KR102115815B1 - 버섯 재배용 식물 공장 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 버섯 재배용 식물 공장에 관한 것이고, 구체적으로 실내에서 인위적으로 환경을 조성하여 버섯의 재배가 가능하도록 하는 버섯 재배용 식물 공장에 관한 것이다. 버섯 재배용 식물 공장은 작동의 조절을 위한 제어 모듈(11); 적어도 하나의 버섯 배지(131 내지 134)가 배치되는 베드(13a, 13b); 물의 공급을 위한 물 공급 수단(12); 물 공급 수단(12)으로부터 공급되는 물이 유동 경로를 형성하도록 베드(13a, 13b)를 따라 형성된 적어도 하나의 수로(15, 151, 152); 생장 환경을 형성하는 조건 형성 모듈(16, 17); 및 생장 공간을 형성하는 둘레 벽(10)을 포함한다.

Description

버섯 재배용 식물 공장{A Plant for Cultivating a Mushroom}
본 발명은 버섯 재배용 식물 공장에 관한 것이고, 구체적으로 실내에서 인위적으로 환경을 조성하여 버섯의 재배가 가능하도록 하는 버섯 재배용 식물 공장에 관한 것이다.
다양한 종류의 버섯에 대한 연구 결과에 의하여 버섯의 영양가와 약용 가치가 밝혀지면서 버섯의 인공 재배 기술에 대한 중요성의 증가되고 있다. 양송이, 표고, 느타리, 목이, 송이 또는 이와 유사한 버섯은 배지를 준비하는 과정, 종균을 배양하여 배지에 접종하는 과정, 배지에서 접종된 종균을 일정 기간 동안 배양하는 과정 및 배지에서 배양된 버섯을 수확하는 과정을 통하여 재배될 수 있다. 배지는 버섯의 종류에 따라 톱밥 또는 참나무와 같은 소재로 만들어질 수 있고, 배지에서 배양 및 성숙되는 과정이 버섯의 종에 따라 적절하게 조절될 필요가 있다.
버섯은 예를 들어 10 내지 30 ℃의 온도 조건에서 수분이 지속적으로 공급되면서 70 내지 80 %의 습도가 유지되는 환경에서 재배가 되는 것이 유리하다. 그리고 수분의 공급 및 습도 유지를 위하여 배지가 물이 공급되거나 배지에 살수가 이루어져야 한다. 그러나 물의 공급 및 습도 유지가 인위적으로 이루어지는 경우 많은 노동력이 요구되면서 적절한 환경 조건을 지속적으로 유지하기 어렵다는 문제가 발생한다.
버섯에 재배를 위하여 천연 또는 화학 비료가 별도로 사용될 필요가 없지만 버섯의 생육에 필요하면서 이와 동시에 생육 후 섭취 시 인체에 유리한 영향을 미치는 성분을 포함하는 것이 유리하다.
실용신안공개번호 제20-2014-0001356호 및 특허등록번호 제10-1514236호는 버섯 배지에 수분을 공급하기 위한 버섯 배지 수분 공급 장치에 대하여 개시한다. 버섯의 재배는 수분의 공급을 비롯한 다양한 생장 조건에 따라 이루어지는 것이 유리하고 이를 위하여 식물 공장의 구조를 가지는 것이 유리하다. 그러나 선행기술은 이와 같이 예를 들어 참송이 버섯과 같은 버섯의 재배가 가능하도록 하는 적절한 조건의 형성이 가능한 식물 공장의 구조에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 문제점을 가진다.
선행기술 1: 실용신안공개번호 제20-2014-0001356호(이창정, 2014년03월07일 공개) 버섯 배지 수분 공급 장치 선행기술 2: 특허등록번호 제10-1514236호(고찬오, 2015년04월22일 공고) 버섯배지 수분 공급 장치
본 발명의 목적은 다양한 종류의 버섯의 생육 조건을 가지면서 생장 과정에 따라 내부 조건의 조절이 가능한 버섯 재배용 식물 공장을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 버섯 재배용 식물 공장은 작동의 조절을 위한 제어 모듈; 적어도 하나의 버섯 배지가 배치되는 베드; 물의 공급을 위한 물 공급 수단; 물 공급 수단으로부터 공급되는 물이 유동 경로를 형성하도록 베드를 따라 형성된 적어도 하나의 수로; 생장 환경을 형성하는 조건 형성 모듈; 및 생장 공간을 형성하는 둘레 벽을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 둘레 벽은 황토층을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 수로로 공급되는 물은 0.001 내지 0.10 wt%의 양으로 용해된 유황 성분을 포함한다.
본 발명에 따른 버섯 재배용 식물 공장은 참송이 버섯을 비롯한 다양한 버섯이 실내에서 인위적으로 조성된 조건에 의하여 생장이 되도록 한다. 이에 의하여 참송이 버섯 또는 이와 유사한 버섯이 자연 조건 또는 외부 환경에 제약이 없이 생산이 될 수 있도록 한다. 예를 들어 사람이 거주하지 않는 농가 또는 도시의 집의 일부가 적절하게 개조가 되어 버섯의 재배를 위한 식물 공장으로 만들어질 수 있다. 또한 본 발명에 따른 식물 공장은 소규모로부터 대규모에 이르기까지 다양한 규모로 만들어질 수 있고, 별도의 전문적인 지식이 없이 운영될 수 있다는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 버섯 재배용 식물 공장의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 식물 공장의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 식물 공장에 적용되는 수분 공급 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 수분 공급 구조에 적용되는 공급 조절 수단의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 수분 공급을 위한 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 버섯 재배용 식물 공장의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 버섯 재배용 식물 공장은 작동의 조절을 위한 제어 모듈(11); 적어도 하나의 버섯 배지(131 내지 134)가 배치되는 베드(13a, 13b); 물의 공급을 위한 물 공급 수단(12); 물 공급 수단(12)으로부터 공급되는 물이 유동 경로를 형성하도록 베드(13a, 13b)를 따라 형성된 적어도 하나의 수로(15, 151, 152); 생장 환경을 형성하는 조건 형성 모듈(16, 17); 및 생장 공간을 형성하는 둘레 벽(10)을 포함한다.
식물 공장은 다양한 종류의 버섯 재배에 적용될 수 있고, 예를 들어 참송이버섯, 표고버섯, 느타리버섯 또는 이와 유사한 식용 가능한 버섯의 재배에 적용될 수 있다. 식물 공장은 버섯의 재배를 위하여 독립적으로 만들어지거나, 가옥 또는 이와 유사한 건물을 개조하거나, 가옥 또는 건물의 일부를 개조하는 방식으로 만들어질 수 있다.
제어 모듈(11)에 의하여 식물 공장의 전체 설비의 작동이 조절될 수 있고, 구체적으로 전력 설비, 물 공급 설비, 조명 설비, 온도 또는 습도 설비의 작동이 제어될 수 있다. 제어 모듈(11)의 작동은 원격으로 이루어질 수 있고, 예를 들어 스마트폰과 같은 휴대용 전자기기에 의하여 작동이 제어될 수 있다. 예를 들어 각각의 버섯에 대한 생장 데이터가 미리 만들어지고, 생장 데이터는 각각의 버섯의 생장 과정에서 요구되는 생장 환경에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 그리고 생장 데이터에 기초하여 제어 모듈(11)은 식물 공장의 작동을 제어할 수 있고, 제어 모듈(11)은 유선 또는 무선 통신을 위한 통신 수단(111)을 포함할 수 있고, 통신 수단(111)을 통하여 제어 모듈(11)은 휴대용 전자기기 또는 식물 공장의 관리와 관련된 관리 서버와 통신이 가능하다.
식물 공장의 내부에 적어도 하나의 베드(13a, 13b)가 설치될 수 있고, 각각의 베드(13a, 13b)에 적어도 하나의 버섯 배지(131 내지 134)가 배치될 수 있다. 베드(13a, 13b)는 식물 공장의 바닥 면에 배치되거나, 배치 프레임에 적층 구조로 배치될 수 있고, 각각의 베드(13a, 13b)에 하나 또는 그 이상의 버섯 배지(131 내지 134)가 배치되어 참송이 버섯과 같은 버섯이 재배될 수 있다. 버섯 배지(131 내지 134)의 배양 균주는 수분의 공급에 의하여 버섯을 성장하게 되고, 수분은 수로(15, 151, 152)로부터 공급될 수 있다.
베드(13a, 13b)는 사각형 평면을 가질 수 있고, 다수 개가 서로 나란하게 배치될 수 있다. 그리고 수로(15, 151, 152)는 베드(13a, 13b)의 연장 방향을 따라 형성될 수 있고, 예를 들어 수로(15, 151, 152)는 베드(13a, 13b)의 둘레 면 또는 사이를 따라 형성될 수 있다. 식물 공장의 생장 공간은 하나의 밀폐 구획을 형성할 수 있고, 생장 공간의 내부 또는 외부에 물 공급 수단(12)이 배치될 수 있다. 물 공급 수단(12)은 예를 들어 물 저장 탱크 또는 외부 물 공급 수단에 해당하는 수돗물과 연결되는 공급 연결 수단이 될 수 있다. 물 공급 수단(12)은 정수기(14)에 연결될 수 있고, 정수기(14)를 통하여 필터링이 된 물은 수로(15, 151, 152)로 공급될 수 있다. 수로(15, 151, 152)는 순환 경로를 형성할 수 있고, 수로(15, 151, 152)를 따라 흐르는 물의 양은 공급 조절 유닛(18)에 의하여 조절될 수 있다.
수로(15, 151, 152)는 수분 유도 유닛(S1 내지 SN)에 의하여 버섯 배지(131 내지 134)와 연결될 수 있다. 수분 유도 유닛(S1 내지 SN)은 수로(15, 151, 152)의 물을 버섯 배지(131 내지 134)로 공급할 수 있는 다양한 수단이 될 수 있고, 예를 들어 모세관 현상에 의하여 물을 이동시키는 다수 가닥의 섬유 또는 이와 유사한 소재로 이루어질 수 있다. 모세관 현상에 의하여 물을 공급하는 것은 지속적인 물의 공급이 가능하면서 일정 수준의 물이 공급되도록 한다는 이점을 가진다. 또한 물 또는 수분의 이동 또는 이동양의 조절을 위한 별도의 수단이 요구되지 않는다는 이점을 가진다. 수로(15, 151, 152)로부터 버섯 배지(131 내지 134)로 물의 이동 또는 수분의 공급은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
수로(15, 151, 152)를 흐르는 물의 양 또는 물의 순환 주기는 공급 조절 유닛(18)에 의하여 조절될 수 있고, 공급 조절 유닛(18)은 다양한 구조를 가지면서 다양한 위치에 배치될 수 있다.
버섯의 재배를 위하여 생장 공간은 온도, 습도 또는 빛의 양이 조절될 필요가 있고, 이를 위하여 조건 형성 모듈(16, 17)로 온도 조절 모듈(16)과 조명 모듈(17)이 설치될 수 있다. 온도 조절 모듈(16)은 히터, 난방기, 온풍기 또는 냉각 수단과 같은 것이 될 수 있고, 조명 모듈(17)은 예를 들어 다양한 파장의 광의 방출이 가능한 엘이디 모듈과 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 온도 조절 모듈(16)은 공기 순환 설비의 구조를 가질 수 있고, 순환되는 공기의 온도를 조절하는 것에 의하여 생장 공간의 온도가 조절되도록 할 수 있다. 또한 조명 모듈(17)은 각각의 버섯 배지(131 내지 134)로 정해진 파장 대역의 광을 방출하도록 배치될 수 있고, 조명 모듈(17)의 작동 시간이 미리 설정될 수 있다.
생장 공간 내부의 습도를 조절하기 위한 수단은 독립적으로 설치되거나, 설치되지 않을 수 있다. 구체적으로 수로(15, 151, 152)를 따라 흐르는 물에 의하여 충분한 양의 수분이 공급될 수 있고, 온도 조절 모듈(16)에 의하여 조절되는 온도에 의하여 생장 공간 내부의 습도가 자동으로 조절될 수 있다. 또한 생장 공간 내부의 공기를 위한 순환 유닛(19a, 19b)이 설치될 수 있고, 순환 유닛(19a, 19b)에 의하여 생장 공간 내부에서 공기 순환이 조절되거나, 생장 공간 내부와 외부 사이에 공기 순환이 이루어질 수 있다. 순환 유닛(19a, 19b)은 온도 조절 모듈(16)과 함께 작동하거나 일체로 형성될 수 있고, 순환 유닛(19a, 19b)에 의하여 생장 공간 내부의 습도가 조절될 수 있다.
생장 공간은 밀폐 또는 이와 유사한 공간을 형성할 수 있고, 생장 공간을 외부와 구획시키는 둘레 벽(10)이 형성될 수 있다. 그리고 둘레 벽(10)의 내부 면은 황토층을 포함할 수 있고, 황토층은 예를 들어 원적외선 또는 음이온을 방출하면서 생장 공간의 내부의 서로 다른 위치에서 온도 차이를 감소시키는 기능을 가진다. 또한 황토 성분은 버섯의 생장 과정에서 발생하는 유해 성분을 흡수하여 버섯이 가질 수 있는 유해 성분을 제거하는 기능을 가진다. 황토층을 형성하는 황토는 50 내지 70 wt%의 실리카, 3 내지 10 wt%의 Fe 성분, 8 내지 15 wt%의 알루미나, 1 내지 5 wt%의 마그네슘, 1 내지 3 wt%의 나트륨, 0.5 내지 3 wt% 칼리 및 5 내지 10 wt%의 석회를 포함할 있다. 또한 황토는 탄산칼륨, 석영, 장석, 운모 또는 방해석을 포함할 수 있다. 다양한 성분을 포함하는 황토층이 둘레 벽(10)을 형성할 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 각각의 버섯 배지(131 내지 134)로 공급되는 유황 성분을 포함할 수 있고, 구체적으로 물 전체 중량에 대하여 0.001 내지 0.10 wt%의 양으로 용해된 유황; 물 전제 중량에 대하여 0.0001 내지 0.05 wt%의 양으로 존재하여 나트륨 이온; 및 광물로부터 추출된 K 성분, Al 성분, 마그네슘 성분, 철 성분, 몰리브덴 성분, 규소 성분, 칼슘 성분, 게르마늄 성분, 인 성분, 티타늄 및 니오븀 성분으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 성분 1 내지 50 ppm을 포함하고, 25 ℃에서 표면 장력이 70 내지 75 dyne/㎝가 될 수 있다. 버섯 배지(131 내지 134)로 공급되는 유황 성분은 독성이 제거된 유황 성분이 될 수 있고, 유황을 준비하는 단계; 수산화나트륨 용액을 준비하는 단계; 수산화나트륨 용액에 준비된 유황을 용해시키는 단계; 및 유황이 용해된 용액에 광물 성분을 첨가하는 단계를 통하여 만들어질 수 있다. 구체적으로 물에 첨가되는 유황 성분의 제조를 위하여 분말 형태의 유황 성분이 준비될 수 있다. 분말 성분의 유황이 준비되면 수산화나트륨 용액이 준비될 수 있다. 수산화나트륨 용액은 물 1,000 g에 대하여 수산화나트륨 200 내지 500 g을 용해시키는 방법으로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 이와 같은 방법으로 수산화나트륨 용액이 준비되면, 수산화나트륨 용액에 준비된 유황이 용해될 수 있다. 유황은 위에서 만들어진 수산화나트륨의 양에 150 내지 400 g의 양이 첨가되는 방식으로 만들어질 수 있다. 유황의 첨가와 함께 교반이 되면서 천천히 용해될 수 있다. 이와 같은 방법으로 유황이 수산화나트륨 용액에 용해되면 광물 성분이 첨가될 수 있다.
광물 성분의 첨가는 예를 들어 광물로부터 추출된 K 성분, Al 성분, 마그네슘 성분, 철 성분, 몰리브덴 성분, 규소 성분, 칼슘 성분, 게르마늄 성분, 인 성분, 티타늄 및 니오븀 성분으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하는 광물로부터 식물 성장에 유용한 성분을 추출하는 방법으로 이루어질 수 있다. 광물로부터 이러한 성분의 추출을 위하여 정련 또는 세척에 의하여 정제가 된 운무, 맥반석, 제올라이트 또는 희토류 광물이 준비될 수 있다. 그리고 유황 포함 수산화나트륨 용액이 희석이 될 수 있고, 예를 들어 액상 유황 조성물은 물 전체 중량에 대하여 0.001 내지 0.10 wt%의 양으로 용해된 유황을 포함하도록 희석될 수 있다. 이후 희석된 유황 포함 수산화나트륨 용액에 정제 광물을 담근 후 20 내지 40 ℃의 온도에서 24 내지 72 시간 동안 유지하고, 이에 의하여 광물 성분이 추출될 수 있다. 또는 유황 포함 수산화나트륨 용액을 위에서 제시된 양으로 희석한 희석 유황 조성물을 정제 광물을 흐르도록 할 수 있다. 위에서 제시된 방법에 따라 광물로부터 K 성분, Al 성분, 마그네슘 성분, 철 성분, 몰리브덴 성분, 규소 성분, 칼슘 성분, 게르마늄 성분, 인 성분, 티타늄 및 니오븀 성분이 추출되어 희석이 된 유황 포함 수산화나트륨 용액에 혼합이 되고, 이에 의하여 액상 유황 조성물이 만들어질 수 있다. 그리고 액상 유황 조성물은 K 성분, Al 성분, 마그네슘 성분, 철 성분, 몰리브덴 성분, 규소 성분, 칼슘 성분, 게르마늄 성분, 인 성분, 티타늄 및 니오븀 성분으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 성분 1 내지 50 ppm의 양으로 포함할 수 있다. 또한 유황 조성물의 25 ℃에서 표면 장력이 70 내지 75 dyne/㎝가 될 수 있다. 그리고 이와 같이 만들어진 광물 성분을 포함하는 유황 성분은 위에서 설명된 양이 되도록 수로(15, 151, 152)에 첨가될 수 있다. 예를 들어 유황 성분을 저장하는 유황 저장 탱크가 준비될 수 있고, 유황 저장 탱크로부터 조절된 양으로 유황 성분이 수로(15, 151, 152)에 첨가될 수 있다.
유황 성분은 다양한 방법으로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 식물 공장의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 제어 모듈(11)에 의하여 전력 조절 유닛(211), 생장 조절 유닛(212) 또는 환경 조절 유닛(213)의 작동이 조절될 수 있다. 전력 조절 유닛(211)은 조명 모듈 또는 온도 조절 모듈과 같은 다양한 작동 모듈에 공급되는 전력을 조절하는 기능을 가질 수 있다. 또한 전력 조절 유닛(211)은 식물 공장 전체에 공급되는 전력의 양을 확인하여 저장하는 기능을 가질 수 있고, 일정 기간 동안 각각의 모듈에서 소비되는 전력의 양을 저장하는 기능을 가질 수 있다. 생장 조절 유닛(212)은 각각의 버섯 배지로 공급되는 수분의 양을 확인하는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 생장 조절 유닛(212)은 수로로부터 버섯 배지로 물이 공급되는 것을 중단시키거나 공급을 개시시킬 수 있다. 또한 생장 조절 유닛(212)은 일정 기간 동안 각각의 버섯 배지로 공급되는 물의 양을 확인하여 저장할 수 있다.
환경 조절 유닛(213)에 의하여 생장 공간 내부의 온도, 습도 또는 공기의 순환 속도가 조절될 수 있고, 또한 엘이디 조명의 작동 시간 및 파장 대역이 조절될 수 있다. 그리고 환경 조절 유닛(213)에 의하여 조절된 생장 환경 매개변수의 값이 일정 기간 동안 저장될 수 있고, 환경 매개변수는 온도, 습도, 순환 주기 또는 광 파장과 같은 것이 될 수 있다.
공급 환경 탐지 유닛(221)에 의하여 전력의 공급 상태, 온도 조절 모듈의 작동 상태, 물의 공급 상태 또는 조명 모듈의 작동 상태가 탐지될 수 있고, 배지 탐지 유닛(222)에 의하여 배지에서 버섯의 생육 상태가 탐지될 수 있다. 배지 탐지 유닛(222)은 예를 들어 카메라 유닛, 수분 측정 유닛 또는 조도 측정 유닛과 같은 것을 포함할 수 있고, 각각의 배지에서 버섯의 생육 상태를 탐지할 수 있다. 또한 생장 환경 탐지 유닛(223)에 의하여 생장 공간의 내부에 온도, 습도, 수로의 물의 양, 광량, 기류의 흐름 속도, 산소 또는 이산화탄소의 양과 같은 것이 탐지될 수 있다. 이와 같은 공급 환경 탐지 유닛(221), 배지 탐지 유닛(222) 및 생장 환경 탐지 유닛(223)에 의하여 탐지된 정보가 정보 처리 유닛(23)으로 전송될 수 있다. 정보 처리 유닛(23)은 각각의 탐지 유닛(221, 222, 223)에 의하여 탐지된 정보를 분류할 수 있고, 미리 결정된 주기에 따라 분석 유닛(24)으로 전송할 수 있다.
분석 유닛(24)은 비교기를 포함할 수 있고, 정보 처리 유닛(23)에서 전송된 탐지 정보가 미리 결정된 기준과 비교될 수 있다. 그리고 비교 결과에 따라 오작동, 설정 오류, 작동 수준의 수정 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어 파장 대역의 적정성 여부에 판단되고, 전력 공급 설비의 오작동 여부가 탐지될 수 있다. 또한 각각의 배지에서 생장되는 버섯의 생장 상태가 시기에 따라 적절한지 여부가 탐지될 수 있다. 그리고 비교 및 판단 결과가 생육 데이터 유닛(25)으로 전송될 수 있다.
생육 데이터는 버섯의 생장 시기에 따른 환경 조건 및 공급 조건에 대한 데이터를 가질 수 있고, 이와 같은 데이터는 미리 만들어져 생육 데이터 유닛에 저장될 수 있다. 생육 데이터 유닛(25)은 시기에 따른 생장 공간의 환경 조건 및 버섯의 생육 상태에 대한 정보를 기준 데이터로 만들어 저장할 수 있다. 그리고 분석 유닛(24)으로부터 비교 및 판단 결과를 기준 데이터와 비교하고, 전력 조절 유닛(211), 생장 조절 유닛(212) 및 환경 조절 유닛(213)의 작동을 조절 여부를 결정하여 제어 모듈(11)로 전송할 수 있다. 또한 생육 데이터 유닛(25)은 각각의 버섯 배지에서 버섯의 성장 상태의 정상 여부를 결정할 수 있다. 추가로 생육 데이터 유닛(25)은 각각의 버섯 배지에서 예상 생산 비율을 산출할 수 있고, 생산 비율에 따라 각각의 버섯 배지의 정상 여부를 판단할 수 있다. 산출된 예상 생산 비율 또는 버섯 배지의 정상 여부의 판단 여부가 저장될 수 있고, 주기적으로 예를 들어 스마트 폰과 같은 휴대용 전자기기 또는 관리 서버로 전송될 수 있다. 또한 필요에 따라 생장 공간에 적합하도록 기준 데이터를 수정할 수 있다.
식물 공장의 제어는 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 식물 공장에 적용되는 수분 공급 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 버섯의 재배를 위한 배지(MC1, MC2, MC3)가 배치될 수 있고, 배지(MC1, MC2, MC3)는 위에서 설명된 베드 또는 버섯 배지가 될 수 있다. 배지(MC1, MC2, MC3)는 내부에 톱밥과 같은 배양 매체가 수용된 박스 형상이 될 수 있고, 배지(MC1, MC2, MC3)의 둘레를 따라 또는 둘레에 수로(15a, 15b)가 배치될 수 있다. 그리고 수로(15a, 15b)를 따라 액상 유황 조성물을 포함하거나 또는 포함하지 않는 물이 흐를 수 있다. 예를 들어 수로 (15a, 15b)는 배지(MC1, MC2, MC3)의 양쪽 가장자리를 따라 연장되거나, 양쪽에 수용 용기 형태로 배치되거나 또는 배지(MC1, MC2, MC3)를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 이와 같은 형태로 배지(MC1, MC2, MC3)와 수로(15a, 15b)가 배치되면, 적어도 하나의 공급 조절 유닛(31_1 내지 31_L)이 배지(MC1, MC2, MC3)와 수로(15a, 15b)를 서로 연결하는 형태로 배치될 수 있다. 공급 조절 유닛(31_1 내지 31_L)은 하나 또는 그 이상의 섬유 가닥으로 이루어질 수 있고, 수로(15a, 15b)에 수용되거나, 흐르는 물은 예를 들어 모세관 현상과 같은 방식으로 수로(15a, 15b)로부터 배지(MC1, MC2, MC3)로 공급되도록 배치될 수 있다. 필요에 따라 수로(15a, 15b)에 공급 조절 유닛(18)이 배치될 수 있다. 그리고 공급 조절 유닛(18)은 공급 도관(181)에 의하여 수로(15a, 15b)와 연결되어 조절된 양으로 물을 공급하거나, 물을 순환시킬 수 있다
배지(MC1, MC2, MC3)는 다양한 형상으로 만들어질 수 있고, 예를 들어 배지(MC2)는 원통 형상이 될 수 있고, 공급 조절 유닛(31)이 배지(MC2)를 길이 방향을 따라 관통하는 형상으로 만들어질 수 있다. 또는 배지(MC3)가 원통 형상으로 만들어지고, 원통 형상의 위쪽 면에 적어도 하나의 접종 홀(321, 322)이 형성될 수 있다. 그리고 공급 조절 유닛(31)이 원통 형상의 지름 방향으로 관통되도록 배치될 수 있다. 배지(MC1, MC2, MC3)는 다양한 형상으로 만들어질 수 있고, 공급 조절 유닛(31, 31_1 내지 31_L)은 배지(MC1, MC2, MC3)에 접종된 종균 또는 접종된 이후 생육되는 버섯에 배지 소재를 통하여 직접적으로 또는 간접적으로 수분을 공급할 수 있는 공급 조절 유닛(31, 31_1 내지 31_L)은 흡수력을 가진 섬유, 셀룰로오스 또는 무기물 입자의 응집체로 이루어질 수 있고, 예를 들어 모세관 현상을 통하여 조성물의 이동이 가능한 모세관 구조로 만들어질 수 있다. 예를 들어 공급 조절 유닛(31, 31_1 내지 31_L)은 선형으로 연장되는 한 가닥 또는 다수 가닥의 섬유로 이루어질 수 있고, 섬유의 한쪽 끝으로부터 수분이 흐를 수 있는 모세관 구조로 만들어질 수 있다. 공급 조절 유닛(31, 31_1 내지 31_L)은 물이 공급되는 공급원으로부터 물이 배지(MC1, MC2, MC3)로 유입되어 배지(MC1, MC2, MC3)의 내부로 유입되도록 한다. 배지(MC1, MC2, MC3)의 내부로 물이 유입되면, 물은 배지 소재 또는 생육 단계의 버섯에 의하여 발생되는 흡수력과 공급 조절 유닛(31, 31_1 내지 31_L)의 흡수력 차이로 인하여 조성물이 배지로 유입될 수 있다. 그리고 공급 조절 유닛(31, 31_1 내지 31_L)으로부터 배지 내부로 조성물이 유입되면 물이 공급 조절 유닛(18)으로부터 공급 조절 유닛(31, 31_1 내지 31_L)을 통하여 배지(MC1, MC2, MC3)의 내부로 유입될 수 있다.
공급 조절 유닛(31, 31_1 내지 31_L)은 다양한 소재로 만들어질 수 있고, 다양한 구조의 배지(MC1, MC2, MC3)에 적용되어 수분 공급 장치를 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 수분 공급 구조에 적용되는 공급 조절 수단의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 공급 조절 유닛(31)은 수로에 잠기는 잠김 부분(412); 잠김 부분(412)으로부터 연장되는 고정 부분(411); 고정 부분(411)으로부터 연장되면서 배지 프레임의 내부에 배치되는 공급 부분(413) 및 공급 부분(413)으로부터 연장되면서 수분의 이송을 제한하는 제한 부분(414)으로 이루어질 수 있다.
공급 조절 유닛(31)은 전체적으로 모세관 형상에 의하여 물 또는 수분이 이송이 가능하면서 배치 위치에 따라 상대적으로 작은 직경을 가지거나, 작은 수의 가닥으로 만들어질 수 있다. 잠김 부분(412)에 잠김 추가 배치될 수 있고, 잠김 추는 비중이 큰 소재로 만들어질 수 있고, 잠김 부분(412)에서 위치 이동이 가능하도록 결합될 수 있다. 고정 부분(411)은 배지 프레임의 측면 또는 다른 적절한 브래킷에 고정되는 부분으로 잠김 부분(412)으로부터 연장되는 부분에 합성수지 소재의 튜브가 결합되는 구조로 만들어질 수 있다. 대안으로 둘레 면을 따라 방수성 도료 또는 페인트로 코팅이 되는 방식으로 만들어질 수 있다. 고정 부분(411)의 적절한 위치에 위에서 설명된 탄성 고정 캡(42)이 결합될 수 있다. 공급 부분(413)은 잠김 부분(412)과 동일 또는 유사한 소재로 만들어질 수 있고, 잠김 부분(412)에 비하여 작은 직경, 동일 직경 또는 큰 지경을 가지도록 만들어지거나, 다른 수의 가닥을 가지도록 만들어질 수 있다. 제한 부분(414)은 상대적으로 작은 직경 또는 작은 수의 가닥으로 만들어질 수 있고, 제한 부분(414)은 위에서 설명된 탐지 유닛에 접촉될 수 있다.
공급 조절 유닛(31a, 31b, 31c)은 다양한 소재 또는 구조로 만들어질 수 있고, 예를 들어 잠김 부분(412)으로부터 제한 부분(414)에 이르도록 동일한 직경의 섬유로 같은 수의 가닥을 가지도록 만들어질 수 있다. 그리고 필요에 따라 고정 부분(411)의 둘레 면이 코팅이 되는 방식으로 만들어질 수 있다.
도 4의 (나)를 참조하면, 공급 조절 유닛(31a, 31b, 31c)은 단일 필라멘트 구조로 만들어지거나, 동일한 섬유 가닥이 꼬인 형태로 만들어지거나, 꼬인 가닥 주위로 보풀이 형성되는 구조로 만들어질 수 있다. 공급 조절 유닛(31a, 31b, 31c)은 모세관 현상에 의하여 물 또는 수분의 이송이 가능한 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 5는 본 발명에 따른 수분 공급을 위한 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 수분 탐지 유닛(542)에 의하여 탐지된 배지 프레임의 수분 수준 또는 온도 탐지 유닛(541)에 의하여 탐지된 분위기 온도에 따라 공급 조절 유닛을 통하여 배지에 공급되어야 하는 수분의 양을 결정하는 공급 테이블(52)이 준비될 수 있다. 그리고 각각의 배지에 배치된 공급 조절 유닛의 배치 상태 및 시간 당 수분 공급량의 저장된 배치 테이블(53)이 준비될 수 있다. 온도 탐지 유닛(541)과 수분 탐지 유닛(542)에 의하여 탐지된 정보가 제어 모듈(11)로 전송될 수 있고, 제어 모듈(11)은 공급 테이블(52)과 배치 테이블(53)에 저장된 정보를 참조하여 수로에 공급되어야 하는 물 또는 액상 유황 조성물의 양을 결정할 수 있다. 수로에 공급되어야 하는 물 또는 액상 유황 조성물의 양이 결정되면 제어 모듈(11)은 밸브 조절 유닛(55)의 작동을 조절하여 수로에 공급되어야 하는 물 또는 액상 유황 조성물의 양을 결정할 수 있다. 밸브 조절 유닛(55)에 의하여 수로에 물이 공급되면 수위 조절 유닛(56)에 의하여 수위가 탐지될 수 있다. 필요에 따라 액상 유황 조성물의 공급과 함께 금속 성분 또는 버섯의 생육에 유리하거나 또는 인체에 유리한 다양한 성분이 함께 공급될 수 있다.
수로에 온도 조절 유닛(57)이 배치될 수 있고, 온도 조절 유닛(57)에 의하여 물 또는 액상 유황 조성물의 표면 장력이 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들어 농도 탐지 유닛(58)에 의하여 수로의 농도가 탐지될 수 있고, 농도가 미리 결정된 범위를 벗어나면 온도 조절 유닛(57)에 의하여 물 또는 액상 유황 조성물의 온도가 조절될 수 있다. 이에 의하여 물 또는 액상 유황 조성물의 표면 장력이 조절되도록 하여 공급 조절 유닛이 조절되도록 한다. 또한 농도 탐지 유닛(58)에 의하여 탐지된 농도에 기초하여 공급 조절 유닛(18)에 의하여 수로로 공급되는 물 또는 액상 유황 조성물의 양이 적절하게 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 버섯 재배용 식물 공장은 참송이 버섯을 비롯한 다양한 버섯이 실내에서 인위적으로 조성된 조건에 의하여 생장이 되도록 한다. 이에 의하여 참송이 버섯 또는 이와 유사한 버섯이 자연 조건 또는 외부 환경에 제약이 없이 생산이 될 수 있도록 한다. 예를 들어 사람이 거주하지 않는 농가 또는 도시의 집의 일부가 적절하게 개조가 되어 버섯의 재배를 위한 식물 공장으로 만들어질 수 있다. 또한 본 발명에 따른 식물 공장은 소규모로부터 대규모에 이르기까지 다양한 규모로 만들어질 수 있고, 별도의 전문적인 지식이 없이 운영될 수 있다는 이점을 가진다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 둘레 벽 11: 제어 모듈
12: 물 공급 수단 13a, 13b: 베드
14: 정수기 15, 15a, 15b, 151, 152: 수로
16: 온도 조절 모듈 17: 조명 모듈
18: 공급 조절 유닛 19a, 19b: 순환 유닛
23: 정보 처리 유닛 24: 분석 유닛
25: 생육 데이터 유닛
31, 31a, 31b, 31c, 31_1 내지 31_L: 공급 조절 유닛
42: 탄성 고정 캡 52: 공급 테이블
53: 배치 테이블 55: 밸브 조절 유닛
56: 수위 조절 유닛 57: 온도 조절 유닛
58: 농도 탐지 유닛 111: 통신 수단
131 내지 134: 버섯 배지 181: 공급 도관
211: 전력 조절 유닛 212: 생장 조절 유닛
213: 환경 조절 유닛 221: 공급 환경 탐지 유닛
222: 배지 탐지 유닛 223: 생장 환경 탐지 유닛
321, 322: 접종 홀 411: 고정 부분
412: 잠김 부분 413: 공급 부분
414: 제한 부분 541: 온도 탐지 유닛
542: 수분 탐지 유닛 MC1, MC2, MC3: 배지
S1 내지 SN: 수분 유도 유닛

Claims (1)

  1. 작동의 조절을 위한 제어 모듈(11);
    적어도 하나의 버섯 배지(131 내지 134)가 배치되는 베드(13a, 13b);
    물의 공급을 위한 물 공급 수단(12);
    물 공급 수단(12)으로부터 공급되는 물이 유동 경로를 형성하도록 베드(13a, 13b)를 따라 형성된 적어도 하나의 수로(15, 151, 152);
    생장 환경을 형성하는 조건 형성 모듈(16, 17); 및
    생장 공간을 형성하는 황토층을 포함하는 둘레 벽(10)을 포함하고,
    상기 수로(15, 151, 152)와 상기 버섯 배지(131 내지 134)는 모세관 현상에 의하여 물을 이동시키는 다수 가닥의 섬유로 이루어지는 수분 유도 유닛(S1 내지 SN)에 의해 연결되어 상기 수로(15, 151, 152)의 물이 상기 버섯 배지(131 내지 134)로 공급되고,
    상기 수로(15, 151, 152)로 공급되는 물은 0.001 내지 0.10 wt%의 양으로 용해된 유황 조성물을 포함하고, 상기 수로(15, 151, 152)는 순환 경로를 형성하고 상기 수로(15, 151, 152)를 흐르는 물의 양 또는 물의 순환 주기를 조절하는 공급 조절 유닛(18)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버섯 재배용 식물 공장.
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