KR20120064983A - Device and method of disinfecting nutrient solution for plant factory - Google Patents

Device and method of disinfecting nutrient solution for plant factory Download PDF

Info

Publication number
KR20120064983A
KR20120064983A KR1020100126265A KR20100126265A KR20120064983A KR 20120064983 A KR20120064983 A KR 20120064983A KR 1020100126265 A KR1020100126265 A KR 1020100126265A KR 20100126265 A KR20100126265 A KR 20100126265A KR 20120064983 A KR20120064983 A KR 20120064983A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nutrient solution
air
nutrient
plant factory
oxygen
Prior art date
Application number
KR1020100126265A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101206008B1 (en
Inventor
이경용
Original Assignee
주식회사 지이플러스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 지이플러스 filed Critical 주식회사 지이플러스
Priority to KR1020100126265A priority Critical patent/KR101206008B1/en
Publication of KR20120064983A publication Critical patent/KR20120064983A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101206008B1 publication Critical patent/KR101206008B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C02F1/4674Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002Construction details of the apparatus
    • C02F2201/005Valves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4616Power supply
    • C02F2201/4617DC only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/04Disinfection

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for sterilizing nutrient solutions for a plant factory are provided to increase the generating amount of hypochlorous acid and ozone and to increase dissolved oxygen by arranging air injecting tanks at the front side and the rear side of an electrolyzing unit. CONSTITUTION: An apparatus for sterilizing nutrient solutions for a plant factory includes a first air injecting tank(100), an electrolyzing unit, and a second air injecting tank(300). The air injecting tanks include air supplying parts(110, 310), air diffusing pipes(120, 320), nutrient solution injecting pipes(130, 330), and controlling valves(140, 340). The air supplying parts increase dissolved oxygen by supplying oxygen to nutrient solutions. A first air diffusing pipe diffuses air from a first air supplying pipe. A first nutrient solution injecting pipe discharges nutrient solutions. A first controlling valve is arranged at the first nutrient solution injecting pipe to control the flow of the nutrient solutions. The electrolyzing unit sterilizes the nutrient solutions. A second nutrient solution injecting pipe supplies the nutrient solution from the electrolyzing unit.

Description

식물공장용 양액 소독장치 및 방법{Device and Method of disinfecting nutrient solution for plant factory}Device and Method of disinfecting nutrient solution for plant factory

본 발명은 식물공장용 양액 소독장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 식물공장에서 사용되는 양액의 소독을 위하여 전기분해장치를 이용하며, 전기분해장치의 전단에 에어주입탱크를 구비함으로써 양액에 산소를 공급하여 용존산소량을 증가시키고 양액의 전기분해시 차아염소산과 오존을 발생량을 증가시킬 수 있으며, 전기분해장치의 후단에 에어주입탱크를 구비함으로써 전기분해장치를 통과한 양액에 산소를 공급하여 양액에 용존되어 있는 오존과 차아염소산을 제거하고 용존산소량을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 주기적으로 또는 필요시 역방향으로 약염산을 공급하여 역세과정을 수행함으로써 짧은 시간에 간단한 방법으로 전극판의 오염을 방지할 수 있는 식물공장용 양액 소독장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nutrient solution disinfection apparatus and method for a plant factory. In more detail, an electrolysis device is used for disinfection of nutrient solution used in a plant factory, and an oxygen injection tank is provided at the front of the electrolysis device to supply oxygen to the nutrient solution to increase the amount of dissolved oxygen and The amount of chloric acid and ozone can be increased, and an air injection tank is provided at the rear of the electrolysis device to supply oxygen to the nutrient solution that has passed through the electrolysis device to remove ozone and hypochlorous acid dissolved in the nutrient solution, and to remove dissolved oxygen. In addition, the present invention relates to a nutrient solution disinfection apparatus and method for a plant factory, which can prevent contamination of an electrode plate in a short time by performing a backwashing process by supplying weak hydrochloric acid periodically or as needed in the reverse direction. .

식물공장은 실내에서 광, 온도, 습도, 자양분 등 식물의 생육환경을 인위적으로 제어하여 계획생산이 가능하도록 하는 농업시스템을 일컫는다. 식물공장에서는 태양광을 고효율 형광등, 발광다이오드(LED) 등의 인공광으로 대체하고, 식물성장에 필요한 이산화탄소는 탄산가스 발생장치로 공급하며, 온도는 지열 등 신재생에너지를 이용하여 공급하고, 자양액은 토양성분과 유사하도록 다양한 물질을 조제하여 작물에 공급한다. 식물공장 생산공정은 파종에서 수확까지 첨단기술을 접목한 자동화 장치를 이용하여 기존의 농업생산과는 다른 새로운 시스템에 의해 진행된다.A plant factory refers to an agricultural system that enables planned production by artificially controlling the growth environment of plants such as light, temperature, humidity, and nourishment indoors. Plant plants replace sunlight with artificial light such as high-efficiency fluorescent lamps and light-emitting diodes (LEDs), supply carbon dioxide needed for plant growth to carbon dioxide gas generators, and supply temperature using renewable energy such as geothermal heat. Various materials are prepared and fed to the crops to resemble soil components. The plant factory production process is driven by a new system that differs from conventional agricultural production, using automated devices incorporating cutting-edge technology from sowing to harvesting.

미국의 경우 60~70년대 대기업에서 완전 인공광형 식물공장에 관한 연구를 수행하였으나, 수익성 문제로 실용화가 이루어지지 않았다. 최근에는 도심의 고층건물 방식을 채택한 수직형 식물농장(Vertical Farming) 개념으로 발전하고 있다.In the United States, a large artificial plant plant was studied by a large company in the 1960s and 1970s, but it was not commercialized due to profitability problems. Recently, it has developed into a vertical farming concept that adopts the urban high-rise building method.

일본의 경우 70년대부터 식물공장에 관한 연구를 시작하여 히타치 제작소 중앙연구소가 1974년에 완전 제어형 식물공장을 개발하여 식물의 최적 재배환경에 관한 연구로 생육기술을 확립하는 데 초점을 두었다. 2009년 이후 일본에서는 정부에서 농산물 생산자와 상공업자를 선정하고, 다양한 홍보를 통하여 민간사업자를 참여시킴으로써 사업의 조기정착을 유도하게 되면서 식물공장이 상당히 활성화된 상태이다.In the case of Japan, research on plant factories began in the 1970s, and the Hitachi Plant Central Research Institute developed a fully controlled plant plant in 1974, focusing on establishing growth techniques by studying the optimal planting environment for plants. Since 2009, plant factories have been very active in Japan as the government has selected agricultural producers and commerce companies and engaged in private businesses through various promotions to induce early settlement of projects.

우리나라는 2008년 녹색성장을 국가과제로 채택하여 환경보호와 경제성장을 이루기 위해 전 산업부문에 걸쳐 녹색성장을 위한 기술개발과 지원에 힘쓰고 있다. Korea adopted green growth as a national task in 2008 and is striving to develop and support technologies for green growth across all industries to achieve environmental protection and economic growth.

식물공장은 기상환경 등의 제약 없이 연중 안정적으로 작물을 재배할 수 있는 기술을 제공하는 등 기후변화에 대응하는 미래농업기술로서 그 중요성이 부각되고 있다. 또한, 식물공장은 IT, NT, BT 등이 융합된 전자동 운영시스템이 도입되어 자원의 내부순환이 가능하도록 함으로써, 농업환경이 열악한 중동 등에 고부가가치의 원천기술을 수출할 수 있는 신성장 동력산업으로도 유망하다.Plant factories are gaining importance as future agricultural technologies that respond to climate change by providing technology to cultivate crops stably throughout the year without restrictions on weather conditions. In addition, the plant factory is a new growth engine industry that can export high value-added source technologies to the Middle East, which has a poor agricultural environment, by introducing a fully automatic operation system in which IT, NT, and BT are integrated. Promising

식물공장에서 농사를 짓기 위해서는 많은 단계를 거쳐야 한다. 먼저, 씨를 뿌리는 파종작업을 하고 싹을 틔우는 발아과정을 거친 후, 녹화과정을 통해 발아된 싹의 줄기를 튼튼하게 해 준다. 이어서, 줄기가 튼튼해지면 재배틀에 옮겨심는 정식과정을 해 주고, 재배틀로 옮겨진 묘는 주기적으로 양액을 공급받아 일정기간을 거쳐 성장하게 된다. 이러한 전 과정이 기계화, 자동화되어야 완전한 식물공장이라 할 수 있다.Farming in a plant factory requires many steps. First, the seeding process is sowing, sprouting, and sprouting, and then through the greening process to strengthen the stem of the sprouted shoot. Subsequently, when the stem is strengthened, the planting process is carried out in a formal process, and the seedlings transferred to the cultivation frame are periodically supplied with nutrient solution and grow over a period of time. The whole process must be mechanized and automated to be a complete plant factory.

식물공장에 사용되는 양액은 영양소가 풍부하여, 운반, 사용, 보관 등의 과정에서 미생물이 번식하기 쉽고 세균에 의해 오염되기 쉬운 특성을 가지고 있다. 더욱이, 양액은 용존산소가 결핍될 경우 혐기성 미생물에 의한 부패가 발생할 가능성이 높은 문제점이 있다. 원예작물이 최소한의 생육을 유지하려면 배양액 중에 적어도 5ppm 정도의 산소가 녹아 있어야 하며, 정상적으로 성장하기 위해서는 5ppm 이상의 용존산소가 존재해야 한다. 그러나, 양액의 온도가 상온인 20 ~ 25 도씨일 경우 양액 내의 용존산소의 양은 많아야 8 ~ 9ppm 정도밖에 되지 않으므로, 인위적인 배양액의 순환에 의해 용존산소의 양을 조절하여야 하는 불편함이 있다.Nutrient solution used in the plant factory is rich in nutrients, has the characteristics that microorganisms are easy to propagate and contaminated by bacteria during transport, use, storage and the like. In addition, the nutrient solution has a problem that is likely to cause corruption by anaerobic microorganisms when dissolved oxygen is deficient. At least 5 ppm of oxygen must be dissolved in the culture medium to maintain the minimum growth of horticultural crops, and 5 ppm or more of dissolved oxygen must be present for normal growth. However, when the temperature of the nutrient solution is at room temperature of 20 to 25 degrees Celsius, the amount of dissolved oxygen in the nutrient solution is at most about 8 to 9 ppm, which is inconvenient to adjust the amount of dissolved oxygen by circulation of the artificial culture.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 양액에 산소를 공급하여 용존산소량을 증가시키고 양액의 전기분해시 차아염소산과 오존을 발생량을 증가시킬 수 있으며, 차아염소산과 오존을 발생시켜 양액을 충분히 소독할 수 있으며, 소독 후 양액에 용존되어 있는 오존과 차아염소산을 제거하고 용존산소량을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 짧은 시간에 간단한 방법으로 전극판의 오염을 방지할 수 있는 식물공장용 양액 소독장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, in particular to supply oxygen to the nutrient solution to increase the amount of dissolved oxygen and increase the amount of hypochlorous acid and ozone generated during electrolysis of the nutrient solution, generating hypochlorous acid and ozone It is able to disinfect nutrient solution sufficiently, and after disinfection, it can remove ozone and hypochlorous acid dissolved in nutrient solution and increase the amount of dissolved oxygen, and also can prevent contamination of electrode plate by simple method in a short time. The purpose is to provide a nutrient solution disinfection apparatus and method.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 식물공장용 양액 소독장치는 식물공장에서 사용되는 양액에 산소를 공급하여 용존산소량을 증가시키고 양액의 전기분해시 차아염소산과 오존 발생량을 증가시키기 위한 제1 에어공급부와, 상기 제1 에어공급부로부터 공급된 공기를 확산시키기 위한 제1 공기산기관과, 양액을 외부로 배출하기 위한 제1 양액 주입관과, 상기 제1 양액 주입관에 구비되어 양액의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브를 포함하는 제1 에어주입탱크; 상기 양액 주입관으로부터 양액을 공급받아 양액의 전기분해를 통해 차아염소산과 오존을 발생시켜 양액을 소독하는 전기분해장치; 및 상기 전기분해장치를 통과한 양액에 산소를 공급하여 양액에 용존되어 있는 차아염소산과 오존을 제거하고 용존산소량을 증가시키기 위한 제2 에어공급부와, 상기 제2 에어공급부로부터 공급된 공기를 확산시키기 위한 제2 공기산기관과, 상기 전기분해장치로부터 양액을 공급받는 제2 양액 주입관과, 상기 제2 양액 주입관에 구비되어 양액의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브를 포함하는 제2 에어주입탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.Nutrient disinfection device for a plant factory according to the present invention devised to achieve the above object is to supply oxygen to the nutrient solution used in the plant factory to increase the amount of dissolved oxygen and to increase the amount of hypochlorous acid and ozone during electrolysis of nutrient solution A first air supply unit, a first air diffuser for diffusing air supplied from the first air supply unit, a first nutrient solution injection tube for discharging nutrient solution to the outside, and a first nutrient solution injection tube A first air injection tank including a first control valve for controlling flow; An electrolysis device which receives the nutrient solution from the nutrient solution infusion tube and generates hypochlorous acid and ozone through electrolysis of the nutrient solution to disinfect the nutrient solution; And a second air supply unit for supplying oxygen to the nutrient solution that has passed through the electrolysis device to remove the hypochlorous acid and ozone dissolved in the nutrient solution and increasing the amount of dissolved oxygen, and diffusing the air supplied from the second air supply unit. A second air injection engine including a second air diffuser for supplying a nutrient solution from the electrolysis device, and a second control valve provided in the second nutrient solution injection tube to control the flow of the nutrient solution Characterized in that it comprises a tank.

또한, 상기 제1 양액 주입관은 상기 제1 에어주입탱크의 하단에 구비되며, 상기 제2 양액 주입관은 상기 제2 에어주입탱크의 상단에 구비될 수 있다.The first nutrient solution injection tube may be provided at a lower end of the first air injection tank, and the second nutrient solution injection tube may be provided at an upper end of the second air injection tank.

또한, 상기 전기분해장치는 상기 제1 양액 주입관과 연통되어 상기 제1 에어주입탱크로부터 배출된 양액을 유입하고, 일정 간격으로 복수개의 홀이 형성되며, 반대측 단부는 마개로 폐쇄되는 양액 유입관; 상기 양액 유입관의 상부에 일정 간격으로 서로 평행하게 이격되되, 상기 각 홀과 홀 사이에 하나씩 배치되는 복수개의 전극판; 및 상기 전극판의 상단에 구비되며, 상기 제2 양액 주입관과 연통되어 상기 전극판을 거친 양액을 상기 제2 에어주입탱크로 배출하고, 일정 간격으로 복수개의 홀이 형성되며, 반대측 단부는 마개로 폐쇄되는 양액 배출관을 포함할 수 있다.In addition, the electrolysis device is in communication with the first nutrient solution inlet pipe inflow of the nutrient solution discharged from the first air injection tank, a plurality of holes are formed at regular intervals, the opposite end is a nutrient solution inlet tube closed by a stopper ; A plurality of electrode plates spaced apart from each other in parallel at a predetermined interval on an upper portion of the nutrient solution inlet pipe and disposed one by one between each hole and the hole; And an upper end of the electrode plate, communicating with the second nutrient solution injection tube, discharging the nutrient solution passed through the electrode plate to the second air injection tank, and forming a plurality of holes at regular intervals, and the opposite end is closed. It may include a nutrient solution discharge pipe closed.

또한, 상기 전극판 중 양측 말단에 위치한 전극판에 반대 극성의 직류전원이 인가되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a DC power source of opposite polarity is applied to electrode plates located at both ends of the electrode plate.

본 발명에 따른 식물공장용 양액 소독방법은 (a) 밀폐된 공간에서 공기를 발생시킨 후 확산시킴으로써 식물공장에서 사용되는 양액에 산소를 공급하는 단계; (b) 상기 (a)단계를 통해 용존산소량이 증가한 양액을 직류전원이 인가된 복수개의 전극판 사이로 통과시켜 전기분해함으로써 차아염소산과 오존을 발생시켜 양액을 소독하는 단계; (c) 상기 (b)단계를 통해 소독된 양액에 산소를 공급하여 양액에 용존되어 있는 차아염소산과 오존을 제거하고 양액의 용존산소량을 증가시키는 단계; 및 (d) 상기 복수개의 전극판에 약염산을 공급하여 역세과정을 통해 상기 전극판의 오염을 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The nutrient solution disinfection method for a plant factory according to the present invention comprises the steps of: (a) generating oxygen in a closed space and then supplying oxygen to the nutrient solution used in the plant factory; (b) disinfecting the nutrient solution by generating hypochlorous acid and ozone by passing the nutrient solution having an increased dissolved oxygen amount through the plurality of electrode plates to which the DC power is applied through step (a); (c) supplying oxygen to the sterilized nutrient solution through step (b) to remove hypochlorous acid and ozone dissolved in the nutrient solution and to increase the amount of dissolved oxygen in the nutrient solution; And (d) supplying weak hydrochloric acid to the plurality of electrode plates to prevent contamination of the electrode plates through a backwashing process.

본 발명에 의하면 식물공장에서 사용되는 양액의 소독을 위하여 전기분해장치를 이용하며, 전기분해장치의 전단에 에어주입탱크를 구비함으로써 양액에 산소를 공급하여 용존산소량을 증가시키고 양액의 전기분해시 차아염소산과 오존을 발생량을 증가시킬 수 있으며, 전기분해장치의 후단에 에어주입탱크를 구비함으로써 전기분해장치를 통과한 양액에 산소를 공급하여 양액에 용존되어 있는 오존과 차아염소산을 제거하고 용존산소량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, an electrolysis device is used for disinfection of nutrient solution used in a plant factory, and by providing an air injection tank in front of the electrolysis device, oxygen is supplied to the nutrient solution to increase the amount of dissolved oxygen and The amount of chloric acid and ozone can be increased, and an air injection tank is provided at the rear of the electrolysis device to supply oxygen to the nutrient solution that has passed through the electrolysis device to remove ozone and hypochlorous acid dissolved in the nutrient solution, and to remove dissolved oxygen. There is an effect that can be increased.

또한, 본 발명에 의하면 주기적으로 또는 필요시 역방향으로 약염산을 공급하여 역세과정을 수행함으로써 짧은 시간에 간단한 방법으로 전극판의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention it is possible to prevent the contamination of the electrode plate by a simple method in a short time by performing a backwashing process by supplying weak hydrochloric acid periodically or in the reverse direction if necessary.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치의 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독방법의 흐름도이다.
1 is a block diagram of a nutrient solution disinfection device for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention,
Figure 2 is a perspective view of the nutrient solution disinfection device for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention,
3 is a cross-sectional view of the nutrient solution disinfection device for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention,
Figure 4 is a flow chart of the nutrient solution disinfection method for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치의 단면도이다.1 is a block diagram of a nutrient solution disinfection device for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention. Figure 2 is a perspective view of the nutrient solution disinfection device for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view of the nutrient solution disinfection device for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치는, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 에어주입탱크(100)와 전기분해장치(200) 및 제2 에어주입탱크(300)를 포함하여 이루어진다.Nutrient disinfection device for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention, referring to Figures 1 to 3, the first air injection tank 100, the electrolysis device 200 and the second air injection tank 300 It is made to include.

식물공장에 사용되는 양액은 영양소가 풍부하여 사용과정에서 미생물과 기타 세균오염이 발생하기 쉽다. 그리고, 양액은 용존산소가 결핍될 경우 혐기성 미생물에 의한 부패가 발생할 우려가 있다. 따라서, 식물공장용 양액에는 충분한 산소가 공급되어 용존산소량이 기준치 이상이 되어야 하며, 소독을 통하여 미생물과 세균을 제거한 후에 사용되어야 한다.Nutrient solutions used in plant factories are rich in nutrients and are susceptible to microbial and other bacterial contamination during use. In addition, the nutrient solution may cause corruption due to anaerobic microorganisms when dissolved oxygen is deficient. Therefore, sufficient amount of oxygen should be supplied to the nutrient solution for the plant factory and the dissolved oxygen amount should be higher than the standard value, and it should be used after removing microorganisms and bacteria through disinfection.

제1 에어주입탱크(100)는 식물공장용 양액의 산소농도를 높여 전기분해장치(200) 내에서 차아염소산과 오존의 발생량을 증가시켜 소독효과를 극대화하기 위함이다. 이를 위해 제1 에어주입탱크(100)는 하우징(105), 제1 에어공급부(110), 제1 공기산기관(120), 제1 양액 주입관(130) 및 제1 제어밸브(140)를 포함한다.The first air injection tank 100 is to maximize the disinfection effect by increasing the oxygen concentration of the nutrient solution for the plant factory to increase the amount of hypochlorous acid and ozone in the electrolysis device 200. To this end, the first air injection tank 100 includes a housing 105, a first air supply unit 110, a first air diffuser 120, a first nutrient solution injection tube 130, and a first control valve 140. Include.

하우징(105)은 제1 에어주입탱크(100)의 내부를 밀폐함으로써, 제1 에어공급부(110)에서 발생하여 제1 공기산기관(120)을 통해 확산된 공기가 외부로 유출되지 않고 양액으로 공급되어, 양액의 용존산소량을 효율적으로 증가시킬 수 있도록 한다.The housing 105 seals the inside of the first air injection tank 100 so that the air generated in the first air supply unit 110 and diffused through the first air diffuser 120 does not flow out to the nutrient solution. So that the amount of dissolved oxygen in the nutrient solution can be increased efficiently.

제1 에어공급부(110)는 식물공장용 양액에 산소를 공급하여 용존산소량을 증가시키고 양액의 전기분해시 차아염소산과 오존 발생량을 증가시키기 위해 하우징(105) 내에 공기를 공급한다. 이를 위해 제1 에어공급부(110)는 하우징(105) 내부에 구비되며, 외부로부터 전원을 공급받거나 자체적으로 내장된 배터리 등에 의해 동작하여 공기를 발생시킨다.The first air supply unit 110 supplies air to the housing 105 to supply oxygen to the nutrient solution for the plant factory to increase the amount of dissolved oxygen and increase the amount of hypochlorous acid and ozone during electrolysis of the nutrient solution. To this end, the first air supply unit 110 is provided in the housing 105, and receives power from the outside or operates by a battery built therein to generate air.

제1 공기산기관(120)은 제1 에어공급부(110)로부터 공급된 공기를 하우징(105) 내에 확산시키기 위해 구비된다. 이를 위해 제1 공기산기관(120)은 파이프 등에 의해 제1 에어공급부(110)와 연결된다. 제1 공기산기관(120)은 무수한 통공이 형성되어 있는 복수개의 단위 유닛이 파이프 등에 의해 서로 연결되는 형태로 구비될 수 있다. The first air diffuser 120 is provided to diffuse the air supplied from the first air supply unit 110 into the housing 105. To this end, the first air diffuser 120 is connected to the first air supply unit 110 by a pipe or the like. The first air diffuser 120 may be provided in a form in which a plurality of unit units having numerous through holes are connected to each other by a pipe or the like.

제1 공기산기관(120)을 구성하는 단위 유닛들은 구 형상, 육면체 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 각 단위 유닛에는 많은 수의 통공이 구비되어 있어 제1 에어공급부(110)로부터 공급된 공기를 신속히 하우징(105) 내부로 확산시킬 수 있도록 한다. 도시되지 않았으나, 제1 공기산기관(120)은 일측 단부가 폐쇄된 파이프 형태로 형성될 수도 있으며, 파이프의 타측 단부는 제1 에어공급부(110)에 연결되고 파이프의 외주면과 폐쇄된 일측 단부에는 다수의 통공이 형성될 수 있다.The unit units constituting the first air diffuser 120 may be formed in various shapes such as a spherical shape, a hexahedron shape, and each unit unit is provided with a large number of through holes, so that the unit air is supplied from the first air supply unit 110. Allow air to quickly diffuse into the housing 105. Although not shown, the first air diffuser 120 may be formed in the form of a pipe in which one end is closed, and the other end of the pipe is connected to the first air supply unit 110 and in one end of the pipe that is closed with the outer circumferential surface of the pipe. Multiple apertures may be formed.

제1 양액 주입관(130)은 용존산소량이 증가된 양액을 하우징(105) 외부로 배출시킨다. 구체적으로, 제1 양액 주입관(130)의 일측 단부는 하우징(105)에 연결되고, 타측 단부는 전기분해장치(200)의 양액 유입관(202)에 연결된다.The first nutrient solution injection tube 130 discharges the nutrient solution in which the dissolved oxygen amount is increased to the outside of the housing 105. Specifically, one end of the first nutrient solution inlet tube 130 is connected to the housing 105, the other end is connected to the nutrient solution inlet tube 202 of the electrolysis device 200.

제1 양액 주입관(130)은 제1 에어주입탱크(100)의 하단, 즉 하우징(105)의 하단에 구비된다. 이는 전기분해장치(200)의 양액 유입관(202)이 전기분해장치(200)의 하단에 구비되기 때문이다. 전기분해장치(200) 내에서는 하단의 양액 유입관(202)으로부터 양액을 공급받아 이를 전극판(210) 사이로 밀어올려 전기분해한 후, 상단의 양액 배출관(232)을 통해 제2 에어주입탱크(300)로 보내는 과정이 반복된다.The first nutrient solution injection tube 130 is provided at the lower end of the first air injection tank 100, that is, at the lower end of the housing 105. This is because the nutrient solution inlet pipe 202 of the electrolysis device 200 is provided at the lower end of the electrolysis device 200. In the electrolysis apparatus 200, the nutrient solution is supplied from the nutrient solution inlet pipe 202 at the lower side and pushed up between the electrode plates 210 to be electrolyzed, and then the second air injection tank (2) is provided through the nutrient solution discharge pipe 232 at the top. The process of sending to 300 is repeated.

제1 제어밸브(140)는 제1 양액 주입관(130)에 구비되어 양액의 흐름을 제어한다. 제1 제어밸브(140)는 양액이 제1 에어주입탱크(100)에서 충분한 양의 산소를 공급받을 때까지 제1 양액 주입관(130)을 폐쇄하고, 용존산소량이 기준치 이상이 될 경우 제1 양액 주입관(130)을 개방하여 양액이 전기분해장치(200)로 유입될 수 있도록 한다. 이를 위해 제1 제어밸브(140)에는 액체의 용존산소량을 측정할 수 있는 센서가 구비되어, 연속적으로 양액의 용존산소량을 체크하여 제1 제어밸브(140)가 자동으로 작동하도록 할 수도 있다.The first control valve 140 is provided in the first nutrient solution injection tube 130 to control the flow of nutrient solution. The first control valve 140 closes the first nutrient solution injection tube 130 until the nutrient solution is supplied with a sufficient amount of oxygen from the first air injection tank 100, and when the dissolved oxygen amount is equal to or greater than the reference value, Open the nutrient solution injection tube 130 to allow the nutrient solution to flow into the electrolysis device (200). To this end, the first control valve 140 is provided with a sensor for measuring the dissolved oxygen amount of the liquid, it is possible to continuously check the dissolved oxygen amount of the nutrient solution so that the first control valve 140 is automatically operated.

엽채류의 경우 수경재배 시설면적은 2002년 기준으로 98ha로, 전체 양액재배 시설면적 565ha의 17.3%를 차지하고 있다. 재배방식별로는 담액식 36.7%, 분무식 39.5%, 박막식 6.1%순을 이루고 있다. 담액식 수경재배시 온도, 양액의 농도 및 pH 변화가 적어 안정적인 재배가 가능하지만, 작물의 근권부 호흡에 필요한 산소는 양액 중에 녹아있는 용존산소에 주로 의존하기 때문에 용존산소의 농도가 안정적인 생산의 제한요인으로 작용하고 있다. In the case of leafy vegetables, the hydroponic cultivation facility area was 98 ha in 2002, accounting for 17.3% of the total nutrient cultivation facility area of 565 ha. According to the cultivation method, they consisted of 36.7% of immersion, 39.5% of spray, and 6.1% of thin film. Stable cultivation is possible due to the small change of temperature, nutrient solution and pH when cultivating hydroponic hydroponic plants, but limited oxygen production in stable concentration of dissolved oxygen because oxygen necessary for root respiration of crops depends mainly on dissolved oxygen dissolved in It acts as a factor.

시험결과에 의하면 용존산소 농도에 대한 작물의 적응범위는 계절적으로 저온기에는 넓고 고온기에는 좁은 것으로 나타났다. 작물별로는 시금치와 적근대는 용존산소 농도에 민감하며, 치커리와 청경채는 상대적으로 둔감한 결과를 보였다. 따라서, 계절적으로 11월~3월까지는 용존산소의 조절이 상대적으로 덜 필요하나 4월~10월은 용존산소 농도를 인위적으로 조절할 필요가 있다. 작물별로는 시금치와 적근대의 경우 11~3월에는 5ppm 이상, 4~10월은 10~20ppm 수준의 관리가 필요하고, 상추, 쑥갓, 엔다이브는 6~9월에 5~20ppm 으로 관리하고 나머지 시기에는 용존산소의 농도조절이 상대적으로 덜 필요한 것으로 나타났다. 이상의 시험결과를 표 1에 정리하였다.The test results show that the range of crop adaptation to dissolved oxygen concentration is seasonally wide at low temperatures and narrow at high temperatures. By crops, spinach and red beets were sensitive to dissolved oxygen concentrations, and chicory and bok choy were relatively insensitive. Therefore, seasonally less dissolved oxygen control is needed from November to March, but it is necessary to artificially adjust dissolved oxygen concentration from April to October. By crops, spinach and red beetroots need more than 5ppm in November-March and 10-20ppm in April-October, while lettuce, garland chrysanthemum, and endives are managed at 5-20ppm in June-September. Relatively less needed to control dissolved oxygen concentration. The above test results are summarized in Table 1.


작물

crops
용존산소
민감도
Dissolved oxygen
responsiveness
계절별 최적 용존산소 농도범위(ppm)Seasonal optimum dissolved oxygen concentration range (ppm)
춘계
(4~5월)
Spring
(April to May)
하계
(6~9월)
summer season
(June to September)
추계
(10월)
Fall
(October)
동계
(11~3월)
winter season
(November-March)
시금치, 적근대Spinach The 10~2010-20 10~2010-20 10~2010-20 5~105 to 10 상추, 엔다이브, 쑥갓Lettuce, endive, garland chrysanthemum medium 5~105 to 10 5~205-20 5~105 to 10 5~105 to 10 청경채, 적치커리Bok Kyung Chae, Soy Sauce Curry that 5~105 to 10 5~105 to 10 5~105 to 10 5~105 to 10

전기분해장치(200)는 양액의 전기분해를 통해 차아염소산과 오존을 발생시켜, 양액 중의 미생물과 세균을 소독한다. The electrolysis device 200 generates hypochlorous acid and ozone through electrolysis of nutrient solution to disinfect microorganisms and bacteria in nutrient solution.

소독물질로서 오존(O3)은 산화력이 강하고 pH에에 의한 영향이 적으며, 악취를 발생시키지 않고 소독에 의한 부산물 발생이 적은 장점을 가지고 있다. 반면, 오존은 반감기가 짧고 상태가 다소 불안정한 단점이 있다. 양액에 1분당 10g의 오존이 있으면 곰팡이, 세균, 바이러스 등은 물론 곰팡이 포자까지도 대부분 살균할 수 있는 것으로 나타났다. 양액에 산소가 공급되면 양액이 활성조건으로 되며, 활성조건으로 된 양액의 전기분해시 오존이 발생하게 된다.Ozone (O 3 ) as a disinfectant has the advantages of strong oxidizing power, less influence by pH, less generation of by-products by disinfection without generating odor. On the other hand, ozone has a short half-life and a condition that is somewhat unstable. If 10g of ozone is used per minute in the nutrient solution, most molds, bacteria, viruses, etc. can be sterilized. When oxygen is supplied to the nutrient solution, the nutrient solution becomes the active condition, and ozone is generated during the electrolysis of the nutrient solution that becomes the active condition.

소독물질로서 차아염소산은 잔류소독으로 가장 많이 사용되는 소독물질로, 저장이나 조작시 유해가스의 유출이 없으므로 매우 안전하면서도 효과는 액체염소와 동일하다는 장점이 있다. Hypochlorite as a disinfectant is a disinfectant that is most used as residual disinfection, and has the advantage that it is very safe and effective as liquid chlorine because there is no leakage of harmful gas during storage or manipulation.

전기분해장치(200)는 양액 유입관(202)과 전극판(210) 및 양액 배출관(232)을 포함한다.The electrolysis device 200 includes a nutrient solution inlet tube 202, an electrode plate 210, and a nutrient solution discharge tube 232.

양액 유입관(202)은 제1 양액 주입관(130)과 연통되어 제1 에어주입탱크(100)로부터 배출된 양액을 전기분해장치(200) 내부로 유입한다. 양액 유입관(202)에는 유입된 양액을 전극판(210) 사이로 배출하기 위한 홀(204)이 구비된다. The nutrient solution inlet tube 202 communicates with the first nutrient solution inlet tube 130 to introduce the nutrient solution discharged from the first air injection tank 100 into the electrolysis device 200. The nutrient solution inlet pipe 202 is provided with a hole 204 for discharging the introduced nutrient solution between the electrode plate 210.

홀(204)은 일정 간격으로 복수개 구비되어, 양액 유입관(202)으로부터 전극판(210) 방향으로 양액을 분사시킨다. 홀(204) 간의 간격은 전극판(210) 간의 간격과 동일한 것이 바람직하다. 그 이유는 홀(204)로부터 분사된 양액은 각 전극판(210)들 사이로 스며들어 상부 방향으로 상승하므로, 홀(204)과 전극판(210)은 교대로 배치되기 때문이다.A plurality of holes 204 are provided at regular intervals, and the nutrient solution is injected from the nutrient solution inlet pipe 202 toward the electrode plate 210. The spacing between the holes 204 is preferably the same as the spacing between the electrode plates 210. This is because the nutrient solution injected from the hole 204 penetrates between the respective electrode plates 210 and rises upward, so that the holes 204 and the electrode plates 210 are alternately arranged.

양액 유입관(202)의 반대측 단부(제1 양액 주입관(130)에 연결되는 단부의 반대측 단부)는 마개(206) 등에 의해 폐쇄된다. 일정기간 동안 전기분해를 수행한 후 전극판에 오염이 발생할 수 있으므로, 전극판에 양액의 흐름방향(도 3에서 좌측 하단으로부터 우측 상단 방향)과 반대방향(도 3에서 우측 하단으로부터 좌측 상단방향)으로 약염산을 공급하는 역세 프로세스를 수행하게 되는데, 이 경우에는 마개(206)를 열어 양액 유입관(202)의 반대측 단부를 개방시킨 후, 약염산을 공급한다. 도시되지 않았으나, 마개(206)는 제어밸브 등으로 대체될 수도 있다.The opposite end of the nutrient solution inlet pipe 202 (the opposite end of the end connected to the first nutrient solution injection pipe 130) is closed by a stopper 206 or the like. Since the electrode plate may be contaminated after performing electrolysis for a certain period of time, the flow direction of the nutrient solution to the electrode plate (the lower left to the upper right direction in FIG. 3) and the opposite direction (the upper left to lower left direction in FIG. 3). The backwashing process for supplying weak hydrochloric acid is performed. In this case, the stopper 206 is opened to open the opposite end of the nutrient solution inlet pipe 202, and then the weak hydrochloric acid is supplied. Although not shown, the stopper 206 may be replaced by a control valve or the like.

전극판(210)은 양액 유입관(202)의 상부에 복수개가 일정 간격으로 서로 평행하게 이격되도록 배치된다. 전극판(210)의 재질로는 티타늄(Ti)이 사용될 수 있다. 그리고, 전극판에는 모든 전극판에 직류전원이 인가되는 것이 아니라 양측 말단에 위치한 전극판(212, 214)에만 반대 극성의 직류전원이 인가되는 바이폴라 방식(Bi-Polar Type)이 바람직하다.The electrode plate 210 is disposed on the upper portion of the nutrient solution inlet pipe 202 so as to be spaced apart from each other in parallel at a predetermined interval. Titanium (Ti) may be used as the material of the electrode plate 210. In addition, a bipolar type (Bi-Polar Type) in which a DC power source of opposite polarity is applied to only the electrode plates 212 and 214 located at both ends of the electrode plate is not applied to all electrode plates.

모노폴라 방식(Mono-Polar Type)은 복수개의 전극판을 일정 간격으로 배치시키고, 각각의 전극판에 교대로 반대 극성의 직류전원을 인가하는 방식이다. 모노폴라 방식의 경우, 다수개의 전극판에 모두 전류를 흘려야 하므로 하전되는 전류의 양이 전극판 개수에 비례하는 관계로, 전선의 굵기, 정류기의 용량, 전극의 크기 등에 의한 비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 모노폴라 방식의 경우 전기분해시 전극판의 표면에 표면오염 현상이 빈번히 발생하므로, 전극의 효율이 떨어져 전해수의 생산성이 저하되는 단점이 있다.The mono-polar type is a method in which a plurality of electrode plates are arranged at regular intervals, and a DC power source of opposite polarity is alternately applied to each electrode plate. In the case of the monopolar type, the current must flow through a plurality of electrode plates, so the amount of charged current is proportional to the number of electrode plates, which increases the cost due to the thickness of the wire, the capacity of the rectifier, and the size of the electrode. have. In addition, in the case of the monopolar method, since surface contamination occurs frequently on the surface of the electrode plate during electrolysis, there is a disadvantage in that the efficiency of the electrode decreases and the productivity of the electrolytic water is lowered.

이에 반해 바이폴라 방식은 전류밀도가 크고 전극의 수명이 길며, 효율은 높은 반면 부피는 작다는 장점이 있다. 그리고, 모노폴라 방식이 고전류와 저전압의 특성을 보이는 반면, 바이폴라 방식은 저전류와 고전압의 특성을 보인다. 더불어, 바이폴라 방식은 전극오염이 적고 전선 굵기, 정류기 용량, 전극 크기 등 주변자재의 가격을 줄일 수 있는 장점이 있다.On the other hand, the bipolar method has the advantages of high current density, long electrode life, high efficiency and small volume. The monopolar type shows high current and low voltage, whereas the bipolar type shows low current and high voltage. In addition, the bipolar method has the advantages of low electrode contamination and reducing the price of peripheral materials such as wire thickness, rectifier capacity, and electrode size.

양액 배출관(232)은 전극판(210)의 상단에 구비되며, 제2 양액 주입관(330)과 연통되어 전극판(210)을 거친 양액을 제2 에어주입탱크(300)로 배출한다. 양액 배출관(232)에는 전극판(210) 사이로 상승한 양액을 유입하기 위한 홀(234)이 구비된다. The nutrient solution discharge pipe 232 is provided at the upper end of the electrode plate 210 and communicates with the second nutrient solution injection pipe 330 to discharge the nutrient solution passed through the electrode plate 210 to the second air injection tank 300. The nutrient solution discharge pipe 232 is provided with a hole 234 for introducing the nutrient solution raised between the electrode plate 210.

홀(234)은 일정 간격으로 복수개 구비되어, 전극판(210)으로부터 양액 배출관(232) 방향으로 양액을 분출시킨다. 홀(234) 간의 간격은 전극판(210) 간의 간격과 동일한 것이 바람직하다. 그 이유는 전극판(210)으로부터 분사된 양액은 각 홀(234)을 통해 양액 배출관(232)으로 이동하므로, 홀(234)과 전극판(210)은 교대로 배치되기 때문이다.A plurality of holes 234 are provided at regular intervals, and eject the nutrient solution from the electrode plate 210 toward the nutrient solution discharge tube 232. The spacing between the holes 234 is preferably the same as the spacing between the electrode plates 210. This is because the nutrient solution injected from the electrode plate 210 moves to the nutrient solution discharge pipe 232 through each hole 234, so that the holes 234 and the electrode plate 210 are alternately disposed.

양액 배출관(232)의 반대측 단부(제2 양액 주입관(330)에 연결되는 단부의 반대측 단부)는 마개(236) 등에 의해 폐쇄된다. 일정기간 동안 전기분해를 수행한 후 전극판에 오염이 발생할 수 있으므로, 전극판에 양액의 흐름방향(도 3에서 좌측 하단으로부터 우측 상단 방향)과 반대방향(도 3에서 우측 하단으로부터 좌측 상단방향)으로 약염산을 공급하는 역세 프로세스를 수행하게 되는데, 이 경우에는 마개(236)를 열어 양액 배출관(232)의 반대측 단부를 개방시킨 후, 약염산을 공급한다. 도시되지 않았으나, 마개(236)는 제어밸브 등으로 대체될 수도 있음은 상기에서 언급한 바와 같다.The opposite end of the nutrient solution discharge pipe 232 (the opposite end of the end connected to the second nutrient solution injection pipe 330) is closed by a stopper 236 or the like. Since the electrode plate may be contaminated after performing electrolysis for a certain period of time, the flow direction of the nutrient solution to the electrode plate (the lower left to the upper right direction in FIG. 3) and the opposite direction (the upper left to lower left direction in FIG. 3). The backwashing process of supplying weak hydrochloric acid is performed. In this case, the stopper 236 is opened to open the opposite end of the nutrient solution discharge pipe 232, and then the weak hydrochloric acid is supplied. Although not shown, the stopper 236 may be replaced with a control valve or the like as mentioned above.

제2 에어주입탱크(300)는 전기분해에 의한 소독을 마친 양액 내에 용존되어 식물의 성장을 저해할 수 있는 잔여 폐가스를 제거하고, 용존된 오존과 차아염소산을 제거하며, 용존산소량을 높여 양액의 부패를 방지하고 식물의 생장을 촉진하기 위함이다. 이를 위해 제2 에어주입탱크(300)는 하우징(305), 제2 에어공급부(310), 제2 공기산기관(320), 제2 양액 주입관(330) 및 제2 제어밸브(340)를 포함한다.The second air injection tank 300 removes residual waste gas dissolved in the nutrient solution that has been disinfected by electrolysis to inhibit plant growth, removes dissolved ozone and hypochlorous acid, and increases the amount of dissolved oxygen to increase the amount of nutrient solution. To prevent decay and promote plant growth. To this end, the second air injection tank 300 includes a housing 305, a second air supply unit 310, a second air diffuser 320, a second nutrient solution injection pipe 330, and a second control valve 340. Include.

하우징(305)은 제2 에어주입탱크(300)의 내부를 밀폐함으로써, 제2 에어공급부(310)에서 발생하여 제2 공기산기관(320)을 통해 확산된 공기가 외부로 유출되지 않고 양액으로 공급되어, 양액의 용존산소량을 효율적으로 증가시킬 수 있도록 한다.The housing 305 seals the inside of the second air injection tank 300, so that air generated in the second air supply unit 310 and diffused through the second air diffuser 320 does not leak out to the nutrient solution. So that the amount of dissolved oxygen in the nutrient solution can be increased efficiently.

제2 에어공급부(310)는 전기분해장치(200)를 통과한 양액에 산소를 공급하여 양액에 용존되어 있는 오존과 차아염소산을 제거하고 용존산소량을 증가시키기 위해 하우징(305) 내에 공기를 공급한다. 이를 위해 제2 에어공급부(310)는 하우징(305) 내부에 구비되며, 외부로부터 전원을 공급받거나 자체적으로 내장된 배터리 등에 의해 동작하여 공기를 발생시킨다.The second air supply unit 310 supplies oxygen to the nutrient solution that has passed through the electrolysis device 200 to remove ozone and hypochlorous acid dissolved in the nutrient solution and to supply air in the housing 305 to increase the amount of dissolved oxygen. . To this end, the second air supply unit 310 is provided inside the housing 305 and generates air by receiving power from the outside or operating by a battery built in itself.

제2 공기산기관(320)은 제2 에어공급부(310)로부터 공급된 공기를 하우징(305) 내에 확산시키기 위해 구비된다. 이를 위해 제2 공기산기관(320)은 파이프 등에 의해 제2 에어공급부(310)와 연결된다. 제2 공기산기관(320)은 무수한 통공이 형성되어 있는 복수개의 단위 유닛이 파이프 등에 의해 서로 연결되는 형태로 구비될 수 있다. The second air diffuser 320 is provided to diffuse the air supplied from the second air supply unit 310 into the housing 305. To this end, the second air diffuser 320 is connected to the second air supply unit 310 by a pipe or the like. The second air diffuser 320 may be provided in a form in which a plurality of unit units having numerous through holes are connected to each other by a pipe or the like.

제2 공기산기관(320)을 구성하는 단위 유닛들은 구 형상, 육면체 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 각 단위 유닛에는 많은 수의 통공이 구비되어 있어 제2 에어공급부(310)로부터 공급된 공기를 신속히 하우징(305) 내부로 확산시킬 수 있도록 한다. 도시되지 않았으나, 제2 공기산기관(320)은 일측 단부가 폐쇄된 파이프 형태로 형성될 수도 있으며, 파이프의 타측 단부는 제2 에어공급부(310)에 연결되고 파이프의 외주면과 폐쇄된 일측 단부에는 다수의 통공이 형성될 수 있다.The unit units constituting the second air diffuser 320 may be formed in various shapes such as a spherical shape, a hexahedron shape, and each unit unit is provided with a large number of through-holes and is supplied from the second air supply unit 310. Allow air to quickly diffuse into the housing 305. Although not shown, the second air diffuser 320 may be formed in the form of a pipe in which one end is closed, and the other end of the pipe is connected to the second air supply unit 310 and in one end of the pipe that is closed with the outer circumferential surface of the pipe. Multiple apertures may be formed.

제2 양액 주입관(330)은 소독된 양액을 하우징(305) 내부로 유입시킨다. 구체적으로, 제2 양액 주입관(330)의 일측 단부는 전기분해장치(200)의 양액 배출관(232)에 연결되고, 타측 단부는 하우징(305)에 연결된다.The second nutrient solution injection tube 330 introduces the sterilized nutrient solution into the housing 305. Specifically, one end of the second nutrient solution injection pipe 330 is connected to the nutrient solution discharge pipe 232 of the electrolysis device 200, the other end is connected to the housing 305.

제2 양액 주입관(330)은 제2 에어주입탱크(300)의 상단, 즉 하우징(305)의 상단에 구비된다. 이는 전기분해장치(200)의 양액 배출관(232)이 전기분해장치(200)의 상단에 구비되기 때문이다. 전기분해장치(200) 내에서는 하단의 양액 유입관(202)으로부터 양액을 공급받아 이를 전극판(210) 사이로 밀어올려 전기분해한 후, 상단의 양액 배출관(232)을 통해 제2 에어주입탱크(300)로 보내는 과정이 반복된다.The second nutrient solution injection pipe 330 is provided at the upper end of the second air injection tank 300, that is, at the upper end of the housing 305. This is because the nutrient solution discharge pipe 232 of the electrolysis device 200 is provided on the top of the electrolysis device 200. In the electrolysis apparatus 200, the nutrient solution is supplied from the nutrient solution inlet pipe 202 at the lower side and pushed up between the electrode plates 210 to be electrolyzed, and then the second air injection tank (2) is provided through the nutrient solution discharge pipe 232 at the top. The process of sending to 300 is repeated.

제2 제어밸브(340)는 제2 양액 주입관(330)에 구비되어 양액의 흐름을 제어한다. 제2 제어밸브(340)는 양액이 전기분해장치(200)에서 충분한 소독이 이루어질 때까지 제2 양액 주입관(330)을 폐쇄하고, 오존과 차아염소산의 양이 기준치 이상이 될 경우 제2 양액 주입관(330)을 개방하여 양액이 제2 에어주입탱크(300)로 유입될 수 있도록 한다. 이를 위해 제2 제어밸브(340)에는 액체의 용존오존량과 차아염소산량을 측정할 수 있는 센서가 구비되어, 연속적으로 양액의 용존오존량과 차아염소산량을 체크하여 제2 제어밸브(340)가 자동으로 작동하도록 할 수도 있다.The second control valve 340 is provided in the second nutrient solution injection pipe 330 to control the flow of nutrient solution. The second control valve 340 closes the second nutrient solution injection pipe 330 until the nutrient solution is sufficiently disinfected in the electrolysis device 200, and the second nutrient solution when the amount of ozone and hypochlorous acid is higher than the reference value. The injection pipe 330 is opened to allow the nutrient solution to flow into the second air injection tank 300. To this end, the second control valve 340 is provided with a sensor that can measure the amount of dissolved ozone and hypochlorous acid, the second control valve 340 automatically checks the amount of dissolved ozone and hypochlorous acid of the nutrient solution continuously. You can also make it work.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독방법의 흐름도이다.Figure 4 is a flow chart of the nutrient solution disinfection method for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독방법은, 도 4를 참조하면, 공기발생단계(S10), 공기확산단계(S20), 산소공급단계(S30), 전기분해 및 소독단계(S40), 산소공급단계(S50), 및 역세단계(S60)를 포함하여 이루어진다.Nutrient disinfection method for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention, referring to Figure 4, air generation step (S10), air diffusion step (S20), oxygen supply step (S30), electrolysis and disinfection step (S40) ), Oxygen supply step (S50), and backwashing step (S60).

공기발생단계(S10)는 공기발생장치 또는 산소발생장치를 이용하여 공기 또는 산소를 발생시키는 단계이다. 예컨대, 공기발생단계(S10)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치의 제1 에어공급부(110)를 통해 수행될 수 있으며, 식물공장용 양액에 산소를 공급하여 용존산소량을 증가시키고 양액의 전기분해시 차아염소산과 오존 발생량을 증가시키기 위함이다.Air generation step (S10) is a step of generating air or oxygen using an air generator or an oxygen generator. For example, the air generation step (S10) may be performed through the first air supply unit 110 of the nutrient solution disinfection device for a plant factory in accordance with a preferred embodiment of the present invention, by supplying oxygen to the nutrient solution for the plant factory dissolved oxygen amount To increase the amount of hypochlorous acid and ozone during electrolysis of nutrient solution.

공기확산단계(S20)는 공기발생단계(S10)를 통해 생성한 공기를 밀폐된 공간 내에 확산시키는 단계이다. 예컨대, 공기확산단계(S20)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치의 제1 공기산기관(120)을 통해 수행될 수 있으며, 공급된 공기를 신속히 밀폐된 공간 내부로 확산시킴으로써 양액 내에 충분히 산소가 용해될 수 있도록 하기 위함이다.Air diffusion step (S20) is a step of diffusing the air generated through the air generation step (S10) in a closed space. For example, the air diffusion step (S20) may be performed through the first air diffuser 120 of the nutrient solution disinfection device for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention, and quickly spread the supplied air into the closed space This is to allow sufficient oxygen to be dissolved in the nutrient solution.

산소공급단계(S30)는 공기발생단계(S10)와 공기확산단계(S20)를 통해 밀폐된 공간 내에 포화된 공기가 양액 내부로 용해되는 단계이다. 양액 내에 충분한 산소공급을 통해 용존산소량을 증가시키고, 양액의 전기분해시 차아염소산과 오존 발생량을 증가시키게 된다.Oxygen supply step (S30) is a step of dissolving the air saturated in the sealed space through the air generation step (S10) and the air diffusion step (S20) into the nutrient solution. Sufficient oxygen supply in the nutrient solution increases the amount of dissolved oxygen, and during the electrolysis of the nutrient solution, the amount of hypochlorous acid and ozone is increased.

전기분해 및 소독단계(S40)는 충분히 산소가 공급된 양액을 전기분해시켜 차아염소산과 오존을 발생시킴으로써 양액을 소독하는 단계이다. 예컨대, 전기분해 및 소독단계(S40)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치의 전기분해장치(200)를 통해 수행될 수 있으며, 용존산소량이 증가한 양액을 직류전원이 인가된 복수개의 전극판 사이로 통과시켜 전기분해함으로써 차아염소산과 오존을 발생시켜 양액을 소독한다.Electrolysis and disinfection step (S40) is a step of disinfecting the nutrient solution by electrolyzing the nutrient solution supplied with sufficient oxygen to generate hypochlorous acid and ozone. For example, the electrolysis and disinfection step (S40) may be performed through the electrolysis device 200 of the nutrient solution disinfection device for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention, the nutrient solution in which the amount of dissolved oxygen is increased By electrolysis through a plurality of electrode plates to generate hypochlorous acid and ozone to disinfect the nutrient solution.

산소공급단계(S50)는 전기분해 및 소독단계(S40)를 통해 소독 프로세스를 거친 양액에 산소를 공급하여 양액에 용존되어 있는 오존과 차아염소산을 제거하고 용존산소량을 증가시키는 단계이다. 예컨대, 산소공급단계(S50)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치의 제2 에어주입탱크(300)를 통해 수행될 수 있다.Oxygen supply step (S50) is a step of removing oxygen and hypochlorous acid dissolved in the nutrient solution by supplying oxygen through the sterilization process through the electrolysis and disinfection step (S40) to increase the amount of dissolved oxygen. For example, the oxygen supply step (S50) may be performed through the second air injection tank 300 of the nutrient solution disinfection device for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention.

역세단계(S60)는 전기분해장치에 역방향으로 약염산을 공급함으로써 전극판의 오염을 방지하는 단계이다. 예컨대, 역세단계(S60)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장용 양액 소독장치의 전기분해장치(200)를 통해 수행될 수 있으며, 전기분해시의 양액흐름방향과 반대방향으로 약염산을 공급함은 상기에서 언급한 바와 같다.Backwashing step (S60) is a step of preventing contamination of the electrode plate by supplying weak hydrochloric acid in the reverse direction to the electrolysis device. For example, the backwashing step (S60) may be performed through the electrolysis device 200 of the nutrient solution disinfection device for a plant factory according to a preferred embodiment of the present invention, the weak hydrochloric acid in the opposite direction to the nutrient solution flow during electrolysis The feed box is as mentioned above.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

본 발명은 식물공장에서 사용되는 양액을 소독하고 충분한 산소를 공급함으로써, 식물공장용 양액 소독장치의 설계 및 제조분야에 광범위하게 적용될 수 있다.The present invention can be widely applied to the field of design and manufacture of a nutrient solution disinfection device for a plant factory by disinfecting nutrient solution used in a plant factory and supplying sufficient oxygen.

100 - 제1 에어주입탱크 110 - 제1 에어공급부
120 - 제1 공기산기관 130 - 제1 양액 주입관
140 - 제1 제어밸브 200 - 전기분해장치
202 - 양액 유입관 210 - 전극판
232 - 양액 배출관 300 - 제2 에어주입탱크
310 - 제2 에어공급부 320 - 제2 공기산기관
330 - 제2 양액 주입관 340 - 제2 제어밸브
100-1st air injection tank 110-1st air supply part
120-first air diffuser 130-first nutrient solution inlet tube
140-First control valve 200-Electrolysis device
202-nutrient solution inlet tube 210-electrode plate
232-Nutrient Discharge Pipe 300-Second Air Injection Tank
310-second air supply unit 320-second air diffuser
330-2nd nutrient solution inlet tube 340-2nd control valve

Claims (5)

식물공장에서 사용되는 양액에 산소를 공급하여 용존산소량을 증가시키고 양액의 전기분해시 차아염소산과 오존 발생량을 증가시키기 위한 제1 에어공급부와, 상기 제1 에어공급부로부터 공급된 공기를 확산시키기 위한 제1 공기산기관과, 양액을 외부로 배출하기 위한 제1 양액 주입관과, 상기 제1 양액 주입관에 구비되어 양액의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브를 포함하는 제1 에어주입탱크;
상기 양액 주입관으로부터 양액을 공급받아 양액의 전기분해를 통해 차아염소산과 오존을 발생시켜 양액을 소독하는 전기분해장치; 및
상기 전기분해장치를 통과한 양액에 산소를 공급하여 양액에 용존되어 있는 차아염소산과 오존을 제거하고 용존산소량을 증가시키기 위한 제2 에어공급부와, 상기 제2 에어공급부로부터 공급된 공기를 확산시키기 위한 제2 공기산기관과, 상기 전기분해장치로부터 양액을 공급받는 제2 양액 주입관과, 상기 제2 양액 주입관에 구비되어 양액의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브를 포함하는 제2 에어주입탱크
를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물공장용 양액 소독장치.
A first air supply unit for supplying oxygen to the nutrient solution used in the plant factory to increase the amount of dissolved oxygen and to increase the amount of hypochlorous acid and ozone during electrolysis of the nutrient solution, and a second air diffusion unit for diffusing the air supplied from the first air supply unit A first air injection tank including an air diffuser, a first nutrient solution inlet tube for discharging nutrient solution to the outside, and a first control valve provided in the first nutrient solution inlet tube to control the flow of nutrient solution;
An electrolysis device which receives the nutrient solution from the nutrient solution infusion tube and generates hypochlorous acid and ozone through electrolysis of the nutrient solution to disinfect the nutrient solution; And
A second air supply unit for supplying oxygen to the nutrient solution that has passed through the electrolysis device to remove hypochlorous acid and ozone dissolved in the nutrient solution and increasing the amount of dissolved oxygen, and for diffusing air supplied from the second air supply unit A second air injection tank including a second air diffuser, a second nutrient solution inlet tube supplied with nutrient solution from the electrolysis device, and a second control valve provided at the second nutrient solution inlet tube to control the flow of nutrient solution
Nutrient disinfection device for a plant factory comprising a.
제1항에 있어서,
상기 제1 양액 주입관은 상기 제1 에어주입탱크의 하단에 구비되며, 상기 제2 양액 주입관은 상기 제2 에어주입탱크의 상단에 구비되는 것을 특징으로 하는 식물공장용 양액 소독장치.
The method of claim 1,
The first nutrient solution injection tube is provided at the lower end of the first air injection tank, the second nutrient solution injection tube is a nutrient solution disinfection device for a plant factory, characterized in that provided on the top of the second air injection tank.
제2항에 있어서, 상기 전기분해장치는
상기 제1 양액 주입관과 연통되어 상기 제1 에어주입탱크로부터 배출된 양액을 유입하고, 일정 간격으로 복수개의 홀이 형성되며, 반대측 단부는 마개로 폐쇄되는 양액 유입관;
상기 양액 유입관의 상부에 일정 간격으로 서로 평행하게 이격되되, 상기 각 홀과 홀 사이에 하나씩 배치되는 복수개의 전극판; 및
상기 전극판의 상단에 구비되며, 상기 제2 양액 주입관과 연통되어 상기 전극판을 거친 양액을 상기 제2 에어주입탱크로 배출하고, 일정 간격으로 복수개의 홀이 형성되며, 반대측 단부는 마개로 폐쇄되는 양액 배출관
을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물공장용 양액 소독장치.
The method of claim 2, wherein the electrolysis device
A nutrient solution inlet tube communicating with the first nutrient solution inlet tube to introduce nutrient solution discharged from the first air injection tank, and having a plurality of holes formed at predetermined intervals, and opposite ends of which are closed with a stopper;
A plurality of electrode plates spaced apart from each other in parallel at a predetermined interval on an upper portion of the nutrient solution inlet pipe and disposed one by one between each hole and the hole; And
It is provided on the upper end of the electrode plate, and communicates with the second nutrient solution injecting tube to discharge the nutrient solution passed through the electrode plate to the second air injection tank, a plurality of holes are formed at regular intervals, the opposite end is a stopper Closed nutrient solution discharge line
Nutrient disinfection device for a plant factory comprising a.
제3항에 있어서,
상기 전극판 중 양측 말단에 위치한 전극판에 반대 극성의 직류전원이 인가되는 것을 특징으로 하는 식물공장용 양액 소독장치.
The method of claim 3,
The nutrient solution disinfection device for a plant factory, characterized in that the DC power of the opposite polarity is applied to the electrode plates located at both ends of the electrode plate.
(a) 밀폐된 공간에서 공기를 발생시킨 후 확산시킴으로써 식물공장에서 사용되는 양액에 산소를 공급하는 단계;
(b) 상기 (a)단계를 통해 용존산소량이 증가한 양액을 직류전원이 인가된 복수개의 전극판 사이로 통과시켜 전기분해함으로써 차아염소산과 오존을 발생시켜 양액을 소독하는 단계;
(c) 상기 (b)단계를 통해 소독된 양액에 산소를 공급하여 양액에 용존되어 있는 차아염소산과 오존을 제거하고 양액의 용존산소량을 증가시키는 단계; 및
(d) 상기 복수개의 전극판에 약염산을 공급하여 역세과정을 통해 상기 전극판의 오염을 방지하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물공장용 양액 소독방법.
(a) supplying oxygen to the nutrient solution used in the plant factory by generating and diffusing air in a closed space;
(b) disinfecting the nutrient solution by generating hypochlorous acid and ozone by passing the nutrient solution having an increased dissolved oxygen amount through the plurality of electrode plates to which the DC power is applied through step (a);
(c) supplying oxygen to the sterilized nutrient solution through step (b) to remove hypochlorous acid and ozone dissolved in the nutrient solution and to increase the amount of dissolved oxygen in the nutrient solution; And
(d) supplying weak hydrochloric acid to the plurality of electrode plates to prevent contamination of the electrode plates through a backwashing process;
Nutrient disinfection method for a plant factory comprising a.
KR1020100126265A 2010-12-10 2010-12-10 Device and Method of disinfecting nutrient solution for plant factory KR101206008B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100126265A KR101206008B1 (en) 2010-12-10 2010-12-10 Device and Method of disinfecting nutrient solution for plant factory

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100126265A KR101206008B1 (en) 2010-12-10 2010-12-10 Device and Method of disinfecting nutrient solution for plant factory

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120064983A true KR20120064983A (en) 2012-06-20
KR101206008B1 KR101206008B1 (en) 2012-11-28

Family

ID=46684893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100126265A KR101206008B1 (en) 2010-12-10 2010-12-10 Device and Method of disinfecting nutrient solution for plant factory

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101206008B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101603067B1 (en) 2013-12-19 2016-03-14 상명대학교 천안산학협력단 Including sterile hydroponic culture recirculation device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3641752B2 (en) 1994-11-16 2005-04-27 日本インテック株式会社 Electrolyzed water generator
JP2002065089A (en) 2000-08-28 2002-03-05 Maruko & Co Ltd Method and apparatus for treating nutrient solution of cultivation

Also Published As

Publication number Publication date
KR101206008B1 (en) 2012-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101192139B1 (en) Vertical type plant cultivating device for water culture
CN104521372B (en) A kind of seed educates bud hydroponic device
CN1894439A (en) Flow-through oxygenator
KR20100039988A (en) Home hydroponic system co-cultivating plants and small fish
CN201766924U (en) Household appliance with cultivation function
KR20210085536A (en) Method and system for manufacturing of sprout ginseng
CN109699675A (en) A method of Ozone Water being made with water and replaces pesticide and is replaced with Pipe spraying manually spraying
WO2012072273A1 (en) Plant growing unit
CN104957024A (en) High efficient yield-increasing plant plantation case
KR101206008B1 (en) Device and Method of disinfecting nutrient solution for plant factory
JP6067875B2 (en) Plant cultivation system
JP5308247B2 (en) Hydroponic cultivation equipment and hydroponic cultivation method
KR102474821B1 (en) Rotary type green mushroom cultivator with asepsis and positive pressure
CN111096315A (en) Manufacture and application of facility cultivation solar plant disease and pest therapeutic apparatus
KR20140025986A (en) Plant cultivation system which can recycle the culturing water
CN211960318U (en) Plant growth cabinet
KR102243342B1 (en) System for hydroponic culuturing ginseng seedling
KR100249733B1 (en) Environment-friendly farming method using anion and ozone and its farming device
JP2009072151A (en) Hydroponic method for plant
JP2011172539A (en) Cultivation device
CN217184241U (en) Water planting device
CN207524320U (en) A kind of vegetables storage box
CN208783434U (en) Hydroponic plant planting unit
CN104871752B (en) A kind of explant preprocess method before rubber tree nursery stock inducing clumping bud culture
KR20010089098A (en) A automatic production system for growing of a efficacy bean sprouts

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161222

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180122

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181121

Year of fee payment: 7