KR20200109408A - 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 활수산물 수송차량에 탑재된 수중살균부에서 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2 를 생성하여 강력한 산화력을 통해 처리수를 살균처리하고, 마이크로 버블 및 폭기를 통해 수중 유해물질을 제거하여 활수산물 이송 중 발생될 수 있는 수산생물의 전염병의 확산을 예방하여 체계적인 방역 및 위생관리가 가능하도록 하는 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 활수산물 수송차량의 후방부에 구비되고, 격벽에 의해 구획화되어 있는 격실로 이루어지며, 상기 격실에 다량의 어종을 보관하여 운반할 수 있도록 하고, 각 격실 간에는 유입된 용수가 순환할 수 있도록 유기적으로 연결되어 있는 수조부; 수조부의 전방에 위치하고 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2 를 생성하여 산화력을 통해 수조부에 수용된 용수를 살균처리하는 수중살균부를 포함하고, 수중 살균부는 플라즈마 처리 전 수조부의 처리수에 함유된 입자성 고형물을 제거하여 분리시키는 1차 필터부, 1차 필터부에 의해 필터처리된 처리수에 에어펌프를 이용하여 공기를 주입하여 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2를 생성하여 살균처리하고, 마이크로버블 및 폭기를 이용하여 수중 유해물질을 제거하는 플라즈마 수처리부, 상부에 활성탄, 제올라이트를 포함하는 흡착제재를 수용할 수 있도록 소정 직경의 망으로 이루어진 제2 여과재가 구비되고, 제2 여과재의 하부에 제2 여과솜이 구비되며, 제2 여과솜의 하부에 제2 받침대가 구비되어 플라즈마 처리에 의해 발생되는 오존을 제거하여 1차필터부에서 제거되지 않은 미립성 고형물을 마이크로 필터에 의해 제거하는 중화처리부, 중화처리부에 의해 처리된 처리수에 순환펌프를 이용하여 순환수를 공급하는 순환펌프부, 1차 필터부, 플라즈마 수처리부, 중화처리부, 순환펌프부를 포함하는 각 장치를 제어하는 중앙제어부를 포함하는 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치를 제공할 수 있다.
이를 위해 본 발명은 활수산물 수송차량의 후방부에 구비되고, 격벽에 의해 구획화되어 있는 격실로 이루어지며, 상기 격실에 다량의 어종을 보관하여 운반할 수 있도록 하고, 각 격실 간에는 유입된 용수가 순환할 수 있도록 유기적으로 연결되어 있는 수조부; 수조부의 전방에 위치하고 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2 를 생성하여 산화력을 통해 수조부에 수용된 용수를 살균처리하는 수중살균부를 포함하고, 수중 살균부는 플라즈마 처리 전 수조부의 처리수에 함유된 입자성 고형물을 제거하여 분리시키는 1차 필터부, 1차 필터부에 의해 필터처리된 처리수에 에어펌프를 이용하여 공기를 주입하여 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2를 생성하여 살균처리하고, 마이크로버블 및 폭기를 이용하여 수중 유해물질을 제거하는 플라즈마 수처리부, 상부에 활성탄, 제올라이트를 포함하는 흡착제재를 수용할 수 있도록 소정 직경의 망으로 이루어진 제2 여과재가 구비되고, 제2 여과재의 하부에 제2 여과솜이 구비되며, 제2 여과솜의 하부에 제2 받침대가 구비되어 플라즈마 처리에 의해 발생되는 오존을 제거하여 1차필터부에서 제거되지 않은 미립성 고형물을 마이크로 필터에 의해 제거하는 중화처리부, 중화처리부에 의해 처리된 처리수에 순환펌프를 이용하여 순환수를 공급하는 순환펌프부, 1차 필터부, 플라즈마 수처리부, 중화처리부, 순환펌프부를 포함하는 각 장치를 제어하는 중앙제어부를 포함하는 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 활수산물 수송차량에 탑재된 수중살균부에서 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2 를 생성하여 강력한 산화력을 통해 처리수를 살균처리하고, 마이크로 버블 및 폭기를 통해 수중 유해물질을 제거하여 활수산물 이송 중 발생될 수 있는 수산생물 병원체의 확산을 예방하여 체계적인 방역 및 위생관리가 가능하도록 하는 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치에 관한 것이다.
수산생물질병의 확산은 다양한 원인으로 발생될 수 있으나, 가장 직접적인 전파요인 중 하나로서 전염병에 감염된 수산생물 및 사육수 등을 활수산물 수송차량을 통해 수송하는 과정 중에 발생되는 감염이다.
상술한 바와 같이 활수산물 수송차량이 수산생물질병의 확산 원인 중 큰 비율을 차지함에 불구하고 이러한 위생체계를 강화하기 위한 체계적인 관리가 구축되지 않고 있다.
한편, 축산업에는 구제역 등 가축전염병 발생 시 축산차량등록제도 및 거점소독 등의 제도를 통해 차량의 출입정보를 수집하고 분석하여 차량을 관리하고 차단방역을 실시하여 효율적인 방역관리체계가 마련되고 있는 추세이다.
하지만, 수산양식분야는 위와 같은 제도가 체계적으로 구축되어 있지 않아 수산생물의 전염병이 확산될 우려가 있다.
따라서, 활수산물 수송차량에 탑재되어 사용수 및 배출수에 함유된 수중 세균 및 바이러스를 살균처리하여 배출시키되, 수산생물의 생리활성에 유해한 영향을 미치지 않는 살균소독장치가 필요한 실정이다.
선행기술문헌 : KR 등록특허공보 제1040211호(2011.6.16.공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 활수산물 이송 중 발생될 수 있는 수산생물질병을 예방하여 체계적인 위생관리가 가능하도록 하는 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치는 활수산물 수송차량의 후방부에 구비되고, 수조부는 격벽에 의해 구획화되어 있는 격실로 이루어지며, 상기 격실에 다량의 어종을 보관하여 운반할 수 있도록 하고, 각 격실 간에는 유입된 용수가 순환할 수 있도록 유기적으로 연결되어 있는 수조부; 수조부의 전방에 위치하고 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2 를 생성하여 산화력을 통해 수조부에 수용된 용수를 살균처리하는 수중살균부를 포함하고, 수중살균부는 플라즈마 처리 전 수조부의 처리수에 함유된 입자성 고형물을 제거하여 분리시키는 1차 필터부, 1차 필터부에 의해 필터처리된 처리수에 에어펌프를 이용하여 공기를 주입하여 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2를 생성하여 살균처리하고, 마이크로버블 및 폭기를 이용하여 수중 유해물질을 제거하는 플라즈마 수처리부, 상부에 활성탄, 제올라이트를 포함하는 흡착제재를 수용할 수 있도록 소정 직경의 망으로 이루어진 제2 여과재가 구비되고, 제2 여과재의 하부에 제2 여과솜이 구비되며, 제2 여과솜의 하부에 제2 받침대가 구비되어 플라즈마 처리에 의해 발생되는 오존을 제거하여 1차필터부에서 제거되지 않은 미립성 고형물을 마이크로 필터에 의해 제거하는 중화처리부, 중화처리부에 의해 처리된 처리수에 순환펌프를 이용하여 순환수를 공급하는 순환펌프부, 1차 필터부, 플라즈마 수처리부, 중화처리부, 순환펌프부를 포함하는 각 장치를 제어하는 중앙제어부를 포함할 수 있다.
또한, 플라즈마 수처리부는 일측에 길이방향을 따라 석영관이 구비되고, 석영관 내부로 에어를 주입하여 플라즈마를 발생시켜 OH 라디칼을 포함하는 활성라디칼과 오존(O3), UV, H2O2 를 포함하는 활성종을 발생시켜 살균처리하고, 석영관 하부에 마이크로 크기의 기포를 발생시키는 마이크로버블장치를 구비하여 처리수에 상기 활성라디칼과 활성종을 처리수에 최대한 접촉시켜 확산효과를 높일 수 있도록 하는 제1 영역과, 제1 영역의 측면에 구비되고, 석영관 내부의 전극과 수중에 있는 전극 간의 반응으로 수중에서 플라즈마를 발생시켜 제1 영역에서 생성된 상기 활성종 및 활성라디칼의 확산과 산화반응을 증대시키도록 하는 제2 영역를 포함할 수 있다.
또한, 1차 필터부는 활성탄, 제올라이트를 포함하는 흡착제재를 수용할 수 있도록 소정 직경의 망으로 이루어진 제1 여과재, 제1 여과재의 하부에 위치하고, 단부가 제1 여과재 보다 상대적으로 작은 직경을 가지며, 제1 여과재에서 걸러지지 못하고 빠져나오는 잔여물을 걸러내기 위한 제1 여과솜, 제1 여과솜의 하부에 위치하고 제1 여과솜의 이탈을 방지하며 하부를 지지하는 합성수지재로 제작된 제1 받침대를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 활수산물 수송차량에 탑재된 수중살균부에서 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2 를 생성하여 산화력을 통해 처리수를 살균처리하고, 마이크로 버블 및 폭기를 통해 수중 유해물질을 제거하여 활수산물 이송 중 발생될 수 있는 수산생물 전염병의 확산을 예방하여 방역 및 위생관리가 가능하도록 하는 데 그 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 살균부의 1차 필터부의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 살균부의 플라즈마 수처리부의 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 살균부의 중화처리부의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 수중살균장치를 통한 일반해수 내 세균 살균 효과 CFU를 확인한 상태를 도식화한 것,
도 6은 세균 희석액(PBS)로부터 각각의 균주를 획득한 상태를 도식화한 것,
도 7 내지 도 9는 Vibrio scophthalmi, Streptococcus parauberis, Edwarsiella tarda 배지의 각각 처리 경과에 따른 세균검출여부를 도식화한 것,
도 10 내지 도 11은 Viral haemorrhagic septicaemia virus(VHSV)의 각각 처리 경과에 따른 바이러스 역가를 그래프로 나타낸 것,
도 12 내지 도 13은 Red seabream iridovirus(RSIV)의 각각 처리 경과에 따른 바이러스 역가를 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 살균부의 1차 필터부의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 살균부의 플라즈마 수처리부의 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 살균부의 중화처리부의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 수중살균장치를 통한 일반해수 내 세균 살균 효과 CFU를 확인한 상태를 도식화한 것,
도 6은 세균 희석액(PBS)로부터 각각의 균주를 획득한 상태를 도식화한 것,
도 7 내지 도 9는 Vibrio scophthalmi, Streptococcus parauberis, Edwarsiella tarda 배지의 각각 처리 경과에 따른 세균검출여부를 도식화한 것,
도 10 내지 도 11은 Viral haemorrhagic septicaemia virus(VHSV)의 각각 처리 경과에 따른 바이러스 역가를 그래프로 나타낸 것,
도 12 내지 도 13은 Red seabream iridovirus(RSIV)의 각각 처리 경과에 따른 바이러스 역가를 그래프로 나타낸 것이다.
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.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 살균부의 1차 필터부의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 살균부의 플라즈마 수처리부의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 살균부의 중화처리부의 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 수중살균장치를 통한 일반해수 내 세균 살균 효과 CFU를 확인한 상태를 도식화한 것이고, 도 6은 세균 희석액(PBS)로부터 각각의 균주를 획득한 상태를 도시화한 것이며, 도 7 내지 도 9는 Vibrio scophthalmi, Streptococcus parauberis, Edwarsiella tarda 배지의 각각 처리 경과에 따른 세균검출여부를 도식화한것이고, 도 10 내지 도 11은 Viral haemorrhagic septicaemia virus(VHSV)의 각각 처리 경과에 따른 바이러스 역가를 그래프로 나타낸 것이며, 도 12 내지 도 13은 Red seabream iridovirus(RSIV)의 각각 처리 경과에 따른 바이러스 역가를 그래프로 나타낸 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중살균처리장치(100)는 고밀도 저온 플라즈마를 이용한 살균방식을 이용하여 활성라디칼, 오존, UV, H2O2를 생성하여 마이크로버블 및 폭기를 통해 수중 유해물질 및 병원체를 제거하도록 한다.
이하에서, 각 구성요소에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치는 수조부(10), 수중살균처리부(20)를 포함하여 구성된다.
수조부(10)는 활어수송차량의 후방부에 구비되고, 격벽에 의해 구획화되어 있는 격실로 이루어지며, 상기 격실에 다량의 어종을 보관하여 운반할 수 있도록 한다.
이때, 수조부(10)의 각 격실에 용수를 공급할 때는 용수유입관(미도시)을 통해 용수분기관(미도시)과 용수분기관(미도시)과 연관되어 있는 분기통을 경유하고, 용수유입을 방지할 때는 차단밸브를 통하여 일정량 만큼의 용수를 유입할 수 있도록 한다.
수조부(10)의 맨홀은 나비너트와 고무파킹을 적용한 밀폐식으로 구비되어 물넘침을 방지하고 보온성이 우수하도록 한다.
차량 우측에는 수조부(10)의 내부에 공기를 주입하기 위하여 액화산소 또는 산소발생기 장치를 거치하기 위한 산소통 거치대(미도시)가 구비되고, 상기 산소통 거치대(미도시)에 에어공급관을 연결하여 수조부(10)의 격실 내의 블로어에서 산소를 공급하도록 한다.
또한, 각 격실에는 오버플로우 파이프(미도시)가 설치되어 수조 내부의 오염된 불순물이 빠져나갈 수 있도록 한다.
또한, 각 격실의 일측에는 일정 깊이로 파지된 안치턱(미도시)이 구비되어 상기 안치턱(미도시)에 발을 설치할 수 있도록 한다.
각 격실 간에는 유입된 용수가 순환할 수 있도록 유기적으로 연결되어 있다.
수중살균부(20)는 수조부(10)의 전방에 설치되어 고밀도 저온 플라즈마를 발생시켜 화학적 반응으로 활성라디칼, 오존, UV, H2O2 를 생성하여 산화력을 통해 활수산물 수송차량에 적재된 용수를 살균처리하며, 마이크로버블 및 폭기를 통해 수중 유해물질을 제거할 수 있도록 한다.
보다 구체적으로, 수중살균부(20)는 1차 필터부(22), 플라즈마 수처리부(24), 중화처리부(26), 중앙제어부(28)를 포함하여 이루어진다.
1차 필터부(22)는 수조부(10)의 일측에 구비된 순환용 펌프(29)를 통해 처리수를 전달받아 플라즈마 처리 전 처리수 내에 발생된 입자성 고형물을 제거하여 분리시킨다. 수조부(10)의 일측에 구비된 순환용 펌프(29)를 통해 수조부(10)에 수용된 용수를 배출시켜 부유물질을 걸러주도록 한다. 일 실시예로, 1차 필터부(22)는 대략 0.1㎛ 이상의 입자를 가진 이물질이 걸러질 수 있으나, 여과되는 입자의 크기를 한정하는 것은 아니다.
1차 필터부(22)는 활성탄, 제올라이트를 포함하는 흡착제재를 수용할 수 있도록 소정 직경의 망으로 이루어진 제1 여과재(32a), 제1 여과재(32a)의 하부에 위치하고, 단부가 제1 여과재(32a)보다 상대적으로 작은 직경을 가지며, 제1 여과재(32a)에서 걸러지지 못하고 빠져나오는 잔여물을 걸러내기 위한 제1 여과솜(34a), 제1 여과솜(34a)의 하부에 위치하고 제1 여과솜(34a)의 이탈을 방지하며, 하부를 지지하는 합성수지재로 제작된 제1 받침대(36a)를 포함하여 이루어진다.
이때, 수조부(10)에서 1차 필터부(22)로 용수를 전달하는 과정 중에 리턴호스(30)와 제1 밸브(31a)를 구비하여 수조부(10)에서 1차 필터부(22)로 전달되는 용수의 수량을 조절할 수 있도록 한다.
플라즈마 수처리부(24)는 1차 필터부(22)에 의해 처리된 처리수를 전달받아 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2 를 생성하여 수중 유해물질을 제거한다. 이때, 1차 필터부(22)로부터 전달되는 처리수의 수량을 조절하기 위해 제2 밸브(31b)가 구비될 수 있다.
플라즈마 수처리부(24)는 일측에 길이방향을 따라 석영관(38)이 구비되고, 석영관(38) 내부로 에어를 주입하여 플라즈마를 발생시켜 OH 라디칼을 포함하는 활성라디칼과 오존(O3), UV, H2O2 를 포함하는 활성종을 발생시켜 살균처리하고, 석영관(38) 하부에는 마이크로 크기의 기포를 발생시키는 마이크로버블장치(40)를 구비하여 처리수에 상기 활성라디칼과 활성종을 처리수에 최대한 접촉시켜 확산효과를 높여 살균정화 효과를 극대화하도록 하는 제1 영역(42)과, 제1 영역(42)의 측면에 구비되고 석영관(38) 내부의 전극과 수중에 있는 전극 간의 반응으로 수중에서 플라즈마를 발생시켜 제1 영역(42)에서 생성된 활성종 및 활성라디칼의 확산과 산화반응을 증대시키도록 하는 제2 영역(44)을 포함하여 구성된다.
상기 석영관(38) 내부에는 방전 전극(46)이 삽입되고, 제2 영역(44)의 측면에 접지전극(48)이 구비되며, 상기 방전 전극(46)과 접지전극(48)에 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시키도록 한다.
또한, 플라즈마 수처리부(24)에 주입되는 공기의 양은 밸브(미도시)를 통해 조절될 수 있다.
석영관(38) 내부에 구비된 방전 전극(46)은 처리수에 H+, OH 라디칼, O3 등의 접촉시간 및 접촉 표면적 등을 높여 확산효과를 높이기 위하여 헬리코일(helicoil) 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 마이크로버블을 통해 제1 영역(42)에서 발생된 H+, OH 라디칼, O3 등을 확산시켜 살균효과를 극대화시키도록 한다.
상기 마이크로버블은 발생, 수축, 소멸과정을 거쳐 수중에서 용해되며, 이 과정에서 높은 양의 에너지를 방출시켜 독성 및 난분해성 물질을 분해하며 느린 상승속도와 기포의 계면이 음전하로 대전된 성질로 인해 수중의 미립 슬러지들이 기포에 붙어 소멸과정에서 높은 에너지로 파괴될 수 있도록 하는 특징을 가지고 있다.
종래의 오존 처리 공정은 방전에 의해 생성되는 여러 가지 화학적 활성종들이 오존 접합조에 도달되기 전 불안정 결합 반응에 의하여 빠르게 소멸되는 현상으로 오염물질 제거에 활용할 수 없는 문제점이 있었다.
이러한 종래의 문제점을 해결하고자, 본원발명에서는 플라즈마 처리를 통해 생성된 다량의 활성종 및 라디칼 등의 확산효과와 접촉산화반응을 증대시킬 수 있도록 하였다.
중화처리부(26)는 1차 필터부(22)에서 제거되지 않은 미립성 고형물을 마이크로 필터에 의해 제거한다.
중화처리부(26)는 상부에 활성탄, 제올라이트를 포함하는 흡착제재를 수용할 수 있도록 소정 직경의 망으로 이루어진 제2 여과재(32b)가 구비되고, 제2 여과재(32b)의 하부에 제2 여과솜(34b)이 구비되며, 제2 여과솜(34b)의 하부에 제2 받침대(36b)가 구비되어 플라즈마 처리에 의해 발생되는 오존을 제거한다.
특히, 플라즈마 처리에 따라 발생되는 고농도의 오존은 단백질의 변성, 지방의 과산화 등 독성작용을 가지므로, 중화처리부(26)에 구비된 활성탄을 이용하여 오존 등의 독성물질을 처리함으로써 수조 내의 수산생물의 안정성을 확보하도록 한다.
중화처리부(26)에 의해 중화처리된 처리수는 순환용 펌프(29)를 이용하여 순환처리되어 수조부(10)로 유입된다.
중앙제어부(28)는 수중살균부(20)에 전원을 공급하는 전원공급부(미도시)로부터 인가되는 전원을 변압하여 출력하도록 하는 변압부(27)와 플라즈마 수처리부(24), 순환용 펌프(29), 에어펌프(33)를 포함하는 각종 장치들과 연결되어 상기 장치의 동작을 컨트롤한다.
전원공급부(미도시)는 차량 운행 중 지속적으로 충전이 가능하도록 하기 위하여 차량용 배터리가 이용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치(100)를 이용하여 수중의 소독효과 및 병원체 살균효과, 수조 내에 서식하고 있는 수산생물의 안정성에 대하여 실시한 실험과정 및 실험결과를 나타내었다.
1. 일반해수 세균 살균효과
일반 해수를 3L 채취하여 본 발명에 따른 수중살균장치를 설치하고, 상기 수중살균장치를 적용하여 15분간 살균처리한다. 그 다음, 각 시간별(1분, 3분, 5분, 10분, 15분) 살균처리된 해수를 채취하여 PBS를 멤브레인 필터(0.45㎛)에 여과한 후 상기 멤브레인 필터를 5ml의 PBS에 현탁하였다. 그 다음, 현탁액 100㎛를 ST 배지에 분주하고 25℃에서 24시간 배양한 후 CFU를 확인하였다.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 수중살균장치를 통한 일반해수 내 세균 살균 효과 CFU를 확인한 상태를 도식화한 것이다.
도 5를 참조하면, 실험 결과, 플라즈마를 이용한 수중살균장치가 작동된 후 세균수는 0분 1,020 콜로니, 1분 경과 후 275 콜로니, 3분 경과 후 50 콜로니로 나타났고, 5분 이후에는 세균이 검출되지 않았다. 따라서, 본 발명에 따른 수중살균장치를 작동시켜 일정 시간이 경과하였을 때 해수 내에 포함된 세균수가 현저히 줄어듦을 확인할 수 있었다.
2. 병원성 세균 살균 효과
아래의 표 1은 실험에 이용된 균주를 나타낸 것이다.
| 병원체 종류 | 균주명 | 분리어종 | 분리장소 | 분리년도 |
| Streptococcus parauberis | KSP18 | 넙치 | 제주도 | 2005 |
| Edwarsiella tarda | KE1 | 넙치 | 포항 | 2000 |
| Vibrio scophthalmi | A19006 | 넙치 | 제주도 | 2005 |
도 6은 각 실험에 이용될 세균 희석액(PBS)로부터 각각의 균주를 획득한 상태를 도식화한 것이다.
먼저, 세균 실험의 경우, PBS 3L에 S. parauberis, E. tarda, V. scophthalmi 를 105 CFU/ml 의 농도가 되도록 현탁한다. 그 다음, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 수중살균처리장치를 설치하고, 1분, 3분, 5분, 10분, 15분 간 각각 살균처리한다. 상기 시간대 별로 각각 살균처리한 PBS를 채취하고, 상기 PBS를 멤브레인 필터(0.45㎛)에 여과한 후 상기 필터를 5ml의 PBS에 현탁한다. 그 다음, 현탁액 100㎕를 ST, BHIA 배지에 분주하고 25℃에서 24시간 배양한 후 CFU를 확인하였다.
실험 결과, Vibrio scophthalmi 는 처리 1분 경과 후 불검출되었고, Streptococcus parauberis 는 처리 3분 경과 후 불검출되었으며, Edwarsiella tarda 는 처리 10분 경과 후 불검출되었다.
도 7 내지 도 9는 Vibrio scophthalmi, Streptococcus parauberis, Edwarsiella tarda 배지의 각각 처리 경과에 따른 세균검출여부를 도식화한 것이다.
Viral haemorrhagic septicaemia virus(VHSV) 바이러스 실험의 경우, 멸균 해수 3L와 20L에 Viral haemorrhagic septicaemia virus(VHSV)를 105 PFU/ml 의 농도가 되도록 현탁한다. 그 다음, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 수중살균처리장치를 설치하고, 3L의 경우 0분, 1분, 3분, 6분, 9분, 12분, 18분, 24분, 48분, 96분 간 살균처리하고, 20L의 경우 0분, 1분, 3분, 6분, 12분, 15분, 21분 간 살균처리한다. 상기 시간대 별로 각각 해수를 1㎖씩 채취하고 Plaque assay 진단방법으로 확인하였다.
실험 결과, 3L 실험에서는 Viral haemorrhagic septicaemia virus(VHSV) 는 처리 1분 경과 후 불검출되었으며, 20L 실험에서는 Viral haemorrhagic septicaemia virus(VHSV) 는 처리 21분 경과 후 불검출되었다.
도 10 내지 도 11은 Viral haemorrhagic septicaemia virus(VHSV)의 각각 처리 경과에 따른 바이러스 역가를 그래프로 나타낸 것이다.
Red seabream iridovirus(RSIV) 바이러스 실험의 경우, 멸균 해수 3L와 20L에 Red seabream iridovirus(RSIV)를 109 PFU/ml 의 농도가 되도록 현탁한다. 그 다음, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 수중살균처리장치를 설치하고, 3L의 경우 10초, 20초, 30초, 60초, 90초, 150초, 180초, 5분, 10분, 20분 간 살균처리하고 20L의 경우 0분, 3분, 6분, 9분, 12분, 18분, 21분 간 살균처리한다. 상기 시간대 별로 각각 해수를 1㎖씩 채취하고 TCID50 진단방법으로 확인하였다.
실험 결과, 3L 실험에서는 Red seabream iridovirus(RSIV) 는 처리 30초 경과 후 불검출되었으며, 20L 실험에서는 Red seabream iridovirus(RSIV) 는 처리 15분 경과 후 불검출되었다.
도 12 내지 도 13은 Red seabream iridovirus(RSIV)의 각각 처리 경과에 따른 바이러스 역가를 그래프로 나타낸 것이다.
3. 어류 생리활성 변화
실험대상 : 넙치
실험조건 : 수온 DO : 19℃, 7.0~8.0ppm
먼저, 사육수조 500L에 넙치 30마리를 수용하고 7일간 순치한다. 사육수조를 2개에 넙치를 15마리씩 분주하고, 사육수조 1개에 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 수중살균장치를 설치하였다. 그 다음, 채혈시간에 맞춰 각 실험구에서 무작위로 3마리씩 마취 없이 1분 이내 미병부 혈관에서 채혈한다. 이때, 채혈시간은 0시간. 3시간, 6시간, 12시간, 24시간이다. 그 다음, 혈청을 분리하여 aspartate aminotransferase (AST/GOT), alanine aminotransferase(ALT/GPT), glucose(GLU) 및 total cholesterol(TCHO)의 변화를 분석한다.
아래의 표 2는 각 항목별 분석값과 평균값을 도식화한 것이다.
|
성분 |
실험군 |
||||
| 0H | 3H | 6H | 12H | 24H | |
| GLU | 16.3 | 121.0 | 42.7 | 11.3 | 13.0 |
| GPT/ALT | 5.7 | 16.3 | 9.0 | 7.7 | 12.0 |
| GOT/ASP | 27.0 | 30.3 | 36.7 | 27.0 | 57.3 |
| TCHO | 76.0 | 54.3 | 107.7 | 108.0 | 83.7 |
상기 실험과정을 거쳐 실험을 실시한 결과, 실험 종료시까지 실험어는 폐사하지 않았으며, 생리활성물질의 농도는 각 시간대 별 농도 변화는 있었으나, 정상범주에 속하여 어류의 생리활성에 유해한 영향을 미치지 않았다.
4. 어류
코르티졸
(
cortisol
) 분석
실험대상 : 넙치
실험환경조건 : 수온 / DO : 19℃ / 7.0~8.0ppm
먼저, 사육수조 500L에 넙치 30마리를 수용하고 7일간 순치한다. 사육수조를 2개에 넙치를 15마리씩 분주하고, 사육수조 1개에 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 수중살균장치를 설치한다. 그 다음, 채혈시간에 맞춰 각 실험구에서 무작위로 3마리씩 마취 없이 1분 이내 미병부 혈관에서 채혈한다. 이때, 채혈시간은 0시간. 3시간, 6시간, 12시간, 24시간이다. 그 다음, 혈청을 분리하여 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)으로 Oxford Biomedical Reserch Inc.,2015를 이용하여 분석한다.
그 다음, 100㎕의 혈청을 1mL의 Ethyl ether로 전처리하였으며, 상층액을 새로운 1.5mL 튜브에 옮긴 후 질소가스를 이용하여 휘발시킨다. 그 다음, Extraction buffer를 이용하여 추출물의 최종 농도가 100ng/mL가 되도록 현탁하고, 현탁된 샘플 50㎕와 코티졸-HRP conjugate 50㎕를 96-well 플레이트 상에서 혼합하여 상온에서 1시간 반응시킨 후, wash buffer 300㎕/well로 5회 세척한다. 그 다음, TMB 기질을 각 well에 150㎕씩 첨가하여 상온에서 30분 간 반응시킨 후 650nm에서 흡광도를 측정한다
코티졸 농도는 아래의 standard curve를 참고하여 계산한다.
실험 결과, 실험 종료 시까지 실험어의 폐사는 확인되지 않았으며, 본 발명에 따른 수중살균처리장치를 처리하였을 때, 넙치의 안정상태에서의 코르티졸 농도 (0.3~22.7ng/m) 이내에서 크게 벗어나지 않아, 어류 스트레스 변화에 미치는 영향은 매우 낮은 것을 확인할 수 있었다.
아래의 표 3은 본 발명의 장치 적용에 따른 시간별 어류 생리활성물질의 평균값을 나타낸 것이다.
| 시간 | GLU (mg/dl) | GPT/ALT(U/l) | GOT/ASP(U/l) | TCHO (mg/dl) |
| 0H | 16.3 | 5.7 | 27.0 | 76.0 |
| 3H | 121.0 | 16.3 | 30.3 | 54.3 |
| 6H | 42.7 | 9.0 | 36.7 | 107.7 |
| 12H | 11.3 | 7.7 | 27.0 | 108.0 |
| 24H | 13.0 | 12.0 | 57.3 | 83.7 |
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.
10 - 수조부
20 - 수중살균처리부
22 - 1차 필터부 24 - 플라즈마 수처리부
26 - 중화처리부 28 - 중앙제어부
29 - 순환용 펌프 30 - 리턴호스
31a - 제1 밸브 31b - 제2 밸브
32a - 제1 여과재 32b - 제2 여과재
33 - 에어펌프 34b - 여과솜
36a - 제1 받침대 36b - 제2 받침대
38 - 석영관 40 - 마이크로버블장치
42 - 제1 영역 44 - 제2 영역
46 - 방전 전극 48 - 접지전극
22 - 1차 필터부 24 - 플라즈마 수처리부
26 - 중화처리부 28 - 중앙제어부
29 - 순환용 펌프 30 - 리턴호스
31a - 제1 밸브 31b - 제2 밸브
32a - 제1 여과재 32b - 제2 여과재
33 - 에어펌프 34b - 여과솜
36a - 제1 받침대 36b - 제2 받침대
38 - 석영관 40 - 마이크로버블장치
42 - 제1 영역 44 - 제2 영역
46 - 방전 전극 48 - 접지전극
Claims (3)
- 활수산물 수송차량의 후방부에 구비되고, 격벽에 의해 구획화되어 있는 격실로 이루어지며, 상기 격실에 다량의 어종을 보관하여 운반할 수 있도록 하고, 각 격실 간에는 유입된 용수가 순환할 수 있도록 유기적으로 연결되어 있는 수조부;
수조부의 전방에 위치하고 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2 를 생성하여 산화력을 통해 수조부에 수용된 용수를 살균처리하는 수중살균부
를 포함하고,
수중 살균부는
플라즈마 처리 전 수조부의 처리수에 함유된 입자성 고형물을 제거하여 분리시키는 1차 필터부,
1차 필터부에 의해 필터처리된 처리수에 에어펌프를 이용하여 공기를 주입하여 플라즈마를 발생시켜 활성라디칼, 오존, UV, H2O2를 생성하여 살균처리하고, 마이크로버블 및 폭기를 이용하여 수중 유해물질을 제거하는 플라즈마 수처리부,
상부에 활성탄, 제올라이트를 포함하는 흡착제재를 수용할 수 있도록 소정 직경의 망으로 이루어진 제2 여과재가 구비되고, 제2 여과재의 하부에 제2 여과솜이 구비되며, 제2 여과솜의 하부에 제2 받침대가 구비되어 플라즈마 처리에 의해 발생되는 오존을 제거하여 1차필터부에서 제거되지 않은 미립성 고형물을 마이크로 필터에 의해 제거하는 중화처리부,
중화처리부에 의해 처리된 처리수에 순환펌프를 이용하여 순환수를 공급하는 순환펌프부,
1차 필터부, 플라즈마 수처리부, 중화처리부, 순환펌프부를 포함하는 각 장치를 제어하는 중앙제어부
를 포함하는 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치. - 제1항에 있어서,
플라즈마 수처리부는
일측에 길이방향을 따라 석영관이 구비되고, 석영관 내부로 에어를 주입하여 플라즈마를 발생시켜 OH 라디칼을 포함하는 활성라디칼과 오존(O3), UV, H2O2 를 포함하는 활성종을 발생시켜 살균처리하고, 석영관 하부에 마이크로 크기의 기포를 발생시키는 마이크로버블장치를 구비하여 처리수에 상기 활성라디칼과 활성종을 처리수에 최대한 접촉시켜 확산효과를 높일 수 있도록 하는 제1 영역과, 제1 영역의 측면에 구비되고, 석영관 내부의 전극과 수중에 있는 전극 간의 반응으로 수중에서 플라즈마를 발생시켜 제1 영역에서 생성된 상기 활성종 및 활성라디칼의 확산과 산화반응을 증대시키도록 하는 제2 영역
을 포함하는 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치. - 제2항에 있어서,
1차 필터부는
활성탄, 제올라이트를 포함하는 흡착제재를 수용할 수 있도록 소정 직경의 망으로 이루어진 제1 여과재, 제1 여과재의 하부에 위치하고, 단부가 제1 여과재 보다 상대적으로 작은 직경을 가지며, 제1 여과재에서 걸러지지 못하고 빠져나오는 잔여물을 걸러내기 위한 제1 여과솜, 제1 여과솜의 하부에 위치하고 제1 여과솜의 이탈을 방지하며 하부를 지지하는 합성수지재로 제작된 제1 받침대
를 포함하는 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190027953A KR20200109408A (ko) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190027953A KR20200109408A (ko) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200109408A true KR20200109408A (ko) | 2020-09-23 |
Family
ID=72708567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190027953A KR20200109408A (ko) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | 활수산물 수송차량에 탑재된 플라즈마를 이용한 수중 살균처리장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20200109408A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112374570A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-19 | 军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所 | 一种饮用水自动消毒装置 |
| KR102279100B1 (ko) | 2021-01-27 | 2021-07-19 | 홍광락 | 집합건물용 oh 라디칼수 공급장치 |
-
2019
- 2019-03-12 KR KR1020190027953A patent/KR20200109408A/ko active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
| CN112374570A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-19 | 军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所 | 一种饮用水自动消毒装置 |
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