KR100235182B1 - 생태학적 먹이사슬을 이용한 양식어의 대량 배양장치 - Google Patents

생태학적 먹이사슬을 이용한 양식어의 대량 배양장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 집약된 장치 속에서 수질을 조절하면서, 미세조류, 생사료 동물 및 치어를 먹이사슬 순서에 따라 연쇄적으로 배양하므로써, 궁극적으로 양식어를 경제적으로 대량 배양할 수 있는 장치에 관한 것이다. 본 발명의 배양장치는 먹이사슬 관계에 있는 미세조류, 생사료 동물 및 치어를 배양하기 위한 배양조, 배양조를 지지하기 위한 지지틀, 미세조류의 광합성을 위한 조명등, 배양조의 수온 조절을 위한 온도조절기, 배양조의 산소공급을 위한 통기장치 및 배양조의 수위조절을 위한 조절장치로 구성되어 생태학적 먹이사슬을 이용한 양식어를 대량 배양할 수 있는 장치이다. 본 발명의 배양장치를 이용하면, 미세조류, 생사료 동물 및 치어의 배양조건을 조절할 수 있으므로, 이러한 생물들을 외부 기후의 변화에 상관없이 먹이사슬 순서에 따라 배양하여, 다량의 양식어를 경제적으로 생산할 수 있다.

Description

생태학적 먹이사슬을 이용한 양식어의 대량 배양장치
본 발명은 생태학적 먹이사슬을 이용한 양식어의 대량 배양장치에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 하나의 집약된 장치 속에서 수질을 조절하면서, 미세조류, 생사료 동물 및 치어를 먹이사슬 순서에 따라 연쇄적으로 배양하므로써, 궁극적으로 양식어를 경제적으로 대량 배양할 수 있는 장치 및 그를 이용한 양식어의 배양방법에 관한 것이다.
최근, 어자원의 격감으로 인하여 잡는 어업에서 기르는 어업으로의 전환이 빠른 속도로 진행되고 있다. 이에 따라, 2010년경에는 어획량의 40%가 양식어로 충당될 것으로 전망되며, 이러한 양식어업이 발전하기 위해서는 치어를 효율적으로 배양할 수 있는 배양장치의 개발이 필요하다.
알에서 갓 부화한 치어는 입이 작아 윤충 이외의 사료는 먹을 수가 없으며, 입이 조금 커지면 물벼룩이나 알테미아의 유생을 먹을 수 있게 된다. 따라서, 윤충, 물벼룩 및 알테미아와 같은 생사료 동물의 공급 능력이 치어의 배양을 통한 양식어의 생산능력을 좌우한다. 그러나, 이러한 생사료 동물들은 클로레라나 세네데스머스 같은 미세조류를 먹고 자라므로, 미세조류의 적정한 공급능력이 생사료 동물의 생산을 결정하게 된다. 결국, 전술한 바와 같은 생태학적 먹이사슬 원리에 따른 미세조류와 생사료 동물의 적정한 공급능력이 전체 인공양식어업의 규모를 결정하게 된다.
한편, 미세조류, 생사료 동물 및 치어는 개체가 작고 선천적으로 생장이 빠른 생물종이지만, 이들의 생장률은 환경조건에 의해 크게 영향을 받는다. 종래에는 넓은 양어지나 대형의 콘크리트 탱크에서 별도로 배양된 미세조류, 생사료 동물을 이용하여 치어를 배양하였으나, 옥외에서 이러한 생물들을 배양하는 것은 지리적으로 제한될 수밖에 없으며, 미세조류, 생사료 동물 및 치어의 생장을 위해서는 산소, 온도 등이 잘 조절되어야 하지만 외부 기후의 변화에 의해 많은 영향을 받고, 미세조류의 생산에는 광합성의 원료가 되는 탄산가스의 대량공급이 필요하는 등 경제적 및 기술적으로 많은 문제가 있었다.
이와 관련하여, 본 발명자는 미세조류의 배양에 필요한 탄산가스를 공급하는 문제를 해결하기 위하여, 미세조류를 물고기와 공생배양하여 물고기가 자라면서 배출하는 탄산가스와 노폐물을 미세조류가 이용하여 자라도록 하여, 탄산가스의 대량공급에 관한 문제를 해결한 바 있다(참조 : 대한민국특허 제044091호(91. 9. 04), 대한민국특허 제046860호(91. 12. 10), 미합중국특허 제5,040,486호(94. 8. 20), 프랑스특허 제89 16912호(95. 4. 07)).
그러나, 전술한 방법으로는 미세조류의 생장에 기여하는 배양 조건 중 탄산가스의 공급 문제를 일부 해결하였다고는 하나, 옥외 배양지 또는 대형 탱크에서 배양해야 하므로 지리적인 제한성을 벗어날 수 없었으며, 그에 따라 외부 기후의 변화에 따라 생산성이 많이 영향을 받을 수 밖에 없었다. 따라서, 미세조류, 생사료 동물 및 치어를 배양하는데 있어서, 지리적으로 제한되지 않고 외부 기후의 변화와는 무관하게 온도의 유지, 산소의 공급 등 다양한 배양 조건을 일관되게 관리하여, 양식어를 경제적으로 대량 생산할 수 있는 장치는 아직 개발되지 못한 상태이다.
이에, 본 발명자는 상기한 종래의 인공양어의 문제점을 해결하기 위하여, 배양 환경을 조절할 수 있는 배양조에서 미세조류, 생사료 동물 및 치어를 연쇄적으로 배양하면, 미세조류→생사료동물→치어(양식어)의 생태학적 먹이사슬 원리에 따라 옥외의 배양지나 대형탱크에서 배양하는 것과 같은 수준으로 양식어를 대량 배양할 수 있다는 점에 주목하였다. 구체적으로, 본 발명자는 단일 장치 속에 배양 환경을 조절할 수 있는 배양조를 상하로 연결시켜, 미세조류, 생사료 동물, 치어의 순으로 먹이사슬 관계에 따라 이러한 생물종을 연쇄적으로 배양할 수 있는 배양장치를 이용하면, 소규모로 치어를 배양하여도, 옥외의 대형 배양지 또는 대형 탱크에서 배양하는 것과 같은 수준으로 양식어를 배양할 수 있다는 점을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
결국, 본 발명의 목적은 미세조류, 생사료 동물 및 치어의 배양조건을 일정하게 조절하여, 외부 기후의 변화에 영향을 받지 않으면서, 생태학적 먹이사슬의 원리에 따라 양식어를 경제적으로 대량 배양할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전기 배양장치를 이용하여 양식어를 대량으로 배양하는 방법을 제공하는 것이다.
제1a도는 본 발명의 배양장치를 구성하는 네모난 지지틀의 사시도이다.
제1b도는 본 발명의 배양장치를 구성하는 세모난 지지틀의 사시도이다.
제2a도는 본 발명의 배양장치를 구성하는 네모난 배양조의 사시도이다.
제2b도는 본 발명의 배양장치를 구성하는 둥근 배양조의 사시도이다.
제2c도는 본 발명의 배양장치 중 배양조에 수위 조절기가 구비된 상태를 나타내는 세부 단면도이다.
제3a도는 본 발명의 배양장치를 구성하는 지지틀에 배양조가 설치된 일 실시태양을 나타내는 평면도이다.
제3b도는 본 발명의 배양장치를 구성하는 지지틀에 배양조가 설치된 다른 실시태양을 나타내는 평면도이다.
제4도는 본 발명의 배양장치를 구성하는 지지틀에 배양조가 설치된 상태를 나타내는 정면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 네모난 지지틀 20 : 세모난 지지틀
11a : 상단 선반 21a : 상단 선반
11b : 중단 선반 21b : 중단 선반
11c : 하단 선반 21c : 하단 선반
12 : 전원공급장치 22 : 전원공급장치
13 : 배관 23 : 배관
30 : 네모난 배양조 40 : 둥근 배양조
31 : 수위조절기 설치용 구멍 41 : 수위조절기 설치용 구멍
50 : 수위조절기 51 : 수위조절기의 팔
52 : 수위조절기의 몸통 53 : 고무관
71a : 조명등 81a : 조명등
81b : 조명등 82 : 통기장치
83 : 자동조절가열기 84 : 물펌프
85 : 수확용 튜브
본 발명의 생태학적 먹이사슬을 이용한 양식어의 대량 배양장치는, 자동조절가열기, 수위조절기 및 통기장치가 구비되며 먹이사슬 관계에 있는 미세조류, 생사료 동물 및 치어를 각각 배양하기 위한 3조의 상단, 중단, 하단 배양조; 상기 각 배양조를 지지하기 위한 선반과 배양조에 설치된 자동조절가열기, 수위조절기 및 통기장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치가 구비된 지지틀; 상기 지지틀의 측면에 부착되어 상기 각 배양조에 배양수를 공급하기 위한 배관; 상기 각 배양조의 수위조절기에 연결되어 배양수를 순환시키는 고무관; 및, 상기 각 배양조간의 배양수를 순환시키는 물펌프를 포함한다.
상기 배양조 중 미세조류를 배양하기 위한 상단 배양조의 상부와 하부에는 미세조류의 광합성을 위한 조명등이 추가로 구비된다. 한편, 배양조에 구비된 자동조절가열기는 배양조의 배양수에 잠기도록 되어 있어 수온을 조절할 수 있으며, 통기장치는 배양조의 배양수에 잠기도록 되어 있어 산소를 공급한다. 또한, 상기 수위조절기에 연결된 고무관 중 치어의 배양조에 설치된 수위조절기의 고무관은 치어 수확용 튜브에 연통된다. 아울러, 상기 지지틀에는, 배양조내 배양수의 산소, 탄산가스, 암모니아 농도 및 pH를 조절할 수 있는 장치가 추가로 구비될 수도 있다.
이러한 생태학적 먹이사슬을 이용한 양식어의 대량 배양장치를 이용하면, 상단 배양조에서 물고기와 미세조류의 공생배양을 통해 미세조류가 물고기로부터 탄산가스를 공급받으면서, 조명등의 빛을 이용하여 광합성을 하여 자라게 하고, 이 미세조류를 생사료 동물이 있는 중단 배양조에 공급하여 생사료 동물을 키우고, 마지막으로 생사료 동물을 하단 배양조의 치어에 공급하여 치어를 배양하는 방식으로, 외부 기후의 변화에 영향을 받지 않으면서, 생태학적 먹이사슬의 원리에 따라 양식어를 경제적으로 대량 배양할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 장치의 구성을 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명하고자 한다.
제1a도 및 제1b도는 본 발명의 배양장치를 구성하는 네모난 지지틀 및 세모난 지지틀의 사시도이다. 제1a도 및 제1b도에서 보듯이, 지지틀(10, 20)의 내부에는 후술하는 배양조를 지지하기 위해, 상단 선반(11a, 21a), 중단 선반(11b, 21b) 및 하단 선반(11c, 21c)이 부착된다. 한편 전기 지지틀의 상단 선반(11a, 21a)에는 미세조류와 물고기의 공생배양을 위한 상단 배양조가 설치되며, 중단 선반(11b, 21b)에는 생사료 동물의 배양을 위한 중단 배양조가 설치되고, 하단 선반(11c, 21c)에는 치어 배양을 위한 하단 배양조가 설치되는 등 3조의 배양조가 구비된다. 또한, 전기 지지틀(10, 20)의 측면에는 전원공급장치(12, 22)와 배관(13, 23)이 구비되어 있어, 전원공급장치(12, 22)에는 필요에 따라 산소 측정기, 탄산가스 측정기, 암모니아 측정기, pH 측정기 등 각종 기기가 연결되며, 배관(13, 23)을 통해 중단 선반(11b, 21b)위에 설치되는 배양조에 신선한 물이 공급된다.
제2a도 및 제2b도는 본 발명의 배양장치를 구성하는 네모난 배양조 및 둥근 배양조의 사시도이다. 제2a도 및 제2b도에서 보듯이, 네모난 배양조(30) 및 둥근 배양조(40)의 측면에는 수위조절기 설치용 구멍(31, 41)이 뚫려져 있다.
제2c도는 본 발명의 배양장치 중 배양조에 수위조절기가 구비된 상태를 나타내는 세부 단면도이다. 제2c도에서 보듯이, 수위조절기(50)는 네모난 배양조(30) 또는 둥근 배양조(40) 측면의 수위조절기 설치용 구멍(31, 41)이 구비되며, 회전이 가능한 팔(51)과 몸통(52)으로 구성된다. 수위조절기의 팔(51)은 배양조의 내부에 위치하고, 그 끝의 높이에 따라 배양조내의 수위가 조절된다. 배양수에서 생사료 동물이나 치어를 분리하고자 할 때에는, 팔(51)의 끝에 이들이 통과하지 못할 크기의 구멍을 가진 그물을 씌운다. 몸통(52)의 끝에는 후술하는 고무관(53)을 연결하여, 배양수의 순환, 생사료 동물의 급이 및 치어의 수확시 물이 통과되도록 한다.
제3a도 및 제3b도는 본 발명의 배양장치를 구성하는 지지틀에 배양조가 설치된 실시태양을 나타내는 평면도이다. 제3a도 및 제3b도에서 보듯이, 지지틀(10, 20)의 상단 선반(11a, 21a)에 배양조(30, 40)가 설치되어 있고, 배양조의 상부에 조명등(81a, 71a)이 설치되어 있다.
제4도는 본 발명의 배양장치를 구성하는 지지틀에 배양조가 설치된 상태를 나타내는 정면도이다. 제4도에서 보듯이, 지지틀(10)의 내부 상, 중, 하단 각 선반에 세 개의 네모난 배양조(30)가 설치되어 있으며, 각 배양조(30)에는 배양조에 산소를 공급하기 위한 통기장치(82)와 배양조내 온도를 조절하기 위한 자동조절가열기(83)가 구비되어 있다. 또한 배양조(30)에는 수위조절기(50)가 구비되어 있어, 팔(51)과 몸통(52)를 통해 수위를 조절하며, 몸통(52)에는 전술한 바와 같이 고무관(53)이 연결되어, 배양수가 순환될 수 있다. 한편, 하단 배양조에 구비되어 있는 수위조절기(50)에 연결된 고무관(53)은 치어 수확용 튜브(85)와 연통되어 있다. 상단 선반의 상부와 하부에는 상부 배양조에서 배양되는 미세조류의 광합성을 위하여 조명등(81a, 81b)이 설치되어 있다. 한편, 배관(13)을 통해 배양수가 중단 배양조에 공급되며, 중단 배양조에 물이 다 차면, 수위조절기(50)을 통해 하단 배양조에 물이 공급되고, 하단 배양조에 채워진 물은 물펌프(84)에 의해 상단 배양조로 끌어 올려지게 된다.
이하에서는, 본 발명의 생태학적 먹이사슬을 이용한 양식어 대량 배양장치의 작용 및 효과를 설명하고자 한다.
배양장치의 가동은, 먼저 배관(13)을 통해 물을 중단 선반(11b, 21b)의 배양조에 채움으로써 시작된다. 수면이 수위조절기(50)에 도달하면 물은 팔(51)과 몸통(52)를 거쳐 하단 선반(11c, 21c)의 배양조로 흐르고, 하단 배양조가 가득 차면, 물펌프(84)가 가동하여 상단 선반(11a, 21a)의 배양조로 물이 올라간다. 세 배양조에 물이 모두 차면 물의 공급이 정지된다. 상단 배양조에 공생배양을 위해 미세조류와 경제성이 있는 작은 물고기를 접종한다. 물고기에는 사료를 공급하지만, 미세조류의 생장을 위한 탄산가스와 암모니아는 물고기의 배설물에 의해 제공된다. 미세조류가 물고기의 배설물이나 사료잔재물을 생장에 이용하는 것은, 물을 깨끗하게 하는 역할을 하여 장치내의 배양수를 오래도록 사용할 수 있게 한다. 이 상단 배양조의 상부와 하부에는 조명등(81a, 81b)이 설치되어 있던, 미세조류가 광합성을 할 수 있다. 상단 배양조 속에서 자란 미세조류의 밀도가 어느 수준에 도달하면, 중단 배양조에 생사료 동물을 접종하고, 물펌프(84)로 배양수를 순환시켜, 상단 배양조에 있는 미세조류를 중단 배양조에 공급한다. 생사료 동물이 성장하여 일정한 수준에 도달하면, 하단 배양조에 치어를 도입하고, 중단 배양조로부터 생사료 동물이 공급되도록 한다. 하단 배양조의 치어가 중단 배양조로부터 공급된 생사료 동물을 먹고 자라 일정한 크기가 되면, 하단 배양조의 수위조절기(50)에 연결된 치어수확용 튜브(85)의 끝을 내려 치어를 수확한다. 그전에 수위조절기의 팔에 씌워두었던 그물은 제거해 둔다. 이 때에 손실되는 배양수는 배관(13)을 통해 보충한다.
배양수 속의 산소, 탄산가스, 암모니아의 농도 및 pH는 수동으로 조절하거나 전기 배양장치에 추가로 기기를 설치하여 자동적으로 조절할 수도 있다.
이상에서 상세히 설명하였듯이, 본 발명은 소규모의 단일장치에 수질을 조절할 수 있는 배양조를 설치하여, 미세조류, 생사료 동물 및 치어를 배양하면서, 생태학적 먹이사슬 관계를 이용하여 양식어를 대량으로 배양하는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 배양장치를 이용하면, 미세조류, 생사료 동물 및 치어 각각의 배양조건을 조절할 수 있으므로, 이러한 생물들을 외부 기후의 변화에 상관없이 먹이사슬 순서에 따라 배양하여, 다량의 양식어를 경제적으로 생산할 수 있다.
지금까지, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 이는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. 또한, 본 발명의 요지로부터 다양한 변형을 통해 생태학적 먹이사슬 관계를 이용하여 양식어를 대량 생산하는 다양한 장치 및 방법은 모두 본 발명의 범주에 속한다고 보아야 할 것이다.

Claims (4)

  1. ⅰ)배양조의 배양수에 잠기도록 되어 있어 수온을 조절할 수 있는 자동조절가열기, 수위를 조절할 수 있는 수위조절기 및 산소를 공급하는 통기장치가 구비되며, 먹이사슬 관계에 있는 미세조류, 생사료 동물 및 치어를 각각 배양하기 위한 상단, 중단, 하단 3조의 배양조; ⅱ)상기 각 배양조를 지지하기 위한 선반과 배양조에 설치된 자동조절가열기, 수위조절기 및 통기장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치가 구비된 지지틀; ⅲ)상기 지지틀의 측면에 부착되어 상기 각 배양조에 배양수를 공급하기 위한 배관; ⅳ)상기 각 배양조의 수위조절기에 연결되어 배양수를 순환시키는 고무관; 및, ⅴ)상기 각 배양조간의 배양수를 순환시키는 물펌프를 포함하는 미세조류, 생사료동물, 치어의 연쇄배양장치.
  2. 제1항에 있어서, 지지틀에 배양조내 배양수의 산소, 탄산가스, 암모니아 농도 및 pH를 조절할 수 있는 장치가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 미세조류, 생사료동물, 치어의 연쇄배양장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수위조절기에 연결된 고무관 중 치어의 배양조에 설치된 수위조절기의 고무관은 치어 수확용 튜브에 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 미세조류, 생사료동물, 치어의 연쇄배양장치.
  4. 제1항에 있어서, 미세조류 배양조의 상부와 하부에 미세조류의 광합성을 위한 조명등이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 미세조류, 생사료동물, 치어의 연쇄배양장치.
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