KR20200134078A - 아쿠아포닉스 복합 재배장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아쿠아포닉스 재배법과 다른 수경 재배법을 통합한 복합 재배장치에 관한 것으로 양분이 많이 필요하여 아쿠아포닉스 농법만으로 재배가 어려운 딸기같은 작물을 안정적으로 생장시킬 수 있는 효과를 달성할 수 있다.
Description
본 발명은 아쿠아포닉스 재배법과 다른 수경 재배법을 통합한 복합 재배장치에 관한 것이다.
시설재배 원예작물의 안정적인 생산을 위해서는 토양 양분관리가 매우 중요한 과제이다. 기존의 딸기와 같은 원예작물의 양액재배 방법은 분석센터에서 원수를 분석한 후 처방전을 바탕으로 양액을 제조하는 방식으로 양액재배를 하고 있다.
그러나 기존 양액재배 방법은 과다 시비와 연작으로 인하여 재배지의 유효인산 및 치환성 칼륨 등 염류의 집적이 심화되고 있으며 잦은 농약 사용으로 인한 미생물 생태계의 교란으로 작물의 생육불량, 수량 감소의 원인이 되고 있다.
상기의 문제 때문에 최근에는 한쪽에서는 양어를 양식하여 양어가 배설한 배설물을 바이오 필터탱크에서 배설물에 함유된 암모니아를 질산염으로 변환하여 재배베드로 순환시켜작물을 재배하는 방식인 아쿠아포닉스 농법이 널리 사용되고 있다. 그러나 아쿠아포닉스 농법 만으로는 딸기와 같은 작물에 대해 최적화된 농도의 양액을 공급하는 데에 어려운 문제가 있어이를 해결하기 위한 방안이 필요한 실정이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다
본 발명은 상기의 문제를 해결하는 새로운 방식의 아쿠아포닉스 복합 재배장치를 제공한다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 아쿠아포닉스 복합 재배장치는 양어양식수조, 바이오 필터 탱크, 영양원소 공급수단, 재배베드 및 배출관을 포함한다.
양어양식수조는 양어를 양식할 수 있도록 상면이 개방된 형상이다.
바이오 필터탱크는 양어양식수조로부터 양액을 공급받아 내부에서 배양된 박테리아에 의해 양액에 함유된 성분을 변경하여 공급한다.
영양원소 공급수단은 작물의 생장에 필요한 영양원소를 공급한다. 영양원소 공급수단은 물공급관, 원소수용액 탱크, 주입밸브를 포함한다.
물공급관은 재배베드와 연결되고 물을 공급한다.
원소수요액 탱크는 서로 다른 종류의 원소수용액을 각각 저장하도록 복수개로 구성된다.
주입밸브는 물공급관에 물이 흐를 때 원소 수용액이 주입되도록 복수의 원소수용액 탱크에 각각 설치된다.
재배베드는 바이오 필터 탱크에서 양액을 공급받고, 영양원소 공급수단으로 부터 영양원소를 공급받는다. 재배베드에는 양분의 농도를 측정하는 양분농도 측정기를 포함한다.
배출관은 재배베드와 연결되고 양액을 배출한다.
본 발명은 영양원소 공급수단을 제어하는 제어부를 추가로 포함하고, 제어부는 양분농도 측정기를 통해 측정된 양분의 농도에 따라 재배베드에 영양원소의 공급량을 제어한다.
본 발명은 배출관과 연결되어 배출된 양액을 회수하여 저장하는 배수탱크를 추가로 포함한다.
배수탱크는 배출된 양액을 양어양식수조에 리턴시키거나 배출된 양액을 외부로 배출하여 폐기하도록 제어되는 배수밸브를 포함한다. 배수 밸브는 3방 밸브일 수 있다. 배수탱크에는 저장된 양액에 함유된 영양원소의 농도를 측정하는 원소농도 측정기를 포함한다.
본 발명에 있어서, 일측은 바이오 필터 탱크 및 영양원소 공급수단과 연결되고 타측은 재배배드와 연결되며, 바이오 필터 탱크에서 공급되는 양액과 영양원소 공급수단에서 공급되는 영양원소를 믹싱하여 재배베드로 공급하는 믹싱탱크를 추가로 포함한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 아쿠아포닉스 복합 재배장치에 따르면, 양분이 많이 필요하여 아쿠아포닉스 농법만으로 재배가 어려운 딸기같은 작물을 안정적으로 생장시킬 수 있는 효과를 달성할 수 있다.
또한, 딸기 같은 식물체의 효과적인 생장 효과를 달성할 수 있고, 작물 재배지 상 염류의 직접 및 물리적 환경 개선할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.
또한, 딸기의 병 저항성 향상할 수 있고, 농수산 복합 시스템으로 농가 소득향상 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 아쿠아포닉스 복합 재배 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아쿠아포닉스 복합 재배 장치에서 믹싱탱크가 추가된 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아쿠아포닉스 복합 재배 장치에서 믹싱탱크가 추가된 모습을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 아쿠아포닉스 복합 재배 장치에 대하여 살펴본다.
일반적으로 특정한 작물 예컨데 딸기의 경우에는 생육 단계별로 양액의 영양분의 농도를 다르게 맞춰야 하는 경우가 있는데 아쿠아포닉스 농법은 양액에 포함된 영양분의 농도를 제어하기가 쉽지 않은 문제가 있다. 양액에 포함된 영양분의 농도를 높이기 위해서는 양어양식수조(100)에 양어를 더 추가 하거나 양어양식수조(100)를 추가로 설치하여야만 되는데 이 경우 양액에 포함된 양분의 농도가 빠르게 증가하는 것이 아니므로 본 발명과 같이 아쿠아포닉스 재배장치에 영양원소를 공급하는 영양원소 공급수단(120)을 추가하여 영양원소를 양액에 혼합하여 양액 속 영양분의 농도를 제어하면 상황에 따라 영양분의 농도를 조절하는 것이 가능하게 되는 것이다. 이러한 효과를 달성하기 위해 본 발명에 따른 아쿠아포닉스 복합 재배장치는 양어양식수조(100), 바이오 필터 탱크(110), 영양원소 공급수단(120), 재배베드(160) 및 배출관(210)을 포함한다.
양어양식수조(100)는 양어를 양식할 수 있도록 상면이 개방된 사각형의 형상이다. 양어양식수조(100)에는 여러 마리의 양어(미도시)가 키워진다. 양어는 작물이 생장하는 양액의 온도와 비슷한 온도에서 자라는 양어가 키워질 수 있다.
바이오 필터 탱크(110)는 양어양식수조(100)로부터 양액을 공급받아 내부에서 배양된 박테리아에 의해 양액에 함유된 성분을 변경하여 공급한다. 바이오 필터 탱크(110)는 상면이 개방된 사각형의 상자 형상이다.
바이오 필터 탱크(110)는 양어양식수조(100)로부터 양액을 공급받아 재배베드(160)로 공급되기 전에 바이오 필터 탱크(110) 내부에서 배양되는 박테리아에 의해 양액에 포함된 암모니아를 질산염으로 변환시키는 역할을 수행한다.
바이오 필터 탱크(110)에는 플라스틱 소재의 매개체(미도시)가 수용된다. 매개체는 복수개로 구성될 수 있다. 박테리아는 매개체에서 서식하고 바이오 필터 탱크(110)내부로 공급된 산소에 의해 배양된다. 산소는 공기중에 포함된 산소이며, 공기는 공기펌프(230)에 의해 공급된다. 공기펌프(230)는 양어양식수조(100)에도 공기를 공급되도록 하여 양어가 공기중의 산소에 의해 호흡하도록 한다.
바이오 필터 탱크(110)와 양어양식수조(100) 사이에는 연결배관(260)이 형성되며, 연결배관(260)은 상부에 설치되어 양어양식수조(100)의 수위가 일정량 이상으로 높아질 때 바이오 필터 탱크(110)로 양액이 넘어가게 된다. 이를 통해 바이오 필터 탱크(110)가 깨지거나 배관의 연결상태가 불량하여 물이 새는 경우에도 양어양식수조(100)의 수위는 일정하게 유지될 수 있기 때문에, 누수로 인해 양어가 폐사되는 것을 방지할 수 있다.
영양원소 공급수단(120)은 작물의 생장에 필요한 영양원소를 공급한다. 영양원소 공급수단(120)은 물공급관(150), 원소수용액 탱크(130), 주입밸브(미도시)를 포함한다.
물공급관(150)은 일측이 재배베드(160)와 연결되고 타측에 원수탱크(140)와 연결되어 원수탱크(140)의 물을 재배베드(160)로 공급한다.
원소수용액 탱크(130)는 서로 다른 종류의 원소수용액을 각각 저장하도록 복수개로 구성된다.
주입밸브는 물공급관(150)에 물이 흐를 때 원소수용액이 주입되도록 복수의 원소수용액 탱크(130)에 각각 설치된다.
영양원소 공급수단(120)에서는 물이 빠른 속도로 물공급관(150)에 흐르게 되면 베르누이의 원리를 통해 원소수용액이 별도의 펌프 없이 흐르는 물에 힙쓸리면서 공급되는 것이 가능하다. 베르누이 원리에 대한 내용은 주지관용기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 바이오 필터 탱크(110)와 재배베드(160)를 연결하여 양액을 공급하는 양액공급관(270)을 포함한다.
양액공급관(270)은 도 1에 도시된 바와 같이 물공급관(150)과 병렬로 연결되어 영양원소가 포함된 물이 물공급관(150)에 의해 공급되면 양액공급관(270)에 흐르는 양액과 섞여서 재배베드(160)로 공급된다.
양액공급관(270)에는 양액을 순환시키는 순환펌프(180)와 양액필터(170)가 설치될 수 있다.
영양원소 공급수단(120)의 원소수용액 탱크(130)는 본 실시예에서 3개로 구성되며 급액 방법은 A액(염화가리, 질산칼슘, 질산가리, 철), B액(제1인산가리, 황산마그네슘, 질산마그네슘, 황산가리, 질산가리, 황산망간, 황산아연, 붕산, 황산구리, 몰르브덴나트륨), C액(질산) 등을 작물생육과 재배 시기에 맞춰 적정량을 처방하여 사용한다.
구체적인 양액 배합 레시피는 경우에 따라 달라질 수 있다. 농도는 EC 0.6~1.0 범위 pH는 5.5~6.5 범위로 당일 기상 상황에 따라 하루 2~5회 나누어 공급하며 일몰 2시간 전에 마무리하는 것이 일반적이다. 영양원소 공급은 기본적으로 하루 2회 공급하며 과습하여 병해가 생기지 않도록 양액 공급의 총횟수는 6회 이상을 공급하지 않는다.
재배베드(160)는 작물이 자라는 공간을 형성하고 내부에는 작물이 자갈 또는 상토에 의해 고정되고 양액이 순환하면서 작물에 영양분을 공급한다. 본 실시예에서 작물 기존의 아쿠아포닉스 농법만으로는 재배가 어려운 딸기일 수 있다. 재배베드(160)는 바이오 필터 탱크(110)에서 양액을 공급받고, 영양원소 공급수단(120)으로부터 영양원소를 공급받는다. 재배베드(160)에는 양분의 농도를 측정하는 양분농도 측정기를 포함한다.
양분농도 측정기(미도시)는 양어가 배설한 배설물을 통해 배양된 양분의 농도를 측정하여 영양원소를 얼마만큼 믹싱할지 결정하기 위해 재배베드(160) 내에 있는 양액의 양분농도를 측정한다.
배출관(210)은 재배베드(160)와 연결되고 양액을 배출한다.
본 발명은 영양원소 공급수단(120)을 제어하는 제어부(미도시)를 추가로 포함하고, 제어부는 양분농도 측정기를 통해 측정된 양분의 농도에 따라 재배베드(160)에 영양원소의 공급량을 제어한다.
영양원소가 포함된 양액은 재배베드(160)를 거쳐 배출되면 내용물이 변질되어 있기 때문에 폐기를 해야 한다. 이 경우 양액을 외부로 배출할 때 폐기물 처리비용이 많이 발생될 수 있고 양어 양식수조에 새로운 물을 계속 공급해주어야 하기 때문에 물 사용량도 많아 질 수 밖에 없다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 배출관(210)과 연결되어 배출된 양액을 회수하여 저장하는 배수탱크(190)를 추가로 포함한다. 배수탱크(190)는 배출된 양액을 양어양식수조(100)에 리턴시키거나 배출된 양액을 외부로 배출하여 폐기하도록 하는 배수밸브(200)를 포함한다. 배수밸브(200)는 3방 밸브(220)일 수 있다.
배수탱크(190)에서 배수된 양액은 3방 밸브(220)에 의해 리턴파이프(240)로 이동되어 양어양식수조(100)로 공급되거나 배출파이프(250)로 이동되면서 외부로 배출될 수 있다.
배수탱크(190)에는 저장된 양액에 함유된 영양원소의 농도를 측정하는 원소농도 측정기(미도시)가 포함된다. 원소농도가 높으면 양어양식수조(100)로 리턴시에 양어에 치명적이게 되는데 배수탱크(190)에 수용된 양액에 함유된 영양원소의 농도를 판단하는 측정 수단인 원도농도 측정기를 구비하여 양어양식수조(100)에 리턴할지 여부를 결정하게 된다. 원소농도 측정기는 상기에 언급한 제어부와 연결된다.
본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 일측은 바이오 필터 탱크(110) 및 영양원소 공급수단(120)과 연결되고 타측은 재배베드(160)와 연결되며, 바이오 필터 탱크(110)에서 공급되는 양액과 영양원소 공급수단(120)에서 공급되는 영양원소를 믹싱하여 양액공급관(270)을 통해 재배베드(160)로 공급하는 믹싱탱크(280)를 추가로 포함한다.
믹싱탱크(280)는 양액과 영양원소가 골고루 섞인 상태에서 재배베드(160)에 공급되도록 믹싱탱크(280)에서 믹싱 한 후에 재배베드(160)에 공급되도록 할 수 있다. 도 1에 도시된 것처럼 믹싱탱크(280)가 없는 구조에서는 영양원소가 함유된 물과 양액이 완전히 섞이지 않은 상태에서 재배베드(160)에 공급될 수 있다. 그러나 믹싱탱크(280)에서 먼저 믹싱을 하게 되면 양액과 영양원소가 함유된 물이 완전히 섞인 상태에서 공급되기 때문에 작물에 안정적으로 영양분을 공급하는 것이 가능한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100: 양어양식수조
110: 바이오 필터 탱크
120: 영양원소 공급수단
130: 원소수용액 탱크
140: 원수탱크
150: 물공급관
160: 재배베드
170: 양액필터
180: 순환펌프
190: 배수탱크
200: 배수밸브
210: 배출관
220: 3방 밸브
230: 공기펌프
240: 리턴파이프
250: 배출파이프
260: 연결배관
270: 양액공급관
280: 믹싱탱크
110: 바이오 필터 탱크
120: 영양원소 공급수단
130: 원소수용액 탱크
140: 원수탱크
150: 물공급관
160: 재배베드
170: 양액필터
180: 순환펌프
190: 배수탱크
200: 배수밸브
210: 배출관
220: 3방 밸브
230: 공기펌프
240: 리턴파이프
250: 배출파이프
260: 연결배관
270: 양액공급관
280: 믹싱탱크
Claims (7)
- 양어를 양식하는 양어양식수조;
상기 양어양식수조로부터 양액을 공급받아 내부에서 배양된 박테리아에 의해 상기 양액에 함유된 성분을 변경하여 공급하는 바이오 필터 탱크;
작물의 생장에 필요한 영양원소를 공급하는 영양원소 공급수단;
상기 바이오 필터 탱크에서 양액을 공급받고, 상기 영양원소 공급수단으로 부터 상기 영양원소를 공급받는 재배베드; 및
상기 재배베드와 연결되고 상기 양액을 배출하는 배출관
을 포함하는 아쿠아포닉스 복합 재배 장치. - 제1항에 있어서,
상기 재배베드에는 양분의 농도를 측정하는 양분농도 측정기를 포함하는 아쿠아포닉스 복합 재배 장치. - 제2항에 있어서,
상기 영양원소 공급수단을 제어하는 제어부를 추가로 포함하고, 상기 제어부는 상기 양분농도 측정기를 통해 측정된 상기 양분의 농도에 따라 상기 재배베드에 상기 영양원소의 공급량을 제어하는 아쿠아포닉스 복합 재배 장치. - 제1항에 있어서,
상기 배출관과 연결되어 상기 배출된 상기 양액을 회수하여 저장하는 배수탱크를 추가로 포함하고, 상기 배수탱크는 배출된 상기 양액을 상기 양어양식수조에 리턴시키거나 배출된 상기 양액을 외부로 배출하여 폐기하도록 제어되는 배수밸브를 포함하는 아쿠아포닉스 복합 재배 장치. - 제4항에 있어서,
상기 배수탱크에는 저장된 상기 양액에 함유된 영양원소의 농도를 측정하는 원소농도 측정기를 포함하는 아쿠아포닉스 복합 재배 장치 - 제1항에 있어서,
상기 영양원소 공급수단은:
상기 재배베드와 연결되고 물을 공급하는 물공급관;
서로 다른 종류의 원소수용액을 각각 저장하는 복수개의 원소수용액 탱크;
상기 물공급관에 물이 흐를 때 상기 원소 수용액이 주입되도록 상기 복수의 원소수용액 탱크에 각각 설치되는 주입밸브;
를 포함하는 아쿠아포닉스 복합 재배 장치. - 제1항에 있어서,
일측은 상기 바이오 필터 탱크 및 상기 영양원소 공급수단과 연결되고 타측은 재배배드와 연결되며, 상기 바이오 필터 탱크에서 공급되는 양액과 상기 영양원소 공급수단에서 공급되는 상기 영양원소를 믹싱하여 상기 재배베드로 공급하는 믹싱탱크를 추가로 포함하는 아쿠아포닉스 복합 재배 장치.
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| KR1020190059647A KR102226453B1 (ko) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | 아쿠아포닉스 복합 재배장치 |
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| KR102226453B1 KR102226453B1 (ko) | 2021-03-12 |
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Country Status (1)
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| KR (1) | KR102226453B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102535653B1 (ko) * | 2022-10-12 | 2023-05-26 | 주식회사 아쿠아랩 | 혼합 결합형 아쿠아포닉스 시스템 |
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