KR20190111055A

KR20190111055A - 양식 시스템 및 수산생물의 생산 방법

Info

Publication number: KR20190111055A
Application number: KR1020197023017A
Authority: KR
Inventors: 히로시 미나미
Original assignee: 닛폰 스이산 가부시키가이샤
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2018-02-16
Publication date: 2019-10-01
Also published as: CN110300519B; JP7126957B2; WO2018151282A1; JPWO2018151282A1; US20190364856A1; EP3583843A1; CN110300519A; KR102655729B1; EP3583843A4

Abstract

바이오플록 기술을 도입한 양식 시스템에 있어서 양식수의 수질(C/N 비) 제어를 쉽게 할 수 있는 양식 시스템을 제공한다. 바이오플록을 이용한 양식 시스템으로써 양식 수조에 담체에 질화세균을 담지한 질화세균 고정화재를 구비한 양식 시스템이다. 상기 질화세균 고정화재가 통수성을 가진 용기에 담겨져서, 상기 에어 인젝터 및/또는 상기 폭기 장치의 하류에 배치되는 것이 바람직하다.

Description

양식 시스템 및 수산생물의 생산 방법

본 발명은 수산생물을 양식하는 폐쇄 순환식 양식 시스템에 관한 것이다.

육상에 구축된 양식 수조 내에서 어패류나 갑각류를 육성하는 양식 시스템과 관련하여, 종래 다양한 설비나 장치가 개발되어 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에는 단부가 없는 환상(環狀)의 회류형 수조와, 수조 내의 양식수를 수조 밖으로 빼내어 소정의 상태로 조정한 후 수조로 다시 돌려보내는 물 관리 장치와, 물 관리 장치에서 송급되는 처리수를 폭기하는 폭기 수로와, 일정 방향의 순환 수류를 발생시키는 기류 장치와, 급이 장치 등을 갖춘 양식 설비가 보고되어 있다.

한편, 바이오플록 기술을 도입한 육상 양식 시스템이 주목받고 있는데, 새우 양식을 중심으로 동남아시아 등에서 실증이 이루어지고, 일본에서도 도입을 추진하고 있다(예를 들면 비특허 문헌 1).

바이오플록 기술에 있어서, 양식 수조에는 유기물인 사료의 급이에 따라 탄소와 질소가 공급되는데, 탄소와 질소는 먹지 않은 미사용분 사료(먹지 않고 남은 사료)나 분뇨의 형태로 양식 수조에 잔존한다. 탄소는 이산화탄소로서 양식 수조 중의 물에 녹고, 과잉분은 물에서 방출되지만, 질소는 질화세균에 의한 먹지 않고 남은 사료나, 분뇨의 분해물로서, 무기물인 암모니아(NH₄)의 형태로 물 속에 용해되고, 암모니아는 질화세균의 질화 작용으로 아질산(NO₂), 질산(NO₃)으로 순차적으로 산화된다. 양식수 중의 유기물을 추가하고, 양식수 중의 탄소량을 늘리면 탄소/질소비(C/N비)가 높아져서 바이오플록을 형성하는 질소를 양분으로 하여 증식한다.

특허 문헌 1: 일본 등록 실용신안 공보 제3022030호

비특허 문헌 1: 北水試硏報 86, 81-102(2014)

바이오플록 기술에서는 C/N비를 제어함으로써 양식 수조의 수질을 유지할 수 있다. 즉, 바이오플록 기술에 있어서 C/N비가 낮아지면 질소화 세균에 의한 유기물의 분해 속도가 커져서 암모니아나 아질산의 발생량이 증가하고, 반대로 C/N비가 높으면 유기물의 분해 속도가 작아져서, 질소가 질화세균에 고정되어, 암모니아나 아질산의 발생량이 감소된다.

양식 대상인 수산생물이나 사용하는 바이오플록을 구성하는 질화세균에 따라서 이상적인 C/N비가 존재한다. 일반적으로 C/N비가 낮으면 질화세균에 의한 유기물 분해 속도가 빨라져서, 유해한 암모니아나 아질산이 증가한다. 반대로 C/N비가 높으면 질화세균에 의한 유기물의 분해가 늦어져서, 미생물은 질소 성분을 양분으로 하여 단백질을 형성하고 증식한다(이에 따라 바이오플록 양도 증가한다). 질소 성분이 양분으로 소비되기 때문에 암모니아나 아질산 발생이 억제된다.

유해한 암모니아나 아질산이 과도하게 발생하는 것을 확실하게 억제하기 위하여 C/N비를 높게 설정한다. 이 경우, 양식 수조의 바이오플록을 구성하는 질화세균이 너무 많이 증가하여 양식 수조의 바이오플록 자체가 과잉량으로 된다는 문제가 있었다. 그 결과, 잉여 바이오플록의 회수 빈도를 올릴 필요가 있어, 고비용화의 한 요인이 되고, 양식수의 교환을 빈번히 실시하는 것을 전제로 하지 않은, 폐쇄 순환식 양식 시스템의 이점을 해치고 있었다.

이와 같이, 종래의 바이오플록을 사용한 양식 설비에 있어서, 질화 작용에는 바이오플록에 포함되는 질화세균이 사용되고 있지만, 바이오플록의 양을 제어하는 것에 의한 수중 암모니아성 질소 양의 제어는 현실적으로는 어려운 실정이다.

이러한 상황에서 본 발명의 목적은 바이오플록 기술을 도입한 폐쇄 순환식 양식 시스템에 있어서, 양식수의 수질(C/N 비) 제어를 용이하게 실시할 수 있는 양식 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 아래의 발명이 상기 목적에 합치하는 것을 발견하고, 본 발명에 이르렀다.

즉, 본 발명은 이하의 양식 시스템의 발명에 관한 것이다.

<1> 바이오플록을 사용한 양식 시스템으로서, 양식 수조에 담체에 질화세균을 담지한 질화세균 고정화재를 구비한 양식 시스템.

<2> 상기 질화세균 고정화재에 있어서의 담체는 발포성 담체인 것인 상기 <1>에 기재된 양식 시스템.

<3> 상기 양식 수조에 상기 양식 수조 내의 수류를 순환시키기 위한 에어 인젝터와, 양식수를 배출하여 공기를 혼합시키기 위한 폭기 장치를 구비하고, 상기 질화세균 고정화재가 통수성을 가진 용기에 담긴 것인 상기 <1> 또는 <2>에 기재된 양식 시스템.

<4> 상기 질화세균 고정화재가 담긴 통수성을 가진 용기는 상기 에어 인젝터 및/또는 상기 폭기 장치의 하류에 배치된 것인 상기 <3>에 기재된 양식 시스템.

<5> 상기 양식 수조에 수차, 급이기 및 단열재 중 하나 이상을 구비한 상기 <1> 내지 <4>의 하나에 기재된 양식 시스템.

<6> 상기 양식 수조를 육상에 설치한 상기 <1> 내지 <5> 중 어느 하나에 기재된 양식 시스템.

또한, 본 발명의 다른 실시 상태는 이하의 수산생물의 생산 방법에 관한 발명이다.

<7> 상기 <1> 내지 <6>의 하나에 기재된 양식 시스템을 사용하여 대상인 수산생물을 양식하는 수산생물의 생산 방법.

<8> 상기 양식 수조에서 육성되는 상기 수산생물은 해산생물인 것인 상기 <1> 내지 <7>의 하나에 기재된 수산생물 생산 방법.

<9> 상기 해산생물은 갑각류인 상기 <8>에 기재된 수산생물 생산 방법.

<10> 상기 갑각류은 새우목인 상기 <9>에 기재된 수산생물 생산 방법.

<11> 상기 새우목은 보리새우상과인 상기 <10>에 기재된 수산생물 생산 방법.

<12> 상기 보리새우상과는 보리새우과인 상기 <11>에 기재된 수산생물 생산 방법.

<13> 상기 보리새우과는 리토페나에우스속인 상기 <12>에 기재된 수산생물 생산 방법.

<14> 상기 리토페나에우스속이 흰다리새우(Litopenaeus vannamei)인 상기 <13>에 기재된 수산생물 생산 방법.

또, 본 발명의 다른 실시 상태는 이하의 발명이다.

<X1> 담체에 질화세균을 담지한 질화세균 고정화재.

<X2> 수산생물의 양식을 위하여 바이오플록과 함께 사용되기 위한 상기 <X1>에 기재된 질화세균 고정화재.

<X3> 상기 담체가 발포 담체인 상기 <X1> 또는 <X2>에 기재된 질화세균 고정화재.

본 발명에 의하면, 바이오플록에 의한 양식 시스템에 있어서 양식 수조의 수질을 적절히 유지함으로써, 효율적으로 수생생물의 양식을 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태인 양식 시스템을 구성하는 양식 수조를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태인 양식 시스템의 일부 생략 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 양식 수조의 일부 생략 확대도이다.

이하, 본 발명에 대하여 예시물 등을 제시하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이하의 예시물 등에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, "A에서 B" 또는 "A 내지 B"란 그 전후의 수치 또는 물리량을 포함한 표현으로서 사용하는 것으로 한다. 또한, 본 명세서에서 "A 및/또는 B"라는 표현은 "A 및 B 중 어느 하나 또는 쌍방 모두"를 의미한다. 즉, "A 및/또는 B"에는, "A만", "B만", "A 및 B 쌍방 모두"가 포함된다.

본 발명의 양식 시스템 (이하, 간단히 '본 발명 양식 시스템'이라 함)은 바이오플록을 사용한 양식 시스템으로서, 양식 수조에 담체에 질화세균을 담지한 질화세균 고정화재를 구비한 양식 시스템이다. 본 발명의 양식 시스템은 좋기로는 폐쇄 순환식의 양식 시스템이다.

본 발명의 양식 시스템은 바이오플록을 사용한 양식 시스템임을 전제로 한다. 본 발명에 있어서 "바이오플록"이란, 어패류나 갑각류 등의 수산생물의 양식 수조의 물 중에 인위적으로 만드는 미생물 덩어리를 말한다. 이 바이오플록에 의하여 급이에 의하여 증가하는 유독 암모니아나 아질산을 감소시키고, 바이오플록 자체도 단백원으로서 먹이로 할 수 있다.

본 명세서에 있어서, 양식수란 수생생물을 양식하는 수조에 사육을 위해 사용하는 물 또는 수용액으로, 담수, 해수, 기수를 포함한다. 이들은 사육하는 수생생물 별로 적절한 것을 선택한다. 해수, 기수는 인공 해수를 사용하여 조제한 것도 좋다. 알에서부터 출하 크기까지의 사육 시기에 따라, 적절히 변경을 가하여도 좋다.

본 발명의 양식 시스템의 특징 중 하나는 양식 수조에서 질화세균으로서 바이오플록에 포함되는 질화세균과 함께, 질화세균을 담지한 담체(질화세균 고정화재)를 병용하는 데 있다. 이와 같이 함으로써, 바이오플록에 포함되는 질화세균뿐 아니라, 담체에 담지된 질화세균에 의하여도 상승적으로 암모니아성 질소가 질화되므로, 질화세균의 증식에 의하여 바이오플록이 과도하게 증가하는 것이 억제된다.

질화세균으로는 암모니아 산화세균, 아질산 산화세균을 들 수 있다. '암모니아 산화세균'은 호기성 분위기 하에서 양식수 중의 암모니아성 질소, 예를 들어 암모늄 이온을 산화하여 아질산 이온으로 변환하는 세균이며, 또한, '아질산 산화세균'은 암모니아 산화세균에 의해 생성한 양식수 중의 아질산 이온을 호기성 분위기 하에서 더욱 산화하여 질산 이온으로 변환하는 세균이다.

본 발명에 있어서, 질화세균의 종류는 니트로박터(Nitorobacter), 니트로스피나(Nitorospina), 니트로코커스(Nitorcoccus) 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되지 않고, 양식 대상인 수산생물의 종류, 수소이온지수 용존 산소, 질소 농도, 양식 밀도, 양식 수조의 크기(양식수의 양), 온도 등의 여러 조건을 고려하여 적절하게 선택할 수 있다. 또한, 바이오플록에 포함되는 질화세균과, 담체에 고정되는 질화세균은 동일하여도 좋고, 달라도 좋다.

질화세균 고정화재는 담체에 질화세균을 보유한 것이다.

담체의 종류는 질화세균의 담지가 저해되지 않으며, 또한, 양식 대상에 대한 악영향이 없는 한, 특별한 제한이 없고, 세라믹 등의 무기물로 이루어지는 무기 담체, 수지 등의 유기물로 이루어진 유기 담체 모두 사용할 수 있다.

담체의 형상은 질화세균의 담지가 저해되지 않는 한 제한은 없으며, 예를 들어 분말상, 입상, 괴상, 판상 등을 들 수 있다. 보다 많은 질화세균을 담지할 수 있고, 또한 양식수와의 접촉성이 높아지기 때문에 다공질 담체가 좋다.

무기계의 다공질 담체로서는 예를 들어 천연광물의 규산염 화합물인 몬모릴로나이트, 제올라이트 및 카올린 등도 질화세균의 담지에 적합하기 때문에 질화세균의 정착성이 향상될 것으로 기대된다. 또한, 알루미나 등의 규산염 화합물 이외의 무기 담체도 사용할 수 있다. 이들은 1종으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 함께 사용하여도 좋다.

무기계 담체 입자 사이즈는 질화세균의 담지가 저해되지 않는 한, 특별히 제한이 없다. 한편, 품질을 고르게 하는 등의 목적에서, 지나치게 작은 입자를 체를 쳐서 제거하여도 좋다.

입상 담체로는 예를 들어 입자 지름이 0.1㎛ 내지 250㎛ 정도의 것을 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

유기계의 다공질 담체는 물에 용해되지 않고, 미생물의 친화성이 높은 폴리머로 이루어진 구조물이라면 제한되지 않지만, 우수한 내마모성을 가지고 수명이 긴 폴리우레탄 폼은 적합한 수지재로서 들 수 있다. 유기계의 다공질 담체로서 구체적으로는 발포성 담체, 부직포 담체, 다공성 겔 담체, 중공사막 담체 등을 사용할 수 있다. 이들은 1종으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 함께 사용하여도 좋다.

특히, 발포성 담체는 연통기포를 가진 구조체로, 비표면적이 크고, 단위 체적당 질화세균을 고농도로 고정화시킬 수 있기 때문에, 질화세균 고정화재의 담체로서 적합하게 사용할 수 있다. 발포성 담체의 시판품으로서는, 예를 들면, 마이크로 브레스 (등록상표) (아이온가부시키가이샤제), 바이오 튜브 (JFE엔지니어링가부시키가이샤제), APG (니신보케미컬가부시키가이샤제), 다공성 셀룰로스 담체 (EYELA제), 바이오 프론테아넷 (간사이카코제), 아쿠아큐브 (세키스이아쿠아시스템가부시키가이샤제) 등을 들 수 있다. 크기는 임의이지만 후술하는 통수성을 가진 용기에 넣어 사용할 때에는 유출되지 않도록, 그 통수성을 가진 용기의 구멍(그물눈)보다 큰 것을 선택한다.

질화세균을 담체에 고정하는 방법은 임의이지만, 예를 들어 물에 질화세균이 분산된 분산액과 담체를 혼합하면 좋다. 혼합 후, 예를 들어 산소와 접촉시킴으로써, 질화세균이 담체 상에서 증식하면서 고정되어, 질화세균 고정화재를 얻을 수 있다.

질화세균 고정화재는 양식 수조의 양식수와 접촉하는 상태에서 배치되면 좋다. 원리적으로는 양식 수조의 물(양식수) 중에 분산시켜도 되지만, 분산시켰을 경우에는 회수가 어려워진다. 그 때문에, 질화세균 고정화재를, 통수성을 가진 용기에 넣는 실시 형태는 적합한 사용 형태이다. 통수성을 가진 용기로서, 구체적으로는 통수성을 가진 바구니 형태의 용기를 들 수 있다.

여기서 '바구니 형태의 용기'란 물이 통과할 수 있도록 용기의 각면이 망상(또는 구멍 형태) 등으로 형성된 대략 직방체형의 케이스이며, 용기 내부의 충전 공간에 질화세균 고정화재를 충전할 수 있는 것이다.

통수성을 가진 용기의 형상이나 크기는 질화세균 고정화재의 종류나 크기, 양식 설비의 크기, 양식되는 수산물의 종류나 성장 정도 등을 고려하여 적절하게 선택된다. 또한, 재질도 금속제, 플라스틱제 모두 좋으며 양식 설비의 상황 등에 따라 적절하게 선택하면 된다.

양식 수조에 있어서, 질화세균 고정화재를 통수성을 가진 용기(예를 들어 바구니 형태의 용기)에 넣어 사용함으로써 질화세균 고정화재의 회수, 배치가 용이하게 되어, 양식수의 상태(C/N비)에 따라 질화세균 고정화재의 양(즉, 바이오플록 이외의 질화세균의 양)을 제어하는 것이 쉬워진다. 또한, 통수성을 가진 용기에 넣음으로써, 질화세균 고정화재가 흘러나가 소실되는 일이 없고, 안정적으로 사용할 수 있다.

양식 수조에 상기 양식 수조 내의 수류를 순환시키기 위한 에어 인젝터와, 양식수를 배출하여 공기를 혼합시키기 위한 폭기장치를 갖추고 있는 경우에는, 통수성을 가진 용기에 넣은 질화세균 고정화재는 본 발명의 양식 시스템에 있어서의 에어 인젝터 및/또는 폭기장치의 하류에 배치되는 것이 좋다. 여기서 하류라는 말은 에어 인젝터 및/또는 폭기장치에 의해 발생한 수류의 하류라는 의미로 사용된다.

또한, 질화세균의 능력(질화작용)으로서 과잉인 경우에는 통수성을 가진 용기의 수나 각각의 용기의 질화세균 고정화재의 양을 조절함으로써 용이하게 질화작용을 조절할 수 있다. 또한, 질화세균 고정화재를 쉽게 교환할 수 있기 때문에, 능력이 저하된 경우나 잡균이 번식하여 교환이 필요할 때 유용하다.

또한, 본 발명에 있어서 에어 인젝터 및 폭기장치는 각각 물과 공기를 분출하는 것이지만, "에어 인젝터"는 양식 수조 내의 수류를 순환시키기 위하여 물 속에 배치되는 것이고, "폭기 장치"는 양식수를 배출하여 공기를 혼합시키는 것을 목적으로 하고, 배수구는 물 위에 있다는 점에서 양자를 구별한다. 구체적인 예는 후술하는 본 발명의 실시 형태에서 기재된 바와 같다.

통수성을 가진 용기 안에 담긴 질화세균 고정화재를 수류를 발생시키는 에어 인젝터나 폭기장치의 하류로 함으로써 질화세균 고정화재는 이른바 유동상(流動床)의 상태로 물과 강제적으로 접촉하기 때문에 질화세균 고정화재에 유지된 질화세균을 최대한 이용할 수 있다.

또한, 질화세균 고정화재의 양이 같더라도, 에어 인젝터나 폭기장치의 수량에 의하여도 질화세균에 의한 질화작용을 제어할 수 있으므로, 더 쉽게 양식수의 수질(C/N비)을 제어할 수 있게 된다.

또한, 양식 수조에 수차, 급이기 및 단열재 중 어느 하나 이상을 설치하고 있는 것이 바람직하다. 구체적인 예는 후술하는 본 발명의 실시 형태에서 기재된 바와 같다.

본 발명 양식 시스템의 바람직한 실시 상태는 양식 수조를 육상에 설치한 이른바 육상 양식 시스템이다.

본 발명의 양식 시스템에 있어서, 양식 대상이 되는 수산생물에는 해산생물이 포함된다. 해산생물에는 갑각류가 포함된다. 갑각류에는 새우(특히 새우목)가 포함된다. "새우"는 크기에 제한은 없고, 식품으로서의 분류에서는 이른바 랍스터(lobster), 프론(prawn), 슈림프(shrimp)가 포함된다.

또한, 학술적 분류에 있어서 본 발명의 대상이 되는 새우로서는 새우목이 좋고 새우목 중에서는 보리새우상과가 좋다. 보리새우상과 중에서는 보리새우과가 좋다. 보리새우과(Penaeidae)의 생물, 예를 들어 Farfantepenaeus, Fenneropenaeus, Litopenaeus, Marsupenaeus, Melicertus, Metapenaeopsis, Metapenaeus, Penaeus, Trachypenaeus, Xiphopenaeus속 등에 속하는 새우를 들 수 있다.

보리새우과 중 예를 들어 식용새우로는 보리새우(Marsupenaeus japonicus), 남방보리새우(Melicertus canaliculatus), 홍다리얼룩새우(Penaeus monodon) 대하(Penaeus chinensis), 곰새우(Penaeus semisulcatus), 후토미조에비 (Penaeus latisulcatus), 인도흰새우 (Fenneropenaeus indicus), 모래새우 (Metapenaeus ensis), 홍새우 (Metapenaeus intermedius), 서방흰새우 (Penaeus occidentalis), 청새우 (Penaeus stylirostris), 대하 (Penaeus pencicillatus), 흰다리새우(Litopenaeus vannamei) 등을 들 수 있지만, 이것들에 한정되는 것은 아니다.

보리새우과, 리토페나에우스속, 특히 흰다리새우(Litopenaeus vannamei)는 본 발명의 양식 시스템에 있어서의 양식 대상의 하나이다.

또한, 새우에는 유영성이 있는 종과 유영성이 없는 종이 있다. 유영성이 있는 종이 수조를 입체적으로 사용할 수 있기 때문에, 과밀 상태에서 생산하기에 적합하다. 본 발명의 양식 시스템에서는, 어느 종의 새우라도 양식 가능하지만, 과밀상태의 새우가 새우끼리의 접촉 기회가 많고 생산성이 높아지기 때문에 유영성이 있는 종이 더 좋다. 유영성이 있는 종으로서, 예를 들면, 보리새우(Marsupenaeus japonicus), 홍다리얼룩새우(Penaeus monodon), 모란새우(Pandalus nipponensis), 히고로모에비(Pandalopsis cocinata), 매미새우(Lucensosergia lucens), 북쪽분홍새우(Pandalus eous), 대하 (Penaeus chinensis), 모래새우(Metapenaeus ensis), 흰다리새우(Litopenaeus vannamei)를 들 수 있다.

또한, 모래 속에 숨는 경우가 적은 비잠사성 새우는 본 발명의 양식 시스템에서 특히 고밀도로 사육할 수 있어 좋다. 비잠사성 새우로는 흰다리새우(Litopenaeus vannamei), 대하를 들 수 있다.

본 발명의 수산생물의 생산 방법은 전술한 본 발명 양식 시스템을 사용하여 대상 수산생물을 양식하는 방법이다.

본 발명의 수산생물의 생산 방법에 따르면, 바이오플록 기술을 도입한 폐쇄 순환식 양식 시스템에 있어서 양식수의 수질을 쉽게 제어할 수 있고, 대상이 되는 수산생물을 효율적으로 양식할 수 있다. 효율적인 양식에 있어서 하나의 실시 형태에서는 생잔률을 올릴 수 있다. 또 다른 실시 형태에서는 사료 효율을 높일 수 있다. 또 다른 실시 형태에서는 성장을 앞당겨, 양식 기간을 짧게 할 수 있다.

양식 대상인 수산생물은 전술한 바와 같으므로 설명을 생략한다. 수산생물의 생산 방법의 대상이 새우인 경우에는 양식 대상은 치새우에서 어미새우 등을 포함한다.

본 발명에서 말하는 "치새우"는 체중 1g 미만의 것을 의미하고, 알에서 치새우로 성장할 때까지의 것은 포함되지 않는다. 또한, "어미새우"란 상기 치새우보다 성장한 새우를 의미한다. 어미새우는, 예를 들어 흰다리새우의 경우 통상 15g 이상 정도까지 성장시키고 출하된다.

수질은 정기적으로 확인하여, 적절한 범위에 들어가도록 조정한다. 바이오플록과 함께 사용되는 질화세균 고정화재의 종류와 양에 따라 수질을 제어한다. pH 5 내지 10, 좋기로는 6 내지 9, 더 좋기로는 7 내지 8에서 사육한다. pH가 저하 또는 상승하였을 경우, 질화세균 고정화재 이외에도 알칼리제나 산을 투입하거나, 환수율을 조정하거나 하여 조정하여도 좋다. 수온은 23 내지 32℃, 좋기로는 25 내지 30℃, 더 좋은 27 내지 29℃을 유지하고 사육한다. 수온은 태양광, 히터 등을 사용하여 가열하거나 쿨러, 얼음 등을 사용하여 냉각함으로써 조정할 수 있다.

이하, 본 발명 실시의 형태로서 본 발명의 폐쇄 순환식 양식 시스템의 일례에 대하여, 도면을 사용하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 모든 도면에 있어서, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 적절하게 설명을 생략한다.

도 1 내지 3에 기초하여, 본 발명의 실시 형태인 양식 시스템(100)에 대하여 설명한다.

또한, 양식 시스템(100)은 육상 양식 시스템이고, 흰다리새우 양식에 적합한 것이지만, 양식 대상은 이에 한정되지 않고, 전술한 수산생물을 대상으로 할 수 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 양식 시스템(100)은 3개의 양식 수조(50)를 가지고 있다. 양식 수조(50)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 보온 하우스(10) 내에 형성되어 있다.

본 실시 형태에서는 도 2에서 도시하는 보온 하우스로 뒤덮인 부분의 지면 G에 3개 양식 수조(50)가 형성되어 있다. 본 명세서에서 '보온 하우스'란 양식 수조 시설의 온도를 소정 범위 내에 유지하기 위한 구축물이다. 보온 하우스 밖의 온도가 양식에 적절한 온도보다 낮은 경우에는, 보온 하우스를 바깥 공기로부터 격리함으로써, 보온 하우스 내의 온도를 양식에 적합한 온도로 유지할 수 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 보온 하우스(10)는 복수 개의 파이프재와 앵글재 등을 조합하여 형성된 반원형의 구조물(11) 주위를 합성 수지 필름 재료(12)로 피복함으로써 구축되어 있다. 또한, 도 2에서는 생략하고 있지만, 본 실시 형태에서 보온 하우스(10)는 3개 동이 연결된 구조이다. 또한, 보온 하우스(10)의 크기, 연결된 동의 수 등은 한정하지 않으므로, 시공 현장의 넓이나 상황에 맞게 설정할 수 있다.

본 실시 형태에서는 도 2에 도시하는 바와 같이, 양식 수조(50)의 윗면 및 외주면은 복수의 판상의 단열재(40) (예를 들면, 발포 합성수지재)로 덮여 있다. 양식 수조(50)의 위에, 구조물(11)의 구성부재에 의하여 수평 상태로 지지된 복수의 빔(beam)(41) 위에 복수 개의 단열재(40)가 착탈 가능하게 배치되어 있다. 단열재(40)는 단열 기능을 가진 동시에, 외부의 빛(태양광)을 차폐하는 기능도 가지고 있다.

양식 수조(50) 내에서 흰다리새우를 양식할 경우, 양식수(W)의 온도는 비교적 높게(28℃ 정도) 유지할 필요가 있어, 물의 증산(蒸散)이 문제가 되지만, 본 실시 형태에서는 양식 수조(50)의 윗면은 단열재(40)로 덮여 있고, 양식 수조(50) 전체가 보온 하우스(10) 내에 배치되어 있기 때문에, 양식수(W)의 증산되어 없어지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 단열재(40)에 따른 양식 수조(50) 내의 양식수(W)의 수온 변화가 억제되기 때문에, 광열비를 줄일 수 있다.

또한, 도 1에 도시하는 바와 같이 양식 수조(50) 내의 양식수(W)의 가열 수단인 보일러(30)와 보일러(30)의 근방에는 보일러(30)에서 사용하는 연료를 저장하는 연료 탱크(31)가 배치되어 있다. 이에 의하여 보온 하우스(10) 내의 온도를 올릴 수 있다.

양식 시스템(100)에서는, 필요에 따라서 보일러(30)를 운전하여, 보온 하우스(10) 내의 실온 및 양식 수조(50) 내의 양식수(W)의 수온을 적정하게 유지하면서 에어 인젝터(60), 수차(70), 폭기 장치(80), 순환 펌프(91) 및 자동 급이기(20)를 가동시킴으로써 양식 수조(50) 내의 양식수(W) 중에서 수산생물(예를 들어 흰다리새우)등의 양식을 할 수 있다.

양식 수조(50)는 도 2, 3에 도시하는 바와 같이, 평면에서 보았을 때의 형상은 모두 직사각형이고, 양식 수조(50)를 구성하는 직사각형의 단변측의 내벽면(51, 51) 및 장변측의 내벽면(52, 52)은 양식 수조(50) 내를 향하여 내려가는 구배를 이루도록 경사져 있다(도 2 참조).

본 실시 형태의 양식 시스템(100)에 있어서, 양식 수조(50)는 지면(G)에서 중력 방향으로 향하여 오목한 형태의 부분을 형성하고, 이 오목한 형태의 부분의 내벽면 및 저면에 차수성을 가진 합성 수지제 시트를 부설함으로써 형성되어 있다.

양식 수조(50)의 저면(53)을 평면에서 본 형상은 직사각형을 이루고 있고, 전체적으로 수평이다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 양식 시스템(100)은 지면(G)에 형성한 오목한 형태의 부분에 합성수지 시트재 (예컨대 PE 보호 시트)를 부설하여 양식 수조(50)을 설치하였지만, 양식 수조(50)를 대신하여 콘크리트제, 플라스틱, 금속제 양식 수조를 사용할 수도 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 양식 수조(50)의 내벽면(51, 52)은 양식 수조(50)의 안쪽으로 향하여 내려가는 구배를 이루도록 형성함으로써, 내벽면(51, 52)은 저면(53)에 대하여 둔각을 이루고 있기 때문에 수확할 때의 새우의 회수 작업 및 잔사의 회수 작업이 용이하다. 양식 수조(50)의 내벽면(51, 52)의 경사 각도는 수평면(H)을 기준으로 약 45도로 설정하고 있지만, 이에 한정하는 것은 아니므로, 지면(G) 아래의 토질이 점토질이라면, 60도 내지 70도 정도의 높은 각도로 하는 것도 가능하다.

도 1 내지 3에 도시한 바와 같이, 양식 수조(50)에 있어서는, 4개의 내벽면(51, 51, 52, 52)보다 양식 수조(50)의 안쪽으로 떨어져 있는 영역에 수평 방향의 단부(54a)가 위치하는 평판상의 격벽(54)을 세워서 설치함으로써, 격벽(54) 주위를 양식수(W)의 수류(S)가 수평 방향으로 유동하면서 순환 가능한 단부가 없는 유수로(55)가 형성되어 있다.

양식 수조(50)의 저면(53)에는 단부가 없는 유수로(55)의 길이 방향을 따라서 복수의 에어 인젝터 (60)가 배치되어 있다. 양식 수조(50)의 길이 방향의 단부 가까운 부분에는 각각 격벽(54)를 사이에 두고 한 쌍의 수차(70, 70)가 배치되어 있다.

또한, 양식 수조(50)의 길이 방향의 단부 근방에는 각각 폭기 장치(80)가 배치되어 있다. 또한 양식 수조(50)의 단변 부분의 외부에는 각각 침전조(90) 및 순환 펌프(91)가 배치되어 있다. 양식 수조(50)의 한쪽 단변 부분의 외부에는 자동 급이기(20) 및 순환 펌프(91)가 배치되어 있다.

또한, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 수차(70)는 수직 축을 중심으로 회전 가능한 회전 날개(71)와, 회전 날개(71)를 구동하기 위한 모터(72)를 구비하고 있다. 회전 날개(71)의 회전 방향은 전환 가능하다.

도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 양식 수조(50)의 저면(53)에 설치된 복수의 에어 인젝터(60)에서 에어가 섞인 물을 분출함으로써, 양식 수조(50) 중의 양식수(W)에, 각 도면 중의 화살표로 나타내는 바와 같이, 격벽(54) 주위를 연속적으로 선회하는 순환하는 수류(S)를 발생시킬 수 있고, 수류(S)를 따라서 헤엄치는 성질을 가진 수산생물(예를 들면, 보리새우, 홍다리얼룩새우, 모란새우, 히고로모에비, 징거미새우, 매미새우, 북쪽분홍새우, 대하, 모래새우, 흰다리새우)의 양식에 알맞다.

양식 수조(50)에 있어서는 폭기 장치(80) 및 복수의 수차(70)를 가동시킴으로써 공기 중의 산소를 양식수(W) 중에 효율적으로 공급할 수 있다. 수차(70)의 회전 날개(71)는 회전 방향이 변경 가능하므로, 순환하는 수류(S)의 방향 등 상황에 따라 적절한 방향으로 회전시킬 수 있다. 또한, 수차(70)의 회전 날개(71)를 차례로 회전시켰을 때에는 수류(S)의 속도가 커지지는 않지만, 수류(S)를 거슬러 역회전시키면 물을 밀어내게 되어, 흐름이 빨라진다. 이것은 에어 인젝터에서의 수류(S)의 생성이 불충분하였을 때에 유용하다.

폭기 장치(80)의 배수구(도시하지 않음) 하류에는 다수의 입상의 질화세균 고정화재가 담긴 통수성을 가진 바구니형 용기(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 본 실시 형태의 질화세균 고정화재에서는 질화세균을 고농도로 고정화할 수 있고, 유기계 담체로서는 비교적 내구성이 큰 발포성 담체인 물 팽창성의 폴리우레탄 폼 (팽창시: 10×10×10mm)를 사용하고 있다. 다만, 이 외에도 담체를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 내구성을 더 요구하는 높은 무기계의 다공질 담체를 사용할 수도 있다.

폭기 장치(80)는 양식수를 배출하는 공기를 혼합시키므로, 호기성 세균인 질화세균을 활발하게 한다. 또한, 바구니형 용기에 담긴 질화세균 고정화재는 용기 속에서 유동하여 물과 강제적으로 접촉하기 때문에, 질화세균 고정화재에 유지된 질화세균을 최대한 이용할 수 있다. 폭기 장치의 수량에 의해서도 질화세균에 의한 질화작용을 제어할 수 있으므로, 더 용이하게 양식수의 수질(C/N비)을 제어할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는 폭기 장치(80)의 하류에 통수성을 가진 바구니형 용기에 담긴 질화세균 고정화재가 배치되어 있으나, 복수의 에어 인젝터(60) 중에서 하나 이상의 에어 인젝터(60)에 통수성을 가진 바구니형 용기에 담긴 질화세균 고정화재를 배치하여도 좋다.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 이번에 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이지 제한적인 것은 아니라고 생각하여야 한다. 특히, 이번에 개시된 실시 형태에서 명시적으로 공개되지 않은 사항, 예를 들면, 운전 조건이나 조업 조건, 각종 파라미터, 구성물의 치수, 중량, 체적 등은 당업자가 통상 실시하는 범위를 일탈하는 것은 아니며, 통상의 당업자라면, 용이하게 상정하는 것이 가능한 값을 채용하고 있다.

산업상의 이용 가능성

본 발명은 육상에서 새우 등의 수산생물을 육성하기 위한 폐쇄 순환식 양식 시스템으로서 양식 어업이나 양식 수산업 등의 분야에서 널리 이용할 수 있다. 예를 들면, 하나의 실시 형태에서는 바이오플록에 포함되는 질화세균뿐 아니라, 담체에 담지된 질화세균에 의해 보조적으로 암모니아성 질소가 질화 작용되므로 바이오플록의 양이 과잉이 되는 것을 회피하여 양식수의 수질을 유지할 수 있다. 또 하나의 실시형태에서는 양식수 중의 C/N비를 제어할 수 있도록 함으로써 양식수의 수질을 유지할 수 있다. 본 발명에 의하면, 보다 맛있고, 선도 좋고, 및/또는 오래 보관할 수 있는 수산생물을 생산할 수 있다.

10 보온 하우스
10c 정상부
11 구조물
12 합성 수지 필름 재료
16 환기구
20 자동 급이기
30 보일러
31 연료 탱크
40 단열재
41 빔
50 양식 수조
51, 52 내벽면
53 저면
54 격벽
54a 단부
55 단부가 없는 유수로
60 에어 인젝터
70 수차
71 회전 날개
72 모터
80 폭기 장치
90 침전조
91 순환 펌프
100 양식 시스템
G 지면
H 수평면
S 수류

Claims

바이오플록을 사용하는 양식 시스템으로서, 양식 수조에 담체에 질화세균을 담지한 질화세균 고정화재를 구비한 것을 특징으로 하는 양식 시스템.
제1항에 있어서, 상기 질화세균 고정화재의 담체는 발포성 담체인 양식 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 질화세균 고정화재는 통수성을 가진 용기에 담긴 것인 양식 시스템.
제3항에 있어서, 상기 양식 수조에 상기 양식 수조 내의 수류를 순환시키기 위한 에어 인젝터와, 양식수를 배출하여 공기를 혼합시키기 위한 폭기 장치를 구비하고,
상기 질화세균 고정화재가 담긴 통수성을 가진 용기는 상기 에어 인젝터 및/또는 상기 폭기 장치의 하류에 배치된 것인 양식 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 양식 수조에 수차, 급이기 및 단열재 중 하나 이상을 구비한 것인 양식 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 양식 수조를 육상에 설치한 것인 양식 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 기재된 양식 시스템을 사용하여 대상인 수산생물을 양식하는 것을 특징으로 하는 수산생물의 생산 방법.
제7항에 있어서, 상기 수산생물은 해산생물인 수산생물 생산 방법.
제8항에 있어서, 상기 해산생물은 갑각류인 수산생물의 생산 방법.
제9항에 있어서, 상기 갑각류는 새우목인 수산생물 생산 방법.
제10항에 있어서, 상기 새우목은 보리새우상과인 수산생물 생산 방법.
제11항에 있어서, 상기 보리새우상과는 보리새우과인 수산생물의 생산 방법.
제12항에 있어서, 상기 보리새우과는 리토페나에우스속인 수산생물 생산 방법.
제13항에 있어서, 상기 리토페나에우스속은 흰다리새우(Litopenaeus vannamei)인 수산생물 생산 방법.