KR20210054177A - Seed sterilizer using plasma under variable pressure - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a plasma seed sterilizer capable of sterilizing seeds by using plasma discharge, controlling the inside of a sterilization chamber in pressurized and reduced pressure states, and maximizing a sterilization effect. According to the present invention, the plasma seed sterilizer comprises: a plasma chamber in which plasma is generated; a seed sterilization chamber connected to the plasma chamber to receive plasma supplied thereto, having seeds embedded therein, and sterilizing the seeds as an internal atmospheric pressure periodically repeats an atmospheric pressure state and a low-vacuum state; a vacuum pump connected to the seed sterilization chamber to provide a vacuum pressure to the inside of the seed sterilization chamber; and a plasma supply control valve installed between the plasma chamber and the seed sterilization chamber to control movement of plasma supplied to the seed sterilization chamber.

Description

플라즈마 가감압 종자 살균 장치 {Seed sterilizer using plasma under variable pressure}Seed sterilizer using plasma under variable pressure}

본 발명은 플라즈마 방전을 이용하여 종자를 살균처리 하되 살균이 이루어지는 챔버 내부를 가압과 감압 상태를 반복하며 플라즈마 활성종을 처리하여 살균 효과를 극대화할 수 있는 플라즈마 가감압 종자 살균 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma pressure-sensitive seed sterilization apparatus capable of maximizing a sterilization effect by sterilizing seeds using plasma discharge, but repeatedly pressurizing and depressurizing a chamber in which sterilization is performed, and treating plasma active species.

일반적으로, 최근 종자산업 활성화로 인해 종자 시장 규모가 급상승함에 따라, 다국적 종자 기업들의 종자살균, 코팅, 프라이밍(priming), 유전자 조작 등 종자의 품질 향상 기술에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행 중에 있다.In general, as the size of the seed market has risen rapidly due to the recent activation of the seed industry, multinational seed companies are actively researching and developing technologies to improve the quality of seeds such as seed sterilization, coating, priming, and genetic manipulation. .

종자살균은 특히 종자전염을 통해 병을 일으키는 식물병원성 미생물 방제에 있어서 병의 확산을 1차적으로 방제할 수 있는 단계이므로 종자 회사에서 매우 중요한 단계이다. 전 세계적으로 이상고온 현상과 친환경재배 면적지의 확대 등으로 종자전염성 식물병의 발생이 증가하고 있다. 환경오염 등의 문제가 대두되고 있어, 화학적 살균제 사용 및 개발을 지양하고 있으며, 이에 따라, 화학적 살균제를 대체 가능한 인체 무해한 친환경 소독제 개발을 목적으로 연구가 활발하게 진행되고 있다.Seed sterilization is a very important step for seed companies because it is a step that can primarily control the spread of disease in the control of phytopathogenic microorganisms that cause diseases through seed transmission. Globally, the occurrence of seed-borne plant diseases is increasing due to abnormal high temperatures and the expansion of eco-friendly cultivation areas. As problems such as environmental pollution are emerging, the use and development of chemical disinfectants is avoided, and accordingly, research is being actively conducted for the purpose of developing an environmentally friendly disinfectant that is harmless to the human body that can replace the chemical disinfectant.

국내외에서 종자살균은 크게 두 가지 방법, 즉, 온탕 침지법과 종자살균제 활용법으로 이루어지고 있다. At home and abroad, seed sterilization is largely carried out in two ways, namely, the hot water immersion method and the seed disinfectant application method.

일반적으로 종자살균제 활용법에 의한 종자살균은 이프코나졸, 테브코나졸, 프로클라즈 등 화학제를 종자와 혼합하여 종자 표면 및 침투되어 있는 병원성 미생물을 살균하는 방법으로 살균제에 의한 종자 표면 및 내부 살균효율이 높으나 살균제가 고가이고, 살균제 처리 환경 및 작업자의 건강에 유해하다. 또한, 살균제 처리가 끝난 후, 종자 세척 및 건조 과정이 추가적으로 발생하여 종자처리 시간이 길고, 추가 공정(세척 및 건조과정)으로 추가비용 발생과 개발된 살균제가 현재 종자 산업의 주를 이루고 있는 곡물류에 초점이 맞춰져 있어, 박과 작물과 같은 과채류 종자 살균 적용에 제한이 있다.In general, seed sterilization by using a seed disinfectant is a method of sterilizing the seed surface and infiltrating pathogenic microorganisms by mixing chemical agents such as ifconazole, tebconazole, and proclaz with the seed. Although the efficiency is high, the disinfectant is expensive, and it is harmful to the disinfectant treatment environment and the health of the worker. In addition, after the disinfectant treatment is completed, the seed washing and drying process additionally occurs, so the seed treatment time is long, and the additional process (washing and drying process) incurs additional costs and the developed disinfectant is applied to the grains that currently dominate the seed industry. As the focus is on, there are limitations to the application of sterilization of fruit and vegetable seeds such as gourd crops.

반면에, 친환경적 방법으로 많이 사용되고 있는 온탕 침지법은, NaOCl, H2O2 등 친환경적 수용성 살균제를 사용하여 대량 종자 살균이 가능하나, 종자의 살균 효과가 충분하지 않고, 살균처리 후 건조과정이 필요하여 종자처리 시간이 오래 걸리고, 공정의 추가로 추가 비용이 발생한다는 단점이 있다.On the other hand, the hot water immersion method, which is widely used as an eco-friendly method, can sterilize large amounts of seeds by using eco-friendly water-soluble disinfectants such as NaOCl and H 2 O 2 , but the sterilization effect of the seeds is not sufficient, and a drying process after sterilization treatment is required. Therefore, it takes a long time for seed treatment, and there is a disadvantage in that an additional cost is incurred by the addition of the process.

이에 따라, 최근 친환경 종자살균 기술로 플라즈마가 이용되고 있으나, 이는 수용액 상에서 플라즈마를 방전시켜 이온수 또는 과산화수소수를 만들어 살균하는 방법으로, 살균처리 후 역시 종자 건조 단계가 필요한 문제점이 있다.Accordingly, recently, plasma has been used as an eco-friendly seed sterilization technology, but this is a method of sterilizing by discharging plasma in an aqueous solution to produce ionized water or hydrogen peroxide, and there is a problem that a seed drying step is also required after sterilization treatment.

따라서, 종자살균 처리 단계의 단순화와 종자처리 공정 시간 단축으로 추가비용을 없애고 인체에 무해한 재료를 이용하여 박과 작물의 종자 살균 효율을 높일 수 있는 건식방법의 친환경 종자살균 기술개발이 필요하다.Therefore, there is a need to develop an eco-friendly seed sterilization technology of a dry method that can improve the seed sterilization efficiency of gourd and crops using materials that are harmless to the human body and eliminate additional costs by simplifying the seed sterilization treatment step and shortening the seed treatment process time.

공개특허 10-2017-0097274는 비열 플라즈마를 이용한 종자의 살균 및 발아촉진방법에 관한 것으로서 기존에 잘 알려진 코로나방전 플라즈마 제트 장치를 이용하여 종자의 살균 및 발아촉진방법을 제시한 방법에 관한 공정을 제시한 발명이며, 종자 내부의 세균 살균이 잘 이루어지기 어려운 단점이 있다. 또한, 등록특허 10-1428525는 수중 종자 플라즈마 처리 방법에 관한 발명으로, 이미 알려진 수중 플라즈마 발생 장치를 종자 처리에 맞게 적용 구조 및 방법을 제시하는 발명으로 종자 살균 보다는 종자 발아 및 성장 촉진 방법으로 제시하는 것을 특징으로 하는 발명으로서, 전술한 문제점을 고스란히 내포하고 있었다.Patent Publication 10-2017-0097274 relates to a method for sterilizing and promoting germination of seeds using non-thermal plasma, and presents a process related to a method for sterilizing and promoting seed germination using a conventionally well-known corona discharge plasma jet device. It is one invention, and there is a disadvantage that it is difficult to sterilize bacteria inside the seeds well. In addition, Patent Registration 10-1428525 is an invention related to an underwater seed plasma treatment method, an invention that proposes a structure and method for applying a known underwater plasma generating device suitable for seed treatment.It is suggested as a method for promoting seed germination and growth rather than seed sterilization. As an invention characterized in that, the above-described problem was intact.

또한, 종래기술에 의한 플라즈마 방전을 이용한 종자 살균 장치는 종자 표면에 미세하게 균열된 부분에 기생하는 균류를 살균하기 어려운 문제점이 있었다.In addition, the seed sterilization apparatus using plasma discharge according to the prior art has a problem in that it is difficult to sterilize parasitic fungi in finely cracked portions of the seed surface.

공개특허 10-2017-0097274Patent Publication 10-2017-0097274 등록특허 10-1428525Registered Patent 10-1428525

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플라즈마 방전을 이용하여 종자 표면을 살균하되 종자가 가압 및 감압 상태에 1회 이상 주기적으로 노출되도록 함으로써 종자의 미세한 균열 부위에 깊숙하게 침투해 있는 균류까지 살균할 수 있는 플라즈마 종자 살균 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve such a problem, by sterilizing the seed surface using plasma discharge, but by allowing the seed to be periodically exposed to a state of pressurization and decompression one or more times, it penetrates deeply into the fine cracks of the seed. It is to provide a plasma seed sterilization apparatus capable of sterilizing even fungi.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 플라즈마가 발생되는 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버에 연결되어 플라즈마가 공급되고, 내부에는 종자들이 내장되어 있으며 내부의 기압이 대기압 또는 대기압 보다 약간 높은 압력 (~1000 Torr)상태와 수 토르(torr) 정도의 저진공 상태를 주기적으로 반복하게 되면서 종자가 살균되는 종자 살균 챔버; 상기 종자 살균 챔버에 연결되어 내부에 저진공압을 제공하는 진공 펌프; 상기 플라즈마 챔버와 상기 종자 살균 챔버 사이에 설치되어 상기 종자 살균 챔버로 공급되는 플라즈마의 이동을 제어하는 플라즈마 공급 제어 밸브;를 포함할 수 있다.As a specific means for achieving the above object, the present invention comprises: a plasma chamber in which plasma is generated; Plasma is supplied by being connected to the plasma chamber, and seeds are embedded therein, and the internal air pressure is at or slightly higher than atmospheric pressure (~1000 Torr) and a low vacuum state of several torr (torr) is periodically repeated. A seed sterilization chamber in which the seeds are sterilized while being sterilized; A vacuum pump connected to the seed sterilization chamber to provide a low vacuum pressure therein; And a plasma supply control valve installed between the plasma chamber and the seed sterilization chamber to control movement of plasma supplied to the seed sterilization chamber.

이때, 상기 플라즈마 챔버에서 발생되는 플라즈마는 유전체 장벽 방전 또는 코로나 방전 또는 글로우 방전에 의해 이루어질 수 있다.In this case, the plasma generated in the plasma chamber may be formed by dielectric barrier discharge, corona discharge, or glow discharge.

이때, 상기 플라즈마 챔버에 연결되어 살균에 이용되는 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함할 수 있다.In this case, it may further include a gas supply unit connected to the plasma chamber to supply a gas used for sterilization.

이때, 상기 가스 공급부는 질소와 산소를 공급할 수 있다.At this time, the gas supply unit may supply nitrogen and oxygen.

이때, 상기 가스 공급부는 과산화수소(H2O2) 또는 물(H2O)을 기화시켜 플라즈마 챔버를 통과시킴으로 수산화 라디칼(OH)을 생성하여 공급할 수 있다.In this case, the gas supply unit may evaporate hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or water (H 2 O) to pass through the plasma chamber to generate and supply hydroxyl radicals (OH).

이때, 상기 가스 공급부는 상기 과산화수소(H2O2) 또는 물(H2O)을 기화시키기 위한 기화기와 연결될 수 있다.In this case, the gas supply unit may be connected to a vaporizer for vaporizing the hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or water (H 2 O).

이때, 상기 가스 공급부는 두 가지 이상의 가스를 혼합하기 위한 가스 혼합 분배기를 더 포함할 수 있다.In this case, the gas supply unit may further include a gas mixing distributor for mixing two or more gases.

이때, 상기 종자 살균 챔버와 상기 진공 펌프 사이에는 상기 종자 살균 챔버에 진공압 제공 시 종자가 진공 펌프로 유출되는 것이 방지되도록 필터가 구비될 수 있다.In this case, a filter may be provided between the seed sterilization chamber and the vacuum pump to prevent the seeds from flowing out to the vacuum pump when vacuum pressure is provided to the seed sterilization chamber.

이때, 상기 종자 살균 챔버 내부에는 종자를 교반하기 위한 교반기 또는 진동기가 설치될 수 있다.In this case, a stirrer or a vibrator for stirring the seeds may be installed inside the seed sterilization chamber.

이때, 상기 플라즈마 챔버에는 온도센서와 압력센서가 설치되고, 상기 종자 살균 챔버 내부에는 압력센서가 설치되며, 상기 온도센서와 압력센서들은 제어부에 연결되어 그 정보를 송출하고, 상기 제어부는 그 정보를 바탕으로 상기 플라즈마 공급 제어 밸브와 진공 펌프의 작동을 제어할 수 있다.At this time, a temperature sensor and a pressure sensor are installed in the plasma chamber, a pressure sensor is installed in the seed sterilization chamber, and the temperature sensor and pressure sensors are connected to a control unit to transmit the information, and the control unit transmits the information. Based on this, it is possible to control the operation of the plasma supply control valve and the vacuum pump.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다. As described above, the present invention has the following effects.

본 발명은 살균이 이루어지는 챔버 내부의 압력이 진공압과 대기압 혹은 그 이상의 압력 사이를 주기적으로 반복하는 상태에서 진행되기 때문에 종자 표면에 미세하게 균열된 부분의 깊숙한 부분에서 기생하는 균류를 살균할 수 있다. In the present invention, since the pressure inside the chamber where the sterilization is performed is periodically repeated between the vacuum pressure and the atmospheric pressure or higher, it is possible to sterilize the parasitic fungi in the deep part of the finely cracked part on the seed surface. .

본 발명은 종자 살균에 있어 플라즈마 가감압 방법을 사용하기 때문에 친환경적이면서 인체에 무해하고, 더불어 종자 품질의 저하를 방지할 수 있는 효과를 제공한다.The present invention is environmentally friendly and harmless to the human body because a plasma pressure and pressure method is used for seed sterilization, and also provides an effect of preventing a decrease in seed quality.

도 1은 본 발명에 의한 플라즈마 종자 살균 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 플라즈마 종자 살균 장치를 운전하기 위한 순서도의 일례이다.
도 3은 본 발명에 의한 종자 살균 장치의 다양한 운전 모드를 표시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 종자 살균 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a plasma seed sterilization apparatus according to the present invention.
2 is an example of a flow chart for operating the plasma seed sterilization apparatus according to the present invention.
3 is a graph showing various operation modes of the seed sterilization apparatus according to the present invention.
4 is a schematic configuration diagram of a seed sterilization apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance. In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the case where the other part is "directly above", but also the case where there is another part in the middle. Conversely, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "below" another part, this includes not only the case where the other part is "directly below", but also the case where there is another part in the middle.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 종자 살균 장치를 보다 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, a plasma seed sterilization apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 종자 살균 장치는 플라즈마 챔버(10), 종자 살균 챔버(30), 진공 펌프(60), 플라즈마 공급 제어 밸브(20)를 포함한다.The plasma seed sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a plasma chamber 10, a seed sterilization chamber 30, a vacuum pump 60, and a plasma supply control valve 20.

상기 플라즈마 챔버(10)는, 도 1을 참고하면, 내부에서 플라즈마가 발생되는 챔버이다.Referring to FIG. 1, the plasma chamber 10 is a chamber in which plasma is generated.

이때, 상기 플라즈마 챔버(10)에서 발생되는 플라즈마는 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge(DBD)) 또는 코로나 방전 또는 글로우 방전에 의해 이루어질 수 있다. 이외에도 성격상 맞는 방전 방식을 적용할 수 있음은 물론이다.In this case, the plasma generated in the plasma chamber 10 may be formed by dielectric barrier discharge (DBD), corona discharge, or glow discharge. In addition, it goes without saying that it is possible to apply a discharge method suitable for its nature.

이때, 상기 플라즈마 챔버(10)에 연결되어 살균에 이용되는 가스를 공급하는 가스 공급부(13-18)를 더 포함할 수 있다.In this case, a gas supply unit 13-18 connected to the plasma chamber 10 to supply gas used for sterilization may be further included.

이때, 상기 가스 공급부(13-18)는 과산화수소(H2O2) 또는 물(H2O)을 기화시켜 플라즈마 존을 통과시킴으로 수산화이온(OH-)을 생성하여 공급할 수 있다. 상기 수산화이온은 플라즈마존을 통과한 다음 결국에는 상기 종자 살균 챔버(10)로 공급되어 강력한 살균력을 발휘하게 된다.In this case, the gas supply unit 13-18 may generate and supply hydroxide ions (OH-) by vaporizing hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or water (H 2 O) and passing through the plasma zone. After passing through the plasma zone, the hydroxide ions are eventually supplied to the seed sterilization chamber 10 to exert a strong sterilization power.

이때, 상기 가스 공급부(13-18)는 과산화수소(H2O2) 또는 물(H2O)을 기화시키기 위한 기화기(17)와 연결될 수 있다. 즉 별도의 기화기(17)를 설치할 수 있는 것이다. 이러한 기화기(17)에 의해 과산화수소와 물이 기화기(17)에서 기화하여 플라즈마 존을 통과하게 됨으로써 수산화이온을 생성하고 살균을 할 수 있게 된다.In this case, the gas supply unit 13-18 may be connected to a vaporizer 17 for vaporizing hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or water (H 2 O). That is, a separate vaporizer 17 can be installed. Hydrogen peroxide and water are vaporized in the vaporizer 17 and pass through the plasma zone by the vaporizer 17, thereby generating and sterilizing hydroxide ions.

이때, 상기 가스 공급부(13-18)는 두 가지 이상의 가스를 혼합하기 위한 가스 혼합 분배기(13)를 더 포함할 수 있다. 질소와 수산화이온을 혼합하거나 다른 가스를 혼합하는데 사용될 수 있다.In this case, the gas supply unit 13-18 may further include a gas mixing distributor 13 for mixing two or more gases. It can be used to mix nitrogen and hydroxide ions or to mix other gases.

상기 종자 살균 챔버(30)는, 도 1을 참고하면, 상기 플라즈마 챔버(10)에 연결되어 플라즈마가 공급되고, 내부에는 종자들이 내장되어 있으며 내부의 기압이 대기압 상태와 진공 상태를 주기적으로 반복하게 되면서 종자가 살균될 수 있다.Referring to FIG. 1, the seed sterilization chamber 30 is connected to the plasma chamber 10 to supply plasma, the seeds are embedded therein, and the internal air pressure periodically repeats the atmospheric pressure state and the vacuum state. As they become, the seeds can be sterilized.

이때, 상기 종자 살균 챔버(30)와 상기 진공 펌프(60) 사이에는 상기 종자 살균 챔버(30)에 진공압(부압) 제공 시 종자가 진공 펌프(60)로 유출되는 것이 방지되도록 필터(40)가 구비될 수 있다. 즉 진공 펌프(60)가 초기 진공을 위한 작동 시에 진공 펌프(60) 방향으로 빨려 들어가는 것을 방지하기 위함이다.At this time, between the seed sterilization chamber 30 and the vacuum pump 60, when a vacuum pressure (negative pressure) is provided to the seed sterilization chamber 30, a filter 40 to prevent the seeds from flowing out to the vacuum pump 60 is prevented. May be provided. That is, this is to prevent the vacuum pump 60 from being sucked in the direction of the vacuum pump 60 during the initial vacuum operation.

이때, 상기 종자 살균 챔버(30) 내부에는 종자를 교반하기 위한 교반기(31) 또는 진동기가 설치될 수 있다. 상기 교반기(31)는 예를 들면 회전하는 복수개의 아암으로 이루어질 수 있고, 진동기의 경우에는 진동 패널로 형태로 이루어져 상부면에 위치한 종자들에 진동을 가해 진동 교반을 하게 된다.In this case, a stirrer 31 or a vibrator for stirring the seeds may be installed inside the seed sterilization chamber 30. The stirrer 31 may be formed of, for example, a plurality of rotating arms, and in the case of the vibrator, it is formed in the form of a vibrating panel to vibrate by vibrating seeds located on the upper surface.

이때, 상기 종자 살균 챔버(30)에는 내부의 진공압을 배출하기 위한 벤트 밸브(32)가 구비될 수 있다. 이러한 벤트 밸브(32)는 플라즈마 공급 제어 밸브(20)의 오작동이나 종자 살균 챔버(30)가 진공 상태에서 시스템이 예기치 못한 상황에서 셧 다운(shut-down)되어 종자 살균 챔버(30)의 덮개를 열어야 할 때에 벤트 밸브(32)를 열어서 덮개를 열 수 있게 된다.At this time, the seed sterilization chamber 30 may be provided with a vent valve 32 for discharging the internal vacuum pressure. The vent valve 32 is shut down in an unexpected situation when the plasma supply control valve 20 malfunctions or the seed sterilization chamber 30 is in a vacuum state, thereby closing the cover of the seed sterilization chamber 30. When it needs to be opened, it is possible to open the cover by opening the vent valve 32.

상기 진공 펌프(60)는, 도 1을 참고하면, 상기 종자 살균 챔버(30)에 연결되어 내부에 진공압을 제공할 수 있다.Referring to FIG. 1, the vacuum pump 60 may be connected to the seed sterilization chamber 30 to provide a vacuum pressure therein.

이때, 상기 필터(40)와 상기 진공 펌프(60) 사이에는 컨트롤 밸브인 진공 밸브(50)가 설치되어 진공 펌프(60)와 종자 살균 챔버(30) 사이를 단속할 수 있도록 되어 있다.At this time, a vacuum valve 50, which is a control valve, is installed between the filter 40 and the vacuum pump 60 so as to intermittently between the vacuum pump 60 and the seed sterilization chamber 30.

상기 플라즈마 공급 제어 밸브(20)는, 도 1을 참고하면, 상기 플라즈마 챔버(10)와 상기 종자 살균 챔버(30) 사이에 설치되어 상기 종자 살균 챔버(10)로 공급되는 플라즈마의 이동을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 1, the plasma supply control valve 20 is installed between the plasma chamber 10 and the seed sterilization chamber 30 to control the movement of plasma supplied to the seed sterilization chamber 10. I can.

이때, 상기 플라즈마 공급 제어 밸브(20)의 개폐에 따라 상기 플라즈마 챔버(10) 내부의 가스들은 진공압에 의해 신속하게 상기 종자 살균 챔버(30)로 공급될 것이다.At this time, as the plasma supply control valve 20 is opened and closed, gases inside the plasma chamber 10 will be quickly supplied to the seed sterilization chamber 30 by vacuum pressure.

한편, 도 1을 참고하면, 상기 플라즈마 챔버(10)에는 온도센서(10b)와 압력센서(10a)가 설치되고, 상기 종자 살균 챔버(30) 내부에는 압력센서(30a)가 설치되며, 상기 온도센서(10b)와 압력센서(10a,30a)들은 제어부에 연결되어 그 정보를 송출하고, 상기 제어부는 그 정보를 바탕으로 상기 플라즈마 공급 제어 밸브(20)와 진공 펌프(60) 및 진공 밸브(50)의 작동을 제어할 수 있다. 즉, 상기 플라즈마 챔버(10)의 온도, 압력 값과, 상기 종자 살균 챔버(30) 내부의 압력 값을 기준으로 제어부가 자동적으로 살균 작동을 수행할 수 있도록 해준다.Meanwhile, referring to FIG. 1, a temperature sensor 10b and a pressure sensor 10a are installed in the plasma chamber 10, and a pressure sensor 30a is installed in the seed sterilization chamber 30. The sensor 10b and the pressure sensors 10a and 30a are connected to the control unit to transmit the information, and the control unit is based on the information, the plasma supply control valve 20, the vacuum pump 60, and the vacuum valve 50 ) Operation can be controlled. That is, based on the temperature and pressure values of the plasma chamber 10 and the pressure values inside the seed sterilization chamber 30, the control unit can automatically perform the sterilization operation.

도 1을 참고하면, 플라즈마 챔버(10) 내에 플라즈마 방전을 발생시키기 위한 전원(11)이 구비되어 있고, 플라즈마 챔버(10)에는 압력센서(10a)와 온도센서(10b)가 설치되어 플라즈마 챔버(10) 내부의 압력과 온도 정보를 얻을 수 있도록 되어 있다. 이러한 정보는 제어부로 송신되어 제어부에 의해 각 밸브와 진공 펌프(60)의 작동을 제어하게 된다. 플라즈마 챔버(10)에는 가스 공급부(13-18)가 연결되어 살균을 위한 가스를 제공받도록 되어 있다. 가스 공급부(13-18)의 상기 가스 혼합 분배기(13)와 밸브(12)를 통하여 연결되어 있다. 상기 가스 혼합 분배기(13)에는 질소 등의 가스를 공급할 수 있도록 밸브들(14-16)을 통하여 연결되어 있고, 과산화수소 혹은 물과 같은 경우에는 기화기(17)와 밸브들(16, 18)을 통하여 연결되어 있다.Referring to FIG. 1, a power supply 11 for generating a plasma discharge is provided in the plasma chamber 10, and a pressure sensor 10a and a temperature sensor 10b are installed in the plasma chamber 10, so that the plasma chamber ( 10) Internal pressure and temperature information can be obtained. This information is transmitted to the control unit and the operation of each valve and the vacuum pump 60 is controlled by the control unit. A gas supply unit 13-18 is connected to the plasma chamber 10 to receive gas for sterilization. It is connected through the gas mixing distributor 13 and the valve 12 of the gas supply unit (13-18). The gas mixing distributor 13 is connected through valves 14-16 to supply gas such as nitrogen, and in the case of hydrogen peroxide or water, through the vaporizer 17 and the valves 16, 18. connected.

이때, 상기 플라즈마 챔버(10)는 상기 종자 살균 챔버(30)와 연통되도록 연결되어 있고, 그 연통로에는 상기 플라즈마 공급 제어 밸브(20)가 설치되어 있으며, 밸브(20)는 제어부에 의해 제어될 것이다. 상기 플라즈마 공급 제어 밸브(20)의 개폐에 따라 플라즈마가 종자 살균 챔버(30)로 신속하게 공급 및 차단될 것이다.At this time, the plasma chamber 10 is connected to communicate with the seed sterilization chamber 30, and the plasma supply control valve 20 is installed in the communication path, and the valve 20 is controlled by the control unit. will be. As the plasma supply control valve 20 is opened and closed, plasma will be rapidly supplied and cut off to the seed sterilization chamber 30.

이때, 상기 종자 살균 챔버(30) 내부에는 교반기(31)와 진동기가 설치될 수 있으면, 물론 한가지만 설치될 수도 있다. 이렇게 종자를 교반, 회전, 반전시킴으로써 종자 표면의 많은 수의 균류를 살균할 수 있게 된다. 이와 동시에 종자 살균 챔버(30) 내부는 진공 펌프(60)와 대기압 상태의 플라즈마 챔버(10) 및 플라즈마 공급 제어 밸브(20)에 의해 가압 및 감압 상태를 조절하게 된다.At this time, if the agitator 31 and the vibrator can be installed inside the seed sterilization chamber 30, of course, only one can be installed. By stirring, rotating, and inverting the seed in this way, it is possible to sterilize a large number of fungi on the seed surface. At the same time, the inside of the seed sterilization chamber 30 is controlled by the vacuum pump 60, the plasma chamber 10 at atmospheric pressure, and the plasma supply control valve 20.

이때, 상기 종자 살균 챔버(30)는 진공 펌프(30)와 연결되어 진공 펌프(60)의 작동에 의해 종자 살균 챔버(30) 내부가 진공 분위기를 가지도록 되어 있고, 그 연통로에는 밸브(50)와 필터(40)가 설치되어 초기 진공 작업 시, 종자가 진공 펌프(60)로 유출되는 것을 미연에 방지하게 된다.At this time, the seed sterilization chamber 30 is connected to the vacuum pump 30 so that the inside of the seed sterilization chamber 30 has a vacuum atmosphere by the operation of the vacuum pump 60, and the valve 50 ) And the filter 40 are installed to prevent the seeds from flowing out to the vacuum pump 60 during the initial vacuum operation.

도 2를 참고하면, 본 발명에 의한 플라즈마 종자 살균 장치를 동작 절차가 순서도로 표현되어 있다. 처음에는 플라즈마 공급 밸브(20)를 차단하고, 진공 밸브(60)를 개방시킨다(S1). 그 다음 진공 펌프(60)를 가동(S2)하게 되면 종자 살균 챔버(30) 내부의 공기가 배출되면서 진공 분위기가 형성된다. 이때 종자 살균 챔버(30) 내부에는 살균하기 위한 종자들이 제공되어 있음은 물론이다.Referring to FIG. 2, a flow chart of a procedure for operating the plasma seed sterilization apparatus according to the present invention is shown. Initially, the plasma supply valve 20 is shut off, and the vacuum valve 60 is opened (S1). Then, when the vacuum pump 60 is operated (S2), the air inside the seed sterilization chamber 30 is discharged to form a vacuum atmosphere. In this case, it goes without saying that seeds for sterilization are provided inside the seed sterilization chamber 30.

그 다음, 플라즈마 챔버(10)에서는 플라즈마의 방전이 시작된다(S3). 물론 가스 공급부(13-18)에 의해 가스가 공급되는 상태이다.Then, the plasma discharge starts in the plasma chamber 10 (S3). Of course, gas is supplied by the gas supply unit 13-18.

이러한 작동 상태에서, 플라즈마 챔버(10)의 온도와 압력, 그리고 종자 살균 챔버(30)의 압력이 정해진 값에 도달하면 진공 밸브(50)를 차단(S4)하고 진공 펌프(60)를 중단시킨다(S5).In this operating state, when the temperature and pressure of the plasma chamber 10 and the pressure of the seed sterilization chamber 30 reach a predetermined value, the vacuum valve 50 is shut off (S4) and the vacuum pump 60 is stopped ( S5).

그 다음, 플라즈마 공급 제어 밸브(20)를 개방(S6)하여 플라즈마가 종자 살균 챔버(30)로 공급되도록 한다. 공급된 플라즈마에 의해 종자들의 살균이 이루어지고, 동시에 교반기(31) 또는 진동기가 작동하여 종자 전표면에서 골고루 살균이 이루어지도록 한다. 일정 시간이 지나면 종자 살균 챔버(30)가 대기압 상태로 되도록 한다.Then, the plasma supply control valve 20 is opened (S6) so that plasma is supplied to the seed sterilization chamber 30. The seeds are sterilized by the supplied plasma, and at the same time, the stirrer 31 or the vibrator is operated to ensure that the seeds are sterilized evenly on the entire surface of the seeds. After a certain period of time, the seed sterilization chamber 30 is brought to atmospheric pressure.

제어부는 살균한 횟수를 카운팅하고, 제어부가 정해진 카운팅 횟수가 되면 장치를 멈추게 된다. 정해진 횟수보다 작게 되면 다시 플라즈마 공급 밸브를 차단하고 진공 밸브를 오픈(S1)하여 재 시작하게 된다.The control unit counts the number of sterilization, and stops the device when the control unit reaches a predetermined counting number. If the number is smaller than the predetermined number, the plasma supply valve is shut off again, and the vacuum valve is opened (S1) to restart.

이때, 재시작하는 시점은 시간의 경과나 챔버들의 온도 압력 값을 최적화하여 이를 바탕으로 제어부가 제어하도록 한다.At this time, the timing of restarting is controlled by the control unit based on the lapse of time or by optimizing the temperature and pressure values of the chambers.

이렇게, 여러 번 종자를 가감압하면서 플라즈마를 이용하여 살균하게 되면 미세한 균열에 숨어 있는 균류까지 살균이 이루어질 수 있게 된다.In this way, if the seeds are sterilized using plasma while adding and depressing the seeds several times, sterilization can be performed even the fungi hidden in the microscopic cracks.

도 3을 참고하면, 본 발명에 의한 종자 살균 장치의 여러 가지 운전 모드를 보여준다. 제공되는 플라즈마의 압력이 시간에 따라 변화되는 것이 도시되어 있고, 플라즈마의 최대 압력이 대기압 미만, 대기압 이하, 대기압 이상까지 제공되는 경우를 각각 표시하고 있다. 여기서 균열에 플라즈마가 제공되어 머물며 살균하는 모식도가 각각의 그래프 옆에 도시되어 있다.Referring to Figure 3, it shows various operation modes of the seed sterilization apparatus according to the present invention. It is shown that the pressure of the provided plasma changes over time, and the cases in which the maximum pressure of the plasma is provided to less than atmospheric pressure, less than atmospheric pressure, and more than atmospheric pressure are respectively indicated. Here, a schematic diagram of plasma provided to the cracks to stay and sterilize is shown next to each graph.

한편, 도 4를 참고하면, 본 발명에 의한 플라즈마 가감압 종자 살균장치의 다른 실시예가 도시되어 있다.On the other hand, referring to Figure 4, there is shown another embodiment of the plasma pressure-sensitive seed sterilization apparatus according to the present invention.

도 4를 참고하면, 필터류, 촉매 등으로 구성된 플라즈마 처리된 가스 제어부(13')가 추가된 것이다. 이러한 가스 제어부의 제어에 의해 플라즈마 챔버의 압력을 조절함으로써 제공되는 플라즈마의 압력을 더욱 세밀하게 조절할 수 있게 된다.Referring to FIG. 4, a plasma-treated gas control unit 13 ′ composed of filters, catalysts, and the like is added. By controlling the pressure of the plasma chamber under the control of the gas control unit, the pressure of the plasma provided can be more precisely controlled.

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.Although an embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same idea. It will be possible to easily propose other embodiments by changing, deleting, adding, etc., but it will be said that this is also within the scope of the present invention.

10 : 플라즈마 챔버
11 : 전원 13 : 가스 혼합 분배기
17 : 기화기 20 : 플라즈마 공급 제어 밸브
30 : 종자 살균 챔버 31 : 교반기
40 : 필터 50 : 진공 밸브
60 : 진공 펌프10: plasma chamber
11: power supply 13: gas mixing distributor
17: carburetor 20: plasma supply control valve
30: seed sterilization chamber 31: stirrer
40: filter 50: vacuum valve
60: vacuum pump

Claims (10)

플라즈마가 발생되는 플라즈마 챔버;
상기 플라즈마 챔버에 연결되어 플라즈마가 공급되고, 내부에는 종자들이 내장되어 있으며 내부가 가압 및 감압 상태로 제어되며 종자가 살균되는 종자 살균 챔버;
상기 종자 살균 챔버에 연결되어 내부에 진공압을 제공하는 진공 펌프;
상기 플라즈마 챔버와 상기 종자 살균 챔버 사이에 설치되어 상기 종자 살균 챔버로 공급되는 플라즈마의 이동을 제어하는 플라즈마 공급 제어 밸브;
를 포함하는 플라즈마 종자 살균 장치.A plasma chamber in which plasma is generated;
A seed sterilization chamber connected to the plasma chamber to supply plasma, seeds are embedded therein, the inside is controlled under pressure and reduced pressure, and seeds are sterilized;
A vacuum pump connected to the seed sterilization chamber to provide a vacuum pressure therein;
A plasma supply control valve installed between the plasma chamber and the seed sterilization chamber to control movement of plasma supplied to the seed sterilization chamber;
Plasma seed sterilization device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 챔버에서 발생되는 플라즈마는 유전체 장벽 방전 또는 코로나 방전 또는 글로우 방전에 의해 이루어지는 플라즈마 종자 살균 장치.The method of claim 1,
Plasma generated in the plasma chamber is a plasma seed sterilization apparatus formed by dielectric barrier discharge, corona discharge, or glow discharge. 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 챔버에 연결되어 살균에 이용되는 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함하는 플라즈마 종자 살균 장치.The method of claim 1,
Plasma seed sterilization apparatus further comprising a gas supply unit connected to the plasma chamber to supply a gas used for sterilization. 제3항에 있어서,
상기 가스 공급부는 질소와 산소를 공급하는 플라즈마 종자 살균 장치.The method of claim 3,
Plasma seed sterilization apparatus for supplying nitrogen and oxygen to the gas supply unit. 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 가스 공급부는 과산화수소(H2O2) 또는 물(H2O)을 기화시켜 플라즈마 존을 통과시킴으로 수산화 라디칼(OH)을 생성하여 공급하는 플라즈마 종자 살균 장치.The method according to claim 3 or 4,
The gas supply unit is a plasma seed sterilization apparatus for generating and supplying hydroxyl radicals (OH) by vaporizing hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or water (H 2 O) to pass through the plasma zone. 제5항에 있어서,
상기 가스 공급부는 상기 과산화수소(H2O2) 또는 물(H2O)을 기화시키기 위한 기화기와 연결된 플라즈마 종자 살균 장치.The method of claim 5,
The gas supply unit is a plasma seed sterilization device connected to a vaporizer for vaporizing the hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or water (H 2 O). 제3항에 있어서,
상기 가스 공급부는 두 가지 이상의 가스를 혼합하기 위한 가스 혼합 분배기를 더 포함하는 플라즈마 종자 살균 장치.The method of claim 3,
The plasma seed sterilization apparatus further comprises a gas mixing distributor for mixing two or more gases in the gas supply unit. 제1항에 있어서,
상기 종자 살균 챔버와 상기 진공 펌프 사이에는 상기 종자 살균 챔버에 진공압 제공 시 종자가 진공 펌프로 유출되는 것이 방지되도록 필터가 구비된 플라즈마 종자 살균 장치.The method of claim 1,
Plasma seed sterilization apparatus provided with a filter between the seed sterilization chamber and the vacuum pump to prevent seeds from flowing out to the vacuum pump when vacuum pressure is provided to the seed sterilization chamber. 제1항에 있어서,
상기 종자 살균 챔버 내부에는 종자를 교반하기 위한 교반기 또는 진동기가 설치된 플라즈마 종자 살균 장치.The method of claim 1,
Plasma seed sterilization apparatus in which a stirrer or vibrator for stirring seeds is installed in the seed sterilization chamber. 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 챔버에는 온도센서와 압력센서가 설치되고, 상기 종자 살균 챔버 내부에는 압력센서가 설치되며, 상기 온도센서와 압력센서들은 제어부에 연결되어 그 정보를 송출하고, 상기 제어부는 그 정보를 바탕으로 상기 플라즈마 공급 제어 밸브와 진공 펌프의 작동을 제어하는 플라즈마 종자 살균 장치.The method of claim 1,
A temperature sensor and a pressure sensor are installed in the plasma chamber, a pressure sensor is installed in the seed sterilization chamber, and the temperature sensor and pressure sensors are connected to a control unit to transmit information, and the control unit is based on the information. Plasma seed sterilization apparatus for controlling the operation of the plasma supply control valve and the vacuum pump.
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