KR20230013420A - 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면 플라즈마 오존을 이용하되 플라즈마 내의 활성종을 동시에 이용함으로써 꿀벌에 스트레스를 크게 가하지 않으면서 꿀벌응애를 꿀벌응애를 꿀벌로부터 분리시켜 효과적으로 방제할 수 있다.
Description
본 발명은 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온 대기압 플라즈마로서 유전체를 구비한 전극간에 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge)을 유도하여 소프트 플라즈마를 생성하고, 플라즈마를 꿀벌통내에 공급하여 꿀벌통내에서 기생하는 꿀벌응애를 등의 해충을 방제하는 방법에 관한 것이다.
꿀벌응애는 원래 동남아 지역에서 동양종 꿀벌의 외부 해충이었으나, 인간의 활동에 의한 봉군의 이동으로 인해 서양종 꿀벌 지역으로 옮겨졌고, 전 세계로 분포, 확산되었다. 꿀벌응애가 어떤 지역에 침입하고 몇 년에 걸쳐 정착을 한다면 이것을 완전히 없애는 것은 거의 불가능하다는 것이 경험적으로 밝혀져 있다. 그러므로 꿀벌응애의 감염 경로 및 생활사를 이해하고 그 밀도를 조절함으로써 경제적인 손실을 최소화하는 작업이 필요하다.
꿀벌응애의 암컷은 꿀벌의 유충, 번데기 및 성충벌에 기생하여 림프혈을 흡입하여 소위 진드기병을 유발한다. 종래기술(한국 공개번호 10-2019-0042835)에 따르면 감염된 꿀벌 성충의 무게는 정상적인 것보다 7.1~ 30.4%까지 감소하며, 기생이 심한 경우에는 불구벌이 되거나 발육이 정지되기도 한다. 꿀벌 번데기의 경우에도 꿀벌응애의 기생(또는 감염)이 심한 경우 10%의 체중감소를 보인다. 심한 경우에는 다리의 불구 또는 번데기가 죽게 되기도 한다. 더 큰 피해는 봉세 약화로 말미암아 채밀 성적이 크게 떨어져 채밀량이 30~46% 가량 감소하는 결과를 나타낸다. 진드기 피해를 입는 양봉농가는 한 해 평균 2만여 곳에 이르고 추산되는 피해액은 해마다 증가해 6 백억원 이상인 것으로 추산되고 있다(2013년 기준).
국내에는 이미 전국적으로 만연한 상태여서 큰 피해를 주고 있으며, 설문조사결과 절반이상의 농가가 이 꿀벌응애에 의한 직접적인 피해가 30% 이상이라고 보고되고 있다. 그동안 국내에서는 벌의 생육 및 양봉농가에 큰 피해를 끼치는 꿀벌 응애에 대한 방제를 위해 주로 유기합성 살충제들을 이용하여 필요 이상의 방제를 하여 왔고, 이 때문에 국내 서식 꿀벌응애들이 기존의 약제에 대한 강한 내성을 보이는 문제점도 발생하고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 플라즈마를 이용하여 꿀벌응애를 제거하는 방법이 개시되었다.
플라즈마 상태에서는, 전자는 다양한 방식에 의해 쉽게 가속될 수 있으며 중성입자는 피처리물의 분자와 충돌하여 화학적 활성종을 생성하고, 이온은 처리하고자 하는 피처리물의 표면에 화학 반응이 일어날 수 있는 조건을 조성함으로, 활성종이 표면에서 활발한 화학 작용을 일으키게 한다.
즉 이러한 플라즈마에는 예컨대 옥시-, 하이드록실-, 및 질소 라디칼, 전자적으로 여기된 원자나 분자, 및 자외선(UV) 광자, 이온, 라디칼 등의 화학적 활성종이 포함되어 있으며 이들은 전기장을 따라 운동하면서 환부를 샤워하듯이 피처리물의 표면을 자극하고 살균하게 된다.
이와 같이 플라즈마를 이용하여 꿀벌응애를 방제하는 방법이 한국 등록특허공보 특허 10-2142484호에 개시되었다.
특허 10-2142484는 유전체 장벽방전으로 플라즈마를 생성시킬수 있는 하드웨어 장치를 꿀벌통내에 장착하여 꿀벌통내에 플라즈마를 발생시켜 꿀벌응애를 제거하는 방법을 개시하고 있다.
특허 10-2142484는 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 장치로, 직육면체 형상으로 일면이 개방된 꿀벌통커버(700); 상기 꿀벌통커버(700) 내측 어느 일측에 부착되는 전극부(400); 상기 꿀벌통커버(700) 내측 어느 일측에 부착되고 상기 전극부에서 발생하는 플라즈마를 꿀벌통몸체(600)로 불어내는 선풍부(500); 상기 전극부(400)에 연결되어 고전압 5KV ~ 15KV 및 주파수 1KHz ~ 30KHz의 플라즈마발생 전원을 공급하는 플라즈마 전원 발생부(200); 상기 플라즈마 전원 발생부(200)를 제어하는 제어부(300); 상기 플라즈마 전원 발생부(200)에 전원을 공급하는 전원부(100)를 포함하되, 상기 전극부(400)는, 제1전극(410) 및 제2전극(420)을 구비하고, 상기 제1전극(410) 및 상기 제2전극(420)은 각각 일정길이를 갖는 복수의 제1세부전극(411) 및 일정길이를 갖는 복수의 제2세부전극(421)으로 구성되고, 상기 복수의 제1세부전극(411)은 서로 평행하게 배치되며, 복수의 제2세부전극(421)은 서로 평행하게 배치되며, 상기 복수의 제1세부전극(411) 및 상기 복수의 제2세부전극(421)은 서로 교차하도록 배치되며, 상기 복수의 제1세부전극(411) 및 상기 복수의 제2세부전극(421)의 각각의 세부전극들은 유전체에 의해 밀봉되어, 상기 제1전극(410) 및 상기 제2전극(420) 간에 유전체(412, 422) 장벽 방전을 유도함으로써, 저온 대기압 플라즈마가 발생하는 것을 특징으로 하고 있다.
그러나 종래기술에서는 계절의 변화에 따른 꿀벌 개체군의 숫자 변동과 관계없이 동일한 오존농도와 동일한 시간동안 플라즈마를 발생시킴으로써 벌통 내에서 꿀벌응애만을 효과적으로 제거하기 어려운 문제점이 있었다.
또한 꿀벌응애를 제거하기 위해 꿀벌통내에 발생되는 오존에만 의지하여 꿀벌응애의 제거와 동시에 꿀벌에게도 상당한 해를 끼치는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 꿀벌응애의 제거에는 플라즈마의 활성종이 보다 영향을 미친다는 점을 인식하고 플라즈마에 의한 오존과 활성종을 이용하는데 발명의 목적이 있다. 또한 꿀벌통몸체내 꿀벌소비수에 따라 플라즈마 발생횟수를 조절함으로써 꿀벌통몸체내의 오존과 활성종의 농도를 일정하게 유지하는데 발명의 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 직육면체 형상으로 일면이 개방된 꿀벌통커버; 상기 꿀벌통커버 내측 어느 일측에 부착되고, 유전체 장벽방전에 의해 플라즈마를 발생시키는 전극부; 상기 꿀벌통커버 내측 어느 일측에 부착되고 상기 전극부에서 발생하는 플라즈마를 꿀벌통몸체로 불어내는 선풍부; 상기 전극부에 연결되어 플라즈마발생 전원을 공급하는 플라즈마 전원 발생부; 상기 플라즈마 전원 발생부를 제어하는 제어부; 상기 플라즈마 전원 발생부에 전원을 공급하는 전원부로 구성되어 꿀벌통내 꿀벌응애를 방제하는 방법에 있어서, 상기 제어부가 꿀벌통몸체 내부의 오존농도가 100ppm~200ppm이 8 내지 12분간 유지될 수 있도록 되도록 제어하되, 꿀벌통몸체내 꿀벌소비수에 따라 플라즈마 발생횟수 및 발생시간을 가감시키는 꿀벌통내 꿀벌응애를 방제방법을 제공하고자 한다.
또한 꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은, 꿀벌소비수가 3매 내지 4매인 경우에는 10~20% 듀티싸이클로 28~32회 작동하는 꿀벌통내 꿀벌응애를 방제방법을 제공하고자 한다.
또한 꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은, 꿀벌소비수가 5매 내지 9매인 경우에는 30~40% 듀티싸이클로 22~26회 작동하는 꿀벌통내 꿀벌응애를 방제방법을 제공하고자 한다.
또한 꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은, 꿀벌소비수가 10매 내지 12매인 경우에는 60~70% 듀티싸이클로 12~16회 작동하는 꿀벌통내 꿀벌응애를 방제방법을 제공하고자 한다.
또한 상기 방제방법은 6~8일 주기로 연간 3~5회 실시하는 것을 꿀벌통내 꿀벌응애를 방제방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따르면 플라즈마 오존을 이용하되 플라즈마 내의 활성종을 동시에 이용함으로써 꿀벌에 스트레스를 크게 가하지 않으면서 꿀벌응애를 꿀벌응애를 꿀벌로부터 분리시켜 효과적으로 방제할 수 있다.
도 1은 한국 특허공보 등록번호 10-2142484에 개시된 플라즈마 발생장치의의 블록도로 본 발명도 동일한 꿀벌통몸체를 적용한다.
도 2는 한국 특허공보 등록번호 10-2142484에 개시된 꿀벌통몸체 실시예로 본 발명도 동일한 꿀벌통몸체를 적용한다.
도 3은 한국 특허공보 등록번호 10-2142484에 개시된 전극부 및 선풍부가 부착된 꿀벌통커버 실시예로 본 발명도 동일한 꿀벌통몸체를 적용한다.
도 2는 한국 특허공보 등록번호 10-2142484에 개시된 꿀벌통몸체 실시예로 본 발명도 동일한 꿀벌통몸체를 적용한다.
도 3은 한국 특허공보 등록번호 10-2142484에 개시된 전극부 및 선풍부가 부착된 꿀벌통커버 실시예로 본 발명도 동일한 꿀벌통몸체를 적용한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 방법을 구현하기 위한 플라즈마 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 전원부(100), 플라즈마 전원 발생부(200), 제어부(300), 전극부(400), 선풍부(500) 꿀벌통몸체(600), 꿀벌통커버(700)로 구성되어 있다.
상기 전원부(100)는 외부 전원일 수 있고, 소형화된 휴대용으로 사용될 수 있도록 배터리일 수 있다.
상기 플라즈마 전원 발생부(200)는 고전압, 고주파수의 파워를 발생시킨다. 플라즈마 전원 발생부(200)는 전원부(100)로부터 출력되는 직류전원을 고주파, 고전압의 교류 전원으로 변환되도록 하며, 바람직하게는 전압 5KV ~ 15KV, 주파1KHz ~ 30KHz를 채택할 수 있다. 이와 같은 상기 제어부(300)는 플라즈마 발생시간, 주기, 강도 등을 제어하는 기능을 추가할 수 있다.
본 발명자의 실험결과 꿀벌응애는 플라즈마 내의 고농도 활성종(Reactive Species)에 민감하다는 사실을 확인하였다. 따라서 종래의 방법대로 플라즈마 오존을 이용하되 플라즈마 내의 활성종을 동시에 이용함으로써 꿀벌에 스트레스를 크게 가하지 않으면서 꿀벌응애를 용이하게 제거하는 것이다.
일반적으로 저온 대기압 플라즈마 활성종(RONS)은 강력한 산화력으로 주위의 고분자 화합물인 유기물질에 빠르게 작용하고 산소, 질소 등 본래의 대기물질로 돌아간다.
이러한 저온 대기압 플라즈마의 활성종은 주위의 환경 조건에 따라 수초 내에 일정량이 빠르게 소모되는데 이것을 순간 활성종 요구량 (Instantaneous active species demand)으로 정의하고, 이 순간 활성종 요구량을 넘어선 잔류 된 활성종은 n차 반응으로 점차 감소되어 간다.
주변이 고분자 화합물인 유기물질들로 공간에 대한 비표면적이 크고 많을수록 순간 활성종 요구량과 활성종 감소 속도가 증가 하는 경향이 있다.
본 발명자는 활성종 살충 성능을 추정하기 위해 샘플링 포트를 통해 직접 활성종 잔류 농도와 체류시간을 측정하여 적정한 활성종 요구량을 산출하였다.
예로서 밀폐된 꿀벌 상자 내에 일정시간, 일정 활성종 농도를 유지하기 위한 필요 활성종 요구량은 시간에 따라 변한다.
이와 같이 꿀벌응애 방제를 위한 활성종 요구량을 충족시키기 위해 상기 제어부(300)는 꿀벌통몸체(600) 내부의 오존 농도가 100ppm~200ppm이 8 내지 12분간 유지될 수 있도록 되도록 제어할 수 있다. 상기 오존 농도 및 오존 유지시간 범위에서 꿀벌응애 방제가 보다 효과적임을 확인하였다.
꿀벌응애의 보다 효과적인 방제를 위해 꿀벌통몸체내 꿀벌소비수에 따라 플라즈마 발생횟수 및 발생시간을 가감시키는 것이 효과적이다.
꿀벌 사육은 1년을 주기로 평균적으로 이른 봄(2월)에 소비 4대의 군집으로 시작하여 아카시아꿀 채취 시기인 5월을 정점으로 소비 12매의 군집으로 성장했다가 가을철 동면에 들기 전(10월)에는 소비 4매의 군집으로 축소된다.
꿀벌응애 방제의 최적 시기는 봄철 꽃이 필 무렵 3월, 아카시아 꽃이 지고 밤 꽃이 피기 전 5월 말에 서 6월 중순까지 1주일에 1회씩 4회 실시하고, 동면에 들기 전 10월에는 소비 봉 판에서 모든 꿀벌들이 태어난 후 1회 실시함이 바람직하다.
본 발명에서 꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은, 꿀벌소비수가 3매 내지 4매인 경우에는 10~20% 듀티싸이클로 28~32회 작동시켜 플라즈마 활성종 요구량을 충족시킬 수 있다. 상기 꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은 위에서 언급된 수치 범위내에서 꿀벌응애 방제가 보다 효과적임을 확인하였다.
본 발명에서 꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은, 꿀벌소비수가 5매 내지 9매인 경우에는 30~40% 듀티싸이클로 22~26회 작동시켜 플라즈마 활성종 요구량을 충족시킬 수 있다. 상기 꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은 위에서 언급된 수치 범위내에서 꿀벌응애 방제가 보다 효과적임을 확인하였다.
본 발명에서 꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은, 꿀벌소비수가 10매 내지 12매인 경우에는 60~70% 듀티싸이클로 12~16회 작동시켜 플라즈마 활성종 요구량을 충족시킬 수 있다. 상기 꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은 위에서 언급된 수치 범위내에서 꿀벌응애 방제가 보다 효과적임을 확인하였다.
본 발명에서 방제방법은 6~8일 주기로 연간 3~5회 실시하여 플라즈마 활성종 요구량을 충족시킬 수 있다. 상기 꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은 위에서 언급된 수치 범위내에서 꿀벌응애 방제가 보다 효과적임을 확인하였다.
본 발명의 구체적인 실시 예로서 봄철 소비 4매의 꿀벌 군집에서는 플라즈마 반응기의 작동 시간을 3초 ON, 15초 OFF 사이클을 30회 실시하여 10분간 일정한 플라즈마 활성종 요구량을 충족시킬 수 있다.
꿀벌의 군집이 가장 왕성한 꿀 채취 시기에는 보통 소비 8대 이상으로 소비 8매의 군집에는 플라즈마 반응기의 작동 시간은 9초 ON, 15초 OFF 사이클을 25회 실시하고, 소비 10매 이상의 경우에는 보통 단상이 아닌 계상의 꿀벌통을 사용하며, 이때 플라즈마 반응기의 작동 시간은 27초 ON, 15초 OFF 사이클을 14회 실시하여 10분간 일정한 플라즈마 활성종 요구량을 충족시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제방법은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 기술의 요지를 벗어남이 없이 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.
100 : 전원부
200 ; 플라즈마 전원 발생부
300 : 제어부 400 : 전극부
500 : 선풍부 600 : 꿀벌통몸체
700 : 꿀벌통커버
300 : 제어부 400 : 전극부
500 : 선풍부 600 : 꿀벌통몸체
700 : 꿀벌통커버
Claims (5)
- 직육면체 형상으로 일면이 개방된 꿀벌통커버; 상기 꿀벌통커버(700) 내측 어느 일측에 부착되고, 유전체 장벽방전에 의해 플라즈마를 발생시키는 전극부(400); 상기 꿀벌통커버(700) 내측 어느 일측에 부착되고 상기 전극부에서 발생하는 플라즈마를 꿀벌통몸체(600)로 불어내는 선풍부(500); 상기 전극부(400)에 연결되어 플라즈마발생 전원을 공급하는 플라즈마 전원 발생부(200); 상기 플라즈마 전원 발생부(200)를 제어하는 제어부(300); 상기 플라즈마 전원 발생부(200)에 전원을 공급하는 전원부(100)로 구성되어 꿀벌통내 꿀벌응애를 방제하는 방법에 있어서,
상기 제어부(300)가 꿀벌통몸체(600) 내부의 오존농도가 100ppm~200ppm이 8 내지 12분간 유지될 수 있도록 되도록 제어하되,
상기 꿀벌통몸체(600)내 꿀벌소비수에 따라 플라즈마 발생횟수 및 발생시간을 가감시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 방법 - 제1항에 있어서,
꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은,
꿀벌소비수가 3매 내지 4매인 경우에는 10~20% 듀티싸이클로 28~32회 작동하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 방법 - 제1항에 있어서,
꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은,
꿀벌소비수가 5매 내지 9매인 경우에는 30~40% 듀티싸이클로 22~26회 작동하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 방법 - 제1항에 있어서,
꿀벌소비수에 따른 플라즈마 발생횟수 및 발생시간은,
꿀벌소비수가 10매 내지 12매인 경우에는 60~70% 듀티싸이클로 12~16회 작동하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 방법 - 제2항 내지 제4항에 있어서,
상기 방제방법은 6~8일 주기로 연간 3~5회 실시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 방법
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| KR1020210094141A KR102685123B1 (ko) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 방법 |
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ID=85110883
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| KR1020210094141A KR102685123B1 (ko) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 방법 |
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Citations (4)
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| WO2016151468A1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | C.G.C. Di Guerini E Carrara S.N.C. | Method and apparatus for the treatment of hives |
| KR101922507B1 (ko) | 2017-11-29 | 2018-11-28 | 주식회사 서린메디케어 | 프락셔널 플라즈마를 이용한 피부 치료장치 |
| KR20190042835A (ko) | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 농업회사법인 비센 바이오 주식회사 | 쿼세틴을 이용한 꿀벌응애 구제용 제제 |
| KR102142484B1 (ko) | 2019-11-26 | 2020-09-14 | 송유섭 | 플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제 장치 |
-
2021
- 2021-07-19 KR KR1020210094141A patent/KR102685123B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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