KR20110081722A - 사육수 순환 여과 장치를 이용한 육상 수조식 해삼 양식 장치 및 이를 이용한 육상 수조식 해삼 양식 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사육수 순환 여과 장치를 이용한 육상 수조식 해삼 양식 장치 및 이를 이용한 육상 수조식 해삼 양식 방법을 제공한다.
본 발명의 해삼 양식 장치는 해삼의 생리·생태적인 특성을 고려한, 수조의 내부에 격막을 설치하여 해삼이 오탁물이 침전된 저면에서 공간적으로 분리되도록 한 양식 수조를 포함한다. 또한 사육수는 생물 여과 방식을 이용하여 여과하여 재급수하는 순환 여과 방식이 사용된다. 또한 본 발명의 해삼 양식 장치는 구비된 수온 조절 장치를 사용하여 사육수의 수온 조절이 가능하다.
상기 해삼 양식 장치는 사육수의 배수 문제와 해삼의 성장을 모두 고려한 특수한 구조의 양식 수조, 사육수 순환 여과 장치 및 수온 조절 장치를 결합함으로써 해삼의 하면 문제를 해결하였으며, 노지 양식과 비해 해삼의 대량 생산이 가능하다.
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상기 해삼 양식 장치는 사육수의 배수 문제와 해삼의 성장을 모두 고려한 특수한 구조의 양식 수조, 사육수 순환 여과 장치 및 수온 조절 장치를 결합함으로써 해삼의 하면 문제를 해결하였으며, 노지 양식과 비해 해삼의 대량 생산이 가능하다.
Description
본 발명은 육상 수조식 해삼 양식 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 사육수를 여과 및 순환하여 재급수하는 방식을 이용한 해삼 양식 장치에 대한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 해삼 양식 장치를 이용하여 해삼을 양식 수조에서 양식하는 방법에 대한 것이다.
해삼은 대표적인 건강식품이면서, 다른 양식생물과는 달리 유일하게 고가로 중국수출이 가능한 무한정의 시장을 갖는 유망한 양식대상종이다. 특히 해삼에 함유되어 있는 생리활성물질에 대한 기능성이 부각되면서 향후 수요는 더욱 늘어날 전망이다. 그러나 해삼은 생태생리상 고수온기에는 하면에 들어가면서 자연에서는 일시적으로 사라지는 자원공황 현상이 발생할 뿐만 아니라, 법적으로는 산란기를 전후하여 채취가 제한되어 있기 때문에 연중 가격변동의 폭등 및 생산량이 수요에 부응하지 못하고 있다. 이러한 수요공급의 불균형에 의한 필요성에 의하여 많은 사육기술이 개발되고 있지만, 현재 기술수준은 종묘 생산 단계에 머물고 있으며, 여기에서 생산된 종묘도 연안어촌계의 자원증강을 위한 방류사업 정도로 제한되어 있다. 해삼 양식산업이 규모의 산업이 되기 위해서는 생산에서 판매까지 연결되는 물량의 안정적인 대량확보가 선결과제이다.
현재 생산된 종묘는 연안어촌계의 자원증강을 위한 인공종묘 방류사업을 위한 씨뿌림 양식을 하거나, 축제식 양식에 의한 노지양식방법으로 연결된다. 이 양식방법들은 먹이를 공급하지 않는 자연생산력에 의존하는 조방적 양식방법(粗放的養殖方法)이기 때문에 절대로 자연생산력을 초과할 수 없으며, 방류의 숫자를 아무리 증가한다고 하더라도 자연의 먹이량이 한정되어 있기 때문에 자연생산력 300~400kg/ha(평균 1kg/33m2)을 초과할 수 없다. 축제식 양식의 경우도 같은 조건이다. 이는 도망을 방지하고 포획이 용이하거나 도난방지가 용이할 뿐, 자연환경의 상태이기 때문에 불가사리와 같은 해적생물에 노출되어 있으며, 일부 보충사료를 공급하더라도 저층에 서식하는 분해세균의 정화능력 이상을 초과해서 생산될 수 없다. 무급이 양식방법(無給餌養殖方法)에 비하여 2~3배 이상의 생산을 기대하기 어렵다. 이들 조방적 양식방법(粗放的養殖方法)은 개방적 환경이기 때문에 해삼의 성장에 필요한 모든 환경요소를 자연에 그대로 노출될 수밖에 없다. 해삼은 수온 18~20℃에서 성장이 왕성하나, 수온이 높은 시기에는 먹이를 거의 먹지 않는다. 따라서 소화관은 퇴화되며, 수온이 25℃ 이상 되는 시기에는 소화관이 작아져서 최소로 되는데 이때가 하면기(夏眠期)이다. 해삼의 이런 생태생리적인 특성 때문에 우리나라의 자연환경에서는 성장기간이 짧을 뿐만 아니라, 이를 극복할 수 있는 기술이 개발되어 있지 않기 때문에 현재 생산되는 물량은 거의 자연의존적일 수 밖에 없다.
이들을 위한 대안으로 육상양식방법이 제안되고 있으나 극히 일부 시도되고 있을 뿐이다. 육상양식은 고밀도 사육, 완전배합사료의 지속적인 공급, 다량의 배설물에 의한 수질오염, 해삼사료의 특징인 분말사료에 의한 유기 현탁물질에 의한 어병발생, 월하방지 기술의 미비, 성장가능 수온유지를 위한 에너지 비용에 따른 문제점 등을 해결할 기술개발 필요성이 절실하다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 여름철 고수온기에 해삼이 하면하거나, 성장이 중지하는 것을 막기 위해, 육상 수조식 해삼 양식 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 사육수의 수온조절이 가능할 분만 아니라, 오염원을 신속하게 분리 배출하도록 고안된 해삼 양식 수조 및 상기 해삼 양식 수조에서 배출된 사육수를 물리적 및 생물적인 방법으로 여과하여 해삼 양식 수조로 재급수하는 순환 여과 장치를 이용한 해삼 양식 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 마지막으로 본 발명은 상기 해삼 양식 장치를 이용하여 해삼을 육상 수조 양식하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 수조 본체(108); 상기 수조 본체(108)에 형성된 배수구(104); 및 상기 수조 본체(108)의 내부 공간에 설치되며 다수의 배수 구멍이 형성된 격막(101);을 포함하는 양식 수조(100)가 포함된 사육수 순환 여과식 해삼 양식 장치를 제공한다.
상기 격막(101)에 형성된 배수 구멍은 직경이 2mm 내지 10mm인 것이다.
상기 양식 수조(100)는, 상기 격막을 상하로 관통하여 일단이 상기 양식 수조(100)의 배수구(104)와 연결 되도록 수조 내부 공간상에 상하로 설치되며 다수의 배수 구멍이 형성된, 사육수 배수 보조관(105)이 더 포함되며, 상기 사육수 배수 보조관(105)의 최상부의 높이는 상기 양식 수조(100)의 최상부의 높이보다 낮게 형성된다.
상기 양식 수조(100)는 수조 내부에 사육수에 수류를 발생시키기 위한 수류 발생 모터(102)가 더 포함된다.
본 발명의 상기 사육수 순환 여과식 해삼 양식 장치는 상기 양식 수조(100)와 순환 배관(200)을 통해 연결되어 있는 고형물 침전조(110); 상기 고형물 침전조와 순환 배관(200)을 통해 연결되어 있는 생물 여과조(120); 및 온도 조절 장치(140);를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 사육수 순환 여과식 해삼 양식 장치를 이용한 해삼 양식 방법을 제공한다. 상기 해삼 양식 방법에 있어서, 상기 양식 수조(100) 내 사육수의 온도는 10℃ 내지 19℃인 것이다. 또한, 상기 사육수의 환수율은 일일 10 순환 내지 50 순환인 것이다.
해삼(Stichopus Japonicus)은 불가사리나 성게와 같은 극피동물의 일종으로 우리나라 전 연안에 서식하며, 분포 범위가 넓고 서식량도 많아 산업 경제적으로 매우 중요한 종으로 취급된다. 세계적으로 약 1천 5백 여종이 서식하고 있으며, 우리나라에는 4과 14종이 알려져 있다. 이 중 식용 가능한 종이 약 80여 종으로 알려져 있으며, 식용으로는 돌기가 튀어나온 해삼이 더 선호된다.
해삼은 앞뒤로 길쭉한 모양을 하고 있으며, 몸의 앞 끝에는 입이 열리고 그 둘레에 다수의 촉수가 있으며, 뒤끝에는 항문이 있다. 해삼은 입주위의 촉수(觸手)로 해저의 모래 및 펄을 모아서 소화관으로 보낸 후 그 중 유기물만을 모아서 소화흡수하고, 모래와 펄을 다시 항문을 통하여 내보낸다. 또한, 해삼의 배쪽에는 관족(管足)이라는 것이 많이 있어, 이것을 사용하여 해저를 기어다니면서 이동하며, 호흡수(呼吸樹)라는 호흡기관을 통해 호흡을 한다.
해삼의 서식지는 주로 수심 20m의 내만 바닥이나 연안의 암초 및 자갈밭이다. 해삼은 특이하게 여름잠을 자는 수산동물로 수온이 19℃ 이하에서 성장이 왕성하고, 20℃ 이상에서는 성장이 정지되며, 24℃ 이상이 되면 단식상태로 들어가면서 완전한 하면(夏眠)에 들어간다.
해삼은 색깔에 따라 홍해삼, 흑해삼, 청해삼 등으로 구분하여 부르기도 하는데 이들은 대부분 같은 종으로, 외양에서 바위에 부착된 홍조류(紅藻類)를 주로 먹고사는 해삼은 붉은색을, 내만에서 펄 속의 유기물을 주로 먹고사는 해삼은 암록색이나 암흑색을 띠는 등 선호하는 먹이와 서식처에 따라 표면의 색깔이 달라지게 된다. 이 중 홍해삼(일명 홍삼)은 생산량이 적은데다 이름이 수삼을 쪄서 말린 홍삼(紅蔘)과 비슷해 서 찾는 사람들이 많으며, 다른 해삼에 비해 값도 높이 친다.
보통 식용으로 쓰이는 종류는 한국 각 연안에 분포해 있는 참해삼(Stichopus japonicus)·검정점해삼(Paraastichopus nigripunctatus)·파인애플해삼(Thelenota ananas), 동해 연안에 분포하는 광삼(Cucumaria frondosa japonica), 남부 얕은 바다에 분포하는 사각해삼(Stichopus chloronotus) 등이 있다.
본 발명의 해삼 양식 장치 및 이를 이용한 해삼 양식 방법을 적용하여 양식하는 해삼의 종류에는 특별한 제한은 없으며, 일반적으로 식용으로서 양식이 필요한 종을 대상으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 사육수 순환 여과식 해삼 양식 장치의 개략도이다.
상기 실시형태에 따른 상기 해삼 양식 장치는, 수조 본체(108); 상기 수조 본체(108)에 형성된 배수구(104); 및 상기 수조 본체(108) 내부 공간에 설치되며 다수의 배수 구멍이 형성된 격막(101);을 포함하는 양식 수조(100)를 포함한다.
도 2는 상기 양식 수조(100)의 단면을 확대하여 도시한 것이다. 상기 수조 내부 공간에는 다수의 배수 구멍이 형성된 격막(101)이 구비되어 있다. 상기 격막은 수조 내부의 공간을 횡단하는 방법으로 구비될 수 있다. 상기 격막(101)은 해삼이 격막(101)의 상부에 위치하도록 하여 상기 수조의 저면과 직접 접촉하지 않도록 하는 역할을 한다. 상기한 바와 같이 해삼은 사육수에 부유하여 생활하는 다른 수산양식동물과 달리 부착기질에 부착하여 서식하는 습성이 있다. 만일 상기와 같은 격막(101)이 구비되지 않는 경우에는 수조의 저면에도 해삼이 부착되어 서식할 수 있다. 이 경우, 양식 수조(100)의 저면에 해삼의 배설물이나 사료의 찌꺼기 등 고형 오탁물이 침전되어 있어 저면에 부착되어 서식하는 해삼의 생육에 악영향을 가져올 수 있다. 따라서, 수조의 저면으로부터 일정 높이로 떨어진 위치에 수조 저면에 대해 횡으로 격막(101)을 설치함으로써 해삼의 서식 부분을 격막(101)의 상부로만 제한하여 해삼과 저면에 침전된 고형 오탁물을 공간적으로 분리하는 효과를 가져온다.
이하, 본 발명에 있어서, 오탁물이란 해삼의 배설물, 상기 배설물에서 발생하는 현탁성 부유물질, 해삼 사육용 사료의 잔여물 또는 용존 유기물 등 사육수에 용해되어 존재하는 물질(용존성 오탁물)이거나 , 분산되어 부유하거나 침전되는 거대 또는 미세 고형물을 총칭하는 것(고형 오탁물)으로서, 해삼의 생육에 악영향을 미칠 가능성이 있어 여과될 필요가 있는 것을 의미한다.
또한, 상기 격막(101)은, 해삼이 상기 수조의 저면에 부착하여 서식하는 것을 방지함과 동시에, 상기 수조 내 상기 사육수와 상기 오탁물이 상기 격막(101)의 상부 및 하부를 통과하여 순환하거나 양식 수조(100)로부터 배출될 수 있도록 적절한 크기의 구멍이 다수 형성되어 있는 것이다. 상기 격막(101)에 형성된 배수 구멍의 크기는 통과되는 오탁물의 크기를 고려하여 약 2mm 이상으로 한다. 상기 배수 구멍의 크기가 너무 크면 사육 해삼이 저면으로 추락할 위험이 있으므로, 상기 배수 구멍의 크기는 바람직하게는 2mm 내지 10mm, 바람직하게는 3mm 내지 7mm, 더욱 바람직하게는 3mm 내지 5mm이다. 상기 격막(101)의 재료는 특별한 제한은 없으나, 해수중이라는 설치장소를 고려하여 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 아크릴 등 합성수지로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 격막(101)은 그물망(106)으로 구성될 수 있다. 또한 상기 그물망(106)은 해삼의 외피에 상처가 발생하지 않도록 더욱 바람직하게는 결이 없는 무결 그물망(106)인 것이다. 상기 격막(101)을 그물망(106)으로 하는 경우에는 상기 격막(101)은 상기 그물망(106) 및 상기 그물망(106) 하부에 그물망(106)을 지지하기 위한 용도인 다수의 배수 구멍이 형성되어 있는, 지지대(107)가 일체로 구성될 수 있다. 상기 지지대(107)에 형성된 배수 구멍의 크기는 상기 그물망(106)에 형성된 배수 구멍의 크기보다 크게 형성한다. 상기 지지대(107)의 재료는 특별한 제한은 없으나, 해수중이라는 설치장소를 고려하여 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 아크릴 등 합성수지로 이루어진 것이 바람직하다.
도 3은 그물망(106)과 그물망(106) 하부에 위치하여 상기 그물망(106)을 지지하기 위한 용도인, 배수 구멍이 형성된 지지대(107)가 일체로 구성된 격막(101)의 구체적인 일 실시예를 도시한 것이다.
상기 격막(101)은 수조 내에 1개 이상 설치될 수 있다. 위해서 설명한 바와 같이, 해삼은 서식기질에 부착하여 생육하는 습성이 있다. 따라서, 상기 격막(101)을 추가로 설치하면 상기 해삼의 부착 기질의 면적이 증가하므로 양식 수조(100) 내 사육할 수 있는 해삼의 수용 밀도를 높일 수 있는 효과가 있다.
상기 격막(101)에 의해 상기 사육수 또는 오탁물의 자연적인 배출이 방해를 받을 수 있다. 상기 격막(101)은 사육수 및 오탁물의 이동을 고려하여 그물망(106) 등 상기 이동이 방해되지 않도록 설계된 것이지만, 설치된 그물망(106)의 면적 중 그물코의 면적을 제외한 만큼 배수로가 차단되기 때문이다.
따라서 본 발명의 상기 해삼 양식 장치는, 상기 수조의 내부에 상기 격막(101)을 상하로 관통하는, 벽면에 다수의 배수 구멍이 형성된, 사육수 배수 보조관(105)을 구비할 수 있다. 상기 배수 보조관(105)의 일단은 상기 수조의 저면에 구비된 배수구(104)와 연결되어 있는 것이다. 상기 배수 보조관(105)을 구비하여 격막(101) 통과 이외의 배수 경로를 확보함으로써 상기 격막(101)으로 인해 배수가 차단되는 것을 상당부분 해소할 수 있다. 상기 배수 보조관(105)에 형성되는 배수 구멍의 크기 또는 모양은 배출되어야 하는 오탁물의 크기와 사육 해삼의 크기를 고려하여 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 적절하게 선택할 수 있다. 상기 배수 구멍의 크기가 너무 크면 사육 해삼이 배수관 내부로 들어갈 위험이 있으므로, 상기 배수 구멍의 크기는 2mm 내지 10mm, 바람직하게는 3mm 내지 7mm, 더욱 바람직하게는 3mm 내지 5mm이다. 상기 배수 보조관(105)의 재료는 특별한 제한은 없으나, 해수중이라는 설치장소를 고려하여 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 아크릴 등 합성수지로 이루어진 것이 바람직하다.
또한 상기 배수 보조관(105)은 상기 보조관(105)이 설치되는 수조의 높이보다 낮게 설치하여 상기 수조 내 사육수가 양식 수조(100) 외부로 월류되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 양식 수조(100)는 저면에 배수구(104)를 구비하여 사육수 및 오탁물의 배출을 위한 배수구(104)를 구비한다. 상기 수조의 저면은 상기 배수구(104)를 중심으로 경사를 두어 상기 사육수의 배수 또는 오탁물의 배출이 중력에 의해 자연적으로 이루어지도록 할 수 있다. 그러나 상기 격막(101)에 의해 상기 사육수 또는 오탁물의 자연적인 배출이 방해를 받을 수 있다. 상기 격막(101)은 사육수 및 오탁물의 이동을 고려하여 그물망(106) 등 상기 이동이 방해되지 않도록 설계되지만, 설치된 격막(101)의 면적 중 배수 구멍의 총 면적을 제외한 만큼 배수로가 차단되기 때문이다. 격막(101)을 설치함으로써 발생되는 이러한 문제점을 해소하여 신속하고 효과적으로 오염된 사육수 및 오탁물의 배출을 촉진하기 위해 인위적으로 수류를 발생시킬 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 양식 수조(100)는 수류 발생용 모터(102)를 구비한 것이다. 상기 모터(102)에 의해 발생한 수류는 사육수의 배출속도를 증가시키며, 상기 증가한 유속은 사육수가 상기 격막(101)에 가하는 수압을 증가시킨다. 이에 따라 상기 격막(101)을 통과하지 못하고 격막(101) 상부에 침전된 고형물이 상기 증가한 수압에 의해 상기 격막(101)의 배수 구멍을 통과할 수 있을 정도로 작은 알갱이로 부서지거나 상기 증가한 수압에 의해 형태가 변화되어 상기 배수 구멍을 통과하게 됨으로써 상기 격막(101)으로 인한 배수 차단 효과를 해소할 수 있다.
본 발명의 상기 해삼 양식 장치는 사육수의 순환 여과를 위해 상기 사육수에서 침전성 고형물을 침전시켜 분리하기 위한 고형물 침전조(110); 상기 고형물이 제거된 사육수를 생물학적으로 여과하여 암모니아성 질소를 질산염 질소로 전환하는 생물 여과조(120); 및 온도 조절 장치(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 양식 수조(100), 상기 고형물 침전조(110) 및 상기 생물 여과조(120)는 순환 배관(200)을 통해 연결될 수 있다.
상기 고형물 침전조(110)는 상기 양식 수조(100)에서 배수되어 유입된 사육수에서 침전성 오탁물, 즉 고형물을 침전시켜 분리하기 위한 것으로, 1차적으로 침전 가능한 고형물을 제거하는 프리필터(prefilter)로서의 역할을 수행한다. 상기 침전조는 침전된 고형물의 효과적으로 제거하기 위해 저면에 중앙부를 중심으로 경사를 두는 것이 바람직하다.
또한, 고형물의 효과적인 제거 및 분리를 위해 상기 고형물 침전조(110)에 수류에 의한 집진 방식이 적용된 고형물 제거 장치(미도시)를 더 구비할 수 있다. 이러한 방식의 고형물 제거 장치로서 하이드로사이클론(hydrocyclone)을 사용할 수 있다. 상기 하이드로사이클론은 원심분리를 적용한 고형물 제거장치로 장치 내부에서 유발된 강력한 원심력을 이용하여 유입된 사육수에서 고형물을 분리한다. 이것은 수류의 회전력에만 의존하고 특별한 부가 장치나 기계적인 부분이 없는 간단한 형태이므로 상기 양식 수조(100)에 구비된 수류 발생 모터(102)에 의해 형성되는 수류를 이용할 수 있는 장점이 있다.
상기 고형물 침전조(110)에서 배출된 사육수는 다음으로 생물 여과조(120)로 이송되고 침전된 고형물은 배출된다.
상기 생물 여과조(120)는 사육수 내의 TAN(암모니아성 질소)를 제거하기 위한 것이다. TAN은 양식 생물의 성장 저해 및 생리부전을 유발하여 폐사를 초래할 만큼 매우 유독하므로 순환 여과 방식을 이용한 사육에 있어서는 TAN의 제거가 필수적이다. 본 발명에 따른 해삼 양식 장치의 생물 여과방식은 생물 여과조(120) 내부에 충전된 여과재(121)가 여과조 내부로 주입된 공기에 의해 유동하며 TAN을 제거하는 타입의 유동상 여과 방식을 이용한다. 상기 유동상 생물 여과조(120)는 공기 공급 장치(123), 상기 공기 공급 장치(123)에서 연결되어 수중에 공기를 공급하는 폭기 장치(122) 및 여과조 내부에 충전된 여과재(121)가 구비되어 있는 것이다. 상기 공기 공급 장치(123)는 외부의 공기를 폭기 장치(122)로 공급하는 역할을 하는 것으로 에어블로워로 구비될 수 있다. 상기 폭기 장치(122)는 상기 공기 공급 장치(123)와 연결되며 상기 생물 여과조(120)의 내측 하부에 배치된다. 상기 폭기 장치(122)에서 고압 공기가 분출되어 상기 상기 생물 여과조(120) 내 사육수를 순환시키며 사육수의 순환에 따라 상기 여과재(121)가 교반 및 유동된다.
상기 생물 여과조(120)는 상기 여과조의 내부 공간에 유체의 방향 전환을 위한 수류 전환막을 형성한 유도관을 설치하고 상기 유도관을 통해 분산된 공기 주입방식에 의해 공기와 해수를 주입하며, 여과재(121)와 해수가 분산 주입되는 공기에 의해 용이하게 혼합될 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 수류전환막이 구비된 생물 여과조(120)는 공개 특허 제10-2009-0076658에 상세하게 기재되어 있으며, 이를 참조할 수 있다.
상기 생물 여과조(120)는, 필요한 경우, 2개 이상이 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 해삼 양식 장치는, 필요한 경우, 상기 고형물 침전조(110)와 상기 생물 여과조(120) 사이에 포말 분리 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 포말 분리장치는 용존 상태의 유기물을 제거하는 것이다. 상기 포말 분리 장치는 하부에 공기 공급 장치(123), 가령 에어블로워를 구비하여 아래로부터 공기를 주입하고, 사육수는 포말 분리 장치의 상부로부터 유입시켜 하부로 배출시켜 상기 사육수와 공기가 접촉하는 시간을 증가시키는 것이 바람직하다. 또한 상기 포말 분리 장치의 상부에는 포말 수집조를 설치하여 형성된 포말을 걸러냄으로써 형성된 포말이 다시 사육수와 혼합되는 것을 방지하도록 할 수 있다.
또한 본 발명의 해삼 양식 장치는 저장조(130)를 더 포함할 수 있다.상기 저장조(130)는 상기 생물 여과조(120)를 통해 여과된 사육수가 유입된 후 상기 양식 수조(100)로 재급수되기 상기 사육수를 임시 저장하기 위해 마련된다.
상기 온도 조절 장치(140)는 사육수를 해삼 사육에 적정한 온도로 조절하기 위해 마련되는 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따르면 상기 온도 조절장치(140)는 상기 저장조(130)에 구비될 수 있다. 가령, 상기 온도 조절 장치(140)는 온도 조절 코일(141)이 연결되어 상기 코일(141)이 상기 저장조(130)의 외부를 수회 감고 있는 방법으로 설치될 수 있다. 도 1은 상기 온도 조절 장치(140)가 상기 저장조(130)에 구비되어 있는 일 실시형태를 도시하였다. 또한, 상기 온도 조절 장치(140)는 상기 양식 수조(100)에 구비될 수 있다.
상기 온도 조절 장치(140)는 사육수의 수온을 측정할 수 있는 전자적 센서와 상기 전자센서에서 입력된 수온을 설정된 수온값과 비교하여 입력된 수온값이 설정값과 차이가 있으면 설정값으로 수온을 높이거나 낮출 수 있도록 냉각 또는 가온 신호를 보내는 정보처리장치를 포함한 자동 수온 조절 장치 일 수 있다(미도시).
또한, 본 발명의 해삼 양식 장치에는 상기 저장조(130)에서 상기 양식 수조(100)로 상기 저장된 사육수를 이송시키기 위해 이송 펌프(150)가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 해삼 양식 장치는 순환여과시 유실되는 사육수를 보충하기 위해 해수를 채수하여 보충수로 사용할 수 있다. 이때 사육수로 사용하기 위해 채수된 해수를 여과하여 사용할 수 있도록 본 발명의 해삼 양식 장치는 추가적으로 모래여과기 또는 자외선 살균기를 더 포함할 수 있다.
이하 상기한 본 발명에 따른 상기 해삼 양식 장치를 이용한 해삼 양식 방법은 다음과 같다.
해삼은 약 17℃ 내지 19℃에서 가장 성장이 빠르며, 20℃ 이상이 성장이 둔화되고 25℃ 이상이 되면 생장을 멈추고 하면기에 들어가게 된다. 따라서, 해삼 수조 내 사육수의 수온은, 해삼의 성장에 적정한 수온인 10 내지 19℃를 유지하도록 한다. 바람직하게는 15℃ 내지 19℃, 더욱 바람직하게는 17℃ 내지 19℃로 한다. 상기 온도 조절은 본 발명의 해삼 양식 장치에 포함된 상기 온도 조절 장치(140)를 이용하여 달성할 수 있다. 따라서 본 발명의 해삼 양식 방법을 이용하면 해삼의 생장에 적절한 수온을 일정하게, 가령 19℃ 이하로 유지할 수 있기 때문에 노지에서의 양식 방법과 달리 해삼의 하면 문제를 해결함으로써 7월 내지 9월의 해수의 고수온기에 영향을 받지 않고 해삼을 생산할 수 있다.
육상 수조식 사육 방법의 경우 일반적으로 수조의 저면부분은 사육 수산 동물의 배설물이나 잔여 사료 찌꺼기와 같은 오탁물이 침전되어 있어 수조 저면의 사육수 환경은, 수조의 상층부에 위치한 사육수 환경에 비해, 혼탁도가 심하다. 해삼은 극피동물의 생리 생태적인 특성상 체액 중 수분이나 염분의 출입을 조절하는 기능이 부족하며, 움직임이 빠르지 않으므로(10 cm/분 이하)므로 저면에 부착된 해삼은 상기 환경에서 빠르게 벗어나지 못하여 생장에 악영향을 받을 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 사육 해삼과 양식 수조(100)의 저면 부분, 오탁물이 침전된 부분을 상기 양식 수조(100)의 내부 공간에 격막(101)을 설치하여 해삼이 상기 격막(101) 상부에만 위치하도록 한다. 이러한 방법으로 해삼과 저면을 공간적으로 분리함으로써 해삼과 공간적으로 분리하여 해삼의 생장에 양호한 생육 환경을 조성할 수 있다. 상기 격막(101)이 설치된 상기 양식 수조 및 격막(101)의 구성에 대해서는 앞에서 설명한 부분을 참조한다.
상기 양식 수조(100) 내 해삼의 수용 밀도를 높이기 위한 방법으로, 해삼의 부착기질이 될 수 되는 쉘터를 수조 내부에 제공할 수 있다. 상기 격막(101)은 해삼이 부착할 수 있는 부착기질로서의 역할을 할 수 있으므로 해삼의 쉘터로 제공하기 위해 수조의 내부에 2개 이상의 격막(101)을 설치하여 해삼의 부착 면적을 증가시킬 수 있다. 이로써 단위 수조 당 해삼 수용 밀도가 증가되어 해삼의 생산량이 증가된다. 다만, 수조 내 해삼의 수용 밀도가 증가 될수록 사육수의 순환여과속도에 비해 오탁물이 발생이 증가되어 사육수의 중력에 의한 자연 배수만으로는 상기 오탁물이 신속하게 배출되지 않는다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 상기 양식 수조(100) 내부에 상기 격막(101)을 상하로 관통하는, 다수의 배수 구멍이 형성된 사육수 배수 보조관(105)을 설치하여 배수 경로를 추가적으로 확보하는 방법을 이용한다. 상기 사육수 배수 보조관(105)은 앞서 설명한 바에 따른다. 또한, 사육수의 배수를 촉진하기 위해 사육수에 수류를 발생시켜 유속을 높여 배수를 촉진시키는 방법을 적용한다. 상기 수류를 발생시키는 위해서는 앞서 설명한 바와 같이 수조의 내부에 수류 발생 모터(102)를 구비하여 이를 통해 수류를 발생시키는 방법을 적용할 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이 수류가 발생되어 유속이 증가됨으로써 격막(101)에 의한 오탁물의 배출 차단 영향을 방지할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 해삼 양식 장치를 사용하여 해삼을 사육하는 경우, 상기 양식 수조의 최대 해삼 수용 밀도를 250kg/m2 까지 높일 수 있다. 다만 해삼 수용 밀도가 증가 될수록 오탁물의 발생량 및 속도가 증가하여 사육수질이 저하되될 가능성이 있고 상기 사육수의 여과에 대한 부담(특히 비용적)이 발생하므로, 바람직하게는 해삼의 수용 밀도를 200kg/m2 이하, 더욱 바람직하게는 150kg/m2이하, 가장 바람직하게는 100kg/m2 이하로 한다. 축제식 또는 조방식 양식의 경우 해삼의 생산량은 대략적으로 1평당 1kg 정도이므로 본 발명에 따른 해삼 양식 방법에 의하면 축제식 또는 조방식 양식에 비해 생산량이 비약적으로 증가하는 효과를 얻을 수 있다.
상기 수용 밀도를 고려하였을 때 사육수의 환수율은 하루 10회 이상이 되도록 한다. 바람직하게는 10회 이상 50회 이하이다. 환수율이 10회 미만인 경우에는 사육수가 충분히 여과되지 않고 오탁물이 축적될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 해삼은 체액 중 수분이나 염분의 출입을 조절하는 기능이 부족하다. 따라서, 상기와 같은 수용 밀도를 유지하기 위해서는 사육수의 용존산소농도, pH 및 염분도와 같은 수질 조건이 해삼 생육에 적절한 수준으로 유지되어야 한다.
본 발명의 해삼 양식 방법에 있어서, 사육 해삼의 생육 조건을 고려하였을 때, 상기 사육수의 용존산소농도는 3ppm 내지 10ppm, 더욱 바람직하게는 4ppm 내지 8ppm인 것이다.
본 발명의 해삼 양식 방법에 있어서, 사육 해삼의 생육 조건을 고려하였을 때, 상기 사육수의 pH는 pH 7 내지 pH 9인 것이다.
본 발명의 해삼 양식 방법에 있어서, 사육 해삼의 생육 조건을 고려하였을 때, 상기 사육수의 염분도는 20‰ 내지 50‰, 바람직하게는 28‰ 내지 38‰인 것이다.
상기 사육수의 여과 및 환수는 상기 본 발명에 따른 해삼 양식 장치에 사용된 순환 여과 장치를 사용하여 이루어진다. 상기 사육수의 여과 과정은 다음과 같다.
상기 해삼 양식 수조(100)에서 사육수 및 오탁물이 배출된다. 상기 사육수 및 오탁물의 배출은 수조 내부에 설치된 격막(101) 및 배수 보조관(105)을 통해 이루어진다. 또한, 상기 배출은 해삼 수조의 내부에 구비된 수류 발생 모터(102)에 의해 발생된 수류에 의해 촉진될 수 있다. 상기 수조에서 배출된 상기 사육수는 이후 상기 고형물 침전조(110)로 이송된 후 상기 사육수에 포함된 침전성 고형물은 상기 고형물 침전조(110)의 저면에 침전된다. 상기 침전된 고형물과 분리된 상층 사육수는 상기 생물 여과조(120)로 유입된다. 상기 생물 여과조(120)로 유입된 상기 사육수는 유동상 여과방식에 의해 암모니아성 질소가 제거된다. 상기와 같이 여과된 사육수는 상기 저장조(130)로 유입되어 저장된 후 다시 상기 양식 수조(100)로 환수된다. 상기 저장된 사육수는 다시 양식 수조(100)로 환수되기 전 저장조(130)에 구비된 온도 조절 장치(140)를 이용해 온도를 10℃ 내지 19℃로 조절한다.
이하 본 발명에 따른 상기 해삼 양식 장치 및 해삼 사육 방법은 이하의 구체적인 실시예에 의해 더욱 명확하게 이해될 것이다.
본 발명에 따른 해삼 양식 장치를 해삼 양식에 적용함으로써 하절기인 고수온기에 해삼의 하면으로 인해 생산량이 감소 되는 등의 문제점 없이 연중 일정한 양의 해삼 생산이 가능하다. 또한, 본 발명은 사육수의 오염원을 신속하게 분리 배출하도록 고안된 해삼 양식 수조 및 상기 해삼 양식 수조에서 배출된 사육수를 물리적 및 생물적인 방법으로 여과하여 해삼 양식 수조로 재급수하는 순환 여과 장치를 이용한 해삼 양식 장치를 이용하여 해삼 사육에 양호한 수질환경을 제공할 수 있어 수조 내 해삼의 수용밀도가 높아도 해삼의 생육에 악영향을 미치지 않는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 해삼 양식 장치의 개략도이다.
도 2는 상기 양식 수조의 단면을 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 해삼 양식 장치의 양식 수조의 구체적인 일 실시형태를 도시한 것으로, 그물망과 그물망 하부에 위치하여 상기 그물망을 지지하기 위한 용도인, 배수구멍이 형성된 지지대가 일체로 구성된 격막의 구체적인 일 실시형태를 도시한 것이다.
도 4는 2008년 11월부터 2009년 2월까지 통영시 연안 수온을 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 해삼 양식 장치 내 사육수의 수온변화를 그래프로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 해삼 양식 장치 내 사육수의 용존 산소 농도(DO)를 변화를 그래프로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 해삼 양식 장치 내 사육수의 pH 변화를 그래프로 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 해삼 양식 장치 내 사육수의 염분도 변화를 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 상기 양식 수조의 단면을 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 해삼 양식 장치의 양식 수조의 구체적인 일 실시형태를 도시한 것으로, 그물망과 그물망 하부에 위치하여 상기 그물망을 지지하기 위한 용도인, 배수구멍이 형성된 지지대가 일체로 구성된 격막의 구체적인 일 실시형태를 도시한 것이다.
도 4는 2008년 11월부터 2009년 2월까지 통영시 연안 수온을 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 해삼 양식 장치 내 사육수의 수온변화를 그래프로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 해삼 양식 장치 내 사육수의 용존 산소 농도(DO)를 변화를 그래프로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 해삼 양식 장치 내 사육수의 pH 변화를 그래프로 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 해삼 양식 장치 내 사육수의 염분도 변화를 그래프로 나타낸 것이다.
-해삼 양식 수조
해삼 양식 수조로는 아크릴 재질의 원통형 수조(지름 116cm x 높이 120cm)를 준비하였다. 상기 양식 수조에 채워진 사육수의 수량은 1,000L을 유지하였다. 상기 양식 수조의 저면은 배수구를 중심으로 경사지도록 하여 사육수 또는 오탁물의 배출이 용이하도록 하였다. 상기 양식 수조의 하단으로부터 30cm가 되는 위치에 그물망과 지지대가 일체로 구성된 격막을 두어 해삼이 상기 수조의 격막의 상부에서만 서식하도록 함과 동시에 사육수의 흐름을 따라 오탁물은 격막을 통과하여 배출되도록 하였으며, 상기 격막을 관통하는 사육수 배수 보조관을 구비하여 배수를 원활하게 하였다. 또한, 격막 하단에는 소형의 모터를 설치하여 강제적으로 수류를 발생시켰다.
- 생물 여과조
생물 여과조는 유동상 여과재를 사용한 유동상 여과방식을 적용하였다. 상기 여과재는 직경 1cm, 길이 1cm의 폴리프로필렌관을 사용하여 폭기시 상기 여과재가 상기 생물 여과조내에서 원활하게 유동하도록 하였다. 상기 여과재는 1톤 수량인 여과조에 1/3가량 채웠으며, 상기 여과 수조에 채워진 상기 여과재의 총 표면적은 1.8km2로서 고정 여과재에 비해 월등히 많은 면적을 사용하여 실험할 수 있었다. 상기 생물 여과조는 지름 114cm, 높이 1m의 FRP통을 사용하였으며 여과조의 하단 중앙 부분에는 폭기 장치로 에어스톤을 설치하였다. 폭기량은 180L/분으로 하여 여과재가 충분히 교반될수 있도록 하였다.
- 양식 조건
본 실험에 사용한 해삼은 해삼전문 취급업체에서 수집한 물해삼을 사용하였으며, 크기는 체장 22.1cm, 체중 24.59g이었다. 상기 해삼을 상기 원통형 1톤 수조에 3,014마리를 초기밀도 74.1/1m2로 방양하였으며, 60일 후에 생존개체 전수를 측정하였다. 사료의 급이는 체중의 3.0%(건조중량으로 환산)를 매일 급이하였으며, 시스템에 사료에 의한 부하를 최대한 줄였다. 상기 사료는 단백질원, 미네랄, 뻘대체물질, 해조분말 및 기타 영양성분을 혼합·살균하고 미생물로 발효시킨 액상 발효 사료를 사용하였다. 상기 사료의 조성은 조단백 26%, 조지방 16.7%, 조섬유 17.3% 및 회분 40%이었다. 사육수 내 산소 공급을 위하여 공업용산소를 소량 주입하여 용존산소량은 5ppm이상을 유지하도록 하였다. 사육수는 이송 펌프를 사용하여 순환시켰으며, 유입량은 26.4l/min으로 유지하여 사육수 순환율은 하루 38회전이 되도록 하였다.
- 실험결과
1) 사육수 수질
사육수 수질은, pH는 PH-20N(Istek)를 사용하여 3정점 보정 후 측정하고, DO는 YSI-58(YSI)를 사용하여 측정하였으며, 염분도는 N-1α(ATAGO) 염도 굴절계를 사용하여 측정하였다. TAN은 NH4-1F(KRK)를 사용하여 2 정점 보정 후 측정하였다.
상기 해삼 양식 장치의 운영 중에 나타난 수질결과는 하기 표 1, 도 4 내지 도 8에 나타난 바와 같이 양호한 측면을 보였다. 수온은 18℃로 관찰되었다. 양식 기간 내 pH의 변화범위 역시 7.8 - 8.2로 유지되었으며, DO는 5.8ppm이상으로 유지되었다. 염분도는 32±2‰로 나타났다. 상기 해삼 양식 장치 내에서의 TAN의 변화폭은 최저 1.1mg ± 0.21/L에서 최고 2.4±0.19mg/L로 나타났다(표 1). 침전조에서 2.4±0.19mg/L으로 가장 높게 나타났으며, 생물 여과조에서는 1.1±0.20mg/L로 가장 낮은 수치를 보였다.
| 구성 | TAN |
| 침전조 | 24±0.19mg/ℓ |
| 생물 여과조 | 1.1±0.20mg/ℓ |
| 저장조 | 1.8±0.24mg/ℓ |
2) 양식 결과
방양 밀도 74.1kg/m2 (=244.53/3.3m2)로 체장 22.1cm, 체중 24.58g의 해삼3,014 마리를 상기 해삼 양식 장치를 이용하여 60일 동안 양식하였다. 최초 3,014마리 중 2,716마리가 생존하여 생존율은 90.1%이었다. 또한, 해삼의 평균 체중은 초기 방양시 24.58g이었으며, 양식 60일 후 해삼의 평균 체중은 27.65g로 증가하였으며, 이때 상기 양식 수조의 해삼 수용 밀도는 75.1kg/m2이었다.
| 수조(1톤) | B.W(kg)/3.3m2 | ||
| 사육 전 |
총중량(g) | 74.1 | 244.53 |
| 해삼 개체수 | 3,014 | 3,014 | |
| 평균 중량(g) | 24.58 | - | |
| 체장(mm) | 22.1±5.7 | - | |
| 사육 후 |
총중량(g) | 75.1 | 247.83 |
| 해삼 개체수 | 2,716 | 2,716 | |
| 평균 중량(g) | 27.65 | - | |
| 체장(mm) | 23.2±6.5 | - | |
| 중량변화량 | 1.0 | - | |
| 성장율 | 1.02 | - | |
| 사료기여 | 14.1 | - | |
| 생존율 | 90.1 | 90.1 | |
100 해삼 양식 수조 101 격막
102 수류 발생 모터 103 오탁물
104 배수구 105 사육수 배수 보조관
106 그물망 107 지지대
108 수조 본체
110 고형물 침전조 111 침전된 고형물
120 생물 여과조 121 여과재
122 폭기 장치 123 공기 주입 장치
130 저장조 140 온도 조절 장치
141 온도 조절 코일 150 이송 펌프
200 순환 배관 300 밸브
102 수류 발생 모터 103 오탁물
104 배수구 105 사육수 배수 보조관
106 그물망 107 지지대
108 수조 본체
110 고형물 침전조 111 침전된 고형물
120 생물 여과조 121 여과재
122 폭기 장치 123 공기 주입 장치
130 저장조 140 온도 조절 장치
141 온도 조절 코일 150 이송 펌프
200 순환 배관 300 밸브
Claims (9)
- 수조 본체;
상기 수조 본체에 형성된 배수구; 및
상기 수조 본체의 내부 공간에 설치되며 다수의 배수 구멍이 형성된 격막;
을 포함하는 양식 수조가 포함된 사육수 순환 여과식 해삼 양식 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 격막에 형성된 배수 구멍은 직경이 2mm 내지 10mm인, 해삼 양식 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 양식 수조는, 상기 격막을 상하로 관통하여 일단이 상기 양식 수조의 배수구와 연결 되도록 수조 내부 공간상에 상하로 설치되며 벽면에 다수의 배수 구멍이 형성된, 사육수 배수 보조관이 더 포함되는 것인, 해삼 양식 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 사육수 배수 보조관의 최상부의 높이는 상기 양식 수조의 최상부의 높이보다 낮게 형성되는 것인, 해삼 양식 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 양식 수조는 수조 내부에 사육수에 수류를 발생시키기 위한 수류 발생 모터를 더 포함하는, 해삼 양식 장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양식 수조와 순환 배관을 통해 연결되어 있는 고형물 침전조;
상기 고형물 침전조와 순환 배관을 통해 연결되어 있는 생물 여과조; 및
온도 조절 장치;
를 더 포함하는 것인, 해삼 양식 장치.
- 제6항에 따른 사육수 순환 여과식 해삼 양식 장치를 이용한 해삼 양식 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 양식 수조 내 사육수의 온도는 10℃ 내지 19℃인, 해삼 양식 방법. - 제7항에 있어서,
상기 사육수의 환수율은 일일 10 순환 내지 50 순환인, 해삼 양식 방법.
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| KR1020100002025A KR101174290B1 (ko) | 2010-01-08 | 2010-01-08 | 사육수 순환 여과 장치를 이용한 육상 수조식 해삼 양식 장치 및 이를 이용한 육상 수조식 해삼 양식 방법 |
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| WO2013051842A2 (ko) * | 2011-10-04 | 2013-04-11 | Park Song Bum | 금 성분을 함유하는 해삼의 양식방법 |
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| KR101849089B1 (ko) * | 2018-01-10 | 2018-04-16 | 이기택 | 패류 중간육성기 인공종묘 양식장치 |
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