KR20220165374A - Apparatus for selectively manufacturing sterilized water and fertilizer solution and method for manufacturing fertilizer solution - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플라즈마 처리 및 가열 과정을 통해 살균수 및 비료수를 선택적으로 제조할 수 있는 장치 및 비료수의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device capable of selectively producing sterilized water and fertilizer water through a plasma treatment and heating process, and a method for producing fertilizer water.
비료는 토지를 기름지게 하고 식물의 성장을 촉진시시키는 것의 총칭이다. 비료는 성분에 따라 크게 무기화합물인 화학비료와 유기질비료로 나눌 수 있다. 화학비료는 식물의 성장에 필요한 질소, 인, 칼륨 등과 같은 물질을 화학적 방법을 이용하여 식물이 흡수할 수 있는 형태로 변형시킨 비료이다. 유기질비료는 어분, 골분, 대두박, 미강박, 채종유박, 아주까리박 등을 원료로 사용하여 혼합된 것으로, 이들의 원료 함량을 적절하게 제어하여 원하는 효과에 따라 다양하게 사용할 수 있다.Fertilizer is a general term for things that fertilize the land and promote plant growth. Fertilizers can be divided into chemical fertilizers, which are inorganic compounds, and organic fertilizers, depending on their composition. Chemical fertilizer is a fertilizer that transforms substances such as nitrogen, phosphorus, potassium, etc. necessary for plant growth into a form that can be absorbed by plants using a chemical method. Organic fertilizers are mixed using fish meal, bone meal, soybean meal, rice bran meal, rapeseed oil meal, castor oil meal, etc. as raw materials, and can be used in various ways according to the desired effect by properly controlling the content of these raw materials.
한편, 플라즈마에 대한 연구는 다양한 바이오 분야, 생물 의학, 플라즈마 기반 식물 생장 및 발아, 수확 후 및 식품 저장, 살충제 제거를 포함한 식품 안전 등 다양한 응용 분야를 위해 수행되어 왔고, 플라즈마 활성화는 식물 과학 분야에서 식물 성장과 발아에 영향을 준다는 것이 연구되었다.On the other hand, research on plasma has been conducted for various applications such as various biofields, biomedicine, plasma-based plant growth and germination, post-harvest and food storage, food safety including pesticide removal, etc. Plasma activation has been used in the field of plant science. It has been studied that it affects plant growth and germination.
예를 들면, 저온 플라즈마는 다양한 종류의 플라즈마 장치를 사용하는 식물의 발아 및 성장에서 광범위하게 언급되었고, Bafoil et al. 2018; Ling et al. 2014; Zhou et al. al 2011 같은 문헌에는 종자의 플라즈마 처리를 통해 작물의 발아율을 활성화하고 종자 표면의 박테리아를 억제하여 애기 장대의 종자 외투 형태를 변화시키는 것이 연구되었다.For example, low-temperature plasma has been extensively addressed in plant germination and growth using various types of plasma devices, and Bafoil et al. 2018; Ling et al. 2014; Zhou et al. In literature such as al 2011, it was studied that plasma treatment of seeds activates the germination rate of crops and inhibits bacteria on the seed surface to change the seed coat morphology of Arabidopsis thaliana.
본 발명의 일 목적은 하나의 장치로 플라즈마 살균수와 식물의 생장을 촉진시키는 비료수를 선택적으로 제조할 수 있는 장치에 관한 것이다.One object of the present invention relates to a device capable of selectively producing plasma sterilized water and fertilizer water for promoting plant growth with one device.
본 발명의 다른 목적은 식물의 성장을 촉진할 수 있는 비료수를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing fertilizer water capable of promoting plant growth.
본 발명의 일 목적을 위한 살균수 및 비료수의 선택적 제조 장치는 피처리수를 수용하는 피처리수 저장부, 상기 피처리수의 표면에서 플라즈마를 방전하는 플라즈마 방전부 및 상기 피처리수를 가열하는 가열부를 포함한다.An apparatus for selectively producing sterilizing water and fertilizer water for one purpose of the present invention includes a storage unit for receiving the water to be treated, a plasma discharge unit for discharging plasma on the surface of the water to be treated, and heating the water to be treated. It includes a heating part that
상기 선택적 제조 장치는 상기 플라즈마에 의해 상기 피처리수가 처리되어 살균수가 생성되고, 상기 살균수가 가열되어 비료수가 생성되는 것을 특징으로 한다.The selective production device is characterized in that the water to be treated is treated by the plasma to generate sterilized water, and the sterilized water is heated to generate fertilizer water.
본 발명에서 비료수란 식물의 발아 및 성장을 촉진시킬 수 있는 액체를 의미한다.In the present invention, fertilizer water means a liquid capable of promoting germination and growth of plants.
일 실시예에서, 상기 피처리수는 초순수, 수돗물, 지하수, 바닷물 및 담수 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. In one embodiment, the water to be treated may be at least one selected from ultrapure water, tap water, ground water, seawater, and fresh water.
일 실시예에서, 상기 피처리수 표면으로 방전가스를 공급하는 방전가스 공급부를 추가로 포함하고, 상기 방전가스는 질소 및 산소를 포함하는 가스일 수 있다. In one embodiment, a discharge gas supply unit for supplying discharge gas to the surface of the water to be treated may be further included, and the discharge gas may be a gas containing nitrogen and oxygen.
일 실시예에서, 상기 살균수는 NO2 - 및 NO3 - 이온을 포함할 수 있다. 질소 및 산소를 포함하는 방전가스를 이용하는 경우, NO2 - 및 NO3 - 이온은 다음과 같은 반응에 의해 형성될 수 있다. 먼저, 상기 질소와 산소 원자 사이의 작용으로 산화 질소(NO)를 생성할 수 있다(반응식 1). 생성된 산화 질소(NO)는 OH 라디칼· 과 반응하고(반응식 2), 산소 및 물 분자와 반응하여(반응식 3 및 4), 아질산염(NO2 -) 및 질산염(NO3 -)을 형성한다. In one embodiment, the sterilizing water may include NO 2 - and NO 3 - ions. In the case of using a discharge gas containing nitrogen and oxygen, NO 2 - and NO 3 - ions can be formed by the following reaction. First, nitrogen oxide (NO) can be generated by the action between the nitrogen and oxygen atoms (Scheme 1). The generated nitric oxide (NO) reacts with OH radicals (Scheme 2) and reacts with oxygen and water molecules (
[반응식 1][Scheme 1]
O + N2 ↔ NO + NO + N 2 ↔ NO + N
[반응식 2][Scheme 2]
NO + OH· → HNO2 NO + OH → HNO 2
[반응식 3][Scheme 3]
2NO + O2 → 2NO2 2NO + O 2 → 2NO 2
[반응식 4][Scheme 4]
2NO2 + H2O → NO2 -+ NO3 -+ 2H+· 2NO 2 + H 2 O → NO 2 - + NO 3 - + 2H +
일 실시예에서, 상기 비료수는 상기 살균수에 비해 NO2 - 이온이 감소되거나, NO2 - 이온을 포함하지 않을 수 있다. 상기 비료수는 가열에 의해 NO2 - 이온이 감소되거나, NO2 - 이온을 포함하지 않을 수 있다. In one embodiment, the fertilizer water may have reduced NO 2 - ions compared to the sterilization water, or may not contain NO 2 - ions. The fertilizer water may have reduced NO 2 - ions by heating or may not include NO 2 - ions.
일 실시예에서, 상기 가열부의 가열은, 피처리수를 NO2 - 이온이 포화 상태에서 100℃에서 2시간 이상 가열할 수 있다. 가열 온도가 높을수록 가열 시간을 단축할 수 있다. 예를 들면, 가열 온도가 20℃인 경우, 비료수 제조에 걸리는 시간은 42일일 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 높은 가열 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 상기 가열은 본 발명에서는 특별하게 한정하지는 않으나, 바람직하게는, 상기 가열은 물 중탕 장치를 이용하여 가열할 수 있다.In one embodiment, the heating unit may heat the water to be treated at 100° C. for 2 hours or more in a state in which NO 2 − ions are saturated. The higher the heating temperature, the shorter the heating time. For example, when the heating temperature is 20° C., the time required to prepare the fertilizer water may be 42 days. Therefore, preferably, it is desirable to heat at a high heating temperature. The heating is not particularly limited in the present invention, but preferably, the heating may be performed using a water bath device.
본 발명의 다른 목적을 위한 비료수의 제조 방법은 피처리수의 표면에 플라즈마를 방전시켜 상기 피처리수를 플라즈마 처리하는 단계 및 상기 피처리수를 가열하는 단계를 포함한다.A method for producing fertilizer water for another object of the present invention includes the steps of plasma-treating the water to be treated by discharging plasma on the surface of the water to be treated and heating the water to be treated.
일 실시예에서, 상기 피처리수는 초순수, 수돗물, 지하수, 바닷물 및 담수 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.In one embodiment, the water to be treated may be at least one selected from ultrapure water, tap water, ground water, seawater, and fresh water.
일 실시예에서, 상기 피처리수 표면으로 질소 및 산소를 포함하는 가스를 공급함을 포함할 수 있다.In one embodiment, it may include supplying a gas containing nitrogen and oxygen to the surface of the water to be treated.
일 실시예에서, 상기 비료수는 상기 가열전의 피처리수에 비해 NO2 - 이온이 감소되거나, NO2 - 이온을 포함하지 않을 수 있다.In one embodiment, compared to the water to be treated before the heating, NO 2 - ions may be reduced or NO 2 - ions may not be included in the fertilizer water.
일 실시예에서, 상기 가열은, 피처리수를 NO2 - 이온이 포화 상태에서 100℃에서 2시간 이상 가열할 수 있다.In one embodiment, the heating may be performed by heating the water to be treated at 100° C. for 2 hours or more in a state in which NO 2 − ions are saturated.
본 발명에 따르면, 하나의 장치로 살균수 및 비료수를 선택적으로 제조할 수 있으며, 비교적 간단한 방법으로 빠르게 비료수를 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 장치 및 방법을 통해 제조된 비료수는 식물의 성장 및 종자의 발아를 촉진시키는 데 효과가 있어, 농작물, 원예 등과 같은 식물 분야에 응용 가능한 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that sterilization water and fertilizer water can be selectively produced with one device, and fertilizer water can be rapidly produced in a relatively simple method. In addition, the fertilizer water prepared through the apparatus and method of the present invention is effective in promoting plant growth and seed germination, and thus has the advantage of being applicable to plant fields such as crops and horticulture.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균수 및 비료수 선택적 제조 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 살균수 및 비료수의 시간에 따른 NO2 - 및 NO3 - 농도를 측정한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서 가열 온도에 따른 비료수의 NO2 - 농도를 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 살균수의 살균 능력을 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 비료수의 비료 능력을 평가 결과를 나타낸 그래프로, 발아된 씨앗의 개수를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 비료수의 비료 능력을 평가 결과를 나타낸 이미지로, 발아된 씨앗의 이미지를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an apparatus for selectively producing sterilized water and fertilizer water according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph measuring NO 2 - and NO 3 - concentrations of sterilized water and fertilizer water prepared according to Example 1 of the present invention over time.
Figure 3 is a graph measuring the NO 2 - concentration of the fertilizer water according to the heating temperature in one embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the results of evaluating the sterilizing ability of the sterilizing water prepared according to Example 1 of the present invention.
Figure 5 is a graph showing the results of evaluating the fertilizer ability of the fertilizer water prepared according to Example 2 of the present invention, a graph showing the number of germinated seeds.
6 is an image showing the results of evaluating the fertilizer ability of the fertilizer water prepared according to Example 2 of the present invention, and is a view showing an image of germinated seeds.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention may have various changes and various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features or steps However, it should be understood that it does not preclude the possibility of existence or addition of operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균수 및 비료수 선택적 제조 장치를 나타낸 도면으로, 도 1을 참조하여, 본 발명의 살균수 및 비료수 선택적 제조 장치 및 비료수의 제조 방법을 설명하기로 한다.1 is a view showing an apparatus for selectively producing sterilizing water and fertilizing water according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. do it with
도 1을 참조하면, 본 발명의 살균수 및 비료수의 선택적 제조 장치는 피처리수를 수용하는 피처리수 저장부가 내부에 배치된 반응 공간부, 상기 피처리수의 표면에서 플라즈마를 방전하는 플라즈마 방전부 및 상기 피처리수를 가열하는 가열부를 포함한다.Referring to FIG. 1, an apparatus for selectively producing sterilizing water and fertilizer water according to the present invention includes a reaction space in which a water storage unit for receiving water to be treated is disposed therein, and a plasma for discharging plasma on the surface of the water to be treated. A discharge unit and a heating unit for heating the water to be treated are included.
상기 반응 공간부는 내부에 플라즈마 방전을 위해 플라즈마 방전가스를 공급하는 방전가스 공급부를 추가로 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 방전가스는 질소 및 산소를 포함할 수 있다.The reaction space may further include a discharge gas supply unit supplying a plasma discharge gas for plasma discharge therein. The plasma discharge gas may include nitrogen and oxygen.
상기 플라즈마 방전가스는 상기 캐리어 가스(carrier gas)와 함께 공급될 수 있다. 상기 캐리어 가스는 안정도가 높은 불활성 기체를 이용할 수 있고, 예를 들면, 캐리어 가스는 헬륨, 아르곤 및 공기 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. 그러나 본 발명에서는 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.The plasma discharge gas may be supplied together with the carrier gas. An inert gas having high stability may be used as the carrier gas, and for example, the carrier gas may be at least one selected from the group consisting of helium, argon, and air. However, the present invention is not necessarily limited thereto.
상기 플라즈마 방전부는 펄스 코로나, 유전체 격벽 방전(Dielectric Barrier Discharge; DBD) 플라즈마, 표면 유전체 격벽 방전(Surface Dielectric Barrier Discharge, sDBD), 글라이딩 방전 플라즈마(Gliding discharge plasma) 및 플라즈마 제트(plasma jet) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 플라즈마 방전을 이용하여 플라즈마를 생성할 수 있다. 바람직하게는, 상기 플라즈마 방전부는 표면 유전체 격벽 방전(SDBD)을 이용하여 플라즈마를 생성할 수 있다.The plasma discharge unit consists of pulsed corona, dielectric barrier discharge (DBD) plasma, surface dielectric barrier discharge (sDBD), gliding discharge plasma, and plasma jet. Plasma may be generated using any one plasma discharge selected from the group. Preferably, the plasma discharge unit may generate plasma using surface dielectric barrier discharge (SDBD).
상기 가열부는 피처리수의 온도를 제어할 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 상기 가열부는 가스레인지, 전자레인지, 물 중탕 장치, 유도 가열 장치(코일), 핫플레이트 등의 장치를 포함할 수 있다. 그러나 본 발명에서는 이에 한정하지 않으며, 피처리수를 가열할 수 있는 장치면 모두 사용할 수 있다.The heating unit may include a device capable of controlling the temperature of the water to be treated. The heating unit may include a device such as a gas stove, microwave oven, water bath device, induction heating device (coil), or hot plate. However, the present invention is not limited thereto, and any device capable of heating the water to be treated may be used.
먼저, 본 발명의 제조 장치를 이용한 살균수의 제조는 피처리수 표면에 플라즈마를 방전시켜 상기 피처리수를 플라즈마로 처리하는 제1 단계를 포함하여, 제조할 수 있다.First, the production of sterilized water using the manufacturing apparatus of the present invention may include a first step of treating the water to be treated with plasma by discharging plasma on the surface of the water to be treated.
상기 살균수는 플라즈마 처리에 의해 NO2 - 및 NO3 - 활성종(이온)을 포함할 수 있고, 추가적으로, 산소 라디칼(O radical), OH 라디칼(OH radical), 과산화수소(H2O2) 및 오존(O3) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 활성종을 포함할 수 있다.The sterilized water may include NO 2 - and NO 3 - active species (ions) by plasma treatment, and additionally, oxygen radicals (O radicals), OH radicals (OH radicals), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and It may include any one or more active species selected from the group consisting of ozone (O 3 ) and the like.
한편, 본 발명의 제조 장치를 이용한 비료수의 제조는 상기 제1 단계에서 생성된 살균수를 가열하는 제2 단계를 포함하여, 제조하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the production of fertilizer water using the production apparatus of the present invention is characterized in that it is produced by including a second step of heating the sterilized water generated in the first step.
상기 생성된 비료수는 상기 살균수에 비해 NO2 - 이온이 감소되거나, NO2 - 이온을 포함하지 않을 수 있다. 바람직하게는, 상기 비료수는 NO2 - 이온을 포함하지 않을 수 있다. 즉, 상기 살균수가 온전하게 비료수로 전환되는 시점은 NO2 - 의 농도가 0이 되는 시점일 수 있다.The generated fertilizer water may have reduced NO 2 - ions compared to the sterilization water, or may not contain NO 2 - ions. Preferably, the fertilizer water may not contain NO 2 - ions. That is, the point at which the sterilized water is completely converted into fertilizer water may be a time point at which the concentration of NO 2 − becomes zero.
상기 제2 단계에서, 높은 온도로 가열할수록 비료수를 제조하는 시간을 단축할 수 있다. 예를 들면, NO2 - 이온이 포화된 상태의 피처리수(또는 살균수)를 NO2 - 이온을 포함하지 않는 비료수로 제조하려고 할 때, 가열 온도가 20℃인 경우, 비료수 제조에 걸리는 시간은 42일일 수 있고, 가열 온도가 100℃인 경우, 비료수 제조에 걸리는 시간은 2시간일 수 있다. 따라서 바람직하게는, NO2 - 이온이 포화된 상태의 피처리수(또는 살균수)를 이용한 비료수의 제조는 100℃에서 2시간 이상 가열하는 단계를 포함함으로써 수행할 수 있다.In the second step, the time for preparing the fertilizer water can be shortened as the heating is performed at a higher temperature. For example, when trying to produce NO 2 - ion-saturated water to be treated (or sterilized water) into NO 2 - ion-free fertilizer water, when the heating temperature is 20°C, the fertilizer water production The time taken may be 42 days, and when the heating temperature is 100 ° C, the time taken to prepare the fertilizer water may be 2 hours. Therefore, preferably, the production of fertilizer water using the water to be treated (or sterilized water) in a state in which NO 2 - ions are saturated can be performed by including a step of heating at 100° C. for 2 hours or more.
본 발명에 따르면, 본 발명의 장치 및 제조방법으로 제조된 비료수는 식물 종자의 발아 및 식물의 성장을 촉진하는 데 효과가 있어, 농작물, 원예 등과 같은 분야에 응용 가능하다.According to the present invention, the fertilizer water produced by the apparatus and manufacturing method of the present invention is effective in promoting the germination of plant seeds and the growth of plants, and can be applied to fields such as crops and horticulture.
이하에서, 구체적인 실시예들 및 비교예를 통해서 본 발명의 살균수 및 비료수 선택적 제조 장치 및 비료수의 제조 방법에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 일부 실시 형태에 불과한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, through specific examples and comparative examples, a method for manufacturing sterilizing water and fertilizer water selectively and a manufacturing method of fertilizer water according to the present invention will be described in more detail. However, the embodiments of the present invention are merely some embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
실시예 1Example 1
1L의 탈이온수(Deionized water, DW)를 표면 유전체 격벽 방전(sDBD) 장치를 이용하여 약 11.5분 동안 방전하여 살균수를 제조하였다. 그런 다음, 상기 살균수를 약 100℃의 물에 중탕함으로써 살균수를 가열하여 보관하였다. Sterilized water was prepared by discharging 1 L of deionized water (DW) for about 11.5 minutes using a surface dielectric barrier discharge (sDBD) device. Then, the sterilized water was heated and stored by heating the sterilized water in water at about 100 ° C.
실험예 1: 비료수 NOExperimental Example 1: Fertilizer water NO 22 -- 및 NO and NO 33 -- 농도 분석 concentration analysis
본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 살균수 및 비료수의 NO2 - 및 NO3 - 농도를 분석하였다. NO2 - 및 NO3 - 는 각각 디아조화 방법(Diazotization method)에 기반한 측정 방법을 통해 TNT840 및 TNT835 측정 키트를 통해 측정하였고, 측정은 UV-vis 분광광도계 DR6000를 사용하여 측정하였다. 이의 결과를 도 2에 나타냈다.NO 2 - and NO 3 - concentrations of sterilized water and fertilizer water prepared according to Example 1 of the present invention were analyzed. NO 2 - and NO 3 - were measured using TNT840 and TNT835 measurement kits through a measurement method based on the diazotization method, respectively, and measurement was performed using a UV-vis spectrophotometer DR6000. The results are shown in Figure 2.
도 2를 참조하면, 실내 온도에 보관된 살균수(RT stored)의 경우 시간이 지남에 따라 NO2 - 및 NO3 - 의 농도의 변화가 거의 관찰되지 않았다. 반면, 약 100℃의 물에 중탕하여 보관된 비료수(100℃ stored)의 경우 중탕 시간이 지남에 따라 NO2 - 의 농도가 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있었고, 약 2시간 후에는 NO2 - 의 농도가 0이 되었다. 그러나 NO3 - 의 농도는 살균수와 비슷한 농도를 유지함을 보였다. 이를 통해서, 플라즈마 처리된 처리수를 가열하는 경우, NO2 - 의 농도가 감소함을 알 수 있다.Referring to FIG. 2 , in the case of sterilized water stored at room temperature (RT stored), almost no change in the concentration of NO 2 - and NO 3 - was observed over time. On the other hand, in the case of fertilizer water (stored at 100℃) stored after being bathed in water at about 100℃, it was confirmed that the concentration of NO 2 - rapidly decreased as the bathing time elapsed, and after about 2 hours, NO 2 - concentration is 0. However, the concentration of NO 3 - was maintained similar to that of sterilized water. Through this, it can be seen that the concentration of NO 2 − decreases when the plasma-treated treated water is heated.
실험예 2: 가열 온도에 따른 비료수 NOExperimental Example 2: Fertilizer water NO according to heating temperature 22 -- 농도 분석 concentration analysis
본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 비료수를 각각 다른 온도(20, 40, 60, 80 및 100℃)의 물에 중탕하여 중탕 시간에 따른 비료수의 NO2 - 농도를 분석하였고, 그 결과를 도 3에 나타냈다.The fertilizer water prepared according to Example 1 of the present invention was bathed in water of different temperatures (20, 40, 60, 80, and 100 ° C), and the NO 2 - concentration of the fertilizer water according to the bath time was analyzed. As a result, is shown in Figure 3.
도 3을 참조하면, 중탕을 수행하는 물의 온도가 약 20, 40, 60, 80 및 100℃로 높아질수록 NO2 - 농도가 0이 되는 시간이 각각 42일, 26일, 4일, 8시간 및 2시간으로 단축되었다. 이를 통해서, 높은 온도로 가열을 수행하는 경우 비료수를 제조하는 시간을 단축할 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, as the temperature of the water for bathing increases to about 20, 40, 60, 80, and 100 ° C, the time at which the NO 2 - concentration becomes 0 is 42 days, 26 days, 4 days, 8 hours, and 8 hours, respectively. shortened to 2 hours. Through this, it can be seen that the time for preparing the fertilizer water can be shortened when heating is performed at a high temperature.
실험예 3: 살균 능력 평가Experimental Example 3: Sterilization ability evaluation
본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 살균수의 살균 능력을 평가하기 위해, 살균수 9ml와 미생물 현탁액 1ml를 섞은 다음 4시간 후, 살아있는 미생물을 3회 측정한 후 평균값을 도출하였다. 또한, 본 발명과 비교를 위해, 탈이온수(DW) 및 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 비료수를 이용하여 상기와 동일한 과정을 통해 살균 실험을 수행하였다. 그 결과를 도 4에 나타냈다.In order to evaluate the sterilizing ability of the sterilizing water prepared according to Example 1 of the present invention, 9 ml of sterilizing water and 1 ml of microbial suspension were mixed, and after 4 hours, living microorganisms were measured three times, and the average value was derived. In addition, for comparison with the present invention, a sterilization experiment was performed through the same process as above using deionized water (DW) and fertilizer water prepared according to Example 1 of the present invention. The results are shown in FIG. 4 .
도 4를 참조하면, 탈이온수(DW)를 이용한 경우에 살아있는 미생물의 수가 가장 많은 것을 알 수 있고, 살균수(RT stroed)의 경우에 살아있는 미생물의 수가 가장 적은 것을 확인할 수 있다. 이를 통해서, 본 발명에 따라 제조된 살균수는 높은 살균 효과를 갖는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4 , it can be seen that the number of live microorganisms is the highest when deionized water (DW) is used, and the number of live microorganisms is the lowest when sterilized water (RT stroed) is used. Through this, it can be seen that the sterilizing water prepared according to the present invention has a high sterilizing effect.
실험예 4: 비료 능력 평가Experimental Example 4: Evaluation of fertilizer capacity
본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 비료수의 비료 능력을 평가하기 위해, 비료수 5ml를 씨앗에 1일 1회씩 4일 동안 공급하였고, 4일 후에 발아된 씨앗의 개수를 측정하였다. 또한, 본 발명과 비교를 위해, 탈이온수(DW) 및 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 살균수를 이용하여 상기와 동일한 과정을 통해 실험을 수행하였다. 그 결과를 도 5 및 6에 나타냈다.In order to evaluate the fertilizing ability of the fertilizer water prepared according to Example 1 of the present invention, 5 ml of the fertilizer water was supplied to the seeds once a day for 4 days, and the number of germinated seeds was measured after 4 days. In addition, for comparison with the present invention, an experiment was performed through the same process as above using deionized water (DW) and sterilized water prepared according to Example 1 of the present invention. The results are shown in Figures 5 and 6.
도 5 및 6을 참조하면, 탈이온수(DW) 및 살균수(RT stroed)와 비교하여, 비료수(100℃ stored)를 이용한 경우 가장 많은 씨앗을 발아한 것을 확인했다. 이를 통해서. 본 발명에 따라 제조된 비료수는 식물의 성장을 촉진시킬 수 있는 것을 알 수 있다.5 and 6, compared to deionized water (DW) and sterilized water (RT stroed), it was confirmed that most seeds germinated when fertilizer water (100 ° C. stored) was used. Through this. It can be seen that the fertilizer water prepared according to the present invention can promote the growth of plants.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can.
Claims (11)
상기 피처리수의 표면에서 플라즈마를 방전하는 플라즈마 방전부; 및
상기 피처리수를 가열하는 가열부를 포함하고,
상기 피처리수의 표면에의 플라즈마로 피처리수가 처리되어 살균수를 생성하고, 상기 살균수를 가열하여 비료수를 생성함을 특징으로 하는,
살균수 및 비료수 선택적 제조 장치.an untreated water storage unit accommodating untreated water;
a plasma discharge unit for discharging plasma on the surface of the water to be treated; and
A heating unit for heating the water to be treated,
Characterized in that the water to be treated is treated with plasma on the surface of the water to be treated to generate sterilized water, and the sterilized water is heated to produce fertilizer water.
Sterilization water and fertilizer water selective manufacturing device.
상기 피처리수는 초순수, 수돗물, 지하수, 바닷물 및 담수 중에서 선택된 어느 하나 이상임을 특징으로 하는,
살균수 및 비료수 선택적 제조 장치.According to claim 1,
Characterized in that the water to be treated is at least one selected from ultrapure water, tap water, ground water, seawater and fresh water,
Sterilization water and fertilizer water selective manufacturing device.
상기 피처리수 표면으로 방전가스를 공급하는 방전가스 공급부를 추가로 포함하고,
상기 방전가스는 질소 및 산소를 포함하는 가스임을 특징으로 하는,
살균수 및 비료수 선택적 제조 장치.According to claim 1,
Further comprising a discharge gas supply unit for supplying discharge gas to the surface of the water to be treated,
Characterized in that the discharge gas is a gas containing nitrogen and oxygen,
Sterilization water and fertilizer water selective manufacturing device.
상기 살균수는 NO2 - 및 NO3 - 이온을 포함함을 특징으로 하는,
살균수 및 비료수 선택적 제조 장치.According to claim 1,
Characterized in that the sterilizing water contains NO 2 - and NO 3 - ions,
Sterilization water and fertilizer water selective manufacturing device.
상기 비료수는 상기 살균수에 비해 NO2 - 이온이 감소되거나, NO2 - 이온을 포함하지 않는,
살균수 및 비료수 선택적 제조 장치.According to claim 1,
The fertilizer water is reduced in NO 2 - ions compared to the sterilization water, or does not contain NO 2 - ions,
Sterilization water and fertilizer water selective manufacturing device.
상기 가열부의 가열은, 피처리수를 NO2 - 이온이 포화 상태에서 100도에서 2시간 이상 가열함을 특징으로 하는,
살균수 및 비료수 선택적 제조 장치.According to claim 1,
The heating of the heating part is characterized in that the water to be treated is heated at 100 degrees for 2 hours or more in a state where NO 2 - ions are saturated.
Sterilization water and fertilizer water selective manufacturing device.
상기 피처리수를 가열하는 단계를 포함하는,
비료수 제조 방법.Plasma-treating the water to be treated by discharging plasma on the surface of the water to be treated; and
Including the step of heating the water to be treated,
Fertilizer water production method.
상기 피처리수는 초순수, 수돗물, 지하수, 바닷물 및 담수 중에서 선택된 어느 하나 이상임을 특징으로 하는,
비료수 제조 방법.According to claim 7,
Characterized in that the water to be treated is at least one selected from ultrapure water, tap water, ground water, seawater and fresh water,
Fertilizer water production method.
상기 피처리수 표면으로 질소 및 산소를 포함하는 가스를 공급함을 포함하는,
비료수 제조 방법.According to claim 7,
Including supplying a gas containing nitrogen and oxygen to the surface of the water to be treated,
Fertilizer water production method.
상기 비료수는 상기 가열전의 피처리수에 비해 NO2 - 이온이 감소되거나, NO2 - 이온을 포함하지 않는,
비료수 제조 방법.According to claim 7,
The fertilizer water is reduced in NO 2 - ions compared to the water to be treated before the heating, or does not contain NO 2 - ions,
Fertilizer water production method.
상기 가열은, 피처리수를 NO2 - 이온이 포화 상태에서 100도에서 2시간 이상 가열함을 특징으로 하는,
비료수 제조 방법.According to claim 7,
The heating is characterized by heating the water to be treated at 100 degrees for 2 hours or more in a state where NO 2 - ions are saturated.
Fertilizer water production method.
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