KR200347644Y1 - 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 콩나물 재배기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콩나물 재배조에서 배수된 물에 고농도의 산소를 주입하여 과포화 용존 산소수를 만들고 이 과포화 용존 산소수를 다시 콩나물 재배조로 순환시킴으로써, 재배수에 포함되어 있는 미생물을 살균시켜 재배수의 재활용을 가능하게 할 뿐만 아니라 콩나물의 호흡에 필요한 산소를 충분히 공급함으로써 뿌리썩음을 방지하고 콩나물의 생산성을 향상시키는 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기에 관한 것이다.

본 고안은 상부는 개방되고 바닥면에는 다수의 배수공이 형성된 통형상의 콩나물 재배조와, 상기 콩나물 재배조의 개방된 상면에 밀접하게 설치되며 급수관을 통해 공급되는 물을 살수시키는 살수판이 설치된 고깔형상의 덮개와, 상기 콩나물 재배조의 하부에 설치되어 콩나물 재배조의 배수공을 통해 배출되는 물을 저장하는 저수조와, 상기 저수조 내에 설치된 산기판을 통해 고순도의 산소를 재배수에 주입하는 고순도 산소발생기와, 상기 저수조의 일측에 연통되게 설치된 회수관을 통해 과포화 용존 산소수를 상기 콩나물 재배조로 순환시키는 재배수 순환장치로 구성되어 있다.

Description

과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기{Apparatus for cultivating bean sprouts}

본 고안은 콩나물이나 숙주나물을 재배하기 위한 콩나물 재배기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콩나물 재배조에서 배수된 물에 고농도의 산소를 주입하여 과포화 용존 산소수를 만들고 이 과포화 용존 산소수를 다시 콩나물 재배조로 순환시킴으로써, 재배수에 포함되어 있는 미생물을 살균시키거나 그 활동을 억제시켜 재배수의 재활용을 가능하게 할뿐만 아니라 콩나물의 호흡에 필요한 산소를 충분히 공급함으로써 뿌리 썩음을 방지하고 콩나물의 생산성을 향상시키는 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기에 관한 것이다.

일반적으로 콩나물이나 숙주나물 등은 비타민이 풍부하고 가격이 저렴하며 연중 공급이 가능하여 국민 식생활에 널리 이용되고 있다. 그러나 콩나물은 재배 특성상 막대한 양의 물이 소비되는 바, 수자원의 절약 및 환경 보전의 측면, 그리고 향후 상승이 명확한 물 값을 고려할 때 재배수의 재활용이 중요한 문제로 대두되고 있다. 그러나 재배수를 순환시켜 재활용하면, 재배수 중의 유기물 농도가 높아져 Fusarium spp, Pseudomonas spp, Erwinia carotovora spp 등의 콩나물 부패의 원인이 되고 있는 곰팡이나 세균이 번성하기 좋은 환경이 된다.

따라서 재배수를 순환시켜 재활용하기 위해서는 먼저 곰팡이나 세균을 살균하기 위한 살균과정이 필수적으로 요구된다. 이에 따라 콩나물 부패를 경감시키기 위하여 숯, 키토산 등 천연항균물질의 사용이 강구되고 있으나 이는 다소 부패 경감효과를 나타내는 정도로 보다 효율이 높고 기술이 요구되고 있는바, 최근에는 재배수를 과산화수소, 온존 또는 광촉매 등을 이용하여 살균하는 기술이 개발되었다. 그러나 오존이나 광촉매를 이용할 경우 고온의 자외선 램프를 사용하기 때문에 재배수의 수온이 높아져 별도의 냉각기를 설치하여야 하므로 설치비 및 유지관리비가 높아지고, 과산화수소를 이용할 경우에는 주기적으로 과산화수소를 공급하여야 하는 등 유지관리가 어려운 문제점이 있어 실질적으로 현장에 적용하기 어려웠다.

이에 따라 본 고안은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 고안의 주된 목적은 콩나물 재배조에서 배출된 물에 고농도의 산소를 주입하여 과포화 용존 산소수를 만듦으로써, 재배수의 온도를 상승시키기 않고도 재배수에 포함되어 있는 유해 미생물을 살균하거나 또는 그 활동을 억제시킬 수 있는 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기를 제공하는 것이다.

또한 본 고안은 과포화 용존 산소수를 다시 콩나물 재배조로 순환시켜 살수함으로써 콩나물의 호흡에 필요한 산소를 충분히 공급하여 콩나물의 부패를 방지하고 생산성을 향상시킬 수 있는 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기를 제공하는 것이다.

도1은 본 고안에 따른 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기를 보여주는 사시도,

도2는 도1의 정면도,

도3은 도1의 측단면도,

도4는 본 고안에 따른 콩나물 재배기에 적용되는 고순도 산소발생기를 보여주는 구성도,

도5는 본 고안에 따른 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기의 다른 실시예를 보여주는 부분 측단면도,

도6은 본 고안에 따른 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기의 또 다른 실시예를 보여주는 부분 측단면도이다.

****도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****

20 : 콩나물 재배조 30 : 고순도 산소발생기

31 : 산기판 40 : 저수조

60 : 재배수 순환장치 80 : 덮개

70 : 세라믹볼 90 : 필터

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기는, 상부는 개방되고 바닥면에는 다수의 배수공이 형성된 통형상의 콩나물 재배조와, 상기 콩나물 재배조의 개방된 상면에 밀접하게 설치되며 급수관을 통해 공급되는 물을 살수시키는 살수판이 설치된 고깔형상의 덮개와, 상기 콩나물 재배조의 하부에 설치되어 콩나물 재배조의 배수공을 통해 배출되는 물을 저장하는 저수조와, 상기 저수조 내에 설치된 산기판을 통해 고농도의 산소를 재배수에 주입하는 고순도 산소발생기와, 상기 저수조의 일측에 연통 되게 설치된 회수관을 통해 과포화 용존 산소수를 상기 콩나물 재배조로 순환시키는 재배수 순환장치로 구성되어 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기의 바람직한 실시예를 상세히 살펴본다.

먼저, 도1은 본 고안에 따른 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기의 바람직한 실시예를 보여주는 사시도이고, 도2는 그 정면도 그리고 도3은 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기(10)는 크게 통형상의 콩나물 재배조(20)와, 상기 콩나물 재배조(20)의 상부에 탈착가능하게 덮여져 있는 고깔형상의 덮개(80)와, 상기 콩나물 재배조(20)의 하부에 설치되어 재배조에서 배수되는 물을 저장하는 저수조(40)과, 상기 저수조(40)에 저장되어 있는 재배수에 고순도의 산소를 주입하기 위한 고순도 산소발생기(30)와, 상기 저수조(40)의 과포화 용존 산소수를 순환시켜 상기 콩나물 재배조(20)에 다시 살수하기 위한 재배수 순환장치(60)로 구성되어 있다.

먼저, 상기 콩나물 재배조(20)는 통형상으로서, 상부는 개방되어 있고 바닥에는 다수의 배수공(21)이 형성되어 있으며 소정 두께의 종자콩을 깔아 재배할 수있는 크기를 갖는다. 그리고 상기 덮개(80)는 고깔형상으로서, 상기 콩나물 재배조(20)의 상부에 밀접하게 설치되어 빛의 유입을 차단하고 그 상부에는 반구형의 살수판(81)이 설치되어 골고루 살수시켜 준다. 또한 상기 저수조(40)는 통형상으로서, 그 상부에는 소정의 지지대(24)를 통해 콩나물 재배조(20)가 안치되어 상기 콩나물 재배조(20)의 배수공(21)을 통해 배수되는 물이 저장되게 된다.

이어, 상기 고순도 산소발생기(30)는 제오라이트의 질소흡착력을 응용하여 90%이상의 고순도의 산소를 발생시켜 상기 저수조(40)에 공급한다. 상기 고순도 산소발생기(30)는 도4에서 보는 바와 같이, 외부로부터 공기를 받아들이는 공기흡입구(110)와, 상기 공기흡입구로부터 받아들인 공기를 압축하는 컴프레서(120)과, 상기 컴프레서와 연결되어 공기를 필터링하는 수분필터(140)와, 2개의 유로를 선택적으로 개방하여 상기 수분필터 또는 질소배출구(190)와 교호적으로 단속시키는 솔레노이드밸브(150)와, 상기 2개의 유로에 각각 연결되어 질소를 흡착하는 제오라이트가 내장된 베드(161,162)와, 상기 2개의 배드로부터 배출되는 산소의 농도가 높은 공기를 합쳐 외부로 배출하는 배출구(170)로 구성되어 있다.

그리고 상기 배출구(170)에는 소정의 호스를 통해 저수조(40) 내에 설치되어 있는 원판형의 산기판(31)이 연통 되게 결합되어 있다. 따라서 고순도 산소발생기(30)에서 생성된 산소는 상기 산기판(31)을 통해 상기 저수조(40)에 저장되어 있는 재배수로 주입되어 과포화 용존 산소수를 만들게 된다. 즉, 재배수의 수온은 보통 20∼23℃로 유지되므로 1기압 하에서 재배수의 포화 용존 산소량은 9.10∼8.58ppm정도이다. 그러나 상기 고순도 산소발생기(30)에서 36ppm 이상의 산소량이 연속적으로 재배수에 공급되기 때문에 상기 저수조(40) 내의 용존 산소량은 15ppm이상으로 과포화 상태를 유지하게 된다. 따라서 이와 같은 과포화 용존 산소수에서는 유해 미생물이 살균되거나 그 활동이 억제되므로 뿌리 썩음의 원인이 되는 곰팡이와 세균의 번식을 방지하게 된다. 특히 상기 고순도 산소발생기(30)에서 생성되는 산소는 재배수의 수온을 상승시키지 않을 뿐만 아니라 유지관리가 별도로 필요 없는 특징으로 가지고 있으므로 현장 적용성이 매우 우수하다.

또한 상기 저수조(40)의 과포화 용존 산소수는 재배수 순환장치(60)를 통해서 다시 콩나물 재배조(20)로 공급되어 콩나물의 호흡에 필요한 산소를 충분히 공급한다. 즉, 콩나물은 뿌리로부터 양수분만을 흡수하는 것이 아니라 산소도 흡수하여 호흡한다. 뿌리의 호흡은 주로 뿌리의 생장과 양분 흡수에 사용되는데, 뿌리는 공기중의 산소와 물 속에 녹아 있는 용존산소를 흡수할 수 있다. 또한 콩나물은 고온일수록 생육이 왕성하여 산소 요구도가 많은데 반하여 용존 산소량은 온도가 높을 수록 감소하기 때문에 고온 재배에서는 더욱 용존산소량이 생육의 큰 제한 요인으로 된다. 또한 용존 산소량이 부족해지면 P, K, Ca, Mn 등의 흡수가 저하되며, 에틸렌 생성이 많아져서 뿌리가 고사하는 원인이 되기도 한다. 재배수의 용존 산소의 양은 비단 작물의 호흡뿐만 아니라 재배수 내의 유용 미생물의 증식에도 영향을 미쳐서 용존 산소가 풍부할 경우에는 유해 미생물의 증식이 억제된다. 뿌리는 호흡작용에 의해서 얻어진 에너지를 사용해서 뿌리 자신의 생장이나 그 외의 생리기능을 행하게 되므로 뿌리 부근의 용존산소량 수준이 식물체 전체의 정상적인 생육에 중요한 요인이 된다.

또한 일반적으로 온도가 10℃ 상승함에 따라 호흡은 수배로 증가하게 되는데 이것을 온도계수라 한다. 따라서 온도가 20∼30℃로 올라가면 산소가 부족하게 된다. 이와 같이 산소가 부족하게 되면 호흡작용이 저하되는데 특히 1.5ppm이하로 떨어질 경우에는 급격한 호흡량의 저하를 초래하게 된다. 이러한 상태가 짧은 시간 동안만 일어났을 경우에는 조속한 산소의 공급으로 후유증 없이 회복이 가능하지만 장시간에 걸쳐 발생하게 되면 호흡계에 이상이 생겨 심한 경우에는 알코올발효가 일어나서 뿌리가 썩거나 말라죽고 줄기에도 많은 수의 막뿌리(不定根)가 될 원기(元氣)가 돋아나게 되어 품질이 크게 저하된다.

본 고안에 따른 재배수 순환장치(60)는 도1 내지 도3에서 보는 바와 같이, 상기 저수조(40)에 연통 되게 설치된 회수관(61)과, 상기 덮개(80)의 살수판(81)에 물을 공급할 수 있도록 설치된 급수관(82), 그리고 상기 회수관(61)과 급수관(82)사이에 연통 되게 설치되어 재배수를 펌핑하는 급수펌프(65)와, 상기 급수펌프(65)에 의해 펌핑된 재배수를 소정 높이로 올려주기 위한 순환관(66)으로 구성되어 있다. 이때 상기 순환관(66)은 소정의 지지프레임에 고정되어 있으며 상기 회수관(61)과 급수관(82)은 플렉시블한 주름관으로 이루어져 있다.

그리고 상기 지지프레임(50)은 크게 저수조(40)를 지지할 수 있도록 지면에 대해 수평 하게 설치된 수평프레임(54)과, 상기 순환관(66)을 소정 높이로 수직하게 지지할 수 있도록 지면에 대해 수직하게 설치된 수직프레임(56)으로 구성되어 있으며, 상기 급수펌프(65)는 상기 수평프레임(54)과 수직프레임(54)이 교차되는 부분에 일체로 설치되어 있다. 그리고 미설명 부호 57은 상기 급수펌프(65)를 제어하기 위한 제어함이고 58은 필요한 물품을 얹기 위한 선반이다.

이어 도5는 본 고안에 따른 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기의 다른 실시예를 보여주는 부분 단면도로서, 도시된 바와 같이, 상기 저수조(40) 내에는 원적외선 방출기능과 항균기능을 갖는 세라믹볼(70)이 침지되어 있다. 세라믹볼(70)은 은(銀) 또는 항균성물질이 함유된 물질이 첨가된 항균성 세라믹볼이 충진되어 재배수가 상기 세라믹볼을 통과할 때 은 혹은 항균성물질 및 기능성물질이 용출된다. 이때 상기 세라믹볼에 첨가된 은(Ag)은 미세 입자(100nm이하)로 특수가공처리하여 강한 산화력을 지닌 은 이온의 해리작용이 보다 용이하게 일어나므로 바이러스, 박테리아, 곰팡이 균류 등이 호흡할 때 필요한 효소의 기능을 정지시켜 질식시킴으로서 이들을 죽게 한다. 이는 병균의 신진대사를 막아 살균하는 것과 더불어 금속의 은이 방출하는 은의 전기적 부하가 병균의 생식 기능을 억제하기 때문이다. 그리고 바람직하게는, 세레늄, 게르마늄, 토루말린 등 항균성 물질 및 기능성을 함유한 세라믹볼이 비슷한 원리로 항균 작용 및 이로운 미네랄 및 원적외선등을 방출시킨다.

그리고 과포화 용존 산소수가 배출되는 상기 회수관(61)의 단부에는 부유물질과 유해 미생물을 제거하기 위한 필터(90)가 설치되어 있다. 상기 필터(90)는 필요에 따라 다양한 종류의 것이 사용될 수 있으나 한외여과막 또는 정밀여과막 필터인 것이 바람직하다. 일반적으로 한외여과막은 0.001∼0.05㎛ 범위의 세공이 형성된 활성층과 이를 지지하는 지지층으로 이루어져 분자량 3,000~500,000 정도의 세균, 콜로이드, 에멀션, 고분자 단백질 등을 선택적으로 배제시켜 고액 분리할 수있어 순환수에 유해 미생물이 들어가는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도6은 본 고안에 따른 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기의 또 다른 실시예를 보여주는 부분 단면도로서, 특히 재배수의 용존 산소량을 높이기 위해서 저수조(40)의 상부를 완전히 밀폐시키고, 콩나물 재배조(20)에서 배출되는 물을 재배수의 하단부로 공급하도록 한 것이다. 이를 위해서 상기 저수조(40)의 상부에는 소정 형상의 밀폐판(42)이 설치되어 있다. 이때 상기 밀폐판(42)의 상면에는 소정 깊이의 물받이 홈부(43)가 형성되며, 상기 물받이 홈부(43)의 중심에는 재배수의 하단부로 연장된 배수관(45)이 설치되어 있다. 따라서 저수조(40) 내의 기압을 상승시키고 산소의 누출 속도를 늦춤으로써 재배수의 용존 산소량을 증대시키게 된다. 한편, 도6에서 보는 바와 같이, 상기한 필터(90)는 상기 산기판(31) 위에 설치함으로써 필터(80)의 외주면에 부착되어 있는 부착물을 상기 산기관(31)에서 배출되는 공기방울이 자동으로 세정하도록 한다. 그리고 미설명 부호 92는 재배수의 온도를 적정 범위 예를 들어, 20∼23℃로 맞추기 위한 히터이다.

상술한 바와 같이, 본 고안은 콩나물 재배조에서 배수된 재배수에 고순도의 산소를 연속적으로 주입하여 콩나물 뿌리 썩음의 원인이 되고 있는 곰팡이와 박테리아가 번식하기 어려운 과포화 용존 산소수로 만들어 줌으로써 재배수의 재활용이 가능하도록 하여 재배용수를 절약하는 효과가 있다.

본 고안은 또한 과포화 용존 산소수를 콩나물 재배조로 순환시켜 살수함으로써 콩나물의 호흡에 필요한 산소를 충분히 공급함으로써 콩나물의 성장을 촉진시키고 뿌리 썩음을 방지하는 효과가 있다.

본 고안은 또한 재배수의 수온을 상승시키지 않는 고농도의 산소를 이용하여 재배수를 살균하기 때문에 종래의 오존이나 광촉매를 이용한 살균에서와 같이 재배수의 수온을 낮추기 위한 냉각기를 별도로 설치할 필요가 없으므로 설치 및 유지관리비가 절감되는 효과가 있다.

또한 본 고안은 항균성기능과 원적외선 방출 기능을 갖는 세라믹컬럼을 설치하여 유해 미생물의 번식을 방지할 뿐만 아니라 원적외선과 미네랄의 방출로 콩나물의 품질이 향상되는 효과가 있다.

또한 본 고안은 재배수를 순환시켜 재활용함으로써 재배수를 절약할 뿐만 아니라 재배수에 포함되어 있는 콩나물의 성장에 유리한 물질, 예를 들어, 지베렐린(Gibberellin), 시토키닌(Cytokinin), 옥신(Auxin), 등을 활용함으로써 콩나물 재배시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 상부는 개방되고 바닥면에는 다수의 배수공이 형성된 통형상의 콩나물 재배조와;

   상기 콩나물 재배조의 개방된 상면에 밀접하게 설치되며 급수관을 통해 공급되는 물을 살수시키는 살수판이 형성된 고깔형상의 덮개와;

   상기 콩나물 재배조의 하부에 설치되어 콩나물 재배조의 배수공을 통해 배출되는 물을 저장하는 저수조와;

   상기 저수조 내에 설치된 산기판을 통해 고순도의 산소를 재배수에 주입하는 고순도 산소발생기와;

   상기 저수조의 일측에 연통 되게 설치된 회수관을 통해 과포화 용존 산소수를 상기 콩나물 재배조로 순환시키는 재배수 순환장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 저수조에는 원적외선 방출기능과 항균기능을 갖는 세라믹볼이 침지되어 있는 것을 특징으로 하는 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 저수조의 일측에 연통되게 설치된 회수관의 단부에는 세균, 콜로이드,고분자 단백질 등을 선택적으로 여과시킬 수 있는 필터가 설치된 것을 특징으로 하는 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 재배수 순환장치는 상기 저수조에 연통되게 설치된 회수관과, 상기 덮개의 살수판에 물을 공급할 수 있도록 설치된 급수관, 상기 회수관과 급수관사이에 연통되게 설치되어 재배수를 펌핑하는 급수펌프와, 상기 급수펌프에 의해 펌핑된 재배수를 소정 높이로 올려주기 위한 순환관으로 구성되며, 상기 순환관은 지면에 대해 수직하게 설치된 수직프레임에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 저수조의 상부에는 소정 형상의 밀폐판이 설치되고, 상기 밀폐판의 상면에는 소정 깊이의 물받이 홈부가 형성되며, 상기 물받이 홈부의 중심에는 재배수의 하단부로 연장된 배수관이 설치된 것을 특징으로 하는 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기.
6. 제3항에 있어서,

   상기 필터는 한외여과막 필터이고 그 하부에는 상기 산기판이 설치되어 한외여과막 필터의 외부에 부착되어 있는 부착물을 자동으로 세정하는 것을 특징으로 하는 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기.