KR20220136016A - 무균 양압 회전식 버섯 재배기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 버섯의 인공재배기에 관한 것이다. 특히 버섯의 밀집 재배를 위해 한 쌍의 회전 원판에 버섯 배지를 밀집하게 배열하여 단위 면적당 생산량을 증대시키고 종래의 온실 형태의 재배 시스템에서 문제점으로 대두되고 있는 상대적으로 재배사의 넓은 공간을 살균, 온도 및 습도, 산소와 탄산가스 등의 재배공정 조정을 조절하기 위한 오염방지, 냉각과 가습의 물리적 충돌로 인한 비효율, 운전 조작의 복잡성 등을 배제할 수 있는 단순하고 효과적인 특징을 가진 완전한 무균, 고습, 냉각, 양압 상태의 재배환경을 유무선 원격제어로 유지관리할 수 있는 무균 양압 회전식 버섯 재배기에 관한 것이다.

Description

무균 양압 회전식 버섯 재배기{Mushroom cultivator with asepsis, positive pressure and rotary device}
본 발명은 버섯의 인공재배기에 관한 것이다. 특히 버섯의 밀집 재배를 위해 한 쌍의 회전 원판에 버섯 배지를 밀집하게 배열하여 단위 면적당 생산량을 증대시키고 종래의 온실 형태의 재배 시스템에서 문제점으로 대두되고 있는 상대적으로 재배사의 넓은 공간을 살균, 온도 및 습도, 산소와 탄산가스 등의 재배공정 조정을 조절하기 위한 오염방지, 냉각과 가습의 물리적 충돌로 인한 비효율, 운전 조작의 복잡성 등을 배제할 수 있는 단순하고 효과적인 특징을 가진 완전한 무균, 고습, 냉각, 양압 상태의 재배환경을 유무선 원격제어로 유지관리할 수 있는 무균 양압 회전식 버섯 재배기에 관한 것이다.
일반적으로 버섯의 인공재배는 다음 몇 가지의 필요충분조건을 만족시켜야 완전한 성장률이 확립되는 것으로 알려져 있다. 즉 ① 배지 조성물(영양분 공급) ② 온도, 습도(공급수의 수질, pH 및 전해질 등), 공기(O2, CO2) 등의 생육환경 ③ 광원(조명), 풍량, ④ 버섯이외 유해 균의 완전한 방역 및 ⑤ 기타 성장 조건의 조절 등이다.
상기한 배양조건 가운데 ② 및 ④의 조건인 온도, 습도, 공기(O2, CO2) 등의 생육환경의 조정 및 버섯 이외의 유해균 특히 곰팡이 등의 오염에 의한 버섯 재배실의 완전한 방역 시스템의 구축은 매우 어려운 실정으로 유해균의 침입이나 감염으로 인한 피해는 막대하여 일단 악성 곰팡이류에 의한 감염으로 재배사 전체의 버섯이 일시에 피해를 입는 상황이 종종 발생하고 있다.
한편 특허문헌 1에는 원판 회전형 버섯 재배기를 좁은 공간에 대량으로 버섯을 재배할 수 있도록 하고 고온 다습한 환경에서 곰팡이의 번식을 억제하면서 버섯의 성장속도를 증대 시킬 수 있는 버섯의 인공 재배시스템 및 장치에 관하여 개시되어 있다. 그러나 전면이 개방된 직육면체 형상으로 배지 원판에 공급되는 공기는 외부 유입 팬에 의해 공급되는 시스템으로 대기 중의 공기와 완전히 차단되지 않는 상태에서 UV 조사 등에 의한 곰팡이 균 등의 살균에는 한계가 있으며, 유해균의 완전한 방제에는 한계가 있다.
특허문헌 2에는 일반 농가에서 단위 면적당 버섯 재배 량을 극대화 시킬 수 있는 드럼형 버섯 재배기에 대하여 개시되어 있으며, 배지 온도와 공급 공기의 온도 및 상대 습도의 차이를 이용한 배지에 이슬점 온도를 이용한 버섯의 생육에 관한 시스템으로 이 장치 역시 외부 공기의 유입이나 수분 공급 시스템에 있어서 유해균의 침입이나 완전한 방제작업을 수행하기에는 여러 가지 문제점이 발생하고 있다.
또한 특허문헌 1 및 2에서는 버섯 재배사 전체에 온도, 습도, 가스농도 등의 측정센서, 가습분무기의 멸균장치, UV에 의한 곰팡이균 등의 번식억제 등 매우 복잡한 장치 등의 설치로 과다한 비용이 발생하는 경우도 있으며, 때로는 유해균의 번식억제가 버섯자체의 생육에 저해되는 원인이 되기도 하는 사고가 발생되기도 한다.
따라서 원판 회전형이나 드럼형 버섯 재배기에서의 복잡한 재배 환경의 조절 등에서 발생되는 재배기 제조비용의 증가, 관리의 어려움, 및 균류의 감염 등에 의한 피해를 최소한으로 감소시킬 수 있는 효과적인 재배 시스템 및 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
대한민국특허 10-1839581(2018. 3. 12.) 대한민국특허 10-1837154(2018. 3. 5.)
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 본 발명의 목적은, 버섯재배 장치에 완전히 살균된 온도, 습도, 가스(O2, CO2) 농도 등이 조정된 청정 공기를 공급하고, 배지 재배 공간을 최소한으로 축소하여 외부와 단절시키고 외부의 대기압 보다 높은 압력으로 유지하여 제한된 공간에서 온도, 습도 등이 조절된 무균 상태에서 버섯을 재배 할 수 있는 버섯 재배기를 개발하여 재배사 내의 환경조건을 조절하거나 종래의 재배사에서 발생하는 여러 가지 문제점을 해결하고 특히 재배공간을 획기적으로 축소시킨 무균 양압 회전식 버섯 재배 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 버섯 재배를 위한 별도의 재배사를 배제하고 회전체 버섯 재배기 자체의 전면을 외기와 차단시켜 즉 회전체 버섯 재배기의 배지 부분의 소정공간을 밀봉하여 여기에 유해균의 오염 등이 완전히 차단된 온도, 습도, 가스농도(O2, CO2,) 등이 조정된 청정 공기를 공급하여 버섯의 종류에 따른 생육 조건 및 재배기간의 장단기에 관계없이 여러 가지 종류의 버섯에 적합한 생육조건을 별도로 부여하여 버섯의 밀집재배 및 균류의 감염을 완전히 배제 할 수 있는 효과적인 재배 시스템 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기는, 일정 반경의 원판으로 형성되며, 외측면에는 각각 버섯 종균이 접종된 버섯 배지가 수용되는 배지홀더가 소정간격을 두고 다수 구비되고, 일정 간격을 두고 상호 대향되는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판; 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판의 중앙을 상호 관통하는 회전 중심축으로서의 거치봉; 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판 사이에 밀착되게 부착되는 개스킷; 상기 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판의 외측면 가장 자리에 각각 외측 방향으로 돌출되게 형성되는 한 쌍의 원통형의 비닐 커버 홀더; 외주연 가장 자리 부분을 상기 한 쌍의 원통형의 비닐 커버 홀더에 부착하여 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판의 외측면이 비닐 돔을 이루도록 각각 커버하며, 다수의 필터 멤프레인이 형성되는 한쌍의 제 1 및 제 2 비닐 커버; 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 버섯 배지 원판을 상기 거치봉을 회전 중심축으로 소정속도로 회전이동시키도록 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 버섯 배지 원판의 외주연에 배치되는 원판 회전 구동부; 및 청정 공기 공급 장치에 연결되어 상기 개스킷 내로 삽입되어 무균 상태의 청정 공기를 공급하도록 된 청정 공기 공급 노즐부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 무균 상태의 청정 공기를 발생시켜 상기 청정 공기 공급 노즐부를 통해 공급하는 상기 청정 공기 공급장치; 자외선, 가시광선 및 적외선 파장 영역대의 빛을 상기 버섯 배지에 조사하는 조명장치; 및 상기 버섯 재배기의 모든 구성요소들의 제반 운행 조건을 IoT(사물 인터넷) 기반으로 통합 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 한 쌍의 원통형의 비닐 커버 홀더는, 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판의 외측면 가장 자리에서 각각 외측 방향으로 원형으로 이격하여 돌출되는 다수의 지지봉; 및 상기 다수의 지지봉 단부에 결합되는 지지링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개스킷은, 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판의 각 내측면에 상호 밀접하게 한쌍으로 대향하여 부착하여 접촉면을 통하여 공기의 유통을 막도록 설치하며, 상기 한 쌍의 개스킷의 밀착면 사이로 상기 청정 공기 공급 노즐부가 삽입되고, 상기 제 1 및 제 2 배지 원판에는 각각 다수의 청정 공기 유입홀이 형성되어 상기 청정 공기 공급 노즐부를 통해 공급되는 무균 상태의 청정 공기가 상기 다수의 청정 공기 유입홀을 통해 상기 한 쌍의 제 1 및 제 2 비닐 커버에 의해 형성되는 비닐 돔의 내부 공간으로 유입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 거치봉의 양단부는 비닐 돔을 이루도록 각각 커버되는 한쌍의 제 1 및 제 2 비닐 커버의 볼록한 끝단부까지 연장되어 돌출되며, 상기 거치봉의 중앙 일측에는 내부 공기의 환경 상태를 센싱하기 위한 무선 환경 센서가 설치되는 통기성 멤브레인으로 된 박스가 구비되고, 상기 거치봉의 양단부에는 봉 나사가 결합되어 나사의 조임 및 풀림에 의해 비닐 돔 내부 공기의 배출량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원판 회전 구동부는, 제 1 및 2 배지 원판의 하측부 또는 양 측면부에 적어도 하나 설치되며, 상기 한 쌍의 제 1 및 2 배지 원판의 외주면에 당접되어 맞물리는 롤러, 상기 롤러와 연동되는 가이드 롤러, 및 상기 가이드 롤러에 구동력을 전달하는 구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 청정 공기 공급 노즐부는, 상기 한 쌍의 밀착된 개스킷의 밀착면 사이로 삽입되는 노즐인 유선형 날개; 및 일단부는 상기 유선형 날개와 일체로 연통되며, 타단부는 상기 청정 공기 공급 장치와 연통되는 청정 공기 공급 파이프로 이루어지며, 상기 청정 공기 공급 장치는, 헤파필터를 통하여 미세입자와 병원균을 제거한 청정 공기를 발생시켜 고압 공기로서 공급하는 청정 공기의 송풍장치; 습도조절용 수분공급을 위한 냉각수를 발생시키는 냉각수 발생 열 교환 모듈; 및 상기 청정 공기의 송풍장치를 통해 공급되는 고압의 청정 공기를 공급받고, 상기 냉각수 발생 열 교환 모듈를 통해 냉각수를 공급받아 상기 고압의 청정 공기가 냉각수를 통해 온도 및 습도가 조절된 청정 공기를 생성시켜 상기 청정 공기 공급 노즐부의 상기 청정 공기 공급 파이프로 공급하도록 하는 고압 양생 청정 공기 발생 물탱크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기에 의하면, 버섯의 재배공간을 효율적으로 국한시켜 버섯의 재배환경을 제한된 제배 공간만으로 조성하여 설비비용 절감, 운행 조건의 단순화 및 자동 조정 방법을 획기적으로 개선 할 수 있는 완전한 방역 시스템을 갖춘 버섯재배 시스템을 확립 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기를 나타내는 전체 시스템 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기를 나타내는 전체 시스템의 사시도들이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기의 일 실시예를 나타내는 결합 사시도 및 분해 사시도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기의 원판 회전 구동부의 개략 사시도이다.
도 4b는 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기의 거치봉의 개략 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기의 배지 원판의 구조와 청정 공기 공급 흐름을 나타내는 도면들이다.
도 6은 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기에 공급되는 온도, 습도 등이 조절되는 무균 상태의 청정 공기 제조 시스템을 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기의 조명장치를 나타내는 사시도이다.
도 8은 대습도별 공기온도와 이슬점 온도와의 관계를 나타내는 그래프도이ㄷ다.
도 9는 기압 및 대기압 보다 높은 압력에서의 이슬점 온도를 나타내는 그래프도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기를 나타내는 전체 시스템 구성도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기를 나타내는 전체 시스템의 사시도들이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기의 일 실시예를 나타내는 결합 사시도 및 분해 사시도이고, 도 4a는 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기의 원판 회전 구동부의 개략 사시도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기의 거치봉의 개략 사시도이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기의 배지 원판의 구조와 청정 공기 공급 흐름을 나타내는 도면들이고, 도 6은 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기에 공급되는 온도, 습도 등이 조절되는 무균 상태의 청정 공기 제조 시스템을 나타낸 모식도이며, 도 7은 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배기의 조명장치를 나타내는 사시도이고, 도 8은 대습도별 공기온도와 이슬점 온도와의 관계를 나타내는 그래프도이고, 도 9는 기압 및 대기압 보다 높은 압력에서의 이슬점 온도를 나타내는 그래프도이다.
도 1 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전체를 구성하는 버섯 재배기 시스템은, 두 개의 제 1 및 제 2 배지 원판(101; 도 3a 및 도 3b 참조)을 일정간격을 두고 서로 마주보게 설치한 회전식 원통형 버섯 재배기(100), 무균 상태의 청정 공기를 회전식 원통형 버섯 재배기(100)에 공급하는 청정 공기 공급장치(200), 자외선, 가시광선 및 적외선 파장 영역대의 빛을 버섯 배지(1)에 조사하는 조명장치(300), 및 상기한 모든 구성요소들의 제반 운행 조건을 IoT(사물 인터넷) 형식으로 통합 제어하는 제어부(400)로 크게 구성된다.
여기서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 회전식 원통형 버섯 재배기(100)의 일측(좌측)에 제어부(400) 등이 수용되는 제어 패널 박스(10)가 형성되고, 하측으로는 회전식 원통형 버섯 재배기(100)와 제어 패널 박스(10)를 하부에서 지지할 수 있는 받침대(20)가 구비되어 본 발명에 따른 버섯 재배기를 안정적으로 지지할 수 있는 구조로 되어 있다.
또한, 받침대(20) 하측에는 캐스터(caster)(40)가 구비되어 이동형으로 제작이 가능하도록 되어 있다. 아울러, 회전식 원통형 버섯 재배기(100)의 타측(우측)에도 프레임 형태의 측부 지지대(30)가 설치되어 회전식 원통형 버섯 재배기(100)의 제 1 및 제 2 배지 원판(101)을 안정적으로 회전시키면서 지지할 수 있도록 되어 있다.
본 발명에 따른 회전식 원통형 버섯 재배기(100)는, 일정 반경의 원판으로 형성되며, 외측면에는 각각 버섯 종균이 접종된 버섯 배지(1)가 수용되는 배지홀더(113)가 방사상으로 소정간격을 두고 구비되고, 일정 간격을 두고 상호 대향되는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101); 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101)의 중앙을 상호 관통하는 회전 중심축으로서의 거치봉(108); 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101) 사이에 밀착되게 부착되는 개스킷(102); 상기 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101)의 외측면 가장 자리에 각각 외측 방향으로 돌출되게 형성되는 한 쌍의 원통형의 비닐 커버 홀더(103); 외주연 가장 자리 부분을 상기 한 쌍의 원통형의 비닐 커버 홀더(103)에 부착하여 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101)의 외측면을 돔형태로 각각 커버하며, 다수의 필터 멤프레인(107)이 형성되는 한쌍의 제 1 및 제 2 비닐 커버(106); 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 버섯 배지 원판(101)을 상기 거치봉(106)을 회전 중심축으로 소정속도로 회전이동시키도록 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 버섯 배지 원판(101)의 외주연에 배치되는 원판 회전 구동부(110); 및 청정 공기 공급 장치(200)에 연결되어 상기 개스킷 내로 삽입되어 청정 공기를 공급하도록 된 청정 공기 공급 노즐부(206)를 포함하여 이루어진다.
상기 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101)은, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 일정 반경의 금속(알루미늄, 스테인레스 등)으로 이루어지며, 중앙에 거치봉(108)을 구비하여 일정간격을 두고 서로 마주보게 설치하도록 된다.
또한, 제 1 및 제 2 배지 원판(101)은 각각 외측면에 버섯 종균이 접종된 버섯 배지(1; 도 2b 참조)를 수용하는 다수의 배지 홀더(113; 도 5a 및 도 5b 참조)가 방사상으로 소정간격을 두고 구비된다. 다수의 배지 홀더(113)는 다양한 형태가 가능하며, 후술하는 바에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
상기 거치봉(108)은 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101)의 중앙을 전후로 관통하여 회전 중심축의 역할을 수행하는 것으로, 양단부는 돔형태(비닐 돔 구조)로 각각 커버되는 한쌍의 제 1 및 제 2 비닐 커버(106)의 돔형태의 볼록한 끝단부까지 연장되어 돌출된다.
이때, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 거치봉(108)의 양단부에는 봉 나사(도면 번호 미부여)를 구비하여 나사의 조임 및 풀림에 의해 비닐 돔 내부 공기의 배출량을 조절할 수 있도록 구성할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 거치봉(108)은 중앙을 기준으로 대향하게 두 개의 제 1 및 제 2 원통형 박스(108-1, 108-2)가 일체로 이격 형성되어 제 1 원통형 박스는 건전지 박스이고, 제 2 원통형 박스는 그 내부에 버섯 재배기의 공기의 환경 상태(온도, 습도, 및 탄산가스 등)를 센싱하기 위한 블루투스나 와이파이 무선 환경센서를 설치하고, 외부로부터 물 등의 수분은 침투되지 않으면서 무선 적외선 및 전자파가 전송되도록 테프론 등과 같은 유전체 통기성 맴브레인으로 형성된다.
아울러, 상기 거치봉(108)은 버섯 재배기의 미사용시에는 손잡이로서 사용될 수도 있다.
상기 개스킷(102)은 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101) 사이에 밀착되게 부착되는 탄력성이 있는 실리콘 발포 재질로서, 마주 보는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101)의 각 내측면에 접착제를 사용하여 서로 밀접하게 한 쌍으로 상호 대향되게 부착하여 접촉면을 통하여 공기의 유통을 막도록 설치한다.
상기 한 쌍의 개스킷(102)은 강력하게 접착되어 있어 외부 공기의 유입이 불가능하도록 강력하게 밀착시킨다. 그리고 상기 한 쌍의 개스킷(102)의 밀착면 사이로 청정 공기 공급 노즐부(206)를 삽입하여 청정 공기를 버섯 재배기(100) 내부로 유입시킬 수 있게 된다.
상기 한 쌍의 원통형의 비닐 커버 홀더(103)는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101)의 외측면 가장 자리에 각각 외측 방향으로 돌출(배지 홀더(113) 보다 높게)되게 형성되는 것으로, 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101)의 외측면 가장 자리에서 각각 외측 방향으로 원형으로 이격하여 돌출되는 다수의 지지봉(104)과, 상기 다수의 지지봉(104)의 끝 단부에 결합되는 지지링(105)으로 이루어진다.
여기서, 상기 지지봉(104)은 금속 또는 플라스틱 재질일 수 있다.
상기 한쌍의 제 1 및 제 2 비닐 커버(106)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 각각 외주연 가장 자리 부분을 상기 한 쌍의 원통형의 비닐 커버 홀더(103)에 부착하여 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판(101)의 외측면을 돔형태(비닐 돔)로 각각 커버하는 것이다.
상기 제 1 및 제 2 비닐 커버(106)는 외주연 가장 자리 부분과 원통형의 비닐 커버 홀더(103)의 부착은 볼트 체결도 가능하나, 다른 부착 수단도 다양하게 사용할 수 있음은 물론이며, 그 부착 또는 체결 수단을 한정하는 것은 아니다.
상기 제 1 및 제 2 비닐 커버(106)의 재질은 일반 농업용 비닐로 소정 뚜께의 비닐 제품(PE, EVA, PVC, PO 등)을 사용할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 비닐 커버(106)에는 원판을 덮는 비닐에는 소정 직경(10내지 15㎝)의 구멍을 3개 내지 4개를 만들어 여기에 일정압력의 공기가 유통될 수 있는 필터 멤브레인(107; 예를 들면, 폴리에틸렌 필름)을 부착하여 버섯 재배기 일측(도면에서 하부)에서 청정 공기 공급 노즐부(206)를 통해 공급되는 청정 공기의 배출을 조절한다.
여기서, 제 1 및 제 2 비닐 커버(106)에 의해 버섯 배지(1) 부분을 덮는 비닐 돔 내부의 압력은 상기 필터 멤브레인(107) 및 거치봉(108) 단부의 봉 나사 등을 통하여 항상 외기의 대기압 보다 높게 유지되도록 조절한다.
또한, 돔 내부의 온도는 버섯 배지(1)에서 발생하는 열 및 적외선 광원에서 발생하는 열 등으로 버섯 배지나 자실체 온도보다 높게 유지되어 배지나 자실체 표면이 이슬점 온도가 되도록 하여 버섯 자실체에 충분한 수분이 공급되게 온도 및 습도 등을 조정한다.
상기 원판 회전 구동부(110)는, 도 2b 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 버섯 배지 원판(101)을 상기 거치봉(108)을 회전 중심축으로 해서 소정속도로 회전이동시키도록 한 쌍의 제 1 및 제 2 버섯 배지 원판(101)의 외주연에 함께 맞물리도록 배치되는 것으로, 버섯 재배기(100)의 대향하는 제 1 및 제 2 버섯 배지 원판(101)의 외주연 하부와 측면부에 롤러 형태로 설치하여 외부의 구동 장치를 통해 구동할 수 있도록 되어 제 1 및 제 2 버섯 배지 원판(101)을 일정 속도로 회전시켜 식물의 굴지성에 의한 휨 자람을 방지하여 버섯 자실체가 곧고 굵게 성장시킬 수 있게 한다.
즉, 도 2b 및 도 4에 도시된 바와 같아, 버섯 재배기의 제 1 및 2 배지 원판(101)의 하측부와 양 측면부에 육면체 지지대(109)를 설치하여 총 4개의 원판 회전 구동부(110)를 설치하되, 제 1 및 2 배지 원판의 외주면에 당접되는 롤러(111-1), 상기 롤러(111-1)와 연동되는 가이드 롤러(111-2), 및 상기 가이드 롤러에 구동력을 전달하는 모터와 같은 구동부(112)로 이루어진다.
도시된 예에서는 제 1 및 제 2 버섯 배지 원판(101)의 하부과 측면부에 각각 2개씩 총 4개이 롤러가 설치된 구조이며, 이 중 1개는 구동 롤러이고, 나머지 3개는 아이들 롤러로 설치할 수 있다. 물론, 도시된 예에서는 총 4개의 구동 롤러 구조이나, 그 개수를 한정하는 것은 아니다.
상기 청정 공기 공급 노즐부(206)는 청정 공기 공급 장치(200)에 연결되어 상기 한 쌍의 밀착된 한 쌍의 개스킷(102) 사이의 밀착면 공간 내로 삽입되어 청정 공기를 버섯 재배기 내부로 공급하는 역할을 수행한다.
상기 청정 공기 공급 노즐부(206)는 상기 한 쌍의 밀착된 개스킷(102)의 밀착면 사이로 삽입되는 노즐인 유선형 날개(206-1), 및 일단부는 상기 유선형 날개(206-1)와 일체로 연통되며, 타단부는 상기 청정 공기 공급 장치(200)와 연통되는 청정 공기 공급 파이프(206-2)로 이루어진다. 상기 청정 공기 공급 장치(200)에 대해서는 후술하는 바에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
한편, 도 5a에 도시된 바와 같이, 버섯 종균이 접종된 배지를 수용하는 다수의 배지 홀더(113)를 메시 형태의 병 배지 홀더로 설치하여 병 형태의 버섯 배지(1-1)를 삽입하여 설치하도록 함과 아울러, 상기 제 1 및 제 2 배지 원판(101)에는 청정 공기 유입홀(101-1)이 다수 형성되어 한 쌍의 개스킷(102)의 밀착면 사이로 삽입된 청정 공기 공급 노즐부(206)를 통해 공급된 청정 공기가 상기 청정 공기 유입홀(101-1)을 통해 유입되어 한 쌍의 제 1 및 제 2 비닐 커버(106)에 의해 형성되는 비닐 돔의 내부 공간으로 유입될 수 있도록 한다.
여기서, 상기 청정 공기 유입홀(101-1)은 각 원판의 외주면에 소정 구경의 구멍을 여러 개 천공하여 형성하여 청정 공기의 유입구로 형성됨이 바람직하다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 버섯 종균이 접종된 배지를 수용하는 다수의 배지 홀더(113)를 바 형태의 삽입 고정 홀더로 설치하여 바 형태의 버섯 배지(1-2)를 삽입하여 고정하도록 되어 있다. 물론, 상기 제 1 및 제 2 배지 원판(101)에도 청정 공기 유입홀(101-1)이 다수 형성되어 한 쌍의 개스킷(102)의 밀착면 사이로 삽입된 청정 공기 공급 노즐부(206)를 통해 공급된 청정 공기가 청정 공기 유입홀(101-1)을 통해 유입될 수 있도록 한다.
또한, 도 5c에 도시된 바와 같이, 버섯 종균이 접종된 배지를 수용하는 다수의 배지 홀더(113)를 병형태의 버섯 배지(1-1)의 하부 몸체를 상측으로 다수의 집게가 형성되는 그립형 배지 홀더의 형태를 취할 수도 있다.
이러한 배지 홀더(113)의 형태는 재배 버섯의 종류에 따른 배지 용기의 다양한 형태에 맞추어 제작할 수 있으며, 버섯 배지의 형태도 병형태의 배지, 바 형태의 배지, 원판에 핀 등을 통해 결합되는 "T" 자 형 배지 등 다양하게 형성될 수 있음은 물론이다.
한편, 도 6은 버섯 재배기에 공급되는 온도, 습도 등이 조절되는 무균 상태의 청정 공기를 공급하는 청정 공기 공급 장치(200)의 모식도로서, 청정 공기 공급 장치(200)는 미세먼지 및 병원균(세균) 등이 제거된 청정 공기를 냉각수가 갖는 물탱크(201)를 이용하여 온도 및 습도가 조절된 청정 공기를 생성시켜 이를 청정 공기 공급 노즐부(206)(청정 공기 공급 파이프(206-2) 및 유선형 날개(206-1))를 통해 버섯 재배기 내로 공급하도록 된 것이다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 버섯 재배기에 온도 및 습도가 조정된 청정 공기를 공급하는 청정 공기 공급 장치(200)는, 헤파필터(203)를 통하여 미세입자와 박테리아, 또는 바이러스 등의 병원균을 제거한 청정 공기를 발생시켜 고압 공기로서 공급하는 청정 공기의 송풍장치(204, 205); 습도조절용 수분공급을 위한 냉각수를 발생시켜 공급하는 냉각수 발생 열 교환 모듈(202); 및 청정 공기의 송풍장치(204, 205)를 통해 공급되는 고압의 청정 공기를 공급 받고, 상기 냉각수 발생 열 교환 모듈(202)를 통해 냉각수를 공급받아 상기 고압의 청정 공기가 냉각수를 통과함으로써 최종 온도 및 습도가 조절된 청정 공기를 생성시키고, 이를 공급 노즐부(206)로 공급하도록 된 고압 양생 청정 공기 발생 물탱크(201)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 도면부호 207는 플래시블 패드이다.
따라서, 일반적으로 대기 중의 공기는 산소(21%), 질소(78%), 아르곤(0.9%) 및 탄산가스(0.04%) 기타 0.3%의 질소산화물, 메탄, 오존 등의 가스와 미세먼지(입자의 직경이 약 1내지 10㎛이하) 및 각종 곰팡이 바이어스 등의 병원균 등으로 구성되어 있어 이러한 공기는 공극의 직경이 약 0.2㎛내지 0.5㎛ 내외의 공극을 갖는 헤파필터(203)를 통하여 미세입자와 박테리아, 또는 바이러스 등의 병원균을 제거한 청정 공기를 에어링 블로어(204) 및 송풍기(205) 등과 같은 송풍장치를 통하여 고압 양생 냉각공기 발생을 위한 물탱크(201)로 보내고, 습도조절용 수분공급을 위한 냉각수 발생 열 교환 모듈(202)을 통하여 생성되는 냉각수도 역시 상기한 물탱크(201)로 보내어 파이프(도면 번호 미부여)를 통해 유입된 청정공기는 물탱크 내의 냉각수를 거쳐 온도 및 습도가 조절된 청정 공기를 생성하여 청정 공기 공급 노즐부(206)(청정 공기 공급 파이프(206-2) 및 유선형 날개(206-1))를 통하여 버섯 재배기로 유입시킬 있게 되는 것이다.
여기서, 온도 및 습도가 조절된 청정 공기의 경우, 청정 공기의 온도는 재배 버섯의 종류에 따라 달리하나 약 5℃내지 20℃로 조정하고 상대습도는 약 80내지 98%로 조정하여 공급함이 바람직하다.
한편, 일반적으로 버섯은 다른 식물과 반대로 생육 과정에서 O2를 흡수하고 CO2를 배출하므로 버섯의 생육 과정에서 발생하는 CO2의 농도가 약 1000ppm 이상이 되면 생육에 지장을 미치므로 원통 재배기 내부의 공기는 O2 및 CO2 농도 등이 버섯 생육에 필요한 환경조건에 적합하도록 조정하여 공급하고 항상 재배기 공간 내의 압력이 외부 대기압 보다 양압이 되도록 송풍량을 조절한다.
따라서 재배기 내부의 CO2 농도는 약 1000ppm 이하로 조절하고, 압력은 송풍기(204, 205)로 약 1.1기압(16.1psi) 내지 1.5기압(22psi) 범위를 유지하게 한다.
일반적으로 대기압 1기압(14.7psi)에서 대기온도와 이슬점 온도와의 차이는 공기 중의 상대습도에 따라 점차적으로 낮아지고 대기압 보다 높은 압력에서는 이슬점 온도가 높아지는 경향을 나타낸다. (도 8 및 도 9참조)
한편 배지의 수분 공급은 청정 공기의 온도 및 습도 또는 적외선 조명 시간의 조정 등으로 배지의 온도가 이슬점 온도가 되게 함으로써 돔 내부의 수분이 버섯 배지나 자실체에 응축되도록 한다.
상기 제어부(400)는, 본 발명에 따른 무균 양압 회전식 버섯 재배 시스템의 전체 구성을 통합 제어하는 것으로, 예를 들면 상기한 원통형 회전식 버섯 재배기의 내부 온도, 습도, 가스농도(O2, CO2)의 측정, 원판 회전 구동부(110)의 제어를 통한 제 1 및 제 2 배지 원판의 회전속도 변화, 내부 압력, 조명장치(300)의 종류 별 작동시간, 및 청정 공기 공급 장치의 모든 제어 조건들의 작동을 제어한다. 본 발명의 무균, 양압 회전식 버섯 재배기를 IoT(사물 인터넷) 형식으로 유무선 원격 제어로 자동 운행 할 수 있도록 한다.
따라서 상기 제어부(400)는, 회전식 버섯 재배기(100)의 가동, 청정 공기 발생 시스템(200)의 운전 조정 및 조명장치(300)의 조사시간 광량 조절 등을 위한 제반 운행 조건을 IoT(사물 인터넷) 형식으로 조절하도록 함으로써, 하여 버섯의 종류에 따른 양질의 버섯을 고품질로 대량 생산 할 수 있는 최적 조건을 설정할 수 있을 뿐만 아니라 유무선 원격제어로 유지관리 할 수 있게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 조명장치(300)는, 가시광, 자외선 및 적외선을 버섯 배지에 조사(照射)하는 것으로, 제 1 및 제 2 배지 원판(101)에 외측면에 위치하는 다수의 버섯 배지에 대해 이격하여 상하로 수평 회전가능하도록 돌출된 바 형태로서, 제어 패널 박스에 전후로 관통 설치되는 회전식 거치대(301), 일단부는 상기 회전 거치대(301)에 회전 가능하도록 고정되며, 타단부는 제 1 및 제 2 배지 원판의 다수의 버섯 배지(1)에 수평으로 이격하여 배치되는 한 쌍의 조명 바(302), 및 상기 조명 바에 설치되어 상기 다수의 버섯 배지로 가시광, 자외선 및 적외선을 조사하는 다수의 조명 램프(303)로 이루어진다.
상기 조명장치의 가시광, 자외선 및 적외선 발광 LED 램프를 사용한다. 조명 시간 및 조도는 상기 제어부의 제어에 따라 버섯의 종류 및 재배 기간에 따라 달리 조정할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 배지
1-1: 병형태 배지 1-2: 바형태 배지
10: 제어 패널 박스 20: 받침대
30: 측부 지지대 40: 캐스터
100: 무균 양압 회전식 버섯 재배기
101: 제 1 및 제 2 배지 원판 101-1: 청정 공기 유입홀
102: 개스킷
103: 비닐 커버 홀더 104: 다수의 지지봉
105: 지지링 106: 제 1 및 제 2 비닐 커버
107: 필터 멤브레인 108: 거치봉
109: 육면체 지지대
110: 원판 회전 구동부
111-1: 롤러 111-2: 가이드 롤러
112: 구동부(모터)
113: 배지 홀더
200: 청정 공기 공급장치
201: 고압 양생 냉각공기 발생 물탱크 202: 냉각수 발생 열 교환 모듈
203: 헤파필터 204: 에어링 블로어
205: 송풍장치 206: 청정 공기 공급 노즐부
207: 플래시블 패드
300: 조명장치
301: 회전식 거치대 302: 한 쌍의 조명 바
303: 조명 램프
400: 제어부

Claims (6)

  1. 일정 반경의 원판으로 형성되며, 외측면에는 각각 버섯 종균이 접종된 버섯 배지가 수용되는 배지홀더가 소정간격을 두고 다수 구비되고, 일정 간격을 두고 상호 대향되는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판;
    상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판의 중앙을 상호 관통하는 회전 중심축으로서의 거치봉;
    상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판 사이에 밀착되게 부착되는 개스킷;
    상기 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판의 외측면 가장 자리에 각각 외측 방향으로 돌출되게 형성되는 한 쌍의 원통형의 비닐 커버 홀더;
    외주연 가장 자리 부분을 상기 한 쌍의 원통형의 비닐 커버 홀더에 부착하여 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판의 외측면이 비닐 돔을 이루도록 각각 커버하며, 다수의 필터 멤프레인이 형성되는 한쌍의 제 1 및 제 2 비닐 커버;
    상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 버섯 배지 원판을 상기 거치봉을 회전 중심축으로 소정속도로 회전이동시키도록 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 버섯 배지 원판의 외주연에 배치되는 원판 회전 구동부; 및
    청정 공기 공급 장치에 연결되어 상기 개스킷 내로 삽입되어 무균 상태의 청정 공기를 공급하도록 된 청정 공기 공급 노즐부를 포함하여 이루어지며,
    상기 개스킷은 상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판의 각 내측면에 상호 밀접하게 한쌍으로 대향하여 부착하여 접촉면을 통하여 공기의 유통을 막도록 설치하는 것을 특징으로 하는 무균 양압 회전식 버섯 재배기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    무균 상태의 청정 공기를 발생시켜 상기 청정 공기 공급 노즐부를 통해 공급하는 상기 청정 공기 공급장치;
    자외선, 가시광선 및 적외선 파장 영역대의 빛을 상기 버섯 배지에 조사하는 조명장치; 및
    상기 버섯 재배기의 모든 구성요소들의 제반 운행 조건을 IoT(사물 인터넷) 기반으로 통합 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무균 양압 회전식 버섯 재배기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 원통형의 비닐 커버 홀더는,
    상기 대향하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 배지 원판의 외측면 가장 자리에서 각각 외측 방향으로 원형으로 이격하여 돌출되는 다수의 지지봉; 및
    상기 다수의 지지봉 단부에 결합되는 지지링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무균 양압 회전식 버섯 재배기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 개스킷의 밀착면 사이로 상기 청정 공기 공급 노즐부가 삽입되고,
    상기 제 1 및 제 2 배지 원판에는 각각 다수의 청정 공기 유입홀이 형성되어 상기 청정 공기 공급 노즐부를 통해 공급되는 무균 상태의 청정 공기가 상기 다수의 청정 공기 유입홀을 통해 상기 한 쌍의 제 1 및 제 2 비닐 커버에 의해 형성되는 비닐 돔의 내부 공간으로 유입되는 것을 특징으로 하는 무균 양압 회전식 버섯 재배기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 원판 회전 구동부는, 제 1 및 2 배지 원판의 하측부 또는 양 측면부에 적어도 하나 설치되며, 상기 한 쌍의 제 1 및 2 배지 원판의 외주면에 당접되어 맞물리는 롤러, 상기 롤러와 연동되는 가이드 롤러, 및 상기 가이드 롤러에 구동력을 전달하는 구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무균 양압 회전식 버섯 재배기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 청정 공기 공급 노즐부는,
    상기 한 쌍의 밀착된 개스킷의 밀착면 사이로 삽입되는 노즐인 유선형 날개; 및
    일단부는 상기 유선형 날개와 일체로 연통되며, 타단부는 상기 청정 공기 공급 장치와 연통되는 청정 공기 공급 파이프로 이루어지며,
    상기 청정 공기 공급 장치는,
    헤파필터를 통하여 미세입자와 병원균을 제거한 청정 공기를 발생시켜 고압 공기로서 공급하는 청정 공기의 송풍장치;
    습도조절용 수분공급을 위한 냉각수를 발생시키는 냉각수 발생 열 교환 모듈; 및
    상기 청정 공기의 송풍장치를 통해 공급되는 고압의 청정 공기를 공급받고, 상기 냉각수 발생 열 교환 모듈를 통해 냉각수를 공급받아 상기 고압의 청정 공기가 냉각수를 통해 온도 및 습도가 조절된 청정 공기를 생성시켜 상기 청정 공기 공급 노즐부의 상기 청정 공기 공급 파이프로 공급하도록 하는 고압 양생 청정 공기 발생 물탱크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무균 양압 회전식 버섯 재배기.
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