스마트팜 수경재배를 위한 차세대 물 정화 기술

SmartFarm Hydroponics Water Purification with Cold Plasma

스마트팜 수경재배를 위한 차세대 물 정화 기술

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1️⃣ WHY WATER PURIFICATION MATTERS

수경재배의 핵심은 ‘깨끗한 물’

• 뿌리병(파이튬·푸사리움)의 90% 이상이 오염된 양액에서 시작
• 배관 Biofilm → 미생물 번식 → 산소 부족 → 생육 저하
• 양액 폐기 비용 증가 + 병해 확산 위험
  ✔︎ 플라즈마는 한 번에 해결할 수 있는 유일한 비화학적 솔루션

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2️⃣ WHAT IS COLD PLASMA?

낮은 온도, 높은 에너지의 ‘활성화된 공기’

플라즈마는 공기 속에 전기를 가해 만들어지는 고활성 상태의 기체
물과 만나면 아래의 활성종(ROS)이 생성됨

• OH Radical (가장 강력한 산화종)
• O₃ 오존
• H₂O₂ 과산화수소
• NOx
• UV 광선
  👉 세균·바이러스·곰팡이를 분해하고 유기물까지 산화

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3️⃣ HOW PLASMA PURIFIES WATER

플라즈마가 물을 정화하는 3대 작용

🔵 1. 초고속 살균 (99% 이상 감소)

• 세포막 산화 → 구조 붕괴
• DNA 손상 → 번식 중단
• 파이튬 뿌리썩음병 원인균도 빠르게 제거

🔵 2. 유기물 산화 & Biofilm 제거

• 사라지지 않는 찌꺼기·뿌리분비물 분해
• 배관 벽에 붙은 Biofilm까지 제거
• 양액 투명도 증가 → 관리 용이

🔵 3. 용존산소(DO) 증가 (최대 +2~5 mg/L)

• 뿌리 호흡 증가
• 생장 속도·뿌리 활력 향상
• 산소 부족 문제를 근본적으로 해결

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4️⃣ SYSTEM STRUCTURE

스마트팜에 적용되는 플라즈마 정화 장치 구조

• DBD 플라즈마 반응기
• 나노버블/미세버블 통합기 (선택)
• 자동 순환 펌프
• 양액 탱크 + 배관 라인
• IoT 센서(유량, 오존 누출, DO)
  👉 기존 양액 시스템에 쉽게 결합 가능

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5️⃣ RESULTS OBSERVED IN REAL FARMS

실제 농가에서 확인된 변화

• 🌱 뿌리 활력 증가 → 신근 발생 증가
• 🍓 딸기·토마토 생장 속도 5~25% 향상
• 💧 양액 폐기량 40~60% 감소
• 🦠 병원균 발생률 70~90% 저감
• 🛠 배관 막힘 문제 해결

플라즈마 + 나노버블 통합 시 효과는 더욱 상승함.

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6️⃣ BENEFITS FOR FARMERS

플라즈마 정화가 주는 실질적 이점

• 화학 소독제 사용량 감소 → 친환경 재배 가능
• 유지비 절감 (약품 불필요, 전극만 관리)
• 양액 재사용률 증가 → 비용 대폭 절감
• 병해 리스크 최소화
• 스마트팜 자동제어 시스템과 연동 쉬움

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7️⃣ IDEAL FOR SMARTFARM & HYDROPONICS

스마트팜에 가장 적합한 차세대 기술

• NFT
• DWC
• 수직농장
• 대규모 양액 순환형 하우스
  모두 적용 가능하며, 농가 표준 기술로 빠르게 자리 잡는 중

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8️⃣ RECOMMENDED DEVICE

플라즈마 기반 정화장치 선택 시 체크 포인트

1. DBD(Dielectric Barrier Discharge) 구조 여부
2. 산소 용해 효율(나노버블 포함 여부)
3. 활성종 생성량 (OH Radical 중심)
4. DO 상승 효과 검증 데이터
5. 양액 농도 변형 여부(안전해야 함)
6. 유지보수 난이도 및 소비전력