KR20070009690A - 조류의 촉성 재배 장치와 재배 방법 - Google Patents

조류의 촉성 재배 장치와 재배 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용해 가스, 빛, 온도, 영양원, 위생 환경의 인공 환경 하에서 가장 조류의 성장에 최적인 환경 제어를 행하여 촉성 재배하는 장치와 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 장치는 조류의 조체를 종묘로서 재배하는 수조(1)와, 수조 속의 배양수에 기체를 용해시키는 가스 용해 확산 장치(3-a, 3-b)와, 파장과 조도를 제어한 빛을 수조에 조사하는 광조사 장치(10, 11)와, 수조 속의 배양수의 온도를 일정 범위로 제어하는 온도 제어 장치(20)와, 조류의 성장에 불가결한 필수 영양원을 포함한 영양액을 수조에 첨가하는 영양 염류 첨가 장치(17)와, 수조 속의 배양수의 제균 여과를 행하는 정화 장치(12)와, 각 장치의 제어용 계측 장치를 포함하고 있다.

Description

조류의 촉성 재배 장치와 재배 방법{ALGAE INTENSIVE CULTIVATION APPARATUS AND CULTIVATING METHOD}
본 발명은 조류의 육상 양식 시스템에 관한 것이다. 특히, 모든 재배 환경을 인위적으로 제어하여 조류를 촉성 재배하는 것을 목적으로 한 육상 재배 장치와 방법에 관한 것이다.
이상 기상이나 개발에 따른 서식 환경의 파괴, 해양오염 등 때문에, 일본인이 옛날부터 식용으로서 이용해 온 미역, 다시마, 녹미채, 김 등의 조류 자원은 생산량이 불안정해지고 있다. 또한, 하천의 환경 악화 등에 따라 강김은 절멸의 위기에 직면해 있다.
그 대책으로서 안정성과 안전성의 관점에서 육상 양식의 연구개발이 진행되고 있다(예컨대, 하기 특허 문헌 1-3 참조).
특허 문헌 1: 특허 공개 제2002-320426호 공보
특허 문헌 2: 특허 공개 제2002-315568호 공보
특허 문헌 3: 일본 특허 공개 평성 제10-117628호 공보
특허 문헌 1에서는, 「해조류 및 해수가 수용되어 광원으로부터 상기 해조류에 대한 빛의 조사가 행해지는 해조류 양식 수조 내에 중공 형상을 이루며 대략 수 직 방향으로 배치되는 중공관(中空管)과, 이 중공관 내의 하단측에 배치되고, 공기를 분출하는 기포 펌프로 이루어진 에어레이션 장치가 설치되며, 상기 기포 펌프로부터 분출된 기포에 의해 해수를 폭기(曝氣) 처리하고, 상기 기포가 중공관 내의 해수와 혼입됨으로써 이 해수를 중공관 내에서 상승시켜 상부의 토출구로부터 토출시키는 동시에, 중공관 하부의 유입구로부터 해수를 퍼 올려 해조류 양식 수조 내에서 해수를 순환시키고, 그 해수의 순환에 해조류를 실어 해조류 양식 수조 내에 부유시키는 것을 특징으로 하는 해조류 양식 장치」(동 출원 청구항 1)를 개시하고 있다.
특허 문헌 2에서는, 「조류를 배양하는 조류 배양조로 양식 수조 배수를 유도하여 조류 배양조 내에서 양식 수조 배수 속의 질소, 인을 조류 속에 영양분으로서 받아들임으로써 양식 수조 배수를 처리하고, 조류 배양수를 막분리 장치에 의해 고액(固液) 분리하여 농축시키는 동시에, 농축 조류 배양수를 플랑크톤 배양조에 공급하여 플랑크톤 배양조 내에서 조류를 영양분으로서 플랑크톤을 배양하며, 플랑크톤 배양수를 막분리 장치에 의해 고액 분리하여 농축시키고, 농축 플랑크톤 배양수를 먹이로서 양식 수조에 공급하거나 또는 먹이 제품으로서 계 밖으로 빼내는 것을 특징으로 하는 배양 방법」(동 출원 청구항 1)을 개시하고 있다.
특허 문헌 3에서는, 「해조류가 증식 및 번식하는 해저 영역에 해조류 양식반을 깔아서 해조류 종자의 자연 활착을 실시한 후, 신선한 해수가 공급된 육상 수조 내에 이설(移設)하는 것을 특징으로 하는 육상 수조에 의한 해조류의 증식 및 양식 방법」(동 출원 청구항 7)을 개시하고 있다.
본 발명이 해결해야 할 과제
태양광은 해수 속에서 확산되어 수심이 깊어짐에 따라 빛이 감소한다. 또한, 수온도 마찬가지로 수심이 깊어짐에 따라 저하한다. 또한, 해수 속에 용해된 영양 염류나 탄산가스나 산소 등의 기체에도 영향을 미친다. 그와 같이 심도에 따라 생육에 적합한 조류가 달라 수직 분포를 구성한다고 언급되고 있다. 이들 수직 분포하의 조류는 각각 최적의 생육 조건이 다르며, 기본적으로, 조류의 생육 환경 조건에는 수온, 빛, 용존 가스 농도, 영양염 농도로 각각 지적 범위가 있고, 이들은 밀접하게 관련되어 있다. 따라서, 그 조건 범위에서 하나라도 일탈하면, 생육은 현저히 억제된다. 따라서 육상에서 촉성 재배를 행하는 경우에는, 이들 환경 조건을 제어할 필요가 있다.
그러나, 상기 종래 기술에 있어서는, 이들 점에 관한 고찰이 거의 이루어져 있지 않거나 또는 매우 불충분하게 밖에 이루어져 있지 않다. 예컨대, 상기 종래 기술에서는, 자연 환경인 수온, 빛의 영향을 받기 때문에, 이상 기상 등으로 온도가 저하하거나 일조 시간이 감소하면 재배 기간이 길어지거나 고사(枯死)하는 등의 영향을 받는다. 또한, 조류를 육상 양식하기 위해서 대량의 해수를 퍼 올리고 있지만, 그 때, 액비를 대량으로 사용하기 때문에 해양의 오염을 초래하고 있다. 또한, 밀식(密殖)을 하기 때문에 질병 피해를 입기 쉽게 되어 있다. 이들 요인 때문에, 종래의 육상 양식은 재배가 안정되지 못하다는 치명적인 결점이 있었다.
상기 과제의 해결 수단
상기 과제를 해결하는 본 발명의 조류의 촉성 재배 장치는 조류의 조체(藻體), 포자체 또는 배우자체를 종조(種藻)로서 재배하는 수조, 상기 수조 속의 배양수에 기체를 용해시키는 가스 용해 확산 장치, 광질 밸런스와 조도를 제어한 빛을 상기 수조에 조사하는 광조사 장치, 상기 배양수의 온도를 일정 범위로 제어하는 온도 제어 장치, 조류의 성장에 불가결한 필수 영양소를 포함한 영양 염류를 상기 배양수에 첨가하는 영양 염류 첨가 장치, 상기 배양수 정화 장치 및 상기 각 장치의 제어용 계측 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다(청구항 1).
본 발명의 조류의 촉성 재배 방법은 조류의 조체, 포자체 또는 배우자체를 종조로서 수조 속에서 재배하는 방법에 있어서, 상기 수조 속의 배양수에 기체를 용해시키는 단계, 광파장과 광질 밸런스 및 조도를 제어한 광원으로부터 빛을 상기 수조에 조사하는 단계, 상기 배양수의 수온을 일정 범위로 제어하는 단계, 조류의 생장에 불가결한 필수 영양소를 포함한 영양 염류를 상기 배양수에 첨가하는 단계 및 상기 배양수의 제균·정화를 행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다(청구항 11).
발명의 효과
하기하는 실시예에 있어서의 바다포도의 재배를 예로 들면, 본 발명에 따르면, 대조구에 비하여 중량비에 있어서의 생장은 대조구의 3배를 넘었다. 또한, 얻어진 바다포도의 품질도 양호하였다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 종래의 양식 기술에서는 달성하기 어려웠던 안전하고 품질이 좋은 조류의 촉성 재배가 가능하게 되었다. 본 발명에 따른 장치와 방법은 조류의 식물 공장 즉 수산 식물 공장이라고 부를 수 있는 것이다.
발명을 실시하기 위한 최적 형태
본 발명을 적용할 수 있는 조류는 갈조강, 녹조강, 적조강, 남조강에 속하는 식용 조류이다(청구항 12). 예컨대, 고급 식품 재료로서 알려진 옥덩굴목의 바다포도(학명; Caulerpa lentillifera)를 들 수 있다(청구항 13).
조류의 생장에 불가결한 3요소로서 빛, 영양 염류, 수온이 있다. 이하, 분류하여 설명한다.
<빛의 제어>
조류에는 육상식물과 같이 광반응이 있으며, 이것은 생장이나 품질에 큰 영향을 준다. 광합성과 조류의 형태 형성에 필요한 빛의 파장으로서 적색광(600∼780 ㎚), 녹색광(500 ㎚∼600 ㎚) 및 청색광(400∼500 ㎚)을 조사하면, 클로로필이나 피토크롬, 카로티노이드라고 불리는 광수용체가 자극을 받아 광합성이나 잎이나 줄기 등의 조류 기관의 생장에 영향을 미친다. 그러나, 조류의 생장을 촉진하여 정상적으로 성장시키기 위해서 특정한 단색광에서는, 조류 기관의 형성 이상이나 잎 면의 퇴색이 보이기 때문에, 단색 파장의 빛이 아니라, 상기 3종류의 파장의 혼색광을 조사하는 것이 바람직하다(청구항 2). 조류에 따라 적색계와 청색계와 녹색계의 광 에너지비의 특징이 있다. 녹조류에서는 대략 적색계와 청색계, 녹색계의 순으로 에너지비를 2±1:3±1:5±1의 비율로 혼합하면 적합하다. 갈조류의 경우는 적색계와 청색계, 녹색계의 에너지비를 각각 3±1:2±1:5±1의 비율로 혼합하면 적합하다. 이들 광질 밸런스의 광원을 조류에 조사하는 조도는 조류의 생장에 필요한 조도로서 20∼400 μmol/㎡/s의 범위에 있지만, 그 조류의 서식 환경에 따라 생장에 적합한 조도는 영향을 받는다. 예컨대 홍조류의 바닷말이라면 140∼200 μmol/㎡/s, 갈조류의 다시마라면 40∼200 μmol/㎡가 적합한 조도이고, 녹조류 바다포도라면 100∼120 μmol/㎡/s가 적합한 조도이다.
이들 빛의 파장, 삼색 혼합광 및 조도를 제어하기 위해서는 광원으로서 발광 다이오드와 반도체 레이저, 메탈 할라이드 램프, 고압 나트륨 램프가 우수하다. 현상에서는 메탈 할라이드 램프나 고압 나트륨 램프가 염가이다. 단, 정확한 광질 밸런스를 얻기 위해서는 발광 다이오드가 우수하다. 발광 다이오드가 정확한 광질 밸런스를 얻을 수 있어서, 조류의 촉성 재배용으로는 수조의 상면(예컨대 천정면)에 각각의 파장을 발하는 광다이오드를 매립하여 광원으로 하는 것이 적절하다(청구항 2). 이것에 따라, 각 파장 영역의 3종류의 발광 다이오드를 인버터로 제어할 수 있고, 조도도 조절할 수 있다.
이와 같이 제어된 빛을 조류에 조사하는 경우, 빛을 연속 조사하면 광합성의 능력이 저하하는 경우도 있다. 즉, 식물의 생리 대사 기능이 이상해져서 광장해가 발생한다. 따라서, 연속광이 아니라 명암 주기로 행하는 것이 바람직하다. 명기(明期)에는 탄산가스를 흡수하여 광합성을 행하고, 탄수화물을 합성 저장하며, 암기(暗期)에는 조류의 체내에서 대사가 활발히 행해진다. 수중에서 산소를 흡수하여 체내에서 산소와 탄수화물을 연소시키고, 에너지를 생산하여 이산화탄소를 배출한다. 그 명암 주기는 조류에 따라 다르지만 하루의 명기 누계 시간은 5시간∼24시간, 특히 12시간∼24시간이 적절하다(청구항 3).
<가스 농도의 제어>
조류도 육상식물과 같이 명기에는 광조사, 광합성 및 탄산가스를 흡수하고, 암기에는 산소를 흡수하는 호흡 대사를 반복하여 생장한다. 그 때문에, 명암 주기에 필요한 탄산가스 농도와 산소 농도를 명과 암으로 변화시킴으로써 식물의 생육은 최적이 된다.
본 발명에서는 이들 기체 중 탄산가스는 시판되고 있는 액화 탄산가스 봄베를 사용하거나 화석연료나 바이오매스의 연소에 의해 얻을 수 있다. 화석연료의 연소에 의해 탄산가스를 발생하는 탄산가스 발생 장치는 시판되고 있는 것도 있다. 산소는 공기 중의 산소를 가스 분리막에 의해 농축시키는 타입의 산소 발생 장치를 사용하여 농축 산소로서 얻을 수 있다(청구항 4, 5).
이들 가스는 산기관에 도입하여 미세 기포로서 수중에 용해 확산시킨다. 또한, 펌프를 이용하여 수류를 만들어내어 가스를 확산시킨다. 이 때의 가스 농도는 시판되고 있는 탄산가스 농도계와 용존 가스 농도계로 계측하고, 출력 신호에 의해 각 기체의 배관의 전자 밸브를 제어한다(청구항 10). 빛의 명암 주기가 명기의 용해 탄산가스 농도는 100∼500 ppm, 바람직하게는 150∼300 ppm으로 하고, 반대로 암기에는 탄산가스를 정지하고, 산소를 포함한 공기를 통기시킨다. 산소 농도는 5 ppm∼20 ppm이 되도록 제어한다(청구항 5, 6).
<영양염의 보급>
빛과 가스 농도의 제어 이외에 배양수의 영양 염류의 농도를 제어하고, 조류가 요구하는 영양 염류를 보급할 필요가 있다.
통상, 조류는 잎 면에서, 수중의 영양 염류를 흡수한다. 해조류의 경우, 본 발명과 같은 조류 재배 장치의 경우, 인공 해수나 여과 해수를 배양수로서 이용하기 때문에, 해조가 수중의 미량 미네랄을 다 흡수해 버리면, 생육이 저하된다. 그것을 해결하기 위해서는 외부에서 해수를 보급하거나 필요한 영양 염류를 배양수에 보급할 필요가 있다. 조류의 성장에 필요한 영양 염류를 혼합 용해한 액을 본문에서는 「영양액」이라고 부른다.
조류의 성장에 불가결한 필수 영양소는 육상식물과 같이 질소와 인과 칼륨이다. 이들은 이미 육상식물용 및 해조용로서 시판되고 있다. 또한, 신규로 조제하기 위해서는 질소원으로서 암모늄염(황산암모늄, 질산암모늄 등), 인원으로서 인산염(과인산석회, 토마스 인산 등), 칼륨원으로서 칼륨염(황산칼륨, 염화칼륨, 질산칼륨 등)을 조류의 생체 N, P, K 원소 구성비에 따라 각 미네랄을 혼합 용해한다. 예컨대, 「바다포도」의 경우는 N:P:K의 비율은 4:2:3이며, 이 비율에 따라, 질소, 인, 칼륨을 각각 여과 해수 또는 깨끗하고 맑은 물에 용해하여 영양액을 조제한다. 또한, 해조용 배지로서 분명한 PES 배지나 야시마 배지를 참고로 하여 영양액을 조정하여도 좋다.
그밖에, 상기 영양액에 비타민류나 생장호르몬 등을 첨가하여 조정하여도 좋다.
이 영양액을 조류 배양수에 적하하는 제어는 배양액 속의 질소, 인이나 칼륨 중 하나를 지표로서 미리 배양수 속의 질소, 인, 칼리 중 그 하나를 측정하고, 조류가 성장에 따라 흡수하는 영양 염류의 부족을 보급하기 위하여 영양액을 정량적으로 적하한다(청구항 8).
<제균 여과>
통상, 조류 재배 수조에는 재배하고자 하는 원하는 조류 이외에 규조류 등의 미세 조류나 세균류가 번식할 수 있어, 부착 조류, 미세 조류나 원생동물, 세균류와 재배 수조 내에서 경합하여 원하는 조류의 생장을 방해하거나 또는 밀집 재배이기 때문에 세균 유래의 조류의 병의 발생이 있으면, 재배가 곤란해진다. 그 대책으로서 이 배양수를 제균 여과한다.
제균 여과는 MF막(정밀 여과막)이나 UF막(한외 여과막)을 포함하는 여과 장치를 사용하는 것이 바람직하다(청구항 9). 막이 여과할 수 있는 입자는 0.1 미크론(micron) 이하이며, 이 막을 사용하면, 바이러스도 제거할 수 있다. 본 막을 사용하여 재배 수량이 2일에 1번 이상 6시간에 1번 이내의 빈도로 교체되는 양을 여과한다. 본 여과 빈도는 배양수의 순환 여과 및 일회용으로도 적용된다. MF 또는 UF막의 수명을 연장시킬 목적으로 MF 또는 UF막 여과 장치 앞에 모래 여과 장치나 5∼10 미크론의 여과막 등의 전처리 장치를 부착한다.
<온도 제어>
본 발명에서, 온도 제어는 수온을 높이기 위한 가온 히터의 열원으로서 증기 또는 전기 및 가온용 지하수, 보일러 또는 태양열 이용형 온수 제조 장치, 축열 수조, 및 수온을 낮추기 위한 냉각용 지하수 또는 냉각 장치(chiller device)를 포함하는 것이 바람직하다.
각각 열원 및 냉각원을 이용하여 배양수를 열교환하는 열교환기를 포함하며, 배양 수온이 5℃ 이상 35℃ 이하의 범위가 되도록 제어하는 것이 바람직하다(청구항 7).
<각 장치의 자동 제어>
용존 가스 농도계, 온도계, 조도계, 영양액의 지표 물질의 농도를 측정하는 계측기로부터의 신호를 입력하고, 통기량, 수온 및 조도를 자동 제어하는 회로를 조립하는 것이 바람직하다(청구항 10). 각각의 계측 장치와 그 자동 제어 장치는 그 자체가 공지된 것을 사용할 수 있다.
이하, 첨부의 도면에 기초하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조류의 촉성 재배 장치의 개략도이다.
도 2는 바다포도의 평균 중량으로 나타내는 생장 속도의 그래프이다.
실시예 1
재배하는 조류는 옥덩굴목의 바다포도(학명; Caulerpa lentillifera)라 불리는 오키나와 이남에 서식하는 식용 해초이다.
재배 수조 (1)(재배 내치: 세로 150 ㎝×가로 100 ㎝×높이 30 ㎝ 수조 용적450 ℓ) 안에서, 수심 15 ㎝의 부분에 100 ㎝×100 ㎝의 모조(母藻) 매트(2)를 고정하였다. 모조 매트(2)는 8 ㎜ 개구부의 양식망(합성섬유제)을 펼친 틀(2-a)에 모조(2-b)를 1.5 ㎏/㎡ 깔아 채우고, 동일한 2장의 양식망에 의해 샌드위치형으로 모조를 끼워 사방의 망틀이 개방되지 않도록 기구로 고정하였다. 이 모조를 끼운 샌 드위치 구조 사이의 간격은 2 ㎝이다. 이 모조를 끼운 망과 프레임을 본문에서는 「모조 매트(2)」라고 명한다.
재배 수조(1)의 바닥 부분에는 공기를 수중으로 통기시키는 공기 산기관(3-a)과 탄산가스를 통기시키는 탄산가스 산기관(3-b)이 고정되어 있다. 이들 산기관은 수지제로 직경 6 ㎝×길이 20 ㎝를 3개 직렬로 연결한 구조이다. 공기 산기관(3-a)은 공기 중의 산소를 수중에 용해시키는 것과 물의 교반을 행하는 것이 목적이다. 한편, 탄산가스 산기관(3-b)은 탄산가스를 수중에 용해시키는 것이 목적이다. 이 실시예에서는, 탄산가스의 공급은 탄산가스 봄베(4)를 사용하였다. 공기 산기관(3-a)에 공급하는 공기는 블로워 장치(5)로부터 얻었다. 각각의 가스 농도는 공기 유량계(6-a)와 탄산가스 유량계(6-b)의 공급 유량을 조정함으로써 조정하였다. 공기 유량계(6-a)는 수조 내의 액의 용존 산소 농도가 5∼10 ppm이 되도록 밸브(7-a)로 조정하고, 탄산가스 유량계(6-b)는 수조 속의 용존 탄산가스 농도가 150∼200 ppm이 되도록 밸브(7-b)로 조정하였다. 공기 바이패스 전자 밸브(8-a, 8-b)에 있어서 광원의 명암 주기의 제어에 따라 명시에는 탄산가스 전자 밸브(8-b)가 개방되고, 공기 전자 밸브(8-a)가 폐쇄된다. 암시에는 공기 전자 밸브(8-a)가 개방되고, 탄산가스 전자 밸브(8-b)가 폐쇄되도록 가스 제어 장치(9)로 제어하였다.
수조 내의 수온은 가온 히터(17)에 의해 가온을 행하였다. 바다포도의 재배는 수온 26∼30℃가 적합하다. 실시예에서는 온도계(18)로 수온을 측정하고, 온도 제어 장치(19)로 가온 히터(17)를 제어하여 수온을 28±1℃로 제어하였다.
재배 수조(1) 상부에 설치하는 광원(10)은 적색, 녹색 및 청색의 발광 다이 오드를 3열 병렬로 한 구조로 하였다. 광원(10)을 설치하여 광원 제어 장치(11)로 각 광원의 에너지비를 적색계 2:청색계 3:녹색계 5가 되도록 제어하였고, 광원의 조도는 수면 아래 15 ㎝에서 140 μmol/㎡/s가 되도록 제어하였으며, 명암 주기는 명기 20시간, 암기 4시간이 되도록 제어하였다.
해수의 정화는 UF막 여과 장치(12)를 사용하였다. 펌프(13)를 작동시켜 여과 유량을 0.6ℓ/분이 되도록 유량계(14)를 밸브(15)로 조정하였다. UF막의 여과 능력은 0.01 미크론이기 때문에, 세균류나 바이러스의 여과가 가능하다.
재배 수조에 적하하는 영양액은 여과 해수에 질소(N)원으로서 질산암모늄 및 인산암모늄을, 인(P)원으로서 인산칼슘을, 칼륨(K)원으로서 염화칼륨을 각각 N 4%:P 2%:K 3%가 되도록 첨가하여 영양액을 조정하였다. 영양액은 영양액 탱크(20)에 저장하였다. 적하하는 영양액의 양은 영양액으로 알고 있는 임의의 영양원인 용존태 전 질소(TN)를 지표로서 측정을 행하고, 용존태 전 질소(TN) 농도로 배양수의 용존태 전 질소(TN)의 기준치를 설정하여 배양수의 영양 염류가 항상 일정한 N:P:K비가 되도록 배양수 중의 용존태 전 질소(TN) 농도를 영양 염류 적하 장치(16)로 제어하였다. 이 실시예에서는 용존태 전 질소(TN) 농도가 항상 1.0 ppm∼3.0 ppm이 되도록 조정하였다. 배양수의 교환은 1일 1회 행하였다.
상기 재배 장치를 사용하여 20일간 재배를 행하였다. 별도로, 대조구로서 동일한 재배 수조에 히터와 UF막 여과 장치 및 교반용 공기 산기관을 부착하여 신선 해수의 교환을 매일 행하고, 광원은 자연광을 이용하여 해수로부터 영양원을 흡수하는 자연스러운 환경에서 수온과 UF막의 조건만은 실시예에서 나타낸 재배 장치와 동일 조건으로 바다포도의 재배를 행하였다.
성장을 관찰하기 위해서 바다포도의 중량을 매일 측정하였다. 바다포도의 평균 중량을 도 2에 나타낸다. 대조구에 있어서 바다포도의 재배에서는 중량이 20일 사이에 2.6배로 증가하였다. 본 발명의 상기 실시예에 따라 재배를 행하면 7.9배로 증가하였고, 대조구에 비하여 중량비에 있어서 생장은 대조구의 3.1배가 되었다. 또한, 바다포도의 품질도 양호하였다. 수확 최적일은 직립 경장부(莖長部)의 생장이 5 ㎝∼10 ㎝ 사이에서 5 cm 이상이면 수확 최적일이며, 발명의 재배 장치는 대조구에 비하여 14일 전후로 수확 최적일에 도달하였다.
본 발명에 따르면, 종래의 양식 기술에서는 달성하기 어려웠던 안전하고 품질이 좋은 조류의 단기간에 의한 재배가 가능해진다.

Claims (13)

  1. 조류의 조체, 포자체 또는 배우자체를 종조로서 재배하는 수조(1), 상기 수조 속의 배양수에 기체를 용해시키는 가스 용해 확산 장치(3-a, 3-b), 파장과 조도를 제어한 빛을 상기 수조에 조사하는 광조사 장치(10, 11), 상기 배양수의 온도를 일정 범위로 제어하는 온도 제어 장치(20), 조류의 생장에 불가결한 필수 영양소를 포함한 영양 염류를 상기 배양수에 첨가하는 영양 염류 첨가 장치(17), 상기 배양수의 제균 여과를 행하는 정화 장치(12) 및 상기 각 장치의 제어용 계측 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 조류의 촉성 재배 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광조사 장치(10, 11)가 적색광계(600∼780 ㎚), 녹색광계(500∼600 ㎚) 및 청색광계(400∼500 ㎚)의 3파장의 특정 파장을 발생하는 발광 다이오드, 반도체 레이저, 메탈 할라이드 램프 또는 고압 나트륨 램프를 사용하여 이루어지는 것인 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광조사 장치(1O, 11)에 있어서, 조류의 잎 면에 이르는 조도가 20∼400 μmol/㎡/s이며, 그 조도와 명암 주기는 조정 가능하며 또한 1일당의 누계 조사 시간이 5시간∼24시간 이하인 것인 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가스 용해 확산 장치가 산소를 포함한 공기 또는 질소 가스 분리막에 의해 농축된 산소를 포함한 공기의 용해 확산 장치(3-a) 및 수류를 이용하여 가스를 확산하는 확산 장치도 포함하는 용해 확산 장치로서, 상기 광조사 장치의 명암 주기로 제어되는 것인 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가스 용해 확산 장치가 산소를 포함한 공기 또는 질소가스 분리막에 의해 농축된 산소를 포함한 공기와 탄산가스의 용해 확산 장치(3-a, 3-b) 및 수류를 이용하여 각 가스를 확산하는 확산 장치도 포함하는 용해 확산 장치로서, 상기 광조사 장치의 명암 주기로 제어되며, 광조사 시에는 탄산가스 농도를 상승시키고, 암시에는 탄산가스를 정지하고 농축된 산소를 포함한 공기를 용해시키는 것인 장치.
  6. 제5항에 있어서, 배양수의 이산화탄소 농도 및 산소 농도는 광주기 명기의 배양수 용해 탄산가스 농도가 100∼500 ppm이고, 암기의 용존 산소 농도가 1 ppm∼20 ppm인 것인 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 온도 제어 장치(20)는 온도를 높이기 위한 가온 히터(18) 또는 가온용 지하수 및 태양열 이용형 온수 제조 장치, 축열 수조, 및 온도를 낮추기 위한 냉각용 지하수 또는 냉각 장치를 포함하고, 각각 열원과 냉각원을 이용하여 배양수를 열교환하는 열교환기를 포함하며, 배양수의 온도를 5℃ 이상 35℃ 이하의 범위에서 일정하게 제어할 수 있는 것인 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 영양 염류 첨가 장치가 조류의 생장을 촉진하기 위하여 영양 염류를 용해하여 조류 배양수에 정량적으로 첨가하는 것인 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 배양수 정화 장치가 MF막(정밀 여과막) 및 UF막(한외 여과막)을 포함한 여과 장치(12)인 것인 장치.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어용 계측 장치가 용해 탄산가스 및 산소를 측정하는 용존 가스 농도계, 온도계(19) 및 조도계를 포함하며, 각각의 농도계로부터의 신호를 입력하고, 탄산가스 및 산소량, 온도 및 조도를 자동 제어하는 회로를 포함하는 것인 장치.
  11. 조류의 조체, 포자체 또는 배우체를 종조로서 수조(1) 속에서 재배하는 방법에 있어서, 상기 수조 속의 배양수에 기체를 용해시키는 단계, 각각의 청색, 적색, 녹색광의 광질 밸런스와 조도를 제어한 광원으로부터 상기 수조에 빛을 조사하는 단계, 상기 배양수의 온도를 일정 범위로 제어하는 단계, 조류의 생장에 불가결한 영양 염류를 포함한 영양액을 상기 배양수에 첨가하는 단계 및 상기 배양수의 정화를 행하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 조류의 촉성 재배 방법.
  12. 제11항에 있어서, 조류가 갈조강, 녹조강, 홍조강, 남조강에 속하는 식용 조 류인 것인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 조류가 바다포도(옥덩굴목의 바다포도)인 것인 방법.
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