플라즈마(Plasma)살균의 원리와 효과에 대해서 알아봅시다.

Startup|2019. 1. 11. 14:18
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안녕하세요. 요즘 나오는 정수기를 보시게 되면 플라즈마 기능이 삽입되어 있는 것을 더러 보실 수 있습니다. 정수기 판매사에서는 플라즈마가 99% 살균된 깨끗한 물을 마시는 것을 대대적으로 홍보하면서 제품이 우수하다고 합니다. 플라즈마 기술이 무엇이길래 99%까지 살균처리가 되는 것일까요?


플라즈마란 사전적인 의미로 이온화된 전기전도도를 띈 기체를 말하며, 우주에 존재하는 물질의 99%가 플라즈마로 이루어져 있다고 알려져 있습니다.


이러한, 플라즈마가 정수기에 어떻게 적용이 되는 원리가 무엇이며, 플라즈마 기술의 효과에 대해서 알아보도록 하겠습니다.


플라즈마 살균원리


일반정수기의 경우 수도배관을 통해서 원수가 유입되면 내부필터를 통해서 유출수로 여과되어 우리가 일상생활에서 마실수 있는 정수물이 되는 것입니다. 따라서, 필터의 여과 성능에 따라서 중공사막방식의 필터, 역삼투압의 필터의 성능에 따라서 정수물의 수질이 결정되는 것입니다.




일반적으로 많이 사용되는 정수기의 구조이며, 이러한 구조에 다양한 기능(냉/온수, iOT등)을 접목하여 현재 사용하는 정수기가 되는 것입니다.


이러한 필터가 여과기능을 가지고 있다면 플라즈마기능은 이러한 여과 기능에 추가로 살균기능이라고 할 수 있습니다. 보통 물의 살균이라고 하면 고온으로 끓이는 방식도 있지만, 보통 정수기에 사용되는 플라즈마 기능은 수중저온플라즈마가 적용됩니다. 수중저온플라즈마란, 저온상태인 물속에서 전류가 방전되면서 플라즈마살균효과를 발현시키는 것을 말합니다.



유입원수에서 기본적인 필터성능으로 통해 여과가 되지만, 여과수에 잔존한 미세미생물의 경우에는 여과기능만으로는 제거가 힘들기 때문에 전기전도율이 높은 플라즈마판을 활용해서 유출수로 산출되는 것입니다. 이러한 플라즈마판은 보통 전기전도체율이 우수해 방전효과가 뛰어난 재료를 보통사용하나, 보통 사용되는 것은 티타늄 백금도금기판이라고 할 수 있습니다.


이러한 플라즈마판으로 방전을 시키게 되면 안전성에 대한 문제가 있을 수 있기 때문에 별도의 PCB기판을 부착하여 안전설계가 동시에 적용되게 됩니다. 따라서, 플라즈마 기능이 들어간 정수기 제품의 경우 PCB기판과 조그만 플라즈마판넬이 부착되어 있는 것을 볼 수 있습니다.




이러한 플라즈마기능이 어떤 절차에 의해서 살균처리되는 지에 대해서 알아보겠습니다. 당초 수돗물/지하수는 상수도에서 염소처리된 물을 방출하게 됩니다. 이후 각 가정의 배수관을 타고 들어와 정수기의 유입수로 들어와서 정수기의 여과장치를 거쳐 플라즈마 살균처리가 되면 수소이온이 분리되는 것입니다.


이러한 수소가 물속에 붙어있는 세균체 이온과 결합하며 세균이 사멸되며, 이후 수산화 이온과 결합해서 물로 환원되는 것입니다.





플라즈마 살균효과


물의 이온화를 통해 플라즈마 살균처리된 살균수의 일반적으로 검증된 효과는 다음과 같습니다.


① 화학약품을 사용하지 않는 친환경 살균

플라즈마 살균은 일부 염화나트륨을 첨가하는 방식도 있지만 보통은 물만으로 수중방전을 통해 전기분해를 통해서 살균수로 적용하기 때문에 화학약품의 첨가로 인한 부작용을 방지할 수 있습니다. 물속에 대장균, 콜레라균, 포도상구균, 녹농균, 살모넬라균 등 각종세균을 99% 살균처리함과 동시에 빠른 시간에 살균처리가 가능합니다.


② 세균증식 억제효과

가정이나 직장으로 배수관을 통해 오는 물이 오염된 원인은 여러가지가 있지만 그중에서 건물내부의 배수관이 오염된 경우가 많습니다. 이렇게 오염된 배수관이 오래되어 세균이 늘어붙은 것을 바이오필름이라고 하는데, 이러한 수관에서는 지속적으로 오염된 물을 마실 수 밖에 없는 것입니다.



물론, 수관을 교체하는 것이 가장 좋은 방법이자 직접적인 방법이지만, 현실적으로 높은 비용과 물리적한계로 어려운부분입니다. 정수기의 플라즈마 기능을 통한 살균을 통해서 세균이 증식하는 것을 막아줄 수 있습니다. 살균처리된 물 속에는 세균의 제거와 동시에 세균이 증식하기 힘든 차아염소산수(HOCl)환경이 만들어 지기 때문입니다.


③ 소독효과

플라즈마기능사용으로 인한 정수기 내에는 마이크로나노버블이 발생하게 되며 지속적으로 하얗게 기포가 생기게 됩니다. 이렇게 생긴 나노버블은 수중속에서 머물러 있게 되는 되, 이러한 나노버블의 파열에 의한 산화작용으로 소독효과를 발생시키게 되는 것입니다.


이러한 살균수의 소독효과는 보통 농산물의 농약을 제거하거나 수산물의 세척을 위한 용도로 많이 사용하게 되며, 이와 함께 미세한 침투가 가능한 세척작용으로 오랜기간 신선도를 유지해줄 수도 있습니다.


지금까지 플라즈마 살균원리와 플라즈마 살균효과에 대해서 알아보았습니다. 정수기에서 쉽게 마시는 물도 오염상태에 따라 큰 질병으로도 커질수 있기때문에, 가족의 건강을 지키는 필수적인 깨끗한 환경을 만드는 것도 중요한 듯합니다.


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