‘플라즈마’ 이용 친환경 기술산업 주도
대장균·황색포도상구균·비브리오균 등
30초 이내 99% 멸균…살균 능력 뛰어나
농업·양식장·산업현장 등 활용 확대
‘제4의 물질 플라즈마’를 이용해 녹색성장산업의 새로운 주역으로 발돋움하고 있는 최고 기술기업 ㈜플라즈마홀딩스(대표이사 김찬모)가 미래지향적인 친환경 기술개발을 앞세워 새로운 부가가치를 창출하는 산업계 선두로 부각되고 있다.
지난 2015년 10월 28일 창업을 맞은 ㈜플라즈마홀딩스는 ‘제4의 물질’로 불리는 플라즈마’ 기술을 상용화하는데 성공하면서 산업현장의 유해 작업환경 개선을 실천하고 있다. 또 친환경적 농수산 정책에 발맞춰 농수산물의 유해 세균을 멸균해 안전한 먹거리 지킴이로 건강한 삶을 추구하고 특히, 날로 심각해지고 있는 환경문제를 개선시키는 기술 제공을 목표로 4차산업혁명 대열에 선두기업으로 앞장서고 있다.
‘플라즈마’라는 말을 물리학 용어로 처음 사용한 사람은 미국의 물리학자 ‘Langmuir’(랑뮈어)다. 전기적인 방전으로 인해 생기는 전하를 띤 양이온과 전자들의 집단을 ‘플라즈마’라고 하고 그 물리적인 성질을 연구하는 것이 ‘플라즈마 물리학’이다.
‘플라즈마’라는 용어가 일반인들에게는 생소하게 들릴지는 모르지만 각 가정에서 조명등으로 사용하고 있는 형광등이나 길거리에서 흔히 볼 수 있는 네온사인, 오로라, 한 여름에 소나기가 쏟아지면서 자주 발생하는 번갯불과 같은 것들이 ‘플라즈마’ 상태라고 하면 이해가 쉽다.
이중 공업적으로 이용이 활발한 ‘플라즈마’는 저온 글로우 방전 플라즈마로서 반도체 공정에서 ‘플라즈마’ 식각(Plasma Etch)·증착(PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), 금속이나 고분자의 표면처리, 신물질의 합성 등에서 이용되고 있다.
따라서 ‘플라즈마’ 만이 제공할 수 있는 물질이나 환경을 이용하기 위한 응용분야가 점점 더 확대되고 있다.
또 ‘플라즈마’는 커다란 골칫거리인 각종 환경문제를 해결하는 데에도 큰 역할을 할 것으로 기대된다.
고압전류에 의해 ‘플라즈마’에서 발생하는 오존은 악취성분을 분해하는 능력이 뛰어나서 에어컨, 공기청정기, 탈취제 등으로도 이미 활용되고 있고 자동차 배기가스를 줄이는 데에도 이용될 수 있다.
쓰레기 소각장에서는 다이옥신 등의 각종 발암물질과 유해가스가 뿜어져 나오는데 ‘플라즈마’ 토치로 독가스를 완전 분해하는 방법이 가장 이상적인 폐기물 처리장치로 꼽힌다.
앞으로 저렴한 비용으로 저온 ‘플라즈마’를 대량 만들 수 있게 된다면 환경문제의 개선에 더욱 획기적인 기여를 할 수 있을 것으로 전망된다.
이같은 ‘제4의 물질 플라즈마’를 ㈜플라즈마홀딩스가 개발하면서 ‘플라즈마’ 장치는 Non-Thermal ‘플라즈마’를 발생시켜 30초 이내에 99.9% 이상 살균력과 BOD, COD, 탁도, 색도 등을 동시에 개선할 수 있는 매우 우수한 수처리 환경 기술로 부상하고 있다.
그렇지만 기존의 ‘플라즈마’ 장치는 흡착이나 약품처리가 필요 없는 첨단 수처리 기술로 세간의 주목과 많은 기대를 받고 있었지만 우수한 처리효과에 비해 고가 비용 부담으로 대중화 되지 못한 것이 사실이다.
하지만 ㈜플라즈마홀딩스에서 개발된 플라즈마 기술은 500W 전력으로 1일 500t 물을 살균처리 할 수 있을 만큼 저전력 고효율의 연속적인 ‘플라즈마’ 발생기술을 상용화해 가격 경쟁력을 낮췄다.
수중에서 고밀도 수방전 ‘플라즈마’를 발생시켜 전기·물리적인 ‘플라즈마’ 에너지를 직접 수중에 주입하고 ‘플라즈마’에 의해 생성된 H, O, OH, H2O2 오존과 같은 화학적 활성종 접촉산화반응과 UV, Shock wave 등 복합적인 처리 메커니즘은 수질오염물질 처리 효과를 극대화 시킬 수 있다.
특히, 별도의 약품투입이 필요 없고 잔류독성은 물론, 2차 오염 등을 발생시키지 않는 친환경 첨단 수처리 기술로 오직 ‘플라즈마’ 에너지로 유해세균과 물질을 처리하고 있다. 또 ‘플라즈마’에 의해 발생되는 다양한 반응을 활용해 그 효과를 확대·향상시킬 수 있다.
‘플라즈마코리아’는 이러한 부가적인 다양한 반응을 극대화 시켜 효과는 높이고 가격은 낮춰 대중화가 가능한 ‘플라즈마’ 환경처리 기술을 구현시켰다.
㈜플라즈마홀딩스는 수질분야의 산업용 냉각탑 살균, 해수 살균, 녹조·적조제거, 폐수 처리·재이용, 농업용수 살균, 수영장 살균 정화 등 다양한 분야에 활용 가능한 기술력과 특허를 보유하고 제품을 생산하고 있다.
주요 보유기술과 활용범위는 구체적으로, 수중에 직접 Non-Thermal 플라즈마를 발생시키는 기술로 플라즈마 발생 시 생성되는 전기에너지, Shock Wave 등 물리학적 에너지와 ‘플라즈마’에 의해 생성된 OH radical, O3, H+ 등 화학적 radical을 마이크로 버블노즐과 연계한다.
이때 화학적 접촉산화반응을 극대화 시키고 미세기포의 압괴 시 발생하는 초음파와 수리학적 캐비테이션 효과로 유기물의 분해, 유해세균의 사멸, 난분해성 물질의 분해효율을 극대화 하는 기술과 장치를 ㈜플라즈마홀딩스는 보유하고 있다.
㈜플라즈마홀딩스의 ‘플라즈마’ 기술로 주요 사업화 추진 실적은 △특수 목적형 살균장치-절삭유제 살균클리너, 농업용수 살균세척장치 수족관 수질정화기, 저온창고 살균기 등이 있다. △다목적 수질정화장치-냉각탑 수질정화장치, 수경시설 살균정화장치 소호, 해수 살균, 폐수 처리장치도 있다.
㈜플라즈마홀딩스의 ‘플라즈마’ 기술을 일상생활과 접목해 활용하고 있는 분야별 이용도는 1) 바닥분수와 같은 물놀이 수경시설에 사용하는 물에 번식할 수 있는 대장균 등 유해세균을 살균 처리해 피부 질환, 장염, 식중독 등 질병 감염 예방이 가능하다.
2) 수영장 등 대중 시설 경우 사용하는 물의 염소소독 등 화학 약품사용을 배제하고 ‘플라즈마’ 기술을 활용해 약품의 유해성과 유해세균이 없는 정화된 물을 사용해 안전한 물놀이 환경을 유지할 수 있다.
3) 산업용 냉각탑 냉각수는 레지오넬라균, 대장균 등 유해 세균이 발견되고 있어 화학약품으로 소독처리하고 있으나 ‘플라즈마’ 수처리 기술로 대체 사용 시 약품비용 절감, 탁도와 악취 개선, 강제배수 감소로 인한 상하수도 비용 절감과 함께 산업현장 근로자에게 친환경 근무 장소를 제공할 수 있다.
4) 저류지, 호소, 연못 등에 온도상승과 부영양화에 의해 발생되어 사회적 문제로 거론되고 있는 녹조는 녹조의 성상과 농도에 따라 차이가 나지만 약 5분에서 30분 정도면 독성이 있는 남조류(녹조)를 95% 이상 제거할 뿐만 아니라 BOD, COD, SS도 90% 이상 동시에 개선할 수 있는 놀라운 결과를 얻을 수 있다. 발생된 녹조 제거와 함께 원천적으로 녹조 발생을 억제할 수 있는 기술이다.
5) 양식장, 수족관 등 해마다 비브리오, 살모넬라, 병원성 대장균 등의 발생으로 건강을 위협하고 있다. 이로 인한 생선회 등 수산물 소비 위축 현상이 반복적으로 발생해 수산과 관련 산업계에 상당한 경제적 손실이 발생되고 있다.
이로인해 시민들도 생선회 먹기를 꺼려하고 있는 실정에서 수산업 분야의 유해 세균을 살균함으로 안전한 먹거리를 제공 할 수 있도록 해준다.
6) 친환경 ‘플라즈마’ 살균세척 시스템으로 수확 농작물의 살균과 세척을 동시에 진행할 수 있으며 바이러스, 진균류, 세균 등을 멸균처리하고 생성된 활성라디칼의 살균지속력으로 농작물을 장기보관을 구현한다.
또 강한 살균력을 가진 ‘플라즈마’ 수(水)의 살포를 통해 탄저균, 시드름병균 등 세균병을 방제 및 제거해 친환경 농작물 생산을 유도, 무농약의 안전한 먹거리를 생산공급 할 수 있다.
7) 산업현장의 공작기계(CNC 선반, 밀링) 등에 사용하는 절삭유의 부패는 현장 작업자의 건강은 물론, 생산효율을 저감시키는 원인이 되고 있다. 수용성 절삭유를 ‘플라즈마’ 처리를 통해 원천적으로 부패를 방지하고 악취를 제거해 근무환경의 개선과 함께 피부질환, 호흡기 질환을 예방할 수 있으며 절삭유 사용수명 연장으로 인해 기업체의 원가절감에도 기여를 할 수 있다.
수중 ‘플라즈마’ 기술을 장착한 ㈜플라즈마홀딩스 제품은 다양한 분야의 활용을 하고 있으며 실험 결과 충분한 검증과정을 거쳤다.
한국화학융합시험연구원(KTR)의 살균능력 분석결과 대장균, 황색포도상구균 비브리오균등이 30초 이내에 99% 멸균되며 3분이내에 완전 박멸이 가능한 제품으로 시험 확인됐다.
현재 납품을 통해 활용중인 사업장과 사용가능 사업장에서는 Water Park 등 물놀이 시설의 염소 소독이 필요 없는 것으로 나타났다.
따라서 이용도는 워터파크, 수영장, 분수대, 미니 연못, 호소, 목욕탕 등에 설치하면 피부병을 유발하는 각종 세균, 병원균 살균이 가능해 수질정화 기능과 살균 소독력이 입증되고 있다.
사업장의 산업용 냉각탑에 기생하는 각종 유해 세균의 멸균이 가능해 화학약품이 필요없다. 산업용 냉각탑 제작 시 당사 제품이 탑재 될 경우 냉각탑 소독을 위한 별도의 화학약품 투여 소독, 청소 등이 간편해졌고 기존 냉각탑에는 추가 ‘플라즈마’ 살균기를 부착하면 된다.
그리고 유기농 재배시설, 시설재배 농가의 살균수 살포, 농산물 저온 저장시설, 농수산물 가공 세척장 에 사용 시 곰팡이, 진균류, 바이러스 세균 등 살균이 가능하다.
생성 라디칼의 살균지속력으로 농산물 저장 기간이 연장돼 현재 인삼재배 농가, 문경 오미자 농장 등에서 활용하고 있다.
또 농산물 저온 창고의 ‘플라즈마’ 케어로 저온 창고의 내부 살균효과와 농산물 저장에 탁월한 효과가 입증되고 있으며 수용성 절삭유 살균으로 부패방지를 통한 절삭유 사용기간이 연장된다.
악취를 제거해 산업현장 근로 환경 개선에 크게 기여하고 있으며 절삭유 재활용 사용기간 연장, 절삭유 부패방지, 악취 제거에 탁월함을 보이고 있다.
현재 ‘제4의 물질 플라즈마’는 한화테크윈, 두산중공업, 부경, 현항공 등 30여 개 사업장에 활용되고 있다.
㈜플라즈마홀딩스의 ‘제4의 물질’ 플라즈마’ 기술은 수족관 살균, 정화를 통해 대장균등 유해 세균으로부터 안전한 먹거리를 즐길수 있도록 수족관 전용 살균기를 개발해 회 센터 등 식당에서 활용이 가능한 제품을 선보였다.
김찬모 회장 INTERVIEW
김찬모 회장은 “조금 늦은감은 있지만 우리는 환경을 생각해야 할 때”라고 강조하며 “지금 우리사회는 온통 오염된 물질이 주류를 이루고 있다. 각 기업체에서 발생하는 오염 절삭유부터 먹거리까지, 저는 이를 안타깝게 생각한 나머지 각종 오염물질을 제거하는 플리즈마 신기술을 사회에 보급해 쾌적하고 건강한 사회를 만든다는 취지로 개발을 서둘렀다”고 밝혔다.
㈜플라즈마홀딩스의 앞으로 계획에 대해 김찬모 회장은 “친환경 녹색 성장산업으로 발전 성장하기 위해 상기 제품군별 표준화와 신기술 추가 접목을 통해 생산효율을 향상하고 고객 만족을 위해 최선을 다 하겠다”고 밝히며 “산업용 제품인 리젠트는 산업안전공단의 클린사업장 지원품목으로 인증해 근로자 작업환경 개선에 기여 할 것”이라고 말했다.
이어 김 회장은 “농업용 제품은 정부지원 대상 농기계로 선정되도록 해 친환경 농가의 소득증대에 기여하고 수처리 제품은 유해 세균을 멸균해 건강한 삶, 건강한 생활을 할 수 있는 환경 조성에 기여토록 할 계획”이라며 “플라즈마홀딩스는 5년내 매출 500억 원 이상을 달성하는 중견기업으로 성장 발전해 사회에 공헌하는 회사, 미래를 선도하는 회사, 친환경 산업을 선도하는 리딩 기업이 될 것을 약속한다”며 김 회장은 V자를 내보였다.