KR20190138134A - 미스트 노즐을 이용한 해조류 육상 양식장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해조류 육상 양식장치에 관한 것으로서, 해수가 수용되는 양식수조(110)와; 상기 양식수조(110)에 일정각도 경사지게 배치되며 광을 발생시키는 광발생부(120)와; 상기 양식수조(110)의 상부에 구비되어 상기 광발생부(120)를 향해 해수를 분사하는 해수공급부(130)를 포함하며, 상기 광발생부(120)는, 해수와 닿지 않게 상기 양식수조(110)의 상부에 배치되며, 상면에 해조류가 안착되는 함체 형상의 케이싱(121)과; 상기 케이싱(121)의 내부에 구비되어 해조류가 광합성을 하도록 해조류를 향해 광을 조사하는 복수개의 광원모듈(123)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

미스트 노즐을 이용한 해조류 육상 양식장치{LAND-BASED SEAWEED CULTIVATION SYSTEM USING MIST NOZZLE}
본 발명은 해조류 육상 양식장치에 관한 것으로서, 보다 자세히는 김이나 꼬시레기와 같은 해조류를 육상에서 양식할 수 있게 하는 해조류 육상 양식장치에 관한 것이다.
해조류 양식은 통상 해상에 일정한 구획을 정하여 발대나 지지목을 설치하고 여기에 육상의 수조에서 유주자나 포자 등이 채묘되어 부착된 합성섬유 등을 해상의 양식장에 설치한 발대나 지지목에 감아서 이식하여 양식하는 방법이 주를 이루어왔다.
육상의 수조에서 해조류를 생산하는 양식방법 역시 인공 채묘된 합성섬유 등을 별도의 성장용 수조 내의 구조물에 이식하여 양식하는 방법이 사용되어 왔다. 육상의 수조를 이용하는 해조류 양식 방법은 해양의 환경을 인공적으로 육상 수조로 옮겨온 것을 이용한 방법이기 때문에 해조류를 부력에 의해 지탱하고 양분을 공급할 수 있도록 하기 위한 대량의 해수가 필요하고, 이에 따라 해수를 여과하기위한 여과장치, 온도조절장치 등의 대규모의 시설이 필요하여 양식에 사용하기 위한 해수를 공급하고 처리하는데 많은 비용의 발생이 요구된다.
이러한 단점에 비해 해상에서 환경변화에 따른 대처가 어려운 점을 고려하면 육상의 인공적 양식장치는 수온, 염분 등의 환경조건을 인위적으로 조절하기 쉬운 장점을 갖고 있어 최근에 육상 양식에 관한 관심이 증가하고 있다.
그러나, 육상 양식의 경우 해조류를 지지하기 위한 많은 공간이 요구되고, 광합성을 위한 광원의 설치가 어려워 양식된 해조류의 풍미를 일정하게 유지시키기 어려운 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 양식에 필요한 공간을 최소화시키고 주기적인 광의 공급으로 풍미가 향상된 해조류를 양식할 수 있는 해조류 육상 양식장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적은 양의 해수로 지속적인 수분공급이 가능한 해조류 육상 양식장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 해조류의 종류에 따라 해수공급량과 광량을 조절할 수 있는 해조류 육상 양식장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 해조류 육상 양식장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 해조류 육상 양식장치는, 해수가 수용되는 양식수조(110)와; 상기 양식수조(110)에 일정각도 경사지게 배치되며 광을 발생시키는 광발생부(120)와; 상기 양식수조(110)의 상부에 구비되어 상기 광발생부(120)를 향해 해수를 분사하는 해수공급부(130)를 포함하며, 상기 광발생부(120)는, 해수와 닿지 않게 상기 양식수조(110)의 상부에 배치되며, 상면에 해조류가 안착되는 함체 형상의 케이싱(121)과; 상기 케이싱(121)의 내부에 구비되어 해조류가 광합성을 하도록 해조류를 향해 광을 조사하는 복수개의 광원모듈(123)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 케이싱(121)의 상면을 덮어 상기 해수공급부(130)로부터 공급된 해수를 흡수하여 상기 해조류로 해수를 공급하는 흡수성직물(140)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 케이싱(121)의 상면에는 해조류가 부착되는 부착홈(122)이 일정 깊이 함몰되게 일정 간격으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 해수공급부(130)는, 상기 양식수조(110)의 하부에 구비되는 수중펌프(131)와; 상기 양식수조(110)의 상부에 배치되어 상기 케이싱(121)을 향해 해수를 균일하게 분사하는 복수개의 해수공급노즐(135)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 수중펌프(131)의 해수공급량과 상기 광원모듈(123)의 광량을 조절하는 제어부(150)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해조류 육상 양식장치는 케이싱의 표면에 해조류를 부착시키고 케이싱을 양식수조의 내부에 경사지게 배치시킨다. 이에 의해 양식에 소요되는 공간을 줄일 수 있다.
또한, 케이싱의 상면에서 노즐을 이용하여 해수를 공급하기 때문에 적은 양의 해수로도 운영이 가능하며, 케이싱의 내부에서 광을 공급하여 해조류가 광을 보다 효율적으로 이용하여 생장하도록 한다. 이 때, 케이싱의 상면을 흡수성직물이 덮어 해조류의 이탈을 방지하고 수분과 양분의 연속적인 공급이 가능해지게 한다.
또한, 제어부의 제어에 의해 광량과 해수공급량을 조절하여 각각의 해조류들의 최적 생장 조건을 제공할 수 있기 때문에, 빠른 생장률과 높은 품질을 가진 해조류의 양식이 가능해질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해조류 육상 양식장치의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 해조류 육상 양식장치의 광발생부의 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 해조류 육상 양식장치의 제어흐름을 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 해조류 육상 양식장치의 단면구성을 도시한 단면예시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 해조류 육상 양식장치(100)의 구성을 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 해조류 육상 양식장치(100)는 바다가 아닌 육상에서 김이나 꼬시레기와 같은 해조류를 양식하는데 사용된다. 해조류 육상 양식장치(100)는 해수(W)가 수용되는 양식수조(110)와, 양식수조(110)의 상부에 구비되어 해조류(A)가 부착되어 성장할 공간을 제공하고 광합성에 필요한 광을 공급하는 광발생부(120)와, 광발생부(120)의 상부로 해수(W)를 공급하여 해조류(A)의 생장에 필요한 수분과 양분을 공급하는 해수공급부(130)와, 광발생부(120)의 상면에 덮여져 해조류(A)의 이탈을 방지하고 수분의 연속적인 공급을 가능하게 하는 흡수성직물(140)과, 해수공급부(130)의 해수공급주기와 광발생부(120)의 광량을 제어하는 제어부(150)를 포함한다.
양식수조(110)는 해조류(A)가 양식될 공간을 제공한다. 양식수조(110)는 해수(W)가 수용될 수 있는 함체 형상으로 형성된다. 양식수조(110)는 외부에서 내부를 확인할 수 있도록 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
양식수조(110)의 크기는 양식규모에 따라 다양하게 구비될 수 있다. 해수(W)는 광발생부(120)와 닿지 않는 높이로 양식수조(110)의 하부에 채워진다. 해수(W)는 해조류(A)의 생장에 적합한 염도를 갖도록 구비되며, 해조류의 생장에 필요한 영양분도 함께 혼합되어 준비될 수 있다. 해수(W)는 양식되는 해조류(A)의 종류에 따라 상이하게 준비될 수 있다.
광발생부(120)는 해조류(A)가 부착되어 생장할 공간을 제공하고, 더불어 해조류(A)의 생장에 필요한 광을 제공한다. 도 2는 광발생부(120)의 정면구성을 도시한 정면도이다. 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 광발생부(120)는 케이싱(121)과, 케이싱(121)의 내부에 수용된 복수개의 광원모듈(123)을 포함한다.
케이싱(121)은 일정 면적을 가지며 폭에 비해서 상대적으로 작은 두께를 갖는 함체 형상으로 형성된다. 케이싱(121)의 상면에는 해조류(A)가 부착되어 생장하게 된다. 도 4에 도시된 바와 같이 케이싱(121)의 상면에는 해조류(A)가 외부로 이탈되지 않고 부착된 상태를 유지할 수 있도록 일정간격으로 복수개의 부착홈(122)이 형성된다.
부착홈(122)에는 포자상태에서 일정 크기 생장한 미성숙 해조류(A)가 안착된다. 해조류(A)는 부착홈(122)의 함몰 깊이에 의해 위치가 지지되어 외부로 이탈되지 않는다.
광원모듈(123)은 일정 길이를 갖는 바 형태로 형성되며, 케이싱(121)의 내부에 복수개가 병렬형태로 배치된다. 광원모듈(123)의 상면에는 복수개의 LED(123a)가 구비된다.
LED(123a)에서 발생되는 광은 케이싱(121)의 상면으로 공급되고, 해조류(A)가 광합성에 의해 생장할 수 있게 한다.
여기서, 광발생부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 양식수조(110)의 내부에 일정 각도 경사지게 배치된다. 광발생부(120)가 수평하게 배치되지 않고 경사지게 배치되는 것은 동일 면적의 양식수조(110)에 보다 많은 광발생부(120)를 배치하기 위함이다.
즉, 일정 각도 경사지게 광발생부(120)가 배치될 경우, 양식수조(110)를 점유하는 점유면적이 줄어들어 양식에 소요되는 공간이 줄어들기 때문이다.
여기서, 광발생부(120)의 경사각도는 90°에 가까울수록 공간절약의 효과는 높으나, 경사각도에 의해 해조류(A)가 낙하될 수 있으며 해수(W)가 해조류(A)에 흡수되지 않고 낙하되는 량이 많을 수 있어 비효율적이다.
반면에 광발생부(120)의 경사각도가 30°보다 작을 경우 공간절약의 효과가 미비하다. 이에 따라 광발생부(120)의 경사각도는 30°~80°범위로 형성되는 것이 바람직하다.
광발생부(120)의 하부는 지지프레임(125)에 의해 지지되어 경사각도가 유지될 수 있다.
해수공급부(130)는 양식수조(110) 내부의 해수(W)를 광발생부(120)의 케이싱(121) 상면으로 공급하여 해조류(A)의 양식에 필요한 수분과 영양분을 공급한다.
해수공급부(130)는 해수(W) 내부에 배치되는 수중펌프(131)와, 양식수조(110)의 상부에 배치되는 복수개의 해수공급노즐(135)과, 수중펌프(131)와 해수공급노즐(135)을 연결하는 해수공급관(133)을 포함한다.
수중펌프(131)는 제어부(150)의 제어에 의해 해수(W)를 해수공급노즐(135)로 공급하고, 해수공급노즐(135)은 도 2에 도시된 바와 같이 케이싱(121)의 상부로 해수(W)를 분사한다. 해수(W)는 케이싱(121)의 경사각도에 의해 케이싱(121)의 상면을 따라 이동하게 된다.
흡수성직물(140)은 케이싱(121)의 상면을 덮어 해조류(A)의 안착과 생장을 지지하고, 해수공급노즐(135)로부터 분사된 해수(W)를 흡수한다. 케이싱(121)의 경사각도에 의해 해조류(A)는 케이싱(121)의 하부로 낙하될 수 있다. 흡수성직물(140)은 케이싱(121)을 덮어 부착홈(122)에 안착된 해조류(A)의 위치가 유지되도록 한다.
흡수성직물(140)은 해조류(A)의 표면을 덮어야 하므로 중량이 무거우면 해조류(A)의 성장을 방해할 수 있다 이에 중량이 적고 흡수성이 높은 부직포나 편직물과 같은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 흡수성직물(140)은 해수공급노즐(135)로부터 분사된 해수(W)를 흡수하고 천천히 해조류(A)로 공급한다.
해조류의 성장이 완성된 시기의 크기, 특성 및 해수의 체류시간에 따라 흡수성직물(140)의 중량 및 두께을 결정해야 하며, 각 해조류의 특성과 생장속도에 따라 다양한 두께 및 중량의 흡수성직물을 이용한 실험을 반복한 결과, 김 또는 꼬시레기의 경우에는 흡수성직물(140)의 중량은 80 내지 120g/m2, 두께는 300 내지 500㎛ 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하였다.
더 바람직하게는 흡수성직물(140)의 중량은 100m2, 두께 350㎛ 일 때 해조류의 성장에 영향이 적고, 공급되는 해수의 양을 최소로 사용할 수 있었다.
이에 의해 케이싱(121)의 경사각도에 의해 해수(W)가 하부로 낙하되고 해조류(A)의 표면이 건조해지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 흡수성직물(140)이 수분을 머금은 상태에서 천천히 수분을 해조류(A)로 공급해 해조류(A)가 건조해지는 것을 방지한다.
제어부(150)는 양식대상인 해조류의 종류와 양식환경에 따라 광발생부(120)의 광량과 해수공급부(130)의 해수공급량을 조절하여 해조류의 풍미가 향상되도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이 관리자는 입력부(151)를 통해 광발생부(120)의 광공급주기와 해수공급주기 및 해수공급량을 조절할 수 있다. 타이머(153)는 설정된 광공급주기와 해수공급주기에 따라 LED(123a)와 수중펌프(131)로 전원이 공급되게 한다.
관리자는 양식대상 종에 따라, 계절에 따른 일조량과 습도 등을 고려하여 제어부(150)를 통해 광발생부(120)의 광공급주기와 해수공급주기 및 해수공급량을 조절한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 해조류 육상 양식장치(100)을 통한 해조류 육상 양식과정을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
관리자는 양식수조(110)의 내부에 해수(W)를 채운다. 이 때, 해수(W)는 지지프레임(125) 보다 낮게 채워진다.
작업자는 케이싱(121)의 상면에 형성된 부착홈(122)에 양식할 대상인 해조류(A)를 안착시키고, 해조류가 이탈되지 않도폭 흡수성직물(140)을 덮는다.
그리고, 흡수성직물(140)이 덮혀진 광발생부(120)를 양식수조(110)의 내부에 경사지게 배치한다. 도 1에는 양식수조(110) 내부에 하나의 광발생부(120)만 도시되었으나, 양식수조(110)의 크기에 따라 복수개의 광발생부(120)가 직렬 및 병렬식으로 배치될 수 있다.
해수(W) 내부에 수중펌프(131)가 배치되고, 수중펌프(131)와 해수공급관(133)에 의해 연결된 복수개의 해수공급노즐(135)이 도 2에 도시된 바와 같이 양식수조(110)의 상부에 배치된다.
도면에 도시되지 않았으나 수중펌프(131)와 LED(123a)는 전원라인이 연결되고, 제어부(150)의 제어에 의해 전원공급이 단속된다.
관리자는 입력부(151)를 통해 수중펌프(131)의 구동주기와 LED(123a)의 광발생 주기를 입력한다. 이에 의해 관리자가 없더라도 주기별로 수중펌프(131)가 동작되어 해수공급노즐(135)을 통해 해수(W)가 케이싱(121)의 상면으로 공급될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 해수공급노즐(135)에 의해 해수(W)가 공급되면, 해수(W)는 케이싱(121)의 상면을 따라 흘러내리며 흡수성직물(140)에 흡수된다. 흡수성직물(140)은 시간의 경과에 따라 천천히 해조류(A)로 수분과 영양분을 공급하게 된다.
이 때, 케이싱(121)의 내부에 수용된 광원모듈(123)의 LED(123a)는 광을 발생시켜 해조류(A)가 광합성을 하며 성장하게 한다. 이에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 케이싱(121)의 표면에서 해조류(A)가 넓게 성장하게 된다.
본 발명의 해조류 육상 양식장치(100)를 통한 실험결과 꼬시레기 양식의 경우 하루에 2회 각각 4시간씩 해수의 공급을 중단하고 양식을 진행하는 경우에 엽상체 내에 존재하는 가용성 단백질 함량이 50% 이상 증가하는 것으로 나타났으며, 이에 의하여 꼬시레기의 풍미가 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
반면, 해수의 중단없이 12시간 동안 해수를 공급하며 양식을 진행하는 경우 가용성 단백질 함량은 아침 7시 기준으로 4.0mg/g인 반면에 오전 10:00 부터 14:00까지 해수 공급을 중단하고 그 외 시간에는 해수를 공급하며 양식을 진행하는 경우 가용성 단백질 함량은 6.1mg/g으로 50% 이상 증가한 것을 알 수 있었다.
이러한 실험결과를 기초로 관리자는 LED(123a)의 광량과 해수의 공급주기를 조절하여 해조류에 필요한 영양소의 함량을 조절할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 해조류 육상 양식장치는 케이싱의 표면에 해조류를 부착시키고 케이싱을 양식수조의 내부에 경사지게 배치시킨다. 이에 의해 양식에 소요되는 공간을 줄일 수 있다.
또한, 케이싱의 상면에서 해수를 공급하고, 케이싱의 내부에서 광을 공급하여 해조류가 성장하도록 한다. 이 때, 케이싱의 상면을 흡수성직물이 덮어 해조류의 이탈을 방지하고 수분과 양분의 연속적인 공급이 가능해지게 한다.
또한, 제어부의 제어에 의해 광량과 해수공급량을 조절하여 해조류의 영양성분 함량을 조절할 수 있어 풍미가 좋은 해조류의 양식이 가능해질 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 해조류 육상 양식장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100 : 해조류 육상 양식장치 110 : 양식수조
120 : 광발생부 121 : 케이싱
122 : 부착홈 123 : 광원모듈
123a : LED 125 : 지지프레임
130 : 해수공급부 131 : 수중펌프
133 : 해수공급관 135 : 해수공급노즐
140 : 흡수성직물 150 : 제어부
151 : 입력부 153 : 타이머
A : 해조류
W : 해수

Claims (5)

  1. 해조류 육상 양식장치에 있어서,
    해수가 수용되는 양식수조(110)와;
    상기 양식수조(110)에 일정각도 경사지게 배치되며 광을 발생시키는 광발생부(120)와;
    상기 양식수조(110)의 상부에 구비되어 상기 광발생부(120)를 향해 해수를 분사하는 해수공급부(130)를 포함하며,
    상기 광발생부(120)는,
    해수와 닿지 않게 상기 양식수조(110)의 상부에 배치되며, 상면에 해조류가 안착되는 함체 형상의 케이싱(121)과;
    상기 케이싱(121)의 내부에 구비되어 해조류가 광합성을 하도록 해조류를 향해 광을 조사하는 복수개의 광원모듈(123)을 포함하는 것을 특징으로 하는 해조류 육상 양식장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이싱(121)의 상면을 덮어 상기 해수공급부(130)로부터 공급된 해수를 흡수하여 상기 해조류로 해수를 공급하는 흡수성직물(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해조류 육상 양식장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 케이싱(121)의 상면에는 해조류가 부착되는 부착홈(122)이 일정 깊이 함몰되게 일정 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해조류 육상 양식장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 해수공급부(130)는,
    상기 양식수조(110)의 하부에 구비되는 수중펌프(131)와;
    상기 양식수조(110)의 상부에 배치되어 상기 케이싱(121)을 향해 해수를 균일하게 분사하는 복수개의 해수공급노즐(135)을 포함하는 것을 특징으로 하는 해조류 육상 양식장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수중펌프(131)의 해수공급량과 상기 광원모듈(123)의 광량을 조절하는 제어부(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해조류 육상 양식장치.
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