KR101292784B1

KR101292784B1 - 해조류 양식용 인공어초 구조물

Info

Publication number: KR101292784B1
Application number: KR1020110114309A
Authority: KR
Inventors: 최정화
Original assignee: 최정화
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2013-08-01
Also published as: KR20130049345A

Abstract

본 발명은 해조류 양식용 인공어초 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부가 빈 중공형 기둥형상의 몸체부와, 상기 몸체부의 외면에서 내면으로 관통하는 다수개의 해조류식생공과, 상기 몸체부 내부에 충전하는 해조류식생토를 포함하여 이루어진 해조류 양식용 인공어초 구조물에 관한 것이다.

Description

해조류 양식용 인공어초 구조물{THE SHELTER FOR ARTIFICAL FISHING REEF FOR CULTURE OF SEAWEED}

본 발명은 다시마, 미역 등의 해조류가 군락을 이루도록 함으로써, 대규모의 해조류 양식이 가능한 해조류 양식용 인공어초 구조물에 관한 것으로서, 해조류의 생장에 영향을 미치는 수온, 염분, 용존산소, 수소이온 농도, 유속, 투명도, 부유물질량, 화학적산소요구량 등의 생육 환경요인 외에 인위적으로 해조류식생토를 제공하고, 여기에 해조류의 포자를 식생함으로써 빠른 해조류의 성장과 태풍 등의 자연재해로부터 해조류가 유실되는 것을 방지할 수 있어 안정적인 양식이 가능하다는 장점을 갖는다.

해조류는 해양생태계에서 먹이 피라미드의 첫 단계인 일차생산자로서 어류 및 무척추동물에게 직접적인 먹이를 공급한다. 또한 여러 동물군의 치어들에게 서식처와 은신처를 공급함으로써 보육의 기능이 있으며, 부착생물에게 착생기질을 제공하여 종 다양성을 풍부하게 하고 해양생태계를 안정시키는 역할을 한다.

해조류는 포자번식으로 번식하는 식물로 유,무성생식을 한다.해조류의 포자는 기질에 착생하거나 유성생식의 성공률을 높이기 위하여 페로몬을 방출하는 것으로 알려져 있다. 착생 시에는 경계층(1000㎛) 안에서 편모를 헤엄치면서 기질을 선택하는 것으로 알려져 있다.

기질의 선택은 빛의 영향을 받는 광주기성(phototaxis), 기질을 구성하는 화학물질의 따라 선택하는 화학주기성, 착생자극(settlementstimulation), 표면의 물리적 상태에 따라 선택(activeselection) 등의 복잡한 조건을 고려하여 착생을 한다.

일반적으로, 자연스럽게 이루어지는 포자의 착생으로는 미역이나 감태 같은 갈조류는 생식시기에 포자가 방출되어 해수 중에 유영하다가 암초 등에 접촉하게 되면 착생하게 되며,

인위적인 방법에 의한 포자의 착생은 해조류가 포자를 방출하기 전에 포자낭을 채취하여 부착시키고자 하는 인공어초나 자연암초에 묶어 두는 방식에 의해 이루어진다.

해조류를 양식하기 위한 인공어초 구조물에 관한 선행기술로서, 대한민국 등록특허 10-0394338(등록일자 2003년07월29일)호는 '어초기능을 구비한 방파제 피복용 소파블럭', 대한민국 등록특허 10-0864099(등록일자 2008년10월10일)는 '인공 어초 및 그의 제조 방법', 대한민국 등록특허 10-0927034(등록일자 2009년11월09일)는 '폐전주를 이용한 다기능 밴드어초'등이 개시된 바 있으나, 상기 특허들은 실질적인 해조류의 대량생산을 위한 기술이라기보다는 단순히 어초를 제공하고자 하는 기술로서, 구조적인 면 외에 기능적인 면에 있어서 해조류의 대량 양식이 가능하도록 하는 기술이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허 10-0394338(등록일자 2003년07월29일) 대한민국 등록특허 10-0864099(등록일자 2008년10월10일) 대한민국 등록특허 10-0927034(등록일자 2009년11월09일)

상기의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 해수면 내에서도 흩어지지 않고 형태를 그대로 유지할 수 있는 해조류식생토를 통한 해조류의 빠른 성장을 유도하고, 또한 환경적 요인에 의하더라도 안정적으로 대규모의 양식이 가능할 수 있도록 하는 해조류 양식용 인공어초 구조물을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여,

본 발명은 내부가 빈 중공형 기둥형상의 몸체부와,

상기 몸체부의 외면에서 내면으로 관통하는 다수개의 해조류식생공과,

상기 몸체부 내부에 충전하는 해조류식생토를 포함하여 이루어진 해조류 양식용 인공어초 구조물을 주요 기술적 구성으로 한다.

그리고, 상기 몸체부는 폐전주, 시멘트구조물 또는 세라믹구조물 중 선택되는 어느 1종인 것으로, 상기 세라믹구조물은 레드머드(Red Mud) 60 ~ 75wt%, 벤토나이트(bentonite) 10 ~ 20wt%, 점토(Clay) 10 ~ 20wt%, 탄산칼슘(CaCO₃) 2 ~ 5wt%, 탄산바륨(BaCO₃) 2 ~ 5wt%의 혼합으로 조성된 혼합물에 200 kgf/㎠의 성형압으로 가압하여 성형체를 제조한 후 다수의 해조류식생공을 형성한 다음, 완성된 성형체를 상온에서 1일간 자연건조한 뒤, 40℃ ~ 100℃의 범위에서 24시간 동안 건조과정을 거친 후, 1,000 ~ 1,100℃에서 1 ~ 2시간 동안 소성하여 제조된 것임을 특징으로 한다.

또한, 상기 해조류식생토는 함수비가 20%인 흙 88 ~ 97wt%과, 질산염 0.1 ~ 5wt%와, 경화제 2 ~ 10wt%의 혼합으로 조성된 것으로서, 상기 경화제는 석회석과 규석을 진동밀을 사용하여 80 ~ 100㎛로 분쇄한 후, 분쇄된 석회석과 규석을 볼밀을 이용하여 1:1 중량비율로 혼합한 원료물질 75 ~ 85wt%와 물 15 ~ 25wt%를 혼합하여 성구를 제조하고, 상기 제조된 성구를 100℃를 유지하는 건조기에서 건조한 후, 1,350 ~ 1,500℃에서 30분간 소성한 후 냉각하여 디스크 밀로 분쇄한 클링커 분말 20 ~ 70wt%;와, 무수석고 10 ~ 50wt%;와, 소듐실리케이트 2 ~ 30wt%;와, 폴리오르가노실록산 0.1 ~ 5wt%;의 혼합으로 조성된 것임을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 해조류 양식용 인공어초 구조물은 해조류의 생장에 필요한 수온, 염분, 용존산소, 수소이온 농도, 유속, 투명도, 부유물질량, 화학적산소요구량 등의 생육 환경특성과는 별도로 해조류가 집단으로 서식할 수 있는 해조류식생토를 제공함으로써 해조류가 군락을 이루어 성장할 수 있어 대규모의 양식이 가능하고, 또한 해조류식생토 내부에 해조류의 성장에 영향을 미치는 질산염인 영양염을 포함함으로써 해조류 성장에 많은 도움을 줄 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 해조류 양식용 구조물은 태풍 등의 자연재해에 의하더라도 해조류가 소실되지 않도록 보호하는 기능을 갖기 때문에 자연재해에 의한 생산량의 증감을 낮출 수 있어 안정적인 해조류 양식이 가능하여 어민들의 수익성 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 해조류 양식용 인공어초 구조물을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 해조류 양식용 인공어초 구조물의 측단면을 보인 도면.
도 3은 본 발명에 따른 해조류 양식용 인공어초 구조물의 형태의 다른 실시예를 보인 도면((a)사각기둥형, (b)원통형)
도 4는 본 발명의 해조류 양식용 인공어초 구조물 간의 결합을 위한 결합판을 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 결합판을 이용하여 해조류 양식용 인공어초 구조물을 설치한 상태를 도시한 설치상태도.

상기의 기술 구성에 대한 구체적인 내용을 도면과 함께 살펴보고자 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해조류 양식용 인공어초 구조물(1)은 내부가 빈 중공형 기둥형상의 몸체부(10)와,

상기 몸체부(10)의 외면(101)에서 내면(102)으로 관통하는 다수의 해조류식생공(11)과,

상기 몸체부(10) 내부에 충전하는 해조류식생토(20)를 포함하여 이루어진다.

상기 몸체부(10)는 중심부가 비어 있는 중공형상이라는 조건만 충족한다면 몸체부(10)의 형상을 한정할 필요는 없다.

다만, 본 발명에서는 이해를 돕기 위해, 도 1 내지 도 3에서 중공형의 원통형, 사각기둥형의 몸체부(10)를 그 구체적인 예로 제시하고 있다.

상기 몸체부(10)에는 해조류의 식생을 위한 해조류식생공(11)이 다수 형성되어 있으며, 이는 해조류 양식용 인공어초 구조물(1)의 내부에 충전되어 있는 해조류식생토(20)에 식재된 해조류 포자가 자라면서 외부로 성장하기 위한 공간이다.

상기 몸체부(10)는 폐전주를 재활용하거나, 시멘트구조물 또는 세라믹구조물을 제조하여 사용할 수 있다.

상기 폐전주를 이용하여 몸체부(10)를 구성하는 경우에는, 상기 폐전주(10)에 다수의 해조류식생공(11)을 형성함으로써 사용 가능하고,

상기 시멘트구조물 또는 세라믹구조물의 경우에는 내부가 빈 중공형의 구조물을 제조한 후, 다수의 해조류식생공(11)을 형성함으로써 사용 가능하다.

그러나, 상기 폐전주 또는 시멘트구조물의 경우, 시간이 지남에 따라 새로운 해양오염원으로 될 가능성이 있기 때문에 바람직하게는 세라믹구조물을 몸체부(10)로 사용한다.

상기 본 발명에 따른 세라믹구조물은 레드머드(Red Mud) 60 ~ 75wt%, 벤토나이트(bentonite) 10 ~ 20wt%, 점토(Clay) 10 ~ 20wt%, 탄산칼슘(CaCO₃) 2 ~ 5wt%, 탄산바륨(BaCO₃) 2 ~ 5wt%의 혼합으로 조성된 혼합물에 200 kgf/㎠의 성형압으로 가압하여 성형체를 제조한 후 다수의 해조류식생공을 형성한 다음, 완성된 성형체를 상온에서 1일간 자연건조한 뒤, 40℃ ~ 100℃의 범위에서 24시간 동안 건조과정을 거친 후, 1,000 ~ 1,100℃에서 1 ~ 2시간 동안 소성하여 제조된 것을 사용한다.

보다 구체적으로, 상기 세라믹구조물은 레드머드(Red Mud) 70wt%, 벤토나이트(bentonite) 10wt%, 점토(Clay) 10wt%, 탄산칼슘(CaCO₃) 5wt%, 탄산바륨(BaCO₃) 5wt%의 혼합으로 조성된 혼합물에 200 kgf/㎠의 성형압으로 가압하여 성형체를 제조한 후 다수의 해조류식생공을 형성한 다음, 완성된 성형체를 상온에서 1일간 자연건조한 뒤, 100℃의 범위에서 24시간 동안 건조과정을 거친 후, 1,100℃에서 2시간 동안 소성하여 제조된 것을 사용한다.

상기 레드머드(Red Mud)는 보오크사이트를 원료로 하는 Al(OH)₃/Al₂O₃ 생산공정 중 발생하는 부산물로 Fe₂O₃와 Al₂O₃가 주성분인 기능성 산화 철계 미분말이다. 상기 레드머드의 사용으로 인해 소성온도를 낮출 수 있게 된다. 상기 레드머드의 사용량이 60wt% 미만인 경우에는 소성온도를 낮추는 기능성이 떨어지고, 압축강도가 떨어질 수 있고, 75wt%를 초과하게 되는 경우에는 세라믹구조물의 뒤틀림 현상이 발생할 수 있으므로, 상기 레드머드의 사용량은 전체 세라믹구조물 중 60 ~ 75wt%의 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 벤토나이트(bentonite)는 지각의 화산활동에 의해 분출된 화산재 물질로서 이 화산재가 바닷속으로 떨어져 해수에 의해 여러 가지 작용 즉, 응회암 적성작용(凝灰巖積性作用)을 받거나 또는 유리질 유문암(流紋巖)이 열수(熱水) 작용을 받아서 생성된 천연의 무기재료로서, 점착력이 매우 강한 점토광물의 혼합물이다.

상기 벤토나이트의 사용량이 10wt% 미만인 경우에는 강도특성이 떨어지고, 20wt%를 초과하게 되는 경우에는 성형성이 떨어지므로, 상기 벤토나이트(bentonite)의 사용량은 전체 세라믹구조물 중 10 ~ 20wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 몸체부(10) 내에 충전되는 해조류식생토(20)는 해조류 포자를 위한 서식공간으로서,

상기 해조류식생토(20)는 함수비가 20%인 흙 88 ~ 97wt%과, 질산염 0.1 ~ 5wt%와, 경화제 2 ~ 10wt%의 혼합으로 조성된 것으로서,

상기 경화제는 석회석과 규석을 진동밀을 사용하여 80 ~ 100㎛로 분쇄한 후, 분쇄된 석회석과 규석을 볼밀을 이용하여 1:1 중량비율로 혼합한 원료물질 75 ~ 85wt%와 물 15 ~ 25wt%를 혼합하여 성구를 제조하고, 상기 제조된 성구를 100℃를 유지하는 건조기에서 건조한 후, 1,350 ~ 1,500℃에서 30분간 소성한 후 냉각하여 디스크 밀로 분쇄한 클링커 분말 20 ~ 70wt%;와,

무수석고 10 ~ 50wt%;와,

소듐실리케이트 2 ~ 30wt%;와,

폴리오르가노실록산 0.1 ~ 5wt%;의 혼합으로 조성된다.

보다 구체적으로,

상기 해조류식생토(20)는 함수비가 20%인 흙 90wt%과, 질산염 1wt%와, 경화제 9wt%의 혼합으로 조성된 것으로,

상기 경화제는 클링커 분말 50wt%, 무수석고 30wt%, 소듐실리케이트 15wt% 및 폴리오르가노실록산 5wt%의 혼합으로 조성된 것이다.

상기 해조류식생토(20)는 해조류의 생장에 영향을 미치는 수온, 염분, 용존산소, 수소이온 농도, 유속, 투명도, 부유물질량, 화학적산소요구량 등의 생육 환경요인 외에 인위적으로 영양염을 공급하여 해조류가 빠른 생장이 이루어질 수 있도록 구성된다.

상기 질산염은 해조류의 생장에 필요한 영양염류로써, 상기 질산염은 세포내로 흡수되어 기공이나 세포질 등에 저장되며 순차적으로 아질산염, 암모늄으로 환원되고 아미노산 합성, 단백질 합성을 통하여 해조류의 생장을 증진시키게 된다. 상기 질산염의 구체적인 예로는 NaNO₃이다.

상기 질산염의 사용량이 0.1wt% 미만인 경우에는 영양염류로서의 기능성이 떨어지는 문제가 있고, 5wt%를 초과하게 되는 경우에는 과잉공급에 따른 연안해역의 부영양화로 인한 유해성 해조류의 발생을 유도할 수 있으므로, 상기 질산염의 사용량은 전체 해조류식생토 중 0.1 ~ 5wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 경화제는 해조류식생토(20)가 해수 중에서 해체되지 않고 결속력을 지속적으로 유지할 수 있도록 사용하는 것으로서, 그 사용량이 2wt% 미만인 경우에는해조류식생토(20)가 해수 중에서 해체될 가능성이 있고, 10wt%를 초과하게 되는 경우에는 경화제의 사용에 따른 상승효과가 더 이상 발생하지 않아 무의미하므로, 상기 경화제의 사용량은 전체 해조류식생토 중 2 ~ 10wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

도 4는 다수의 해조류 양식용 인공어초 구조물(1)을 이용하여 대단위의 해조류 군락지를 형성하기 위한 결합판(2)을 도시한 것으로서, 이와 같은 결합판(2)을 이용하여 다수의 해조류 양식용 인공어초 구조물(1)을 일체화한 구조체는 도 5에 도시된 바와 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 해조류 양식용 인공어초 구조물(1)의 몸체부(10)는 결합판(2)에 고정할 수 있으며,

상기 결합판(2)은 돌기와 홈을 갖는 요철형상으로 이루어져 있어, 상기 몸체부(10)를 상기 결합판(2)의 홈에 결합시킨 후, 상기 결합판(2)에 형성되어 있는 다수의 고정구(21)를 통해 줄 형태의 결합수단, 예를 들어 끈, 와이어에 의해 단단히 고정시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 해조류 양식용 인공어초 구조물은 해조류의 빠른 성장과 안정적으로 대규모의 양식이 가능하여 경제적인 측면에 있어 매우 뛰어나 산업상 이용가능성이 크다.

1: 해조류 양식용 인공어초 구조물
10: 몸체부
20: 해조류식생토

Claims

내부가 빈 중공형 기둥형상의 몸체부(10)와,
상기 몸체부(10)의 외면(101)에서 내면(102)으로 관통하는 다수의 해조류식생공(11)과,
상기 몸체부(10) 내부에 충전하는 해조류식생토(20)를 포함하여 이루어진 것에 있어서,
상기 해조류식생토(20)는 함수비가 20%인 흙 88 ~ 97wt%과, 질산염 0.1 ~ 5wt%와, 경화제 2 ~ 10wt%의 혼합으로 조성된 것으로서,
상기 경화제는 석회석과 규석을 진동밀을 사용하여 80 ~ 100㎛로 분쇄한 후, 분쇄된 석회석과 규석을 볼밀을 이용하여 1:1 중량비율로 혼합한 원료물질 75 ~ 85wt%와 물 15 ~ 25wt%를 혼합하여 성구를 제조하고,
상기 제조된 성구를 100℃를 유지하는 건조기에서 건조한 후, 1,350 ~ 1,500℃에서 30분간 소성한 후 냉각하여 디스크 밀로 분쇄한 클링커 분말 20 ~ 70wt%;와,
무수석고 10 ~ 50wt%;와,
소듐실리케이트 2 ~ 30wt%;와,
폴리오르가노실록산 0.1 ~ 5wt%;의 혼합으로 조성되어, 식생된 해조류 포자의 빠른 성장과 유실방지가 가능하도록 하는 것임을 특징으로 하는 해조류 양식용 인공어초 구조물.
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