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제목 식물공장의 시스템 설명
작성자 베지시스 (ip:)
  • 평점 0점  
  • 작성일 2010-11-05 17:17:44
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  • 조회수 1290
 

< 식물공장의 시스템 설명 > 

  식물공장은 먼저 유리온실이나 외부와 격리된 건물이 필요하고 날씨와 상관없이 농사를 지을 수 있는 환경상태를 만들어 주는 환경제어장치가 있습니다. 또한 농사를 짓는 데에 필요한 농작업 기계와 온실의 면적을 최대로 활용하면서 영양분을 공급해주는 작물재배장치가 필요합니다. 또한 건물내부에서는 작물에 빛을 주는 광원(LED, 형광등, 고압나트륨등 등)이 필요하게 됩니다. 식물공장에 사용되는 유리온실에는 다음과 같은 시설과 장치가 붙어 있습니다.


 1. 식물공장의 개념

 ○ 기후에 좌우되지 않는 농산물 안정생산공급

 ○ 계절에 관계없는 계획생산

 ○ 무 농약 고품질 안전 농산물 생산공급

 ○ 노동력의 최소투입과 농산물 대량생산

 ○ 도시근교에 대량생산시설 설치 가능

 ○ 시설면적 이용율 최대화


 2. 식물공장의 분류

 ○ 광원에 의한 분류

  - 태양광·인공광 병용형 (외부와 격리, 유리온실)

  - 인공광제어형 (외부와 격리, 샌드치 패널 등 건물형)

  - 인공광완전제어형(파종에서 수확까지 완전 로봇자동화, 폐쇄형생산시스템)


 ○ 형태에 의한 분류

  - 수평형 식물공장(수평형, 주간조절장치)

  - 수직형 식물공장(다단식, 컨베이어식)

  - 수직농장 (수직형, 다단식 식물공장의 수직 조합)

 

※ 식물공장의 시스템은 수평형(태양광인공광 겸용형) 식물공장시스템을 LED나 고효율 형광램프를 광원으로 하여 다단적층한 시스템으로 보면 됩니다.

수평형 식물공장은 폭이 크지만 다단적층식 식물공장은 폭이작습니다. 그리고 재배방식이 폿트인가? 일반 수경재배방식인가? 에 따라서 배양액공급시스템이 달라지고, 농작업 장치가 달라질 뿐, 전체적 구상은 같습니다.

 

 3. 식물공장의 주요시스템

 가. 식물공장의 환경장치

 유리온실은 자연상태와 다르고 작물이 자라는 계절에 상관없이 항상 작을  심고 기르고 수확하고 판매하는 일 들이 계획적으로 일정하게 유지하려면 온도, 습도, 빛 등을 작물에 알맞게 맞추어 주어야 합니다.


  (1) 작물이 잘 자라게 하려면 겨울철에 작물이 따뜻하게 온도를 높여주는 온풍난방기나 온수보일러 등 난방기가 있고,  여름철에는 작물이 시원하게 하여 주는 냉방기가 갖추어져 있습니다.

  (2) 작물이 살아가는데 필요한 영양분을 만들게 하기 위하여 탄소동화작용의 3대요소인 빛을 공급하는 램프(광원), 물이나 영양분을 공급하는 양액공급장치, 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소공급장치가 있습니다.

  (3) 온실 안에는 막혀 있어서 덥고 습기가 많아서 신선한 공기가 들어오고 나가게 하는 창문이 지붕과 측면에 붙어 있고 유리온실 안의 공기를 빼어내는 환기팬이 붙어 있으며, 온실 안의 공기가 잘 섞이도록 하여주는 순환팬(공기교반기)이 설치되었습니다.

  (4) 추운 날에는 난방기를 돌리는 데 기름이 많이 들어가므로 에너지를 줄기 위하여 보온커튼이 2~3개 설치되어 있고, 여름에 햇빛이 강한 날에는 작물이 시들지 않도록 햇빛을 가려주는 차광막이 설치되어 있습니다.

  (5) 위에서 설명한 여러 가지 장치들은 온도와 습도, 이산화탄소, 햇빛의 세기, 영양분의 성분을 측정하는 많은 센서들이 있고, 사람이 작물이 좋아하는 환경에 알게 맞추어놓은 값에 따라 센서가 측정하고, 측정한 값이 컴퓨터로 보내어 지면 컴퓨터가 알아서 기계와 장치들을 움직이게 하여 자동으로 작물에 알맞은 환경을 만들어 주는 환경제어장치가 있습니다.


 나. 식물공장에서 사용되는 농작업기계

 식물공장은 농사를 지을 때에 많은 사람의 일손이 드는데 이러한 일손을 덜어 주는 기계가 있으며, 이들 기계는 다음과 같습니다.

 

  (1) 분이나 파종하는 용기에 싹이 날수 있는 흙이나 흙과 비슷한 인공배지를 넣어 주는 상토충전기, 사람이종자를 넣어 주면 자동으로 파종하는 파종가 있습니다.

  (2) 작물의 종자가 파종된 용기를 넣어서 온도와 습도를 맞추어 싹이 잘 트도록 하는 발아실이 있고, 어린 싹이 온실에서 잘 살 수 있도록 튼튼하게 하여 주는 녹화실이 있습니다.

  (3) 튼튼하게 자란 작물의 모종은 재배하는 홈통에 옮겨 심는데 필요한 기계인 정식기가 있으며, 재배하는 홈통을 작물이 자라면 많은 자리를 차지하게 되므로 작물의 간격을 넓혀 주어야 합니다. 작물의 간격을 넓혀주는 것이 조간조절장치라 합니다. 재배홈통과 이 기계는 일반 유리온실에는 사용되지 않고 식물공장에서 사용되는 기계입니다.

  (4) 작물이 다 자라면 수확하는 수확기계가 있고, 수확한 작물을 포장하 포장기계가 있습니다. 또한 수확물을 판매하기 전까지 수확한 대로 상하지 않고 신선하게 품질이 그대로 유지되게 하는 저온저장고라는 보관창고가 있습니다.

  (5) 위에서 설명한 기계와 장치들은 사람의 손이 적게 들도록 자동화되어 있습니다.

 

광특성 및 광합성 효율




❍ 광보상점으로, 강광성 과채류에서는 1,000~2,000lux이고, 약광성 채소류에서는 200~1,000lux

❍ 계속 광을 강하게 조사하면 광합성속도는 직선적으로 증가하지만, 곧 증가는 완만하게 되어 일정 수준을 유지하게 되는데, 이때의 광강도를 광포화점이라 함


 <표 1>  광합성특성에 따른 광강도의 분류별 작물의 종류

 

광강도 

광포화점 

작물의 종류 

강광형 

40klux이상 

채소 : 토마토, 수박, 온실멜론, 호박,  오이, 가지 

중광형 

20~40klux

채소 : 완두, 강남콩, 양배추, 배추, 순무

화훼 : 스토크, 시클라멘, 프리지아

약광형 

20klux이하 

채소 : 삼엽채, 머위, 생강

화훼 : 글록시니아, 칼라디움, 몬스테라, 아나나스 




 

 <참고자료> 광도와 일장시간별 보광처리기간

작물

광도

(foot-candles)

일장시간

(자연광+보광)

보광처리기간

(정식후)

Ⅰ. 화훼

 

 

 

국  화(포트멈)

400~700

18~24

1~3주

거 베 라(분화)

300~500

18~24

4주

거 베 라(절화)

300~500

18~24

계속

백합(아시아틱)

250~350

18~24

개화기까지

장    미(분화)

300~500

18~24

개화기까지

장    미(절화)

300~800

18~24

계속

Ⅱ. 채소

 

 

 

오        이

500~800

18~24

4~6주

양   상   추

300~600

18~24

계속

토   마   토

300~800

16~18

첫 화방까지

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