KR102566544B1 - 김 실내 양식 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 원통형 투명 수조가 병렬적으로 배치된 수조 유니트, 복수의 수조가 안치되는 거치대, 상기 수조 유니트의 각 수조에 기포를 발생시키는 에어레이션 장치, 각 원통형 수조에 대응하여 거치대 표면에 배치된 복수의 광조사부, 각 원통형 수조의 하면에 일단이 연결되고 거치대 하부로 타단이 연장되어 수조 내의 해수를 배출하는 출수구, 각 원통형 수조의 상단에 연결되는 해수 유입구를 포함하며, 상기 에어레이션 장치는 에어펌프, 에어펌프와 연결되는 공급관, 공급관과 연결되며 원통형 수조 하부에 장착되는 에어 유입구를 포함하며, 해수가 채워진 각각의 원통형 수조 내부로 에어를 공급하여 공기 방울을 발생시키고 원통형 수조 내부에 장입되는 김 포자 또는 생육중인 김을 지속적으로 교반하는 것을 특징으로 하는 김 실내 양식 시스템을 제공한다.

Description

김 실내 양식 시스템 {Land aquaculture system for laver}

본 발명은 김 양식 시스템에 관한 것으로서, 육상의 실내 공간에서 김을 양식할 수 있고 개별 양식 수조별 양식 조건 제어가 용이하며 김 생육 환경에 적합한 새로운 양식 시스템을 제안한다.

김 양식은 주로 내만에서 멀지 않은 적정 수심의 바다에서 이루어지며, 양식 과정에서 김의 노출 여부나 김발의 설치 형태 등에 따라 노출부류식, 무노출부류식, 지주식으로 분류된다. 노출부류식 양식은 김발 위에 부표를 부착하여 매일 일정시간을 대기로 노출시키며, 이로 인하여 잡조 제거 및 질병 예방에 도움이 되고 산처리 횟수가 줄어들지만, 김발을 뒤짚어 주기 위해 매일 시간과 노동이 요구되는 단점이 있다. 무노출부류식은 김발을 수표면에 띄워 양식하며, 노출에 대한 스트레스가 없어 생장이 빨라 수확량이 많은 반면, 인위적/자연적 노출이 일체 없기 때문에 질병 감염과 잡조 번식이 용이해지므로 잦은 산처리가 요구된다. 지주식의 경우 조수간만의 차가 있는 갯벌에서 이루어지는데 갯벌에 지주목을 박고 그 사이에 김발을 걸어 양식한다. 썰물 중에 김이 공기 중에 노출되는 원리를 이용하며, 산처리 비용과 시간이 감소되지만 생산량이 적은 단점이 있다.

김 양식에는 김발에 포자를 붙이는 채묘 작업이 선행된다. 채묘는 육상 또는 해상에서 실시하며, 채묘된 김발은 냉동망을 통해 양식 실시 전까지 보관한다. 또한, 김 양식 과정에서 잡조 제거 및 질병 예방을 위하여 산처리가 필요하다. 산처리는 무기산 함량 9.5%의 유기산을 사용하며, 특수하게 제작된 배에 산을 채우고 김발이 산이 담긴 수조를 통과하는 방식으로 진행한다. 산처리는 해상에서 즉시 진행되며 약 10일에 한 번 실시한다. 김 양식 기간은 평균적으로 11월에서 4월까지 약 6개월간 이루어진다. 물김 수확은 특수 제작된 채취선을 통해 해상에 즉시 실시된다. 약 25 ~ 30일에 한 번 수확이 이루어지며 생장속도에 따라 조정이 가능하다. 바다 환경의 변화에 따라 양식 종료시기가 결정되며 수온 등의 영향으로 양식 기간이 짧아지거나 자연재해에 의해 양식이 중도 종료되기도 한다. 양식이 종료되면 설치된 김발, 지지줄, 닻 등을 바다에서 제거한다.

바다에서 실시하는 김 양식은 바다환경에 매우 밀접하게 연관이 있으며 이에 따라 여러 가지 복합적인 문제점이 발생한다. 김 양식장은 바다에서 잡조 및 많은 감염에 노출되기 때문에 적시에 산처리가 실시되어야 한다. 바다 기상이 좋지 않아 출항이 늦춰지면 잡조가 김발을 덮어 김의 생육을 방해하거나 질병에 감염되어 엽체가 김발에서 탈락되는 경우가 발생하며, 질병 감염을 억제하지 못하고 바람에 의해 조류가 활발해지면 양식장 전체에 질병이 확산되어 생산량에 큰 영향을 미칠 수 있다. 산처리에 사용하는 유기산 처리제는 무기산에 비해 처리 비용, 시간, 효율이 매우 떨어진다. 이로 인하여 불법적인 무기산의 사용이 빈번하게 일어나며, 최근에는 락스, 농약, 황산 등 다양한 불법처리제를 사용하는 것이 확인된 바 있다. 또한, 겨울 해상의 날씨 즉 풍랑이 높으면 조류의 흐름이 거세져 김발 등 시설물의 훼손 및 유실이 발생하는 문제가 있다.

한편, 김의 적정 생육온도는 10 ~ 15℃ 이기 때문에 겨울철에만 양식이 가능하다는 한계가 있다. 수온이 올라가는 4월 이후에는 김의 색택이 변하거나 생장이 더디며, 호상균병과 같은 질병에 의해 생산량이 급격하게 하락한다. 뿐만 아니라, 채묘 시 공급되는 종묘는 단일 품종이 아닌 경우가 빈번한데, 단일 품종으로 채묘한 뒤 여러 외부 요인으로 인해 양식이 실패할 경우를 대비하여 통상 2~3품종을 적절히 섞어서 사용하는 것이다. 이와 같은 김 양식 현실에서는 UPOV(국제식물신품종보호동맹)에 따라 외국 품종 사용 시 로열티 지급으로 인한 경제적 손실 가능성이 존재한다.

바다에서의 김양식은 특수 제작된 어선을 투입되지만 대부분의 작업이 해상에서 이루어기 때문에 많은 인력이 필요하며, 수작업 중에 그물이나 밧줄 등에 의해 인명사고가 발생할 수 있다. 특히 양식 과정은 물론, 채묘부터 양식장에 김발을 설치하기까지 단계가 많아 인력 및 시간의 소비가 크기 때문에 노동생산성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 산처리 과정에서도 인명사고가 빈번하게 발생하며, 산처리에 사용되는 산의 비용, 인력, 시간, 설비 등 경제적 손실이 크다.

이와 같은 해상 양식의 단점을 극복하고, 해상 환경 변화로 인한 김 수확량 저하를 해결하기 위해 새로운 육상 양식이 요구되며, 김 생장 환경을 적절히 제어하여 수확량 증대는 물론 새로운 품종 개발이 가능한 실내 양식 시스템이 필요하다. 종래에 어류 양식에 활용하기 위한 공장형 양식장이 제안된 바 있다(등록특허 10-1604699). 단열 측벽과 단열 지붕으로 이루어진 구조물 내에 양식 수조를 배치하고, 대형 크레인으로 각 수조에 사료를 공급하거나 양식된 어류를 인양하는 양식장으로 어류 양식에는 적합하지만 김의 생장 조건을 제어하는 실내 양식장으로 활용하기에는 기술적 한계가 있다. 또한, 망 형태의 김발을 사용한 김 육상 양식장이 제안된 바 있으나(공개특허 10-2018-0007358), 종래의 노출부류식 해상 양식과 유사하게 저수조에 김망을 반복적으로 담그는 과정이 요구되기 때문에 장치 구동 전력이 지속적으로 요구되며 김 수확량의 증대를 위해서는 김발의 크기 및 저수조의 사이즈가 커질 수밖에 없어 대규모 양식장을 구현하는데 시설 비용이 막대하게 소요되는 단점이 존재한다.

이와 같은 종래 기술의 단점을 해결하고자 본 출원인은 등록특허 제10-2084308호로 공지되어 있는 김 실내 양식 시스템을 제안한 바 있다. 이 기술에서는 실내 양식이 가능하도록 대형 수조와 광조사부, 교반 장치 등을 구비하고 있는데, 전체적인 양식 시설의 규모가 크고 개별 수조의 양식 환경 제어 측면에서 개선될 필요가 있으며, 특히 양식 시설 설치를 위한 공간성 및 이동 가능성을 고려한 새로운 기술의 필요성이 대두되었다.

본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 김 양식 환경의 제어가 용이하고 친환경 양식이 가능한 새로운 시스템을 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 양식 수조의 형태 및 교반 메커니즘을 변화시켜 전체 시스템의 통합 제어 및 IT 기반 기술 활용이 가능한 스마트 양식 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 김 양식 시스템의 공간 활용성 및 이동성을 증가시켜 김 육상 양식이 가능한 장소를 확대하고 고품질의 김 양식이 가능한 시스템을 제공하는 것이다.

기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수의 원통형 투명 수조가 병렬적으로 배치된 수조 유니트, 복수의 수조가 안치되는 거치대, 상기 수조 유니트의 각 수조에 기포를 발생시키는 에어레이션 장치, 각 원통형 수조에 대응하여 거치대 표면에 배치된 복수의 광조사부, 각 원통형 수조의 하면에 일단이 연결되고 거치대 하부로 타단이 연장되어 수조 내의 해수를 배출하는 출수구, 각 원통형 수조의 상단에 연결되는 해수 유입구를 포함하며, 상기 에어레이션 장치는 에어펌프, 에어펌프와 연결되는 공급관, 공급관과 연결되며 원통형 수조 하부에 장착되는 에어 유입구를 포함하며, 해수가 채워진 각각의 원통형 수조 내부로 에어를 공급하여 공기 방울을 발생시키고 원통형 수조 내부에 장입되는 김 포자 또는 생육중인 김을 지속적으로 교반하는 것을 특징으로 하는 김 실내 양식 시스템을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 수조 유니트는 전면 출입구가 있고 외부와 밀폐되는 컨테이너 내부에 적재되며, 컨테이너 내부 양측면에 복수의 수조 유니트가 컨테이너 길이 방향으로 선형적으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 김 실내 양식 시스템은, 상기 컨테이너 외부에 배치되는 해수 저장고, 영양염 저장고, 수확 탱크를 포함할 수 있고, 컨테이너 내부에는 수조 유니트 상부에 영양염 투입관, 해수 투입관이 배치되고, 수조 유니트 하부 측방으로 수조의 해수 및 생육한 김이 배출되는 해수 출수 및 김 수확관이 배치될 수 있다.

본 발명에 있어서, 복수의 수조 유니트가 내장된 컨테이너를, 수평 방향으로 복수의 컨테이너가 병렬적으로 배치하거나 수직 방향으로 복수의 컨테이너가 적층되도록 배치하며, 각 컨테이너 입구에 개별 컨트롤 박스가 배치되도록 할 수 있다.

이 경우, 상기 컨트롤 박스는 컨테이너 내부의 수조 유니트로 해수 투입 및 영양염 투입을 제어하고, 각 수조 유니트의 개별 수조에 대해 광조사부 온오프, 광조사부의 광량 조절, 해수 유입 및 출수를 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 김 양식을 위한 실내 양식 시스템에서 양식 탱크의 형태와 외부 광공급장치를 변화시키고 엽체들의 교반하는 스크류 형태의 교반기 제거함으로써 양식 탱크의 크기를 축소할 수 있고, 각 양식 수조를 개별적으로 관리 가능하여 양식 조건 제어가 용이하며 고품질 김 양식이 가능하게 되었다.

또한, 양식 시스템은 공장 형태의 대형 구조물에서 컨테이너 형태의 소형 구조물을 채용함으로써 수평적 배치 및 수직적 적재가 가능하게 되어 공간 활용의 효율을 높이고 양식 구조물의 이동성을 부여할 수도 있다.

뿐만 아니라 양식 폐수 처리 이슈와 관련하여 양식 폐수를 재활용할 수 있게 되어여 기존 양식장에서 발생하는 문제점을 근본적으로 해결하고, 친환경 육상 해수 양식이 가능하다.

도 1은 김 실내 양식 시스템의 수조 유니트를 보인 사시도
도 2는 수조 유니트의 에어레이션 장치를 보인 사시도
도 3은 실제 제작된 수조 유니트 사진
도 4는 수조 유니트가 설치되는 컨테이너를 보인 사시도
도 5는 수조 유니트가 장입된 컨테이너 내부 모식도
도 6은 컨테이너에 설치되는 투입관 및 수확관을 보인 모식도
도 7은 컨테이너 외부 장치를 보인 모식도
도 8은 컨테이너 적재 형태 및 컨트롤 박스를 보인 모식도
도 9a 및 9b는 에어레이션 장치가 동작중인 수조 유니트 사진

본 발명은 새로운 김 실내 양식 시스템을 제안한다. 본 발명의 양식 시스템은 김을 육상에서 해수를 이용해 양식하며, 김을 장입하여 양식하는 수조의 형태를 변경하여 원통형으로 소형화하는 한편, 교반 과정과 광투과 방식, 해수 및 영양염 투입, 수확 과정 등을 개별적으로 제어한다.

특히 기존의 프로펠라 형태의 교반기를 기반으로 한 양식 탱크 교반 시스템을 벗어나, 에어 버블을 이용한 상하교반 시스템으로 업그레이드하여 수조 내 김의 양식 환경을 개선한다. 또한, 수조에 공급되는 해수를 물리적 필터링이나 UV 노출 등에 의해 전처리하고 엄격하게 관리하여 양식 폐수를 외부로 배출하지 않고 재활용할 수 있으며 친환경 양식이 가능하도록 한다.

도 1은 김 실내 양식 시스템의 수조 유니트를 보이고 있고, 도 2는 수조 유니트의 에어레이션 장치를 보인 것이다. 도 3에는 실제 제작된 수조 유니트 시제품을 나타내었다.

수조 유니트(100)는 복수의 원통형 투명 수조(110)가 병렬적으로 배치되어 있다. 복수의 수조는 거치대(120)에 안치되며, 각 수조에 대응하여 거치대 표면에 복수의 광조사부(140)가 배치된다. 수조 유니트는 각 수조에 기포를 발생시키는 에어레이션 장치(130)를 포함한다.

수조의 형태는 종래의 지름이 크고 높이는 상대적으로 작은 원형 탱크에서 지름이 작고 수직 길이가 늘어난 원통 수조로 변경되었으며, 그 결과 수조 유니트에 복수의 수조를 배치하기 용이하고 수조 유니트를 일렬로 배치하여 후술하는 컨테이너에 장입하기 쉽고 전체적인 공간 효율성이 향상된다. 수조는 유리나 광투과성 합성 수지 등 투명 재질로 형성하여 실내에서도 수조에 빛의 공급이 가능하며, 수직형 투명 원통 수조 외부에서 육안으로 김의 양식 현황 파악도 용이하다.

각 원통형 수조의 상단에는 해수 유입구(111)가 연결되어 있고, 각 원통형 수조의 하면에는 출수구(112)가 연결되어 있다. 유입구와 별도로 수조 상면에는 에어 배출을 위한 통공이 마련될 수 있다. 출수는 일단이 원통형 수조 하면에 연결되고 거치대 하부로 타단이 연장되어 수조 내의 해수를 배출할 수 있다. 상기 유입구와 출수구는 후술하는 해수 투입관과 해수 출수관(수확관)과 별도의 연결관 등에 의해 각각 연결될 수 있다.

수조 유니트에서 거치대는 바닥부와 수직 벽체로 이루어지는 'L' 자 단면 형태의 구조물로서 바닥부 상면에 복수의 원통형 수조의 바닥면이 놓이며, 수직 벽체와는 소정 거리 이격되고 벽체 표면에는 수조 길이 방향으로 광조사부가 배치된다. 수조 유니트의 사이즈는 예를 들어 길이 180 ~ 200cm, 높이 150 ~ 180cm, 바닥 폭 50 ~ 60cm 로 구성할 수 있으며, 이러한 규모에서 원통형 수조의 사이즈는 약 600 ~ 800ℓ 용량의 해수를 수용할 수 있는 부피를 가질 수 있고, 하나의 수조 유니트에 4개의 원통형 수조를 이격된 채로 안정적으로 배치할 수 있다. 기존 양식 탱크 시스템에서 각 양식 탱크가 약 2톤의 양식 해수를 저장하는 용량이었던 반면에, 소형화된 양식 수조를 채용하고 각 수조 유니트별로 개별 제어하여 양식 프로세스 관리가 더 용이하게 된다. 예를 들어, 각각의 독립된 수조에서 발생하는 개별 양식 상황 변화에 대해서 빠르게 대처할 수 있고, 양식 반응 속도도 높일 수 있으며, 기타 조건에 의해서 발생하는 김 폐사의 경우 최소의 손실을 통해 방제가 가능하다.

수조 유니트의 수직 벽체에는 원통형 수조에 빛을 조사하도록 길이 방향의 LED 램프를 복수로 배치할 수 있는데, 종래 양식 시스템에서 광 노출이 동서남북 4면에서 광패널을 배치한 것과 비교하여, 원통형 수조에 대한 단면 노출(광조사)로 변경하여 수조와 광조사부 배치를 포함한 전체적인 수조 유니트를 공간 집약적으로 설치 가능하게 되었다. 광조사부는 수조 수직 길이 방향으로 예를 들어 1개의 수조 당 4열의 LED 램프를 배치할 수 있다. 또한, 수조에 조사되는 빛을 김의 생장에 관련되는 파장의 빛 이외에 UV 살균이 가능하도록 별도 파장의 램프를 광조사부에 추가할 수 있다. 광조사부는 디밍 시스템을 적용하여 김 생장 주기에 맞게 광조사량을 다르게 변화시킬 수 있다.

수조 유니트에는 각 원통형 수조에 에어 버블을 공급하는 에어레이션 장치(130)가 부가된다. 에어레이션 장치는 개별 수조 유니트별로 설치될 수도 있고, 후술하는 컨테이너 내부에 복수의 수조 유니트에 공통적으로 에어 버블이 공급되도록 통합적인 장치로 설치하는 것도 가능하다. 개별 수조 유니트 양식 상태에 적합하게 에어 버블을 공급하기 위해서는 수조 유니트별로 설치하는 것이 바람직하다. 상기 에어레이션 장치는 에어펌프(131), 에어펌프와 연결되는 공급관(132), 공급관과 연결되며 원통형 수조 하부에 장착되는 에어 유입구(133)를 포함한다. 에어레이션 장치에서 에어펌프는 예를 들어 거치대 상단에 설치될 수 있고, 하나의 에어펌프로 수조 유니트에 설치된 복수의 원통형 수조에 에어 버블을 공급할 수 있으며, 에어 유입구의 밸브를 원격 똔느 수동으로 조절하여 각 수조별 에어 버블 공급 여부 및 에어 버블 공급량을 다르게 제어 가능하다.

에어레이션 장치를 통해, 해수가 채워진 각각의 원통형 수조 내부로 에어를 공급하여 공기 방울을 발생시키며, 수조에 공급된 공기 방울의 유동에 의해 원통형 수조 내부에 장입되는 김 포자 또는 생육중인 김을 지속적으로 교반하게 된다. 이와 같은 에어레이션 동작에 의해 양식중인 김의 생장이 촉진되고 수조 내면에 김이 달라붙는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 수조 유니트는 복수의 원통형 수조를 포함하여 그 자체로 소규모 김 양식 시스템으로 활용할 수도 있으나, 해수 공급, 영양염 공급, 김 수확 등 양식 프로세스를 통합적으로 제어하고 양식 규모를 늘리기 위해서 복수의 수조 유니트를 구비하고 이들 복수의 수조 유니트를 하나의 밀폐 공간에 배치하여 양식 과정을 한번에 제어하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 김 실내 양식 시스템에서는 컨테이너 구조물을 활용하여 이러한 기능 및 효과를 구현한다. 도 4는 수조 유니트가 설치되는 컨테이너(200)를 보인 것이고, 도 5는 수조 유니트가 장입된 컨테이너 내부를 모식적으로 보이고 있다.

컨테이너는 전면에 개폐 가능한 출입구(201)가 있고 내부는 길이 방향으로 연장된 공간(202)이 마련되어 있으며 내부 공간은 외부에 대해 밀폐되어 있다. 본 발명의 수조 유니트는 이러한 컨테이너 내부에 적재되며, 컨테이너 내부 양측면에 복수의 수조 유니트(100a, 100b)가 컨테이너 길이 방향으로 선형적으로 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2에 도시한 1개의 수조 유니트를 컨테이너 내부 좌우에 각각 12유니트씩 인접하여 배치할 수 있다. 이와 같이 컨테이너에 선형적으로 배치한 복수의 수조 유니트는 영양염 공급 및 해수 공급이 유리하고, 양식이 완료된 후 김을 한번에 수확하기 용이하다. 특히 김 양식에 사용한 해수를 해수 탱크로 유입시켜 살균 및 정화처리하기에도 적합하다.

수조 유이트가 장입되어 배치되는 컨테이너는 수출입 선적에 사용하는 상용 컨테이너를 이용할 수도 있으며, 기존 컨테이너 형태와 유사하게 개폐형 출입구가 있고 내부 공간은 외부와 밀폐되는 새로운 구조물을 제작하여 사용하는 것도 가능하다.

도 6은 컨테이너에 설치되는 투입관 및 수확관을 보인 모식도로서, 컨테이너 내부의 수조 유니트 상부 또는 컨테이너 상면에 영양염 투입관(210), 해수 투입관(220)이 배치될 수 있다. 또한, 컨테이너 내부의 수조 유니트 하부 측방으로 또는 컨테이너 하측면에 수조의 해수 및 생육한 김이 배출되는 해수 출수 및 김 수확관(230)이 배치될 수 있다. 영양염 투입관 및 해수 투입관은 각 수조 유니트의 복수의 원통형 수조의 상단 유입구와 연결관(미도시)을 통해 개별적으로 연결되어 영양염 및 해수가 공급될 수 있다. 또한, 수확관 역시 각 수조 유니트의 복수의 원통형 수조의 하부 출수구와 연결관(미도시)을 통해 개별적으로 연결되어 수조 내부의 해수 및 양식이 완료된 김이 한번에 배출될 수 있다.

도 7은 컨테이너 외부 장치를 보인 것으로, 상기 컨테이너 외부에 배치되는 해수 저장고(310), 영양염 저장고(320), 수확 탱크(330)를 모식적으로 나타내고 있다. 해수 저장고는 각 수조 유니트의 복수의 원통형 수조에 공급되는 해수가 저장되어 있으며 내부에 해수의 전처리를 위한 부가 장치로서 필터부(미도시) 및 UV 램프(미도시) 등을 포함할 수 있다. 또한, 도시된 바에 따르면 적재된 컨테이너와 해수 저장고는 하나의 공급관만 표현되어 있으나, 컨테이너로부터 수확한 김을 제외한 해수를 수확 탱크로부터 전달받아 해수 저장고에서 정화할 수 있고 이를 위하여 수확 탱크와 해수 저장고 사이에 연결관(미도시)이 더 설치될 수 있으며 수확 탱크에는 양식 완료된 김과 해수를 분리하는 필터부(미도시)가 포함될 수 있다.

본 발명의 김 실내 양식 시스템은 복수의 수조 유니트가 장입된 컨테이너를 복수로 배치하고 적재하는 방식으로 양식 규모를 늘릴 수 있다. 또한, 복수의 컨테이너에 대해 개별적으로 양식 상황을 제어할 수 있도록 컨트롤 박스를 개별적으로 포함할 수 있다. 예를 들어 복수의 수조 유니트가 내장된 컨테이너를, 수평 방향으로 복수의 컨테이너가 병렬적으로 배치하거나 수직 방향으로 복수의 컨테이너가 적층되도록 배치할 수 있다. 도 8은 컨테이너(200) 적재 형태 및 컨트롤 박스(240)를 보인 모식도로서, 복수의 컨테이너가 수평 방향으로 인접하여 배치된 상태로 수직적으로 2단 적층되어 있다. 각 컨테이너 입구에 개별 컨트롤 박스가 배치되어 있는데 도시된 바에 따르면 하부층 컨테이너 앞에만 컨트롤 박스가 있으나, 하부층과 상부층의 각 컨테이너 입구 또는 입구 근처에 컨트롤 박스를 배치할 수 있다.

컨트롤 박스는 컨테이너 내부의 각 수조 유니트로 해수 투입 및 영양염 투입 여부 및 투입량을 제어하고, 각 수조 유니트의 개별 수조에 대해 광조사부 온오프, 광조사부의 광량 조절, 해수 유입 및 출수를 제어한다. 컨트롤 박스의 위치는 컨테이너 전면 외부에 단독적으로 배치하여 동선과 조작의 편의성을 높일 수 있으나 필요에 따라 컨테이너 상부 또는 측면에 배치하는 것도 가능하다.

컨트롤 박스의 조작에 의해 수조 유니트의 복수의 원통형 수조 내부로 에어 버블을 공급하는 것도 제어 가능하다. 도 9a 및 9b는 에어레이션 장치가 동작중인 수조 유니트 사진으로서, 에어레이션 동작에 의해 수조 내부에 해수가 상하 교란되면서 교반되는 모습을 보이고 있다. 에어레이션 장치를 통해 수조 내부에 기포를 공급하고, 수조 내부의 해수를 상하로 유동시킴으로써 수조에 장입되는 김을 상하 이동 및 교란시키면서 교반하게 된다. 에어레이션 장치는 개별 수조에 교반기와 모터를 설치해야하는 불편을 제거하면서 김의 양식 과정을 효과적으로 보조할 수 있으며, 수직 원통 형상의 수조를 채용하고 수조 유니트를 컨테이너에 장입시킨 양식 시스템의 설계를 가능하게 한다.

본 발명의 양식 시스템을 통한 김 양식 과정은 다음과 같다. 먼저, 양식용 해수를 채수하는 단계로서, 적정 염도(31-33‰)의 해수를 채수한다. 적정 염도 밖의 해수는 김 생장에 영향을 미치기 때문에 계절별/시기별 염도를 확인하고 염도가 미달일 경우 NaCl을 투입, 초과일 경우 담수를 투입하여 염도를 조절한다. 채수된 해수는 여과 필터를 이용하여 물리적인 여과를 거친다. 예를 들어, 채수한 해수를 기공 사이즈가 1㎛ 이하인 마이크로 필터로 여과하여 해수에 포함되어 있는 동식물, 부유물, 모래 등의 이물질을 제거한다. 여과 필터는 양식수 공급 탱크 내부 또는 외부에 장착될 수 있다. 이후 해수를 소독 및 살균한다. 필터를 통해 물리적으로 여과된 해수를 UV light를 이용하여 소독 및 살균할 수 있으며, 물리적 여과 후 해수에 남을 수 있는 미생물, 바이러스 등 김 배양에 영향을 줄 수 있는 요소들을 원천적으로 제거한다. 이러한 살균 및 소독은 전술한 양식수 공급 탱크의 덮개 안쪽 상부면에 UV 조명이 부착된 판넬을 통해 약 24시간 동안 살균 및 소독을 진행할 수 있다. 다음으로, 해수를 김의 생육온도 맞게 저온 순응시켜 안정화시킨다. 김의 적정 생육온도는 10 ~ 15℃로서 품종에 따라 상이하며, 해수 저온 순응 과정을 통해 초기 김 배양단계에서 수온으로 인한 온도 스트레스를 줄일 수 있다. 이후 해수를 수조에 투입한 상태에서, 미리 준비된 유엽을 수조에 투입하여 양식을 진행한다.

수조에 투입되는 유엽(포자)은 별도로 배양 과정을 거쳐 준비한다. 먼저, 색택이 좋고 생육이 고른 엽체를 선별한다(성엽 선별). 선별된 엽체는 무성생식을 통해 중성포자 방출을 유도한다(무성 생식). 중성포자가 방출이 완료되면 방출이 끝난 엽체는 해수 오염 방지를 위해 제거하고 포자만을 선별한다(포자 확보). 확보된 포자는 양식 수조에 바로 투입되지 않고 배양을 통해 일정 크기(약 1cm 이상)까지 배양한다(포자 배양). 배양을 마친 포자(유엽)를 수조에 투입하게 되는데, 투입 시 수조 내 양식수의 양과 비례하여 예를 들어 양식수 : 유엽의 비율이 약 10,000 : 1이 되도록 조절한다.

수조 내에 투입된 유엽은 생장을 통해 김이 배양된다. 투입된 유엽의 크기는 약 1cm 내외이며 예를 들어 15일간 배양하여 약 5 ~ 10cm 전후 크기에 수확할 수 있다. 바다양식의 경우에는 선박에 설치된 수확기의 칼날에 김이 닿도록 약 1달 동안 배양하는데, 본 발명의 실내 양식 시스템에서는 김발을 사용하지 않기 때문에 크기에 대한 제약이 없다. 일정 생산량을 확보하기 위해 배양기간을 15일로 설정할 수 있지만, 배양하는 동안 일별 사이즈를 측정하여 적절한 수확시기를 설정할 수도 있다. 양식 과정에서 수조 유니트에 배치된 광조사부를 통해 빛을 제공하며, 전술한 에어레이션 장치를 통해 수조에 에어 버블을 공급하여 김 배양 동안 엽체가 수조 바닥에 침전되거나 수조 벽면에 부착되는 것을 방지한다.

본 발명에 있어서, 각 컨테이너의 수조 유니트별로 양식 과정을 제어할 수도 있고 컨테이너 내부의 수조 유니트의 개별 수조별로 제어하는 것도 가능하다. 복수의 컨테이너, 수확 탱크, 해수 저장고, 영양염 저장고 등 모든 설비는 예를 들어 하나의 건물 내부에 위치하도록 할 수 있으며, 오픈된 공간에 설치하는 것도 가능하다. 컨테이너 외부의 컨트롤 박스 조작을 통해 해수 및 영양염을 컨테이너 내부로 이동시키며, 또한 컨트롤 박스 조작을 원통형 수조 내부에서 생장한 김 엽체와 함께 해수를 수확 탱크로 이동시켜 해수 출수와 함께 김을 수확할 수 있다. 이와 같은 일련의 김 양식 과정은 IOT기술을 결합함으로써 원터치 컨트롤이 가능하며, 컨트롤 박스의 직접 조작은 물론 무선 통신에 의한 원격 제어도 가능하다. 결과적으로 해수 공급, 김 수확, 영양제 투입 등의 과정에 필요한 인력이 감소되어 양식된 김의 가격 경쟁력을 높일 수 있고, 양식 조건의 정밀한 제어를 통해 고품질 김 생산에 더 집중할 수 있게 된다.

본 발명의 김 실내 양식 시스템은 다음과 같은 점에서 기존 양식 방법 및 시스템의 효과와 차별화된다.

기존의 육상 양식은 어패류 등의 양식 과정에서 양식 폐수로 인한 문제점이 심각하였고 육상 양식장에서 발생하는 폐수 정화에 막대한 비용이 소요되거나 해당 폐수를 제대로 정화하지 않고 그대로 바다로 방출하여 해양 오염 및 파래 발생 등 생태계를 교란시켰다. 양식 과정에서 폐수의 완벽한 정화를 위해서는 경제적 비용 지출이 크고 양식업계의 비용 증가로 가격 경쟁력이 떨어질 수 있으나, 본 발명에 따른 실내 양식 시스템은 양식 폐수를 재활용하여 기존 양식장에서 발생하는 문제점을 근본적으로 해결한다. 한번 공급된 해수는 지속적 재활용하여 폐수 발생이 없으며, 양식 시작 때마다 영양염류를 공급하여 해수를 영구적으로 재활용 가능하다. 이러한 프로세스를 통해 친환경 육상 해수 양식이 가능하게 되었다.

또한 바다 양식 과정에서 발생하는 사고가 미연에 방지되고, 기후 및 기상에 따른 양식 대상물의 질병 발생이나 재해를 예방할 수 있다. 구체적으로, 갑작스런 영양염 감소로 인한 황백화 현상에 따른 피해가 없고 태풍 및 강풍에 의한 시설물 파괴 리스크가 제거되며 대량의 강우 등 자연을 통해 발생하는 생리적 질병으로부터 안전하다. 특히 해상 양식에서 사용하는 활성처리제, 염산, 전해수처리제 등 각종 처리제를 사용하지 않아 바다 환경을 지킬 수 있다.

나아가 본 발명의 실내 양식 시스템을 도입하여 김 이외의 해조류의 양식에도 적용할 수 있으며, 해당 양식물 특성에 맞게 양식 프로세스를 변화시키고 제어하여 전술한 다양한 효과를 누릴 수 있을 것으로 기대된다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.

100: 수조 유니트 110: 수조
111: (해수) 유입구 112: 출수구
120: 거치대 130: 에어레이션 장치
131: 에어 펌프 132: 공급관
133: 에어 유입구 140: 광조사부
200: 컨테이너 201: 전면 출입구
202: 내부 공간 210: 영양염 투입관
220: 해수 투입관 230: 해수 출수 및 김 수확관
240: 컨트롤 박스 310: 해수 저장고
320: 영양염 저장고 330: 수확 탱크

Claims (5)

1. 복수의 원통형 투명 수조가 병렬적으로 배치된 수조 유니트,
   복수의 수조가 안치되는 거치대,
   상기 수조 유니트의 각 수조에 기포를 발생시키는 에어레이션 장치,
   각 원통형 수조에 대응하여 거치대 표면에 배치된 복수의 광조사부,
   각 원통형 수조의 하면에 일단이 연결되고 거치대 하부로 타단이 연장되어 수조 내의 해수를 배출하는 출수구,
   각 원통형 수조의 상단에 연결되는 해수 유입구를 포함하며,
   상기 에어레이션 장치는 에어펌프, 에어펌프와 연결되는 공급관, 공급관과 연결되며 원통형 수조 하부에 장착되는 에어 유입구를 포함하며, 해수가 채워진 각각의 원통형 수조 내부로 에어를 공급하여 공기 방울을 발생시키고 원통형 수조 내부에 장입되는 김 포자 또는 생육중인 김을 지속적으로 교반하며,
   상기 수조 유니트는 전면 출입구가 있고 외부와 밀폐되는 컨테이너 내부에 적재되며, 컨테이너 내부 양측면에 복수의 수조 유니트가 컨테이너 길이 방향으로 선형적으로 배치되어 있고,
   상기 컨테이너 외부에 배치되는 해수 저장고, 영양염 저장고, 수확 탱크를 포함하고, 컨테이너 내부에는 수조 유니트 상부에 영양염 투입관, 해수 투입관이 배치되고, 수조 유니트 하부 측방으로 수조의 해수 및 생육한 김이 배출되는 해수 출수 및 김 수확관이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
   김 실내 양식 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   복수의 수조 유니트가 내장된 컨테이너를, 수평 방향으로 복수의 컨테이너가 병렬적으로 배치하거나 수직 방향으로 복수의 컨테이너가 적층되도록 배치하며, 각 컨테이너 입구에 개별 컨트롤 박스가 배치되는 것을 특징으로 하는
   김 실내 양식 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 컨트롤 박스는 컨테이너 내부의 수조 유니트로 해수 투입 및 영양염 투입을 제어하고, 각 수조 유니트의 개별 수조에 대해 광조사부 온오프, 광조사부의 광량 조절, 해수 유입 및 출수를 제어하는 것을 특징으로 하는
   김 실내 양식 시스템.