 지속시키기 어려움에 따라서 액체비료화하기 어려운 문제가 있다. 나아가, 일산화질소를 생성하기 위한 과정에서 발생하는 오존 등의 부산물이 일산화질소와 함께 포함되어 있어서 식물생장을 오히려 저해하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 일산화질소가 용해된 안정된 일산화질소수를 이용하여 옆면시비용 액체비료나 식물이 식재된 토양에 시비해 뿌리로 흡수되도록 하는데 사용하여 식물의 생장을 촉진하고, 외부에서 가해지는 스트레스에도 식물이 안정적으로 생장할 수 있도록 도와주며, 고농도의 무기 및 유기양분이 함유되어도 엽면시비 시 잎이 마르는 등의 문제가 방지되는 식물배양액 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명은 일산화질소수를 유효성분으로 포함하는 식물양액 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예 의하면, 상기 일산화질소수는 공기유입부(10)로 외부의 공기를 유입시키는 단계, 유입된 공기를 플러즈마 방전부(20)에서 전계 전자 에너지를 인가시켜 일산화질소, 활성산소 및 활성분자를 포함하는 제1혼합물을 생성시키는 단계, 생성된 제1혼합물을 자기장처리부(30)로 이송시켜서 여기 상태를 유지하도록 자기장을 인가시키는 단계, 자기장이 인가된 제1혼합물을 필터부(40)에 공급해 일산화질소 기체 이외의 물질을 여과시키는 단계, 상기 필터부(40)를 통과한 일산화질소 기체를 수증기 혼합부(50)로 공급시켜서 수증기와 일산화질소 기체가 혼합된 제2혼합물을 생성시키는 단계, 상기 제2혼합물을 마이크로 버블기(60)를 통해 마이크로 버블 형태로 제조하는 단계 및 마이크로 버블 형태인 제2혼합물을 수조(70)로 이송시켜서 정제수에 용해시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
또한, 수증기와 일산화질소 기체 간에 접촉하는 면적을 최대화하고 일산화질소가 수증기에 흡수되는 접촉 시간을 길게 하기 위하여, 상기 일산화질소 기체와 수증기를 동일한 방향으로 회전시키면서 혼합될 수 있다. 이를 위해 상기 수증기 혼합부(50)는 원통으로 된 내통(51)과 상기 내통(51)의 외부에 원통으로 된 외통(52)으로 이루어지고, 상기 내통(51)과 외통(52) 사이로 기체가 유동되는 기체유동로(53)를 형성하며, 상기 필터부(40)를 통과한 일산화질소 기체는 상기 외통(52)과 결합된 일산화질소 공급부(53)를 통해서 상기 기체유동로(53)로 공급되되, 상기 외통(52)의 접선방향과 동일한 방향으로 일산화질소 기체를 상기 기체유동로(53)로 공급되도록 하여 상기 기체유동로(53)를 회전되도록 공급되고, 상기 수증기는 수증기 공급부(55)에서 생성되어 상기 기체유동로(53)로 공급되되, 상기 외통(52)의 접선방향과 동일한 방향으로 수증기를 상기 기체유동로(53)로 공급시켜서 상기 일산화질소 공급부(54)에 의해 공급된 일산화질소 기체의 회전방향과 동일하게 상기 기체유동로(53)를 회전하도록 공급될 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 방전부(20)는 상기 공기유입부(10)로 유입된 공기가 유동되며 종단면이 좌우로 길게 형성되고 내부가 중공된 장방형으로 된 터널형 공기유동관(21)과, 상기 터널형 공기유동관(21)의 외부 좌우 양쪽에 상기 터널형 공기유동관(21)의 길이 방향으로 길게 설치되는 전극봉 고정판(22)과, 일측이 상기 전극봉 고정판(22)에 각각 고정되며 타측이 상기 터널형 공기유동관(21)의 좌우 양측에서 상기 터널형 공기유동관(21)의 내부 중앙부로 수평하게 타측단부가 서로 근접하도록 설치되는 좌우 한 쌍이 상부 및 하부에 일정거리 이격되어 상하 한 쌍이 되도록 각각 설치되는 일 세트가 상기 전극봉 고정판(22)의 길이방향으로 일정 간격 이격되어 다수 개로 설치되는 전극봉(23)과, 상기 전극봉(23)에 전력을 인가하는 전력공급부(24)를 포함하여 이루어지며, 유입된 공기는 상기 터널형 공기유동관(21)의 유입구 측 전극봉으로부터 터널형 공기유동관의 출구 측 전극봉까지 주파수 대역이 증가하는 패턴을 가지도록 전력이 인가되는 터널형 공기유동관(21)을 통과할 수 있다.
또한, 상기 터널형 공기유동관의 유입구 측 전극봉으로부터 터널형 공기유동관의 출구 측 전극봉까지 주파수 대역이 증가하는 패턴을 가지도록 전력이 인가될 수 있다.
또한, 상기 주파수 대역은 100Hz에서 800Hz까지 증가하는 패턴을 가질 수 있다.
또한, 상기 전극봉은 백금 1 ~ 5 중량%, 코발트 5 ~ 15중량%, 제올라이트를 포함한 세라믹이 잔량으로 포함되어 소결된 것일 수 있다.
또한, 상기 수증기 혼합부(50)에서 공급되는 수증기는 온도는 3 ~ 10℃일 수 있다.
또한, 상기 일산화질소수 내 일산화질소의 농도는 0.1 ~ 50ppm일 수 있다.
또한, 상기 유효성분은 셀레늄 및 게르마늄 중 어느 하나 이상의 원소를 함유하는 화합물을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 일산화질소수를 유효성분으로 함유하는 식물양액 조성물은 식물의 발아촉진, 뿌리형성 및 성장과 호르몬 반응에 관여하며 꽃의 개화를 조절하고, 과일의 숙성을 방지하는 등의 개선에 도움을 줄 수 있다. 또한, 장시간 저장하는 경우에도 유효성분이 기화 등을 통해서 소실되거나 이산화질소로 전환되는 것을 최소화할 수 있어서 오랜 기간 효능을 유지할 수 있다. 또한, 식물배양에 유용한 다양한 성분들의 흡수를 현저해 개선시킬 수 있어서 다양한 식물용 액형 조성물로 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 함유되는 일산화질소수를 제조하는 제조장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 함유되는 일산화질소수를 제조하는 제조장치의 플라즈마 방전부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 함유되는 일산화질소수를 제조하는 제조장치의 수증기 혼합부의 내부구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예1에 함유되는 일산화질소수의 일산화질소 농도 대한 공인기관의 시험성적서이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 함유되는 일산화질소수를 제조하는 제조장치의 플라즈마 방전부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 함유되는 일산화질소수를 제조하는 제조장치의 수증기 혼합부의 내부구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예1에 함유되는 일산화질소수의 일산화질소 농도 대한 공인기관의 시험성적서이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 식물양액 조성물은 일산화질소수를 유효성분으로 포함한다.
상기 일산화질소수는 식물의 발아촉진, 뿌리형성 및 성장과 호르몬 반응에 관여하며 꽃의 개화를 조절하고, 과일의 숙성을 방지하는 등의 개선에 도움을 줄 수 있다. 상기 일산화질소수는 공지된 방법을 통해 제조된 것의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 공지된 방법에는 진한 질산을 비스무트, 구리, 납, 수은 등으로 환원시켜 만드는 방법, 질소와 산소의 혼합 기체를 고온에서 반응시키는 방법, 암모니아를 백금 촉매와 산소의 존재 하에 가열시켜 얻는 방법이 있는데, 이러한 방법들은 상용하기에 수율이 높지 않고 제조가 용이하지 않는 등 다양한 문제점을 가지고 있다. 또한, 수득된 일산화질소수에 일산화질소 이외에 산화 질소, 이산화 질소, 삼산화 질소, 오존 등 피부에 유해할 수 있는 성분이 함유될 수 있어서 식물을 배양하는 양액이나 비료 조성물에는 부적절할 수 있다. 또한, 고농도로 일산화질소를 함유하는 것이 엽면시비 시 일산화질소의 잎의 기공 등을 통한 침투성을 고려해 바람직할 수 있는데, 종래 공지된 방법으로는 고농도의 일산화질소수를 제조하기 어려울 수 있다. 나아가 또한, 종래 공지된 방법으로 제조된 일산화질소수의 경우 잎이나 식물이 식재된 토양에 가해져도 가해진 직후에 일산화질소가 기화되어 소실되는 것이 대부분이어서 잎이나 토양에 흡수된 뒤 뿌리까지 일산화질소의 이동이 어려워서 목적하는 효과를 발현하기 어려울 수 있다. 더불어 제조 직후에는 소정의 농도 이상으로 일산화질소가 함유되도록 일산화질소수가 제조되는 경우에도 일정 시간 경과 후 일산화질소가 빠르게 감소해 목적하는 효능을 충분히 발휘하기 어렵거나 효능이 상실하는 문제가 있다.
이에 바람직하게는 일산화질소수는 후술하는 소정의 일산화질소수 제조장치를 이용한 제조방법으로 제조된 것일 수 있으며, 이를 통해서 고농도로 일산화질소가 용해된 일산화질소수를 수득할 수 있는 한편, 식물에 유해한 다른 성분을 포함하지 않음에 따라서 별도의 처리 없이 제조된 일산화질소수를 바로 식물 양액 조성물 제조에 투입시킬 수 있는 이점이 있다. 구체적으로 상기 일산화질소수 제조장치는 질소와 산소의 혼합기체, 일 예로 공기를 플라스마를 이용하여 반응시켜 일산화질소를 얻도록 하고 발생된 일산화질소의 수율을 높게 하면서 수득된 일산화질소를 고농도로 정제수에 저장할 수 있게 구성된 장치이다.
이와 같은 제조장치를 이용한 제조방법을 살펴보면, 상기 일산화질소수는 공기유입부(10)로 외부의 공기를 유입시키는 단계, 유입된 공기를 플러즈마 방전부(20)에서 전계 전자 에너지를 인가시켜 일산화질소, 활성산소 및 활성분자를 포함하는 제1혼합물을 생성시키는 단계, 생성된 제1혼합물을 자기장처리부(30)로 이송시켜서 여기 상태를 유지하도록 자기장을 인가시키는 단계, 자기장이 인가된 제1혼합물을 필터부(40)에 공급해 일산화질소 기체 이외의 물질을 여과시키는 단계, 상기 필터부(40)를 통과한 일산화질소 기체를 수증기 혼합부(50)로 공급시켜서 수증기와 일산화질소 기체가 혼합된 제2혼합물을 생성시키는 단계, 상기 제2혼합물을 마이크로 버블기(60)를 통해 마이크로 버블 형태로 제조하는 단계, 및 마이크로 버블 형태인 제2혼합물을 수조(70)로 이송시켜서 정제수에 용해시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 유효성분인 일산화질소수를 제조할 수 있는 일산화질소수 제조장치는 크게 공기유입부(10); 플라즈마 방전부(20); 자기장 처리부(30); 필터부(40); 수증기 혼합부(50); 마이크로 버블기(60); 수조(70);를 포함하여 이루어진다.
상기 공기유입부(10)는, 외부의 공기가 유입되며 유입된 공기는 플라즈마 방전부(20)로 유동되게 된다. 또한, 상기 공기유입부(10)에는 정화필터가 구비되어 정화된 공기가 유입되도록 할 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 방전부(20)는, 유입된 외부 공기에 전계 전자 에너지를 인가하여 일산화질소 기체, 활성산소 및 활성 분자를 생성하는 역할을 한다.
이때, 상기 플라즈마 방전부(20)는, 공기가 유동되는 터널형 공기유동관(21)에 전극봉(23)을 구비한 구조일 수 있고, 보다 구체적으로 여러 세트의 전극봉(23)이 공기유동관 내 배치된 구소일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 전극봉(23) 세트가 공기유동관(21) 내 상하 및 좌우로 4개가 한 세트가 되어 각 세트들이 각각 일정거리 이격되어 일렬로 설치되도록 함으로써 일산화질소 기체의 발생효율을 높일 수 있다.
이를 위하여, 상기 플라즈마 방전부(20)는 터널형 공기유동관(21)과, 전극봉 고정판(22)과, 전극봉(23)과, 전력공급부(24)로 이루어질 수 있다.
상기 터널형 공기유동관(21)은, 상기 공기유입부(10)로 유입된 공기가 유동되며 종단면이 좌우로 길게 형성되고 내부가 중공된 장방형의 구조를 갖는다. 또한, 상기 터널형 공기유동관(21)은 전극봉(23)에서의 방전에 의해 발생하는 고온 플라즈마의 외부 유출방지와 외부로의 대전을 방지하도록 하기 위하여 석영관으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전극봉 고정판(22)은, 상기 터널형 공기유동관(21)의 외부 좌우 양쪽에 상기 터널형 공기유동관(21)의 길이방향으로 길게 설치된다.
또한, 상기 전극봉(23)은, 상기 전극봉 고정판(22)의 길이방향으로 일정간격 이격되어 다수개 설치되고, 일측이 상기 전극봉 고정판(22)에 각각 고정되며, 타측이 상기 터널형 공기유동관(21)의 좌우 양측에서 상기 터널형 공기유동관(21)의 내부 중앙부위로 수평 설치되되 타측단부가 근접하도록 설치되고, 상부 및 하부에 일정거리 이격되어 상하로 각각 설치되며, 상하 좌우 두 쌍이 한 세트로 이루어진다.
상기 전극봉(23)은 통상적인 플라즈마 방전에 이용되는 전극봉의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 다만, 전극봉의 재질에 따라서 수득되는 일산화질소수의 농도, 또는 목적하지 않은 다른 오존과 같은 기체의 생성량에 현격한 차이가 있을 수 있으며, 이에 바람직하게는 백금 1 ~ 5중량%, 코발트 5 ~ 15중량% 및 잔량의 세라믹 성분으로 이루어진 소결전극봉을 사용하는 것이 좋다. 만일 통상적으로 많이 사용되는 백금, 텅스텐, 은, 코발트를 함유해 소결된 전극봉을 사용 시 오전 발생이 현격히 증가하고, 일산화질소의 생성이 미미할 수 있다. 여기서 상기 세라믹은 제올라이트, 뮬라이트, 캐버자이트, 벤토나이트 및 모오데나이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 함유할 수 있고, 바람직하게는 제올라이트를 포함할 수 있다. 만일 제올라이트를 포함하지 않고 다른 종류의 세라믹으로만 구성시킬 경우 일산화질소의 생성량이 적거나 및/또는 일산화질소 이외에 오존 등의 부산물을 발생시킬 우려가 있다. 한편, 상기 세라믹은 제올라이트를 적어도 60중량%로 함유할 수 있다.
또한, 상기 전력공급부(24)는, 상기 전극봉(23)에 전력을 인가한다. 이때, 상기 전극봉(23)에 상기 전력공급부(24)를 통해서 고전압 고주파수의 전력을 공급함으로써 대전하여 방전하면 순간적인 고온의 플라즈마가 발생되게 되고, 이렇게 발생한 플라즈마를 통하여 외부공기에 존재하는 N2와 O2의 공유결합이 분해되게 되고, 일산화질소 기체가 생성되게 된다. 여기서 인가되는 고전압은 일 예로 10 ~ 100kV일 수 있다.
한편, 인가되는 전력의 주파수의 대역에 따라서 발생하는 일산화질소 기체의 생성량이 달라질 수 있다. 이에 따라서, 일산화질소 기체의 생성량에 따라 주파수를 가변하여 작동시키는 방식을 채택할 수 있으나, 일산화질소 기체의 생성량을 실시간 측정할 수 있는 계측 장치가 없을 뿐만 아니라 이를 채택하더라도 장치의 구조가 매우 복잡해질 우려가 있다. 또한, 높은 주파수와 전압에 의해 목적하지 않는 오존이 생성되거나 수득된 일산화질소수의 농도가 낮아지는 등의 여러 문제가 발생할 소지가 있다. 이에 따라서 상기 일산화질소 제조장치는 공기의 유동방향으로 점차적으로 높은 주파수의 전력이 공급되도록 하는 다단 주파수 고정 방식을 채택하는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 상기 전력공급부(24)는 상기 터널형 공기유동관(21)의 유입방향에 위치한 상기 전극봉(23)으로부터 출구방향에 위치한 상기 전극봉(23)으로 점차적으로 높은 주파수의 전력이 공급되도록 전력을 인가하는 것이 바람직하다. 일 예로, 인가되는 전력의 주파수는 터널형 공기유동관(21)의 유입방향에 위치한 전극봉에서 출구방향에 위치한 전극봉까지 100Hz에서 800Hz까지 점차 높은 주파수의 전력이 공급되도록 할 수 있다.
이와 같이, 상기 전력공급부(24)가 상기 터널형 공기유동관(21)의 유입방향에 위치한 전극봉(23)으로부터 출구방향에 위치한 전극봉(23)으로 점차적으로 높은 주파수의 전력이 공급되도록 하게 되면, 목적하지 않는 기체의 생성은 감소시키면서 일산화질소 기체 발생을 효율적으로 할 수 있게 되며, 일산화질소 기체의 수율을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 플라즈마 방전부(20)를 통해 생성되는 일산화질소 기체의 수율을 보다 향상시키기 위하여 유입되는 공기는 5℃ 이하로 냉각된 것일 수 있고, 5℃ 이하로 냉각된 밀도(1.2mmHg이상)가 높은 공기를 플라즈마 방전부(20)를 통과시켜 플라스마 방전이 되도록 하면 공기 중에 있는 N2, O2의 공유 결합이 분해되고 NO의 생성효율을 보다 개선시킬 수 있는 이점이 있다. 이를 위해서 상기 공기유입부(10)와 상기 플라즈마 방전부(20) 사이에는 유입된 공기를 냉각시키는 제 1 냉각부(90)가 구비될 수 있다.
플라즈마 방전부(20)를 통해 수득된 일산화질소 기체를 함유하는 제1혼합물은 자기장 처리부(30)로 공급된다. 상기 자기장 처리부(30)는 상기 플라즈마 방전부(20)에서 이송된 일산화질소 기체, 활성산소 및 활성 분자를 포함하는 제1혼합물에 자기장을 인가하여 여기 상태를 유지하도록 함으로써 수득된 일산화질소 기체가 이산화질소 등의 목적하지 않은 물질로 전환되는 것을 방지하는 역할을 한다. 즉, 수득된 일산화질소 기체는 NO-, NO+와 같은 불안정한 상태를 가짐에 따라서 쉽게 NO2로 전환될 수 있는데, 자기장 처리부(30)에서 인가되는 자기장은 일산화질소 기체의 여기 상태를 유지시켜서 일산화질소 기체가 목적하지 않는 다른 물질로 전환되는 것을 방지한다.
또한, 상기 자기장 처리부(30)를 통과한 일산화질소 기체, 활성산소 및 활성 분자를 포함하는 제1혼합물은 필터부(40)로 공급되며, 필터부(40)를 통해서 일산화질소 기체 외의 물질이 여과되게 된다. 상기 필터부(40)는 오존(O3) 제거필터부, 제1 흡착필터 및 질소산화물(NOX) 제거필터부로 이루어지며, 상기 오존 제거필터부는 산화구리(CuO), 이산화망간(MnO2), 산화은(Ag2O), 산화코발트(Co2O3) 및 카본으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 촉매 물질이 다공성 담체 또는 여과지에 함침된 것을 사용되며, 일 예로 Hopcalyte로 상용화된 촉매를 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 흡착필터는 Co, Ni, Cu, Fe, Mn, Cr, Ti, Zn, Pb, Mo, V 및 W으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 산화촉매가 함유된 것이 사용될 수 있고, 상기 질소산화물(NOX) 제거필터부는 제올라이트(Zeolite), 산화세륨(CeO) 및 염화리튬(LiCl) 중 어느 하나 이상이 다공성 담체 또는 여과지에 함침된 것이 사용될 수 있다.
다음으로 상기 필터부(40)를 통과한 일산화질소 기체는 수증기 혼합부(50)로 이동되어 수증기와 일산화질소 기체가 혼합되게 된다.
상술한 것과 같이 상기 플라즈마 방전부(20)에 의해 생성된 일산화질소 기체는 매우 불안정한 상태이므로 매우 짧은 시간(수초 이내)에 공기중에 존재하는 산소 등과 결합하여 NO2 등으로 재결합할 수 있으며, 이로 인해서 생산된 일산화질소 기체의 양이 감소하는 문제가 있고, 종국적으로 수득되는 일산화질소수의 일산화질소 농도를 현격히 감소시키는 문제가 있다.
그러나 짧은 시간으로 상기 필터부(40)를 통과한 일산화질소 기체는 상기 수증기 혼합부(50)에서 수증기와 일산화질소 기체가 혼합되는 공정을 거치면서 일산화질소 기체가 산소와 재결합되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 일산화질소 기체가 수증기에 고농도로 흡수되게 되며, 이를 통해 후술하는 수조(70)에 담긴 정제수에 일산화질소 기체를 단독으로 용해시킬 때에 대비해 일산화질소 기체가 흡수된 수증기를 보다 용이하게 용해시킬 수 있어서 고농도의 일산화질소수를 생성할 수 있는 이점이 있다.
이때, 상기 수증기 혼합부(50)에서 공급되는 수증기는 온도가 3 ~ 10℃일 수 있는데, 온도가 3 ~ 10℃인 수증기와 일산화질소 기체를 혼합 시 높은 농도의 일산화질소수를 제조 가능하다. 만일 이와 같은 온도 범위를 벗어나는 수증기를 사용 시 목적하는 수준의 고농도의 일산화질소수를 수득하기 어려울 수 있다. 상기 수증기는 일 예로 압전소자를 이용해 수득된 것일 수 있는데, 압전소자를 이용해 수득된 수증기는 안개와 같이 물입자가 매우 미세화됨에 따라서 일산화질소 기체의 흡수량을 보다 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 수증기는 바람직하게는 산소를 포함하고 있지 않으며, 보다 바람직하게는 산소를 포함하고 있지 않은 정제수를 압전소자를 이용해 수증기화 된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 수증기 혼합부(50)에서 혼합되는 수증기와 일산화질소 기체는 수증기와 일산화질소 기체 간에 접촉하는 면적을 최대화하고 일산화질소가 수증기에 흡수되는 접촉 시간을 길게 하여 고농도의 일산화질소수를 생성할 수 있도록 하기 위하여 수증기와 일산화질소 기체를 회전시키면서 혼합시킬 수 있다.
이를 위하여 상기 수증기 혼합부(50)는, 원통으로 된 내통(51)과 외통(52)이 구비되도록 하고, 내통(51)과 외통(52) 사이에 기체유동로(53)가 형성되도록 하며, 상기 기체유동로(53)를 회전되도록 일산화질소를 공급하는 공급하는 일산화질소 공급부(54)와, 상기 기체유동로(53)를 회전하도록 수증기를 공급하는 수증기 공급부(55)로 이루어지도록 한다.
상기 수증기 혼합부(50)는, 원통으로 된 내통(51)과 상기 내통(51)의 외부에 원통으로 된 외통(52)으로 이루어지고, 상기 내통(51)과 외통(52) 사이로 기체가 유동되는 기체유동로(53)를 형성한다.
또한, 상기 일산화질소 공급부(54)는, 상기 외통(52)과 결합되어 상기 기체유동로(53)로 상기 필터부(40)에 의해 통과된 일산화질소를 공급되도록 하되, 상기 외통(52)의 접선방향과 동일한 방향으로 일산화질소를 상기 기체유동로(53)로 공급되도록 하여 상기 기체유동로(53)를 회전되도록 공급하도록 하는 역할을 한다.
또한, 상기 수증기 공급부(55)는 상술한 것과 같이 압전소자를 이용한 것으로, 구체적으로 압전소자에 전기를 가해 진동판을 진동시켜서 발생된 진동으로 물을 잘게 부수어 수증기가 발생하게 되는 것으로 일반적인 초음파 가습기의 원리와 동일한 원리를 이용해 설계된 것일 수 있다. 상기 압전소자는 압전 소자의 중앙에 물을 공급할 수 있는 구멍이 형성 되어 있는 제품을 사용하여 일산화질소 기체가 통과하는 기체유동로(53)에 부착하여 공기의 혼합이 없는 순수한 수증기만을 공급하도록 한다.
또한, 상기 수증기 공급부(55)는, 수증기를 발생시켜 상기 기체유동로(53)로 공급되도록 하되, 상기 외통(52)의 접선방향과 동일한 방향으로 수증기를 상기 기체유동로(53)로 공급되도록 하며 상기 일산화질소 공급부(54)에 의해 공급된 일산화질소의 회전방향과 동일하게 상기 기체유동로(53)를 회전하도록 수증기를 공급하는 역할을 한다.
이와 같이 본 발명은, 일산화질소(NO) 환경하에서 수증기를 회전시켜 일산화질소(NO)와 수증기가 접촉하는 면적을 최대화하여 일산화질소가 수증기에 흡수되는 접촉 시간을 길게 하여 고농도의 일산화질소수를 생성할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 필터부(40)를 통과한 일산화질소 기체는 일 예로 3 ~ 7℃ 수준으로 냉각하여 수증기 혼합부(50)에 공급될 수 있으며, 냉각된 일산화질소 기체를 수증기 혼합부(50)에 공급하게 되면 일산화질소 기체의 밀도가 높아져 보다 많은 양의 일산화질소 기체를 수증기에 혼합할 수 있게 되어 고농도의 일산화질소수의 생산이 가능하게 된다. 이를 위하여 상기 필터부(40)와 상기 수증기 혼합부(50) 사이에 위치하여 상기 필터부(40)에 의해 통과된 일산화질소 기체의 밀도를 높이도록 상기 필터부(40)에 의해 통과된 일산화질소 기체를 냉각시키는 제 2 냉각부(100)를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수증기 혼합부(50)에 의해 혼합된 수증기와 일산화질소 기체의 제2혼합물은 마이크로 버블기(60)에 의해 버블화 될 수 있다. 상기 마이크로 버블기(60)는, 상기 수증기 혼합부(50)에 의해 혼합된 수증기와 일산화질소 기체의 혼합물을 버블 형태로 발생시키는 역할을 한다. 상기 마이크로 버블기(60)에 의해 수증기와 일산화질소 기체의 혼합물이 미세 버블화 될 경우 후술하는 수조(70)에 담긴 정제수에 상기 혼합물의 미세 버블이 쉽게 용해될 수 있어서 보다 고농도의 일산화질소수의 생성이 가능하게 된다. 상기 마이크로 버블기(60)는 통상적으로 상용화된 마이크로 버블기 또는 마이크로 버블장치를 이용할 수 있으며 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 상기 수조(70)는, 상기 마이크로 버블기(60)에 의해 수증기와 일산화질소 기체의 혼합물의 버블이 하부로 공급되며 상기 버블이 정제수에 용해되도록 하는 역할을 한다.
또한, 상기 일산화질소 제조장치는 상기 마이크로 버블기(60)로부터 상기 수조(70)로 공급되는 버블공급관(61)에 연결되어 정제수를 공급되도록 함으로써 상기 마이크로 버블기(60)로부터 상기 수조(70)로 공급되는 수증기와 일산화질소의 기체혼합물의 버블이 정제수에 용해되도록 보조하는 정제수 공급부(80)가 더 구비된 것이 바람직하다. 이때, 정제수 공급부(80)에 의해 공급되는 물은 정수필터를 거쳐 정화된 물을 공급하도록 한다.
이와 같이 정제수 공급부(80)에 의해 버블공급관(61)으로 정제수를 공급함으로써 수증기와 일산화질소의 기체혼합물의 버블이 정제수에 용해되도록 보조하게 되면 일산화질소 기체혼합물의 용해도를 높게 할 수 있게 된다. 여기서 상기 정제수는 양이온교환수지 및 음이온교환수지를 모두 거친 것으로써, 용존산소량이 1ppm 이하, 보다 바람직하게는 0.5 ppm이하, 보다 더 바람직하게는 0.1 ppm이하, 더욱 바람직하게는 0ppm일 수 있으며, 산소가 용해되어 있을 경우 수증기에 용해된 일산화질소가 이산화질소로 변환됨에 따라서 일산화질소수의 일산화질소 농도가 저하될 우려가 있다.
한편, 미설명부호 110은 플라즈마 방전부(20)를 통해 생성된 기체를 가열하여 자기장 처리부(30)에 의해 여기 상태를 유지하도록 보조하기 위해 가열하는 히터임을 밝혀둔다.
상술한 제조방법으로부터 생산되는 일산화질소수는 일산화질소 농도가 0.5 ~ 50ppm이 될 수 있다. 만일 일산화질소 농도가 50ppm을 초과할 경우 이 수준으로 고농도의 일산화질소수를 제조하기 어렵거나 비용이 과다하게 소요되는 우려가 있으며, 후술하는 천연 추출물과의 혼화성이 저해되어 천연 추출물의 용해 및/또는 분산성이 저하될 우려가 있다. 또한, 일산화질소수는 화장료 조성물 전체 중량을 기준으로 0.1중량% ~ 60중량%, 다른 일예로 0.1 ~ 30중량%로 함유할 수 있다.
또한, 상기 일산화질소수에는 오존이 0.01 ppm 이하, 0.005ppm 이하, 0.001ppm 이하, 0.0001ppm 이하, 보다 바람직하게는 0ppm 일수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의하면 상술 유효성분은 통상적인 액형의 식물용 비료나 양액에 함유되는 공지된 성분을 더 포함할 수 있다. 상기 성분은 식물의 생장, 개화 및 과실에 유용하거나, 외부인자로부터의 스트레스 완화 등에 유용하다고 알려진 성분의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 일예로 무기양분, 유기양분 및 식물생장호르몬 중 어느 하나 이상을 더 함유할 수 있다. 상기 무기양분은 일 예로 MgSO4ㆍ7H2O, CaCl2ㆍ2H2O, KNO3, K2SO4, KClCa(H2PO4)2ㆍH2O, CuSO4ㆍ2H2O, NH4NO3KH2PO4와, 미량 원소의 공급원으로 MnSO4ㆍ4H2O, ZnSO4ㆍ7H2O, H3BO3, CuSO4ㆍ5H2O, FeSO4, EDTA-Fe, Na2MoO4ㆍ2H2O, (NH4)2MoO4ㆍ2H2O 등을 1종 이상 함유할 수 있다. 또한, 이외에도 소듐 셀레네이트 (Na2SeO4), 소듐 셀레나이트 (Na2SeO3), 암모늄 셀레네이트 (H8N2O4Se), 암모늄 셀레나이트 (H8N2O3Se), 셀레늄 옥사이드 (SeO2)와 같은 셀레늄 함유 화합물, 게르마늄 함유 화합물, 요오드 함유 화합물 등을 1종 이상 함유할 수 있다. 또한, 상기 유기양분은 키토산, 비타민 E 등 각종 비타민류, 식물생장에 도움을 주는 것으로 알려진 각종 유기산류, 영양을 공급해줄 수 있는 올리고당, 과당류 등을 1종 이상 함유할 수 있다. 또한, 상기 식물생장호르몬으로 지베렐린, IAA, IBA, NAA, 2,4-D(2-4 dichlorophenoxy acetic acid) 등의 각종 옥신류, 싸이토키닌, 지아틴, 키네틱, 리보사이드, 이소펜틸 아데닌, 벤질아데닐, 벤질아미노퓨린 등의 각종 사이토키닌류, 에틸렌, ABA 등을 1종 이상 함유할 수 있다. 이들 무기, 유기 및 각종 식물호르몬 성분의 함량은 식물의 성장에 유용한 수준으로 알려진 함량으로 구비될 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 일산화질소수는 상술한 추가적인 유효성분들의 흡수를 더 촉진시키며, 특히 다른 성분들에 대비해 게르마늄 및 셀레륨 중 어느 1종의 원소를 함유한 화합물, 보다 바람직하게는 셀레늄을 함유한 화합물의 흡수에 매우 유용할 수 있다. 더불어 통상적으로는 식물을 고사시키거나 침해해 사용하기 어려운 농도로 추가적인 유효성분들을 함유시킬 수 있는 이점 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예1>
도 1 내지 도 3에 도시된 일산화질소수 제조장치를 이용해 일산화질소수를 제조했다. 구체적으로 공기를 제1냉각부를 통해서 5℃로 냉각시킨 뒤, 플라즈마 방전부로 투입시켰다. 이때, 플라즈마 방전부에서 전극봉은 백금 3중량% 코발트 10 중량%, 제올라이트가 잔량으로 함유된 소결 전극봉을 사용하였고, 전극봉에는 전압을 50kV로 인가하되, 주파수를 터널형 공기유동관의 유입방향에 위치한 전극봉에서 출구방향에 위치한 전극봉까지 100Hz에서 800Hz까지 점차 높은 주파수의 전력을 공급시켰다. 전력의 공급으로 방전시켜서 발생한 가스를 자기장 처리부를 통과시킨 뒤, 오존 제거필터부, 제1 흡착필터 및 질소산화물 제거필터부로 이루어진 필터부를 통과시켜서 일산화질소 기체 외의 기체를 여과시켰다. 이후, 제2냉각부를 통해서 일산화질소 기체를 다시 5℃로 냉각시켰으며, 냉각된 일산화질소 기체를 원통으로 된 내통과 외통을 구비하고, 내통과 외통 사이에 기체유동로가 형성된 수증기 혼합부의 기체유동로로 일산화질소공급부를 통하여 투입시켰고, 이와 함께 상기 기체유동로로 5℃인 수증기를 투입시켰다. 이때 상기 수증기는 압전소자를 통해 용존산소가 0ppm인 정제수를 이용해 수증기를 발생시키되, 공기가 혼합되지 않도록 기체유동로에 배치시킨 수증기 공급부를 통해서 발생 및 투입시켰고, 발생된 수증기를 외통의 접선방향과 동일한 방향으로 기체유동로로 공급시키되, 일산화질소 공급부에 의해 공급된 일산화질소의 회전방향과 동일하게 수증기가 상기 기체유동로를 회전하도록 공급시켰다.
이후 수증기와 일산화질소 기체가 혼합된 혼합물을 수조로 이송하는 과정에서 마이크로 버블기를 통과시켜서 상기 혼합물을 마이크로 버블화 시켰으며, 마이크로 버블화된 혼합물을 버블공급관(61)을 통해서 수조로 공급했으며, 이때, 정제수는 양이온교환수지와 음이온교환수지를 모두 통과한 용존산소가 0ppm인 정제수를 이용해 정제수 공급부를 통해서 버블공급관으로 정제수를 투입시켜서 정제수에 마이크로 버블이 용해된 상태로 수조에서 수집되도록 하여 일산화질소수를 제조했다. 제조된 일산화질소수를 한국세라믹기술원에 산화질소 함유량을 시험의뢰하여 얻은 일산화질소수의 일산화질소 농도는 13.3ppm이었다.
이후 제조된 일산화질소수를 전체 조성물 중량의 10중량%, 암모늄 셀레네이트 (H8N2O4Se) 0.5% 잔량을 정제수로 하여 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<실시예 2>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 플라즈마 방전부의 전극봉에 인가되는 전력의 주파수를 300Hz로 고정시켜서 최종 일산화질소수를 수집했고, 제조된 일산화질소수에는 시험의뢰 평가결과 일산화질소 농도가 1.02ppm 이었으며, 수득된 일산화질소수를 이용해 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<실시예 3>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 플라즈마 방전부의 전극봉에 인가되는 전력의 주파수를 100Hz로 고정시켜서 시험의뢰 평가결과 일산화질소 농도가 0.53 ppm인 일산화질소수를 제조했고, 이를 이용해 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<실시예 4>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 플라즈마 방전부의 전극봉에 인가되는 전력의 주파수를 800Hz로 고정시켜서 시험의뢰 평가결과 일산화질소 농도가 1.05ppm인 일산화질소수를 제조했고, 이를 이용해 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<실시예 5>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 플라즈마 방전부의 전극봉에 인가되는 전력의 주파수를 터널형 공기유동관의 유입방향에 위치한 전극봉에서 출구방향에 위치한 전극봉까지 800Hz에서 100Hz까지 점차 낮도록 변경해 전력을 공급시켰다. 제조된 일산화질소수는 시험의뢰 평가결과 일산화질소 농도가 2.20ppm이었고, 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<실시예 6>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 오존제거필터부를 생략하여 일산화질소수를 제조하였고, 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<실시예 7 ~ 9>
실시예6과 동일하게 실시하여 제조하되, 플라즈마 방전부의 전극봉 재질을 백금, 코발트 10중량% 및 잔량의 제올라이트, 또는, 백금 3중량% 및 잔량의 제올라이트로만 이루어진 것으로 변경해 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<실험예1>
실시예 6 내지 실시예 9에 따른 식물배양용 양액 조성물의 제조과정에서 수득된 일산화질소수 내 일산화질소 농도와 오존의 농도를 측정해 하기 표 1에 나타내었다.
여기서, 여기서 일산화질소수 내 일산화질소의 농도는 NO Plus Detection Kit(iNtRON Biotechnology사)를 이용해 제조사 프로토콜을 통해 일산화질소 농도를 측정했으며, 오존은 용존오존 측정기(Sinsche technology사의 T-CP40)를 이용해 측정했다.
| 실시예6 | 실시예7 | 실시예8 | 실시예9 | |
| 플라즈마방전부 전극봉 | 백금3중량%+코발트10중량%+잔량의 제올라이트를 소결시킨 소결전극 | 백금 | 코발트5중량%+ 잔량의 제올라이트를 소결시킨 소결전극 |
백금3중량%+ 잔량의 제올라이트를 소결시킨 소결전극 |
| 오존제거부 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 |
| 일산화질소수 내 일산화질소농도(ppm) | 10.7 | 0.02 | 0.08 | 0.03 |
| 일산화질소수 내 오존농도(ppm) | 0 | 2.8 | 2.0 | 1.8 |
표 1을 통해 확인할 수 있듯이,
실시예6에 따른 일산화질소수 제조장치를 이용한 다른 실시예에 대비해 오존제거부가 없었음에도 불구하고 발생한 오존이 없으면서도 고농도로 일산화질소를 함유한 일산화질소수를 생성하고 있음을 알 수 있다.
<실시예 10>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 셀레늄 화합물 대신에 게르마늄 함유 화합물인 수용성 α-GeO2를 0.5중량% 농도로 함유시켜서 하기 표 2와 같은 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<실시예 11>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 셀레늄 화합물 대신에 망간함유 화합물인 MnSO4 를 0.5중량% 농도로 함유시켜서 하기 표 2와 같은 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<비교예 1>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 2와 같이 일산화질소수를 제외시켜서 하기 표 2와 같은 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<비교예 2>
실시예 10과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 2와 같이 일산화질소수를 제외시켜서 하기 표 2와 같은 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<비교예 3>
실시예 11과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 2와 같이 일산화질소수를 제외시켜서 하기 표 2와 같은 식물배양용 양액 조성물을 제조했다.
<실험예2>
유리온실 내에서 통상적인 수경재배 조건으로 새싹보리를 배양하면서 10일 간격으로 2달간 실시예 1, 실시예10~11 및 비교예1~3에 따른 식물배양용 양액 조성물을 100배 희석해 분무기로 엽면살포해 배양 후 수확하였다. 이후 수확된 새싹보리를 건조분쇄 후 ICP-MS(inductive coupled plasma mass spectroscopy)로 측정하였고, 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 실시예1, 실시예10 또는 실시예11에서의 셀레늄, 게르마늄, 또는 망간 함량은 각각 비교예1, 비교예2 또는 비교예3의 셀레늄, 게르마늄, 망간 함량에 대비한 상대적인 백분율로 나타냈다.
| 실시예1 | 실시예10 | 실시예11 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | |
| 일산화질소수 함량 | 10중량% | 10중량% | 10중량% | 10중량% | 10중량% | 10중량% |
| 셀레늄함량 | 198 | - | - | 100 | - | - |
| 게르마늄함량 | - | 132 | - | - | 100 | - |
| 망간함량 | - | - | 107 | - | - | 100 |
표 2를 통해서 확인할 수 있듯이,
일산화질소수를 함유하지 않는 식물배양용 양액 조성물인 비교예1 내지 비교예3에 대비해 일산화질소수를 함유한 실시예1, 10 및 11은 각각 유효성분으로 함께 포함된 셀레늄화합물, 게르마늄화합물 및 망간화합물의 식물흡수를 개선시킨 것을 확인할 수 있고, 특히 일산화질소수는 게르마늄화합물 및 셀레늄화합물의 흡수에 매우 도움이 된 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
Claims (9)
- 일산화질소수를 유효성분으로 포함하는 식물양액 조성물으로서, 상기 일산화질소수는
공기유입부(10)로 외부의 공기를 유입시키는 단계;
유입된 공기를 플라즈마 방전부(20)에서 전계 전자 에너지를 인가시켜 일산화질소, 활성산소 및 활성분자를 포함하는 제1혼합물을 생성시키는 단계;
생성된 제1혼합물을 자기장처리부(30)로 이송시켜서 여기 상태를 유지하도록 자기장을 인가시키는 단계;
자기장이 인가된 제1혼합물을 필터부(40)에 공급해 일산화질소 기체 이외의 물질을 여과시키는 단계;
상기 필터부(40)를 통과한 일산화질소 기체를 수증기 혼합부(50)로 공급시켜서 수증기와 일산화질소 기체가 혼합된 제2혼합물을 생성시키는 단계;
상기 제2혼합물을 마이크로 버블기(60)를 통해 마이크로 버블 형태로 제조하는 단계; 및
마이크로 버블 형태인 제2혼합물을 수조(70)로 이송시켜서 정제수에 용해시키는 단계;를 포함하여 제조되며, 상기 플라즈마 방전부(20)는,
상기 공기유입부(10)로 유입된 공기가 유동되며 종단면이 좌우로 길게 형성되고 내부가 중공된 장방형으로 된 터널형 공기유동관(21),
상기 터널형 공기유동관(21)의 외부 좌우 양쪽에 상기 터널형 공기유동관(21)의 길이 방향으로 길게 설치되는 전극봉 고정판(22),
일측이 상기 전극봉 고정판(22)에 각각 고정되며 타측이 상기 터널형 공기유동관(21)의 좌우 양측에서 상기 터널형 공기유동관(21)의 내부 중앙부로 수평하게 타측단부가 서로 근접하도록 설치되는 좌우 한 쌍이 상부 및 하부에 일정거리 이격되어 상하 한 쌍이 되도록 각각 설치되는 일 세트가 상기 전극봉 고정판(22)의 길이방향으로 일정 간격 이격되어 다수 개로 설치되는 전극봉(23), 및
상기 전극봉(23)에 전력을 인가하는 전력공급부(24)를 포함하여 이루어지며,
유입된 공기는 상기 터널형 공기유동관(21)의 유입구 측 전극봉으로부터 터널형 공기유동관의 출구 측 전극봉까지 주파수 대역이 증가하는 패턴을 가지도록 전력이 인가되는 터널형 공기유동관(21)을 통과하는 것을 특징으로 하는 식물양액 조성물. - 삭제
- 제1항에 있어서,
수증기와 일산화질소 기체 간에 접촉하는 면적을 최대화하고 일산화질소가 수증기에 흡수되는 접촉 시간을 길게 하기 위하여, 상기 일산화질소 기체와 수증기를 동일한 방향으로 회전시키면서 혼합시키는 것을 특징으로 하는 식물양액 조성물. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 주파수 대역은 100Hz에서 800Hz까지 증가하는 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 식물양액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 전극봉은 백금 1 ~ 5 중량%, 코발트 5 ~ 15중량%, 제올라이트를 포함한 세라믹이 잔량으로 포함되어 소결된 것을 특징으로 하는 식물양액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 수증기 혼합부(50)에서 공급되는 수증기는 온도는 3 ~ 10℃인 것을 특징으로 하는 식물양액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 일산화질소수는 일산화질소가 0.01 ~ 50ppm의 농도로 함유된 것을 특징으로 하는 식물양액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 유효성분은 셀레늄 및 게르마늄 중 어느 하나 이상의 원소를 함유하는 화합물을 더 포함하는 식물양액 조성물.
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