KR20180054239A

KR20180054239A - 스마트팜 인삼 재배 시스템

Info

Publication number: KR20180054239A
Application number: KR1020160151926A
Authority: KR
Inventors: 유일; 성금수
Original assignee: 주식회사 보람이앤지
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2018-05-24

Abstract

본 발명은 산업용 인삼 수경재배 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세히는 대량으로 인삼 수경재배가 가능하도록 장치를 구성하고 제어할 수 있도록 설비와 제어장치가 구비된 산업용 인삼 수경재배 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 인삼을 수경재배하기 위한 인삼 수경재배장치가 다수개가 배열되어 대량으로 인삼을 재배할 수 있는 산업용 인삼 수경재배 시스템에 있어서, 상기 인삼 수경재배장치는 내부에 수경재배를 위한 양액이 공급 및 순환되도록 내부공간을 갖는 트레이와, 적어도 하나 이상의 트레이를 지지하는 구조를 제공하는 프레임과, 상기 트레이의 상면에 설치되고 인삼이 심어지는 다수개의 구멍이 형성된 다공판과, 상기 프레임 하부에 고정되어 양액을 저장하는 양액저장탱크와, 상기 양액저장탱크의 양액을 상부의 트레이로 이송시키는 펌프와, 상기 다공판 상부에 설치되어 인삼에 광원을 공급하기 위한 램프가 설치된 광원공급패널과, 상기 광원공급패널의 높이를 조절하는 높이 조절장치를 포함한다.

Description

스마트팜 인삼 재배 시스템{Smart-farm system for Sprout ginseng}

본 발명은 산업용 인삼 수경재배 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세히는 대량으로 인삼 수경재배가 가능하도록 장치를 구성하고 제어할 수 있도록 설비와 이산화탄소, 온도, 광원 제어장치가 구비된 스마트팜 인삼 재배 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 수경재배(水耕栽培)는 흙을 사용하지 않고 식물체를 지지할 수 있는 인공배지나 용기를 이용하여 물과 수용성 영양분으로 만든 배양액을 이용하여 식물을 키우는 방법을 일컫는 말로, hydroponic culture, soilless culture, water culture라고 한다. 수경재배의 장점은 뿌리의 상태와 성장모습을 직접 관찰할 수 있고, 오염되지 않은 깨끗한 채소나 식물을 연속해서 생산해낼 수 있으며, 상업적으로 대량생산이 가능하다. 다목적 실내 수경재배장치는 집안에서도 누구나 손쉽게 재배가 가능하여, 생활 원예로 활용과 정서 함양의 역할도 한다.

상술된 바와 같은 수경재배가 가능한 식물에는 수경재배를 할 수 있는 식물은 쌍떡잎식물이나 대부분 수염뿌리가 많은 외떡잎식물들이 포함되고 오이, 토마토, 고추, 파프리카, 딸기 같은 과채류, 상추, 양상추, 케일, 미나리 같은 엽채류, 국화, 장미, 거베라, 나리, 베고니아, 안스리움 등 화훼류나 인삼, 일부 약용식물까지 모두 수경재배가 가능하다.

최근, 실내수경 재배장치는 도시민들의 취미나 정서함양을 위한 생활원예용이나 식물의 생장에 따른 환경을 실험할 수 있는 실험용, 학습용 등으로 사용이 늘어나고 있다. 식물을 흙에서 재배할 때는 식물의 생장에 필요한 영양소를 미리 계산하여 주기가 어렵다. 왜냐하면 토양에는 이미 여러 가지의 영양분이 들어 있기 때문에 미리 분석해 보지 않고는 인위적으로 영양분(비료성분)을 얼마만큼 주어야 할지 제대로 판단하기가 어렵기 때문이다.

따라서, 식물의 생장에 필요한 모든 영양소를 넣은 배양액 속에서 자라는 식물과 특정 영양소를 빼고 만든 배양액으로 수경재배를 하여 키운 식물을 서로 비교해보면 식물의 생장에 필요한 영양소와 그들의 기능을 알아볼 수 있음에 따라 식물의 생장 환경에 미치는 영향을 실험하기 위해서 수경 재배 방법이 사용된다.

최근에는 수경 재배 기술을 통해서 사포닌 성분이 향상된 인삼을 재배하는 기술이 개발되어 가정에서도 인삼을 수경 재배하여 먹을 수 있는 장치의 개발이 필요한 실정이다.

종래 기술의 인삼 수경재배장치는 통상 실내 가정용으로 개발되어 있는 구성이기 때문에 대량으로 생산하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래기술에 의한 인삼 수경재배장치는 가정용으로 개발되었기 때문에 공간 절약과 소량 생산을 목적으로 하고 있는 구조이기 때문에 구조가 복잡하여 대량 생산 장치로는 부적합한 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 다단으로 설치될 수 있는 구성을 포함하여 대량 생산에 적합한 구조를 갖는 산업용 인삼 수경재배 시스템을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 인삼을 수경재배하기 위한 인삼 수경재배장치가 다수개가 배열되어 대량으로 인삼을 재배할 수 있는 산업용 인삼 수경재배 시스템에 있어서, 상기 인삼 수경재배장치는 내부에 수경재배를 위한 양액이 공급 및 순환되도록 내부공간을 갖는 트레이와, 적어도 하나 이상의 트레이를 지지하는 구조를 제공하는 프레임과, 상기 트레이의 상면에 설치되고 인삼이 심어지는 다수개의 구멍이 형성된 다공판과, 상기 프레임 하부에 고정되어 양액을 저장하는 양액저장탱크와, 상기 양액저장탱크의 양액을 상부의 트레이로 이송시키는 펌프와, 상기 다공판 상부에 설치되어 인삼에 광원을 공급하기 위한 램프가 설치된 광원공급패널과, 상기 광원공급패널의 높이를 조절하는 높이조절장치;를 포함하고, 상기 높이조절장치는 상기 광원공급패널을 지지하도록 그 양단에 일단이 고정된 와이어와, 상기 와이어가 경유하는 다수개의 도르래와, 상기 도르래를 경유한 와이어가 묶여 고정되는 보빈축을 포함하고, 상기 높이조절장치는 상기 보빈축의 외 주면에 고정되고 한쪽방향으로 기울어진 톱니들이 원주를 따라 형성된 원형톱니와, 상기 원형톱니가 걸리는 걸림편을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 인삼 수경재배장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 트레이는 길이 [0011] 방향을 따라 긴 홈이 형성된다.

바람직하게는, 상기 광원공급패널에는 공기 순환을 위하여 다수개의 팬이 설치된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 다수개의 인삼 수경재배장치를 공장 내부에 다열로 배치하여 인삼을 재배하게 되기 때문에 다량 생산이 가능해진다.

(2) 인삼수경재배장치의 램프를 상하로 이송시켜 조절 가능한 구조를 갖기 때문에 광원조절을 위하여 램프의 조도를 바꿀 필요가 없어져 램프의 수명이 짧아지는 것을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 스마트팜 인삼 수경재배 시스템의 정면도이다.

상기와 같은 목적을 이루기 위하여, 이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 일실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 스마트팜 인삼의 재배방법 흐름도이다.

도 1를 참조하면, 본 발명의 수경 인삼 재배방법은 파종후 1년된 묘삼을 준비하는 단계(S100)와, 준비된 묘삼에 대한 농약잔류검사를 통하여 분석하는 단계(S200)와, 농약잔류검사에 문제가 없는 묘삼은 습도 80%가 되게 증류 수에 적신 코코넛피트 배지에 넣어 -2℃에서 1∼10개월간 보관하는 예냉단계(S300)와, 무균상태의 상온에서 해동시켜 묘삼을 출고하는 단계(S400), 30∼50%의 차광된 시설내의 코코넛피트로 충진된 베드에 2*2㎝ 간격으로 비스듬히 재식시켜 10∼15일간 발아시키는 단계(S500)와, 재배조에 정식하여 3∼4개월간 분무경에 의한 생장 발육단계(S600)를 거쳐 잎, 줄기, 뿌리를 수확하는 최종단계(S700)으로 이루어진다.

상기, 재배방법에서 예냉단계를 거친 묘삼과 재배상에서 발아시키는 단계 및 발근 및 출아된 묘삼은 다음 표 1과 같다.

상기 수경인삼재배방법에 따라 생장발육시키는 재배조의 주요 시스템을 상세히 알아보면 다음과 같다.

도 2는 다단식 분무경 재배장치의 사시도이며, 도 3은 분무경 수경 인삼 재배장치의 재배조를 도시한 단면도를 참조하면,

본 발명에 따른 재배장치의 재배조(100)는 폭*길이*높이가 50*100*25cm 규격의 베드(20)를 스텐 둥근 파이프 또는 원형이나 사각형 아연도금파이프를 이용하여 재배조 간 높이를 30cm 간격으로 수직 3단 벤치(50)에 일정길이 배치하며, 가장 아래에 위치한 베드는 토양과 격리시킨 멀칭위 지면에서 10cm 높이에 설치하되 한쪽으로 경사 1ㅀ의 기울기로 전체높이는 145cm로 설치한다.

설치된 재배조(100)는 상부가 개방된 터널형 스티로폼 재질의 베드(20)내부와 외측면까지 알루미늄증착필름(21)으로 피복하며, 스티로폼 재질의 평판재 베드상판(30)을 베드(20)상부에 설치하되, 또 다른 알루미늄증착필름(32)으로 베드상면과 베드측면까지 내려 씌워 광 반사 효율을 높인다.

알루미늄증착필름(32)이 씌워진 베드상판(30)에 3*3㎝ 규격의 '◇'형 재식구멍(31)을 5*5㎝ 간격으로 재배조 길이방향에 4줄 형성한다.

가로*세로*두께 3*3*2.5㎝ 규격의 우레탄스펀지 가운데를 찢어 정식용 묘삼(40) 줄기를 감싸 재식구멍(31)에 정식한다.

양액통(10)의 급액펌프(11)에서 분기된 20㎜ 직경의 양액급수라인(12)을 베드(20)의 길이방향 상측 중간에 설치하고, 기울기가 낮은 쪽의 길이방향 베드(20) 일측면부에 폐양액회수공(15)를 각 설치해 별도 마련된 집수탱크(도시되지 않았음)로 회수되게 한다.

상기에서 베드상판에 근접설치된 양액급수라인(12) 양측에는 40㎝ 간격마다 평균입자지름이 50∼100㎛로 분무되는 노즐을 설치한다.

이상과 같이 설치된 양액급수라인(12)을 통해서는 양액통(10)에 구비된 타이머(도시되지 않았음)와 급액펌프(11)에 의해 양액이 10초 급액, 50초 중단하는 방식으로 동작 되게 한 것이다.

한편, 상기 양액통내에는 냉난방봉(10a)을 내설하여 액온을 항상 25℃로 유지시켜 분무경 수경인삼의 양분흡수 대사를 높이며, 근권온도가 15∼30℃ 범위로 유지되게 한다.

본 발명에 따른 양액통(10)에 준비되는 양액은 기존에 널리 사용되고 있는 일본원예시험장 표준처방액의 1/2단위인 1.2±0.4dS/m의 이온농도와, pH 5.5-6.5 범위의 인삼수경재배의 표준양액을 사용한다.

상기와 같이 재배장치에 구비된 재배조(100)에 정식된 정식용 묘삼은 3∼4개월의 기간 내에 단기 수확하는 것이다.

한편, 도 4는 인공광원을 이용한 수경인삼 재배장치의 재배조를 도시한 단면도를 참조하여, 본 발명의 또 다른 재배장치를 알아보면 다음과 같다.

시설내에서 폭*길이*높이가 50*100*25cm 규격의 베드(20')를 스텐 둥근 파이프 또는 원형이나 사각형 아연도금 파이프로 된 벤치(50')를 이용하여 토양과 격리시킨 멀칭위 지면에서 10cm 높이에 한쪽으로 경사 1ㅀ의 기울기로 1단으로 재배조(100')를 설치한다.

설치된 재배조(100')는 상부가 개방된 터널형 스티로폼 재질의 베드(20')내부와 외측면까지 알루미늄 증착필름(21')으로 피복하며, 스티로폼 재질의 평판재 베드상판(30')을 베드(20')상부에 설치하되, 또 다른 알루미늄증착필름(32')으로 베드상면과 베드측면까지 내려 씌워 광 반사 효율을 높이고,알루미늄증착필름(32')이 씌워진 베드상판(30')에 3*3㎝ 규격의 '◇'형 재식구멍(31')을 5*5㎝ 간격으로 재배조 길이방향에 4줄 형성하고,가로*세로*두께 3*3*2.5㎝ 규격의 우레탄스펀지 가운데를 찢어 정식용 묘삼(40') 줄기를 감싸 재식구멍(31')에 정식하고,양액통(10)의 급액펌프(11)에서 분기된 20㎜ 직경의 양액급수라인(12')을 베드(20)의 길이방향 상측 중간에 설치하고, 기울기가 낮은 쪽의 길이방향 베드(20') 일측면부에 폐양액회수공(13a')를 분기 설치해 집수탱크(도시되지 않았음)으로 회수되고, 베드상판에 근접설치된 양액급수라인(12) 양측에는 40㎝ 간격마다 평균입자 지름이50∼100㎛로 분무되는 노즐을 설치하고, 설치된 양액급수라인(12)을 통해서는 양액통(10)에 구비된 타이머(도시되지 않았음)와 급액펌프(11)에 의해 양액이 10초 급액, 50초 중단하는 방식으로 동작 되게 하며, 상기 양액통내에는 냉난방봉(10a)을 내설하여 액온을 항상 25℃로 유지시켜 분무경 수경인삼의 양분흡수 대사를 높이며, 근권온도가 15∼30℃ 범위로 유지되게 하는 것은 3단 설치 재배조(100)와 동일하다.

그러나, 1단설치 재배조(100')에서는 유의적으로 베드(20')에 설치된 베드상판(30')에서 30㎝ 높이에 설치한 원형이나 사각형 아연도금파이프 중간지점에 LED 인공광원(60)을 설치하되, 시설내에 별도 설치된 광량측정기(62)와 연동되는 전원제어부(61)에 의하여 태양광량이 5,000룩스 이하에는 인공광원(60)이 상시 동작되어 부족한 광량이 매일 최적으로 제어되도록 한 것이다.

기타, 양액을 공급하고 폐양액을 회수하는 것은 3단 설치 재배조와 동일하다.

참고로, 본 발명에 따라 회수된 폐양액은 별도 마련된 집수탱크(도시되지 않았음)에 집수시켜 집수탱크내의 항균필터를 거쳐 새로 제조한 양액과는 10% 범위내에서 재활용하도록 한다.

아래 표2는 본 발명에 따른 인공광원이 없는 3단설치 재배조(100)와 인공광원이 설치된 1단 설치 재배조(100')에 대한 사용상태 참고 사진이다.

Claims

인삼을 수경재배하기 위한 인삼 수경재배장치가 다수개가 배열되어 대량으로 인삼을 재배할 수 있는 산업용 인삼 수경재배 시스템에 있어서,
상기 인삼 수경재배장치는, 내부에 수경재배를 위한 양액이 공급 및 순환되도록 내부공간을 갖는 트레이; 적어도 하나 이상의 트레이를 지지하는 구조를 제공하는 프레임;상기 트레이의 상면에 설치되고 인삼이 심어지는 다수개의 구멍이 형성된 다공판;상기 프레임 하부에 고정되어 양액을 저장하는 양액저장탱크; 상기 양액저장탱크의 양액을 상부의 트레이로 이송시키는 펌프; 상기 다공판 상부에 설치되어 인삼에 광원을 공급하기 위한 램프가 설치된 광원공급패널; 상기 광원공급패널의 높이를 조절하는 높이조절장치;를 포함하고, 상기 높이조절장치는 상기 광원공급패널을 지지하도록 그 양단에 일단이 고정된 와이어와, 상기 와이어가 경유하는 다수개의 도르래와, 상기 도르래를 경유한 와이어가 묶여 고정되는 보빈축을 포함하고, 상기 높이조절장치는 상기 보빈축의 외주면에 고정되고 한쪽방향으로 기울어진 톱니들이 원주를 따라 형성된 원형톱니와, 상기 원형톱니가 걸리는 걸림편을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 인삼 수경재배장치.
제1항에 있어서,
상기 트레이는 길이 방향을 따라 긴 홈이 형성되어, 인삼에 양액을 분무하기 위한 파이프가 설치되는 것을 특징으로 하는 산업용 인삼 수경재배장치.