초록 ▼

○연구결과
(1) 고효율 플라즈마 방전수 제조기술의 개발 : 18 kV, 1 kHz, 방전시간 15 분에서 pH 3∼4 이하, KI 농도 30∼40 mg/L 이상의 방전수를 생산할 수 있었다. 방전수는 황산수보다 2배 가량 살균력이 높고, 살균력의 지속력이 우수하였다. 방전수 분석 결과, 살균력은 오존, free radical 및 질산염 등에 의해 발현되는 것으로 밝혀졌다.
(2) 저비용ㆍ고효율 플라즈마 방전수 발생장치 개발 및 모델 정립 : 방전수 제조장치는 alumina 전극을 이용하여 물을 연속 순환하는 이계면 형식

○연구결과
(1) 고효율 플라즈마 방전수 제조기술의 개발 : 18 kV, 1 kHz, 방전시간 15 분에서 pH 3∼4 이하, KI 농도 30∼40 mg/L 이상의 방전수를 생산할 수 있었다. 방전수는 황산수보다 2배 가량 살균력이 높고, 살균력의 지속력이 우수하였다. 방전수 분석 결과, 살균력은 오존, free radical 및 질산염 등에 의해 발현되는 것으로 밝혀졌다.
(2) 저비용ㆍ고효율 플라즈마 방전수 발생장치 개발 및 모델 정립 : 방전수 제조장치는 alumina 전극을 이용하여 물을 연속 순환하는 이계면 형식으로 개발하였다. 이 장치는 전압 18 kV 이상 및 주파수 1 kHz에서 가장 KI 농도가 높은 방전수를 생산하였다.
상기 연구개발 결과를 바탕으로, 펌프 용량 7 LPM, 수조 용량 10 L이며, 5개의 반응기를 설치한 대용량 플라즈마 방전장치를 개발하고 사양을 정립하였다. 이 장치는 PLC 제어와 내부 주요부품들을 분리ㆍ설치하여 편의성과 안정성을 향상시켰다.
(3) 플라즈마 방전수의 농업적 활용방안 극대화 : 플라즈마 방전수를 부분가공 채소의 세척 및 살균에 적용한 결과, 세균밀도, 호흡량, 에틸렌 발생량, 비타민 C 함량 및 작물의 관능품질이 모두 향상되었으며, 종자의 발아를 고르게 하고 발아력을 향상시키는 것으로 나타났다.

Abstract ▼

Ⅳ. RESULTS AND DISCUSSION
1. Development of high efficiency plasma discharge system
The developed discharge system of 18 kV, 1 kHz produced discharged water with pH of less then 3∼4 and KI concentration of higher than 30∼40 mg/L, with its discharge period of 15 min. Benzene concentration was

Ⅳ. RESULTS AND DISCUSSION
1. Development of high efficiency plasma discharge system
The developed discharge system of 18 kV, 1 kHz produced discharged water with pH of less then 3∼4 and KI concentration of higher than 30∼40 mg/L, with its discharge period of 15 min. Benzene concentration was decreased in 30 min from 44 mg/L to 3.9 mg/L with treatment with diluted discharged water The discharged water showed higher efficiency of disinfection than sulphuric acid solution and it maintains the efficiency for several days of storage. However, it showed lower efficiency in leachate treatment than ozonated water. It is assumed that the oxidation potential of the discharged water was lower than ozonated water but lasts longer. the pH value of the discharged water did not change significantly during 5days of storage, also.
Based on the analysis on the characteristics of the discharged water and its nitrogen compounds, it is clear that the oxidation potential and disinfection ability of the discharged water was caused not only by ozone and OH*, but also by NO₂^-, NO₃^- and other unidentified compounds which were formed from the components of inlet gas.
2. Development of high efficiency, low cost plasma discharge system and the establishment of its specification
The highest KI concentration was achieved with the developed discharge system of 18 kV, 1 kHz and alumina electrodes with 15 min of discharge. The discharged water was very useful as an disinfectin agent for agricultural use because the half life of the KI was around 10 hr. There was no apparent relationship between nitrogen content of the inlet gas and KI concentration.
A plasma discharge system with alumina electrodes, double interface and water circulation was developed by upgrading lab. scale equipment. Its voltage, frequency, power, capacity, discharge period, circulation flow were 20 kV, 1 kHz, 400 W, 1 L, 30 min and 0.3 LPM, respectively. Power supply system of 220 V and 3 kW was also developed by improving former equipment.
A high capacity pilot plant with 5 discharge reactors was also developed, designed and manufactured. Its power, frequency and circulation flow were 5 kW, 1 kHz, and 7 LPM, respectively. Convenience and safety were improved by PLC control and separating components in the housing. Test showed that KI conecentration incresed with increasing voltage and 20 mg/L of KI concentration with 2 kW of permitted voltage and 20 min of discharge period.
The specification of high capacity plasma discharge system was suggested for faster commercialization.
3. Application of discharged water to agricultural products
The discharged water showed good efficiency in disinfection of sweet potato sprout and bracken and showed decreased infection of cultivating strawberry, to confirm the potential of its disinfection agent and an alternative of agricultural chemicals.
It also increased regularity and sprouting of the seeds of green perilla, hollyhock and crown daisy and controling growths of cultivating Chinese cabbage and tomato to extend shipping period. Visual quality, air composition of packages and vitamin C contents of fresh cut vegetables were also improved with discharged water treatment.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 15
• 표목차 ... 17
• 그림목차 ... 19
• 제 1 장 서론 ... 22
• 제 1 절 연구의 목적 및 필요성 ... 22
• 제 2 절 연구의 내용 및 범위 ... 24
• 제 2 장 국내외 연구개발 현황 ... 26
• 제 3 장 고효율 플라즈마 방전수 제조기술 개발 ... 28
• 제 1 절 서론 ... 28
• 제 2 절 재료 및 방법 ... 29
• 1. 플라스마 방전수 제조장치 ... 29
• 2. 용존 오존 측정 방법 ... 30
• 3. 대장균 살균능 실험 ... 33
• 4. 음용 적합성 평가 ... 34
• 5. 라디칼 생성능 평가 ... 35
• 6. 방전수 산화능 평가 ... 36
• 7. 방전수 저장기간에 따른 특성변화 평가 ... 36
• 제 3 절 연구 결과 ... 37
• 1. 방전수 특성 분석 ... 37
• 2. 방전수 성능 평가 ... 43
• 3. 플라즈마 방전수의 대장균 살균능 평가 ... 47
• 4. 방전수 산화능 평가 ... 48
• 5. 방전수 저장기간에 따른 특성 변화 ... 51
• 제 4 장 플라즈마 방전수 발생장치 개발 ... 56
• 제 1 절 서론 ... 56
• 제 2 절 플라즈마 방전수 제조장치 개발 ... 56
• 1. 최적 운전 인자 도출 ... 56
• 2. 플라즈마 방전관 개발 ... 63
• 3. 고전압 전력원 개발 ... 67
• 제 3 절 Pilot plant 제작 및 성능 평가 ... 73
• 1. Pilot plant의 설계 및 제작 ... 73
• 2. 기계적 성능 및 평가 ... 76
• 3. 조작성 및 안전성 평가 ... 77
• 제 5 장 플라즈마 방전수의 농업적 활용방안 ... 82
• 제 1 절 서론 ... 82
• 제 2 절 재료 및 방법 ... 83
• 1. 플라즈마 방전수 생산 ... 83
• 2. 부분가공채소 세척 및 살균 효과 ... 83
• 3. 플러그 묘 및 농약대체 효과 ... 84
• 제 3 절 연구 결과 ... 85
• 1. 플라즈마 방전수의 특성 ... 85
• 2. 부분가공 원예산물의 유통실태 ... 88
• 3. 방전수 처리가 나물 및 부분가공 원예산물의 세척 및 모의 유통성에 미치는 영향 ... 90
• 4. 플라즈마 방전수 처리가 몇 가지 종자의 발아와 육묘 중 초기 생육에 미치는 영향 ... 102
• 5. 플라즈마 방전수의 대체농약으로서의 가능성 검토 ... 106
• 제 6 장 결론 ... 114
• 제 7 장 참고문헌 ... 118
• 끝페이지 ... 122