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문제 정의
- 본 연구에서는 국내에서 시도된 바 없는 광학장비 및 전자장비 제독가능한 과산화수소증기 시스템을 이용하여 플랫폼 내부제독 가능성을 확인하고자 플랫폼을 모사한 야전천막 내 모의 생물학작용제인 Geobacillus stearothermophilus 아포[9]의 제독을 수행하였다.
제안 방법
- 군용천막을 모사하기 위하여 폴리옥스포드 재질에 방수를 위해 내부에 PVC(Polyvinyl Chloride)코팅을 하여 10 m × 6 m × 3 m(L × D × H) 크기로 자체 제작하여 사용하였다. 30 m3, 60 m3, 90 m3, 150 m3로 격실화 할 수 있는 구조이고 전면과 후면은 통기할 수 있는 문을 배치하였다(Fig. 2).
- 군용천막을 모사하기 위하여 폴리옥스포드 재질에 방수를 위해 내부에 PVC(Polyvinyl Chloride)코팅을 하여 10 m × 6 m × 3 m(L × D × H) 크기로 자체 제작하여 사용하였다.
- 그리고 천막 내부 과산화수소증기 농도와 온·습도 확인을 위해 천막의 상단과 하단 각 5곳에 센서를 배치하였다.
- 본 실험에서는 천막의 내부 중앙에 장비를 배치하고 과산화수소증기 확산을 위해 장비의 좌우측에 ‘약 52m3/min 풍량’의 팬(fan)를 배치하였다.
- 항공기 내부에 분사모듈과 순환용 팬(풍량 약 198 m3/min)을, 항공기 외부에 건조기, 송풍기를 배치하여 시험하였다. 조종석에서 꼬리부분까지 약 408 m3 공간에 6대의 VHP와 각 VHP 양 옆으로 2대의 순환용 팬을 설치하여 제독가능성을 시험하였다. 항공기 내부 온도는 주입되는 공기의 온도를 높이는 가온장치(pre-heater)를 사용하였다.
- 미국은 건식제독기술 선행연구 과정에서 모듈화된 시스템의 mVHPTM(Steris)로 C-141B 항공기 내부제독을 시도하였다[3]. 항공기 내부에 분사모듈과 순환용 팬(풍량 약 198 m3/min)을, 항공기 외부에 건조기, 송풍기를 배치하여 시험하였다. 조종석에서 꼬리부분까지 약 408 m3 공간에 6대의 VHP와 각 VHP 양 옆으로 2대의 순환용 팬을 설치하여 제독가능성을 시험하였다.
- 의 경우 2대를 배치하였다. 후처리 단계는 천막 전 후면 문을 개방함으로서 수행하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 과산화수소증기 시스템은 분사모듈(vaporizing module), 후처리모듈(catalytic/drying module)과 센서모듈(sensor module)로 구성된다(Fig. 3, 4).
- 본 실험에 사용된 모의 생물학작용제는 G. stearothermophilus 아포로서 스테인리스 스틸 쿠폰에 약 106 cfu(colony forming unit)로 접종된 biological indicator(BI)를 MesaLabs(Colorado, USA)에서 구매하여 사용하였다. 제독 후 제독여부는 쿠폰을 TSB(Tryptic Soy Broth)에 넣고 55~60 ℃ 배양기에서 7일간 배양 후 배양액의 색이 노란색으로 변한 경우 제독되지 않은 것으로, 보라색으로 색변화가 없는 경우 제독된 것으로 판정하였다(Fig.
- 그리고 천막 내부 과산화수소증기 농도와 온·습도 확인을 위해 천막의 상단과 하단 각 5곳에 센서를 배치하였다. 시료는 상단 4곳과 하단 4곳 그리고 중앙 1곳을 합하여 모두 9곳에 배치하였다(Fig. 5).
- 제독과정은 증기를 주입하는 초기 주입단계(injection), 주입과 반응이 일어나는 반응단계(reaction) 그리고 제독 후 남은 과산화수소증기를 제거하는 후처리 단계(aeration)로 구성된다. 제독실험은 2015년 4월에서 6월에 걸쳐 야외에서 수행되었다.
- 조종석에서 꼬리부분까지 약 408 m3 공간에 6대의 VHP와 각 VHP 양 옆으로 2대의 순환용 팬을 설치하여 제독가능성을 시험하였다. 항공기 내부 온도는 주입되는 공기의 온도를 높이는 가온장치(pre-heater)를 사용하였다. 그리고 주입 60분에 250 ppm까지 도달하는데 과산화수소 4517g을 소모하였다.
성능/효과
- 과산화수소증기 시스템을 이용하여 야전천막 30 m3 공간에서는 주입량 8.0 g/min으로 주입시간 60분 만에, 60 m3 공간에서는 주입량 12.0 g/min으로 주입시간 60분 만에 모의 생물학작용제가 완전 제독됨으로서 과산화수소증기 시스템의 플랫폼 내부제독 가능성을 확인하였다. 또한 시스템의 주입용량 증가 혹은 사용대수를 증가한다면 더 큰 대형 플랫폼 내부도 전자장비 손상 없이 제독 가능할 것으로 판단된다.
- 본 실험은 야전에서 손쉽게 대형 제독공간을 확보할 수 있는 수단으로 야전천막을 사용하여 수행한 결과이며 외부 환경요인을 배제하도록 밀폐를 완전히 하였을 시는 결과가 다소 차이가 있을 것으로 판단된다. 따라서 대형 플랫폼 내부를 제독하기 위해서는 외부환경의 영향을 줄일 수 있는 플랫폼 내부공간의 밀폐와 더불어 시스템의 주입용량 증가 혹은 사용대수 증가를 통해 증기농도와 습도를 동시에 높임으로서 보다 효율적 제독이 가능하다고 사료된다.
- 이는 야전천막 외부의 바람세기와 같은 환경요인에 기인한 것이라 생각된다. 본 실험은 야전에서 손쉽게 대형 제독공간을 확보할 수 있는 수단으로 야전천막을 사용하여 수행한 결과이며 외부 환경요인을 배제하도록 밀폐를 완전히 하였을 시는 결과가 다소 차이가 있을 것으로 판단된다. 따라서 대형 플랫폼 내부를 제독하기 위해서는 외부환경의 영향을 줄일 수 있는 플랫폼 내부공간의 밀폐와 더불어 시스템의 주입용량 증가 혹은 사용대수 증가를 통해 증기농도와 습도를 동시에 높임으로서 보다 효율적 제독이 가능하다고 사료된다.
- 0 g/min에서는 8번과 9번 위치에서만 제독되었다. 천막크기 150 m3, 주입량 16.0g/min에서는 모든 위치에서 제독되지 않음을 확인하였다.
- 제독결과는 Table 2에 나타내었다. 천막크기 30 m3, 6.0 g/min의 제독조건에서는 시료 위치가 하단인 5, 6, 7, 8번에서는 제독되지 않았으나 8.0 g/min에서는 모두 제독됨을 확인하였다. 천막크기 60 m3의 경우, 8.
후속연구
- 0 g/min으로 주입시간 60분 만에 모의 생물학작용제가 완전 제독됨으로서 과산화수소증기 시스템의 플랫폼 내부제독 가능성을 확인하였다. 또한 시스템의 주입용량 증가 혹은 사용대수를 증가한다면 더 큰 대형 플랫폼 내부도 전자장비 손상 없이 제독 가능할 것으로 판단된다.
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