KR20130076571A

KR20130076571A - 종자 소독장치

Info

Publication number: KR20130076571A
Application number: KR1020110145208A
Authority: KR
Inventors: 이상우; 이상덕; 심상연; 이영석; 김성기; 임재욱; 정혜임; 박영환
Original assignee: 경기도; 주식회사 덕영엔지니어링
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-08
Also published as: KR101341837B1

Abstract

본 발명은 종자 소독장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 식물재배기 또는 식물공장의 재배베드에 사용되어 대량 재배되는 식물 종자를 멸균 처리하는 종자 소독장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 원수를 저장하는 물저장조, 소금물을 저장하는 소금물저장조, 양이온교환막에 의해 내부공간이 분리되고 상기 양이온교환막을 사이에 두고 마주하여 위치하는 양극판과 음극판을 구비하며 상기 음극판 측에서는 물저장조에서 원수를 공급받아 전해반응을 통해 발생한 수소 가스(H₂)와 알칼리성 용액(NaOH)을 생성하고, 상기 양극판 측에서는 소금물저장조에서 소금물을 공급받아 전해반응을 통해 발생한 복합가스(Cl₂, ClO₂, O₃)와 산성 용액(HCl)을 생성하는 전해조, 상기 음극판 측에서 생성된 수소 가스와 알칼리성 용액을 저장하는 NaOH저장조, 상기 양극판 측에서 생성된 복합가스와 산성 용액을 저장하는 HCl저장조, 상기 NaOH저장조의 알칼리성 용액과 HCl저장조의 산성 용액을 혼합한 ENOGEN 용액을 저장하는 ENOGEN저장조 및 상기 HCl저장조의 복합가스를 공급받아 종자를 소독하는 종자살균챔버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

종자 소독장치{Plant seed sterilizers }

본 발명은 종자 소독장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 식물재배기 또는 식물공장의 재배베드에 사용되어 대량 재배되는 식물 종자를 멸균 처리하는 종자 소독장치에 관한 것이다.

최근 웰빙 먹을거리에 대한 관심이 높아지면서 채소 식단이 늘고 있다. 그 중에서도 농약을 사용하지 않고 빨리 키워 수확할 수 있으며 비타민과 노화방지 성분이 풍부하다는 점에서 새싹채소 수요가 늘고 있다. 하지만 선진국을 중심으로 새싹채소에 의한 식중독 사고가 보고되면서 채소 종자 소독이 중요한 이슈가 되고 있다. 특히, 하나의 공간에서 채소를 대량 재배하는 식물공장에서는 세균에 오염되지 않은 종자를 확보하는 것이 매우 중요하다.

채소 종자를 소독하는 대표적인 방법에는 종자를 농약 수용액에 일정시간 담그는 침지소독과 종자를 냉수에 6 ~ 7시간 담갔다가 뜨거운 물이 든 통에 7 ~ 8분 담갔다가 냉수로 식혀서 그늘에 말리는 냉수온탕침법 등이 있다. 특허출원 제10-2010-0135027호 “종자소독기”에 냉수온탕침법에 사용되는 종자소독기가 제안되어 있는데, 냉수온탕침법은 살균 효과가 떨어져서 완전 살균이 불가능하다는 문제점이 있었다.

또한, 침지소독의 경우에는 소독에 사용되는 농약이 종자에 잔존하여 친환경 농법에 의한 채소재배에는 적당하지 않다는 문제점이 있었다.

본 발명은 대량 재배되는 식물 종자를 소독하여 멸균 처리하고 소독물질을 깨끗이 제거하는 식물공장의 친환경 농법에 적합한 종자 소독장치를 제공하는데 목적이 있다.

이하 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

과제 해결 수단과 관련하여,

본 발명은 원수를 저장하는 물저장조, 소금물을 저장하는 소금물저장조, 양이온교환막에 의해 내부공간이 분리되고 상기 양이온교환막을 사이에 두고 마주하여 위치하는 양극판과 음극판을 구비하며 상기 음극판 측에서는 물저장조에서 원수를 공급받아 전해반응을 통해 발생한 수소 가스(H₂)와 알칼리성 용액(NaOH)을 생성하고, 상기 양극판 측에서는 소금물저장조에서 소금물을 공급받아 전해반응을 통해 발생한 복합가스(Cl₂, ClO₂, O₃)와 산성 용액(HCl)을 생성하는 전해조, 상기 음극판 측에서 생성된 수소 가스와 알칼리성 용액을 저장하는 NaOH저장조, 상기 양극판 측에서 생성된 복합가스와 산성 용액을 저장하는 HCl저장조, 상기 NaOH저장조의 알칼리성 용액과 HCl저장조의 산성 용액을 혼합한 ENOGEN 용액을 저장하는 ENOGEN저장조 및 상기 HCl저장조의 복합가스를 공급받아 종자를 소독하는 종자살균챔버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 종자살균챔버는 상기 HCl저장조의 복합가스를 완전 밀폐 가능한 내부공간에 공급받는 외통 및 상기 외통의 내부공간에 삽입되어 내통구동모터에 의해 회전되는 회전막대에 탈부착이 가능하도록 결합되며 다수의 통기공이 형성된 하우징의 내부에는 종자를 수납할 수 있는 수납공간이 형성된 내통을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 종자살균챔버 내부의 공기를 흡입하여 종자살균챔버의 내부 압력을 감소시키는 이젝터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 ENOGEN저장조에서 ENOGEN 용액을 공급받아 외통에 연결된 분사노즐을 통해 종자살균챔버 내부로 분출함으로서 종자살균챔버 내부의 복합가스를 중화하고 ENOGEN 용액을 다시 ENOGEN저장조로 배출하는 배출가스정화부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 염소 농도 6%의 복합가스로 60분 동안 식물 종자를 소독하면 식물 종자의 발아율이 95% 이상 유지되면서도 생존하는 세균이 검출되지 않는 멸균 처리가 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 원수와 소금물만을 이용하여 식물 종자를 소독하는데 필요한 복합가스를 생성함으로서 저렴한 비용으로 멸균 처리가 가능한 효과도 있다.

또한, 본 발명은 복합가스가 식물 종자에 고르게 접촉하도록 하여 소독 효율을 높이는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 식물 종자를 소독한 복합가스를 중화하여 배출함으로서 독성이 강한 소독물질이 종자에 잔류하거나 외부로 배출되지 않게 되는 효과도 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 종자 소독장치를 도시한 계통도.
도 2는, 종자살균챔버를 도시한 도면.
도 3은, 종자살균챔버의 내통을 도시한 도면.
도 4는, 6% 복합가스 처리시간별 새싹채소 종자 발아율(발아처리 3일후 조사)을 도시한 그래프.

이하에서 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 종자 소독장치의 구체적인 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 종자 소독장치를 도시한 계통도, 도 2는 종자살균챔버를 도시한 도면, 도 3은 종자살균챔버의 내통을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 종자 소독장치(10)는 물저장조(100), 소금물저장조(200), 전해조(300), NaOH저장조(400), HCl저장조(500), ENOGEN저장조(600), 종자살균챔버(700), 이젝터(미도시) 및 배출가스정화부를 포함하여 구성된다.

상기 물저장조(100)는 인공 처리가 되기 전의 자연 그대로의 물인 원수를 저장하고, 물투입펌프(110)가 설치된 배관을 통해 전해조(300)의 음극판 측으로 연결된다.

상기 소금물저장조(200)는 원수에 염화나트륨(NaCl)을 용해시킨 소금물을 저장하고, 소금물투입펌프(210)가 설치된 배관을 통해 전해조(300)의 양극판 측으로 연결된다.

상기 전해조(300)는 양이온만 통과시키는 양이온교환막을 중심으로 내부공간이 분리되고, 내부공간에는 양이온교환막을 사이에 두고 마주하여 위치하는 음극판과 양극판이 구비한다.

상기 NaOH저장조(400)는 전해조(300)의 음극판 측에서 연결되고, 음극판 측에서 발생한 수소 가스(H₂)와 알칼리성 용액(NaOH)을 저장한다. 또한, 상기 NaOH저장조(400)는 수소 가스를 외부로 배출하는 수소가스배출구를 구비한다.

상기 HCl저장조(500)는 전해조(300)의 양극판 측에서 연결되고, 양극판 측에서 발생한 복합가스와 산성 용액(HCl)을 저장한다. 또한, 상기 HCl저장조(500)는 밸브(510)가 설치된 배관을 통해 종자살균챔버(700)로 연결된다.

상기 ENOGEN저장조(600)는 NaOH저장조(400)와 HCl저장조(500)에서 연결되고, NaOH저장조(400)에 저장된 알칼리성 용액(NaOH)과 HCl저장조(500)에 저장된 산성 용액(HCl)을 혼합한 ENOGEN 용액을 저장한다. 본 명세서에서 ENOGEN 용액이란 복합가스가 용해된 HCl 용액과 NaOH 용액을 혼합하여 만들어지는 ClO₂ 수용액, HOCl 수용액 및 O₃ 수용액을 포함하는 pH 5.5 ~ 8의 복합전해산화수를 의미하는 것으로 약속한다.

상기 종자살균챔버(700)는 HCl저장조로부터 복합가스를 공급받고 완전 밀폐 가능한 외통(710) 및 상기 외통의 내부공간에 삽입되어 외통에 고정 설치된 내통구동모터(714)에 의해 회전되는 회전막대(716)에 탈부착이 가능하도록 결합되는 내통(720)을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 외통(710)과 내통(720)은 내부를 관찰할 수 있도록 투명 재질인 것이 바람직하다.

상기 외통(710)은 내부공간으로 내통을 삽입할 수 있는 출입구를 제공하는 개폐 가능한 뚜껑(712)을 구비하고, 상기 뚜껑(712)은 외통을 밀폐도를 높이기 위해 고무링을 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 내통(720)은 내부공간으로 종자를 수납할 수 있는 출입구를 제공하는 개폐 가능한 뚜껑(722) 및 상기 외통에 공급된 복합가스가 내통의 내부공간으로 확산될 수 있는 다수의 통기공(724)을 구비한다. 상기 통기공(724)은 공기, 복합가스, ENOGEN 용액 등의 유체는 통과시키지만 종자는 통과시키지 않는 크기를 가지고, 내통(720)의 측벽 모두에 빗살무늬 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 내통(720)은 회전막대를 높이 방향의 축으로 하는 다각기둥 형상을 이룸으로서 내통이 회전하면 내부공간에 수납된 종자가 다각기둥의 측벽과의 마찰력에 의해 최대한 높이 올라갔다가 떨어지면서 종자와 복합가스 사이의 접촉을 원활하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 내통(720)은 마찬가지 이유로 회전막대와 평행하게 내통의 내부 측면에서 돌출된 돌출벽(미도시)을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 내통(720)은 회전막대에 대하여 나선형으로 내통의 외부 측면에 일체로 결합된 다수의 교반날개(726)를 구비함으로서 공기보다 무거운 복합가스를 순환시키는 것이 바람직하다.

상기 이젝터(미도시)는 유체를 돌출부가 형성된 배관으로 통과시키면 돌출부의 최고점에서 분기하여 외통(710)으로 연결된 흡입관을 통해 외통(710) 내부의 공기를 흡입하여 내부 압력을 감소시키게 된다. 상기 이젝터는 공지된 장치로서 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.

상기 배출가스정화부는 ENOGEN저장조에서 외통의 측벽에 설치된 분사노즐(812)로 연결되는 제1 배관에 차례로 설치된 ENOGEN분사펌프(814) 및 밸브(816), 상기 외통과 ENOGEN저장조를 연결하는 제2 배관에 연결된 밸브(818)를 포함하여 구성된다.

이하에서 본 발명에 따른 종자 소독장치(10)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

물투입펌프(110)와 소금물투입펌프(210)를 가동하면, 물저장조(100)에 저장된 원수는 전해조(300)의 음극판 측 내부공간으로 공급되고, 소금물저장조(200)에 저장된 소금물은 전해조(300)의 양극판 측 내부공간으로 공급된다.

전해조(300)에 전기를 공급하면, 음극판과 양극판은 각각 음극과 양극의 극성을 띠게 되고, 음극판 측 내부공간에서 수소가스와 알칼리성 용액이 생성되어 NaOH저장조(400)에 저장되며, 양극판 측 내부공간에서 복합가스와 산성 용액이 생성되어 HCl저장조(500)에 저장된다. 전해조(300)의 양극판과 음극판에서의 전해반응의 구체적인 내용은 주식회사 덕영엔지니어링의 선 특허 제10-0953180호 “순수 차아염소산 제조 장치”에 게시되어 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

내부공간에 종자를 수납한 내통(720)을 외통(710)의 내부에 삽입 고정하고 뚜껑(712)을 닫아 외통(710)의 내부공간을 완전 밀폐시킨다.

HCl저장조(500)와 외통(710)을 연결하는 배관의 밸브(510)를 개방하면, HCl저장조(500)에 저장된 복합가스는 압력 차이에 의해 HCl저장조(500)에서 외통(710)의 내부공간으로 공급되고, 외통(710)으로 공급된 복합가스는 내통(720)의 통기공(724)을 통해 내통(720) 내부로 자연 확산되어 복합가스에 의한 종자 소독이 이루어진다. 이 때, 밸브(510)를 개방하기에 앞서 이젝터를 작동하여 외통(710) 내부의 압력을 낮춰주는 것이 복합가스의 원활한 공급에 바람직하다.

내통구동모터(714)를 작동하면, 내통구동모터(714)에 의해 회전하는 회전막대(716)에 결합된 내통(720)이 회전하게 되어 내통(720)의 내부공간에 수납된 종자와 복합가스 간의 접촉을 원활하게 한다.

종자 소독이 완료되면 내통구동모터(714)의 작동을 멈추고 밸브(816, 818)를 개방한 후 ENOGEN분사펌프(814)를 작동하면, ENOGEN 용액이 종자살균챔버 내부로 분출됨으로서 종자살균챔버 내부의 복합가스를 중화하고 다시 ENOGEN저장조(600)로 회수된다. 이 때, 중화용액으로 ENOGEN 용액이 아닌 원수 또는 NaOH 용액을 사용하는 것도 가능하다.

이하에서 첨부된 표 1 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 종자 소독장치(10)의 효다.

표 1은 본 발명에 따른 종자소독기(10)를 이용한 새싹채소 종자소독 결과, 도 4는 6% 복합가스 처리시간별 새싹채소 종자 발아율(발아처리 3일 후 조사)을 도시한 그래프이다.

복합가스 처리시간 (분)	종자내 총 세균수(CFU/g)
복합가스 처리시간 (분)	배추	청경채	유채
0(무처리)	239	1,256	1,939
20	100	693	88
40	3	23	39
60	ND	ND	ND

CFU : Colony Forming Unit

ND : 검출안됨(Not detected)

처리방법 : 6% 가스농도를 시간별 처리

상기 표 1에 도시된 것처럼 배추, 청경채, 유채 종자를 6% 복합가스 농도로 20분, 40분, 60분 처리하였을 경우에 20분 처리구와 40분 처리구에서는 생존하는 세균이 일부 검출되었으나 60분 처리구에서는 생존하는 세균이 검출되지 않는 완전 살균, 즉 멸균처리가 가능한 것으로 판명되었다. 한편, 전해조(300)를 정전류(16A 고정)로 1분간 가동하면 1%의 염소가스가 발생하는 것으로 관찰되었으므로 6분간 가동하면 6% 농도의 복합가스를 생성할 수 있게 된다.

또한, 도 4에 도시된 것처럼 종자발아율의 경우 배추는 무 처리구와 60분 처리구에서 큰 차이가 없이 95% 이상의 발아율을 보였고, 청경채에서는 복합가스 처리 후에 오히려 발아율이 증가하는 현상을 보였으며, 유채에서도 무 처리구와 복합가스 처리구의 발아율에서 큰 차이가 없는 것으로 관찰되어 복합가스가 발아율에 나쁜 영향을 주지 않으면서 종자를 안전하게 멸균하는 것이 가능한 것으로 판명되었다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10 : 종자 소독장치
100 : 물저장조
200 : 소금물저장조
300 : 전해조
400 : NaOH저장조
500 : HCl저장조
600 : ENOGEN저장조
700 : 종자살균챔버

Claims

원수를 저장하는 물저장조;
소금물을 저장하는 소금물저장조;
양이온교환막에 의해 내부공간이 분리되고, 상기 양이온교환막을 사이에 두고 마주하여 위치하는 양극판과 음극판을 구비하며, 상기 음극판 측에서는 물저장조에서 원수를 공급받아 전해반응을 통해 발생한 수소 가스(H₂)와 알칼리성 용액(NaOH)을 생성하고, 상기 양극판 측에서는 소금물저장조에서 소금물을 공급받아 전해반응을 통해 발생한 복합가스(Cl₂, ClO₂, O₃)와 산성 용액(HCl)을 생성하는 전해조;
상기 음극판 측에서 생성된 수소 가스와 알칼리성 용액을 저장하는 NaOH저장조;
상기 양극판 측에서 생성된 복합가스와 산성 용액을 저장하는 HCl저장조;
상기 NaOH저장조의 알칼리성 용액과 HCl저장조의 산성 용액을 혼합한 ENOGEN 용액을 저장하는 ENOGEN저장조; 및
상기 HCl저장조의 복합가스를 공급받아 종자를 소독하는 종자살균챔버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 종자 소독장치.
제1항에 있어서,
상기 종자살균챔버는,
상기 HCl저장조의 복합가스를 완전 밀폐 가능한 내부공간에 공급받는 외통; 및
상기 외통의 내부공간에 삽입되어 내통구동모터에 의해 회전되는 회전막대에 탈부착이 가능하도록 결합되며, 다수의 통기공이 형성된 하우징의 내부에는 종자를 수납할 수 있는 수납공간이 형성된 내통을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 종자 소독장치.
제2항에 있어서,
상기 내통은 회전막대를 높이 방향의 축으로 하는 다각기둥 형상의 하우징인 것을 특징으로 하는 종자 소독장치.
제2항에 있어서,
상기 내통은,
상기 회전막대에 대하여 나선형으로 내통의 외부 측면에 일체로 결합된 다수의 교반날개를 구비한 것을 특징으로 하는 종자 소독장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 종자살균챔버 내부의 공기를 흡입하여 종자살균챔버의 내부 압력을 감소시키는 이젝터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 종자 소독장치.
제5항에 있어서,
상기 ENOGEN저장조에서 ENOGEN 용액을 공급받아 외통에 연결된 분사노즐을 통해 종자살균챔버 내부로 분출함으로서 종자살균챔버 내부의 복합가스를 중화하고 ENOGEN 용액을 다시 ENOGEN저장조로 배출하는 배출가스정화부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 종자 소독장치.
제5항에 있어서,
상기 물저장조에서 원수를 공급받아 외통에 연결된 분사노즐을 통해 종자살균챔버 내부로 분출함으로서 종자살균챔버 내부의 복합가스를 중화하고 원수를 다시 물저장조로 배출하는 배출가스정화부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 종자 소독장치.
제5항에 있어서,
상기 NaOH저장조에서 NaOH 용액을 공급받아 외통에 연결된 분사노즐을 통해 종자살균챔버 내부로 분출함으로서 종자살균챔버 내부의 복합가스를 중화하고 NaOH 용액을 다시 NaOH저장조로 배출하는 배출가스정화부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 종자 소독장치.