[논문]컨테이너형 버섯식물공장시스템설계 및 노루궁뎅이버섯 생산

조우식; 이성학; 류송이; 강민구; 김우현; 박창민; 박후원

doi:10.14480/jm.2016.14.4.249

초록
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하이테크 산업은 이른바 스마트 농업의 융합에 장벽을 극복하기 위해 농업의 경관을 바꾸고있다. 정밀 농업의 핵심인 온도, 습도, 위치 정보 및 실시간 요약 정보 모든 중요한 ICT 제어 기술은 버섯 재배 온도, 습도, 조명, 이산화탄소 등의 제어가 가능한 컨테이너형 버섯재배시스템을 설계제작하였으며, 버섯 재배에 활용가능성을 노루궁뎅이버섯을 대상으로 시험을 수행하였다. 노루궁뎅이버섯의 초발이소요일수는 청색 LED광에서 6~7일, 광량 $40{\sim}47Pmol/m^2s$ 적색 LED광에서 4~6일로 유사하였고 생체중은 적색 LED광에서 95g으로 타처리구에 비해 우수하였다. 앞으로 컨테이너형 버섯재배시스템의 국내활용도 향상시켜 국내 판매와 캐나다 등 극한지역을 포함한 외국 수출이 계획되어 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Timing, place, and the high-tech industry to overcome barriers to the introduct of the so-called "smart agriculture". The core factors of precision agriculture, including temperature, humidity, location information, and real summary information, are all significant for ICT controlling technique. The...

Timing, place, and the high-tech industry to overcome barriers to the introduct of the so-called "smart agriculture". The core factors of precision agriculture, including temperature, humidity, location information, and real summary information, are all significant for ICT controlling technique. The system is a four-season container allowing mushroom product, humidity, illumination, and factors such as carbon dioxide were regulated to create the optimal environment for mushroom cultivation. Hericium erinaceum (also called Lion's Mane Mushroom, Bearded Tooth Mushroom, or Bearded Tooth Fungus) is an edible and medicinal mushroom in the tooth fungus group. During approximately 40 days of incubation, 1.4 kg of oak sawdust was used as the test medium. The humidity, temperature, and $CO_2$ density were maintained at >85-95%, $18-20^{\circ}C$, and 700-1,000 ppm, respectively, in the container type culture system. The time for primordium formation was observed to be 4-7 days. The amount of fruitbody production was 74-95 g per bag. This technique will be used to establish a new community support program, in conjunction with international movement, domestic sales and exports are also planned.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

LED란 화합물반도체의 특성을 이용해 전기를 자외선, 가시광선, 적외선 등으로 전환시키는 반도체 소자로 광 효율이 높고 반영구적인 차세대 광원이다. 계절, 장소 등과 관계없이 자동화를 통한 생산방식이 가능한 식물공장을 특성을 고려하여 컨테이너형 식물공장의 버섯생육에의 활용성을 확대하기 위해 본 연구를 수행하였다.

제안 방법

각 컨트롤러의 구동시간은 PC 통합 운용프로그램에서 5개 실험군의 on/off시간 설정을 통해 가능하며, 컨트롤러 자체 Daily 타이머 부착으로 PC없이 15분 단위/24시간 제어가 가능하다. LED파장 및 광량 제어 실험 환경설계는 버섯재배시 최적 광원 실험을 위해 5개 실험군(Red, Blue, White, 조합, 형광등)으로 실험베드를 구성하고 LED실험베드는 파장별 비교 실험 및 컨트롤러에서 조정한 광량에 따른 비교 실험이 가능하도록 배치하였다. 각 실험베드에는 버섯 품종별 크기나 성장에 따라 광조사 거리 및 광량 조정이 가능하도록 높이 조절 장치를 별도로 부착하여 추가적인 실험이 가능하도록 구성하였다(Fig.
노루궁뎅이버섯 발생시험을 위해 ‘노루1호’(H. erinaceus)를 공시균주로 사용하였으며 참나무톱밥 85%와 미강 15%를 부피비로 혼합하여 입봉량은 1.4kg으로하여 20±2℃에서 30일간 배양하여, 컨테이너형 버섯재배사에서 온도 20±2℃, 습도 85~95%, CO₂ 700~1,000ppm 조건에서 생육시험을 실시하였다. 노루궁뎅이버섯의 초발이소요일수는 청색 LED광에서 6~7일, 광량 40~47 Pmol/m²s 적색 LED광에서 4~6일로 유사하였고 생체중은 적색 LED광에서 95g으로 타처리구에 비해 우수하였다(Table 1).
하이테크 산업은 이른바 스마트 농업의 융합에 장벽을 극복하기 위해 농업의 경관을 바꾸고있다. 정밀 농업의 핵심인 온도, 습도, 위치 정보 및 실시간 요약 정보 모든 중요한 ICT 제어 기술은 버섯 재배 온도, 습도, 조명, 이산화탄소 등의 제어가 가능한 컨테이너형 버섯재배시스템을 설계제작하였으며, 버섯 재배에 활용가능성을 노루궁뎅이버섯을 대상으로 시험을 수행하였다. 노루궁뎅이버섯의 초발이소요일수는 청색 LED광에서 6~7일, 광량 40~47 Pmol/m²s 적색 LED광에서 4~6일로 유사하였고 생체중은 적색 LED광에서 95g으로 타처리구에 비해 우수하였다.

성능/효과

4kg으로하여 20±2℃에서 30일간 배양하여, 컨테이너형 버섯재배사에서 온도 20±2℃, 습도 85~95%, CO₂ 700~1,000ppm 조건에서 생육시험을 실시하였다. 노루궁뎅이버섯의 초발이소요일수는 청색 LED광에서 6~7일, 광량 40~47 Pmol/m²s 적색 LED광에서 4~6일로 유사하였고 생체중은 적색 LED광에서 95g으로 타처리구에 비해 우수하였다(Table 1). 이는 큰느타리버섯 생육시 적색 LED광 이용시 길이 및 중량이 증가했다는 보고와 유사한 경향이었다(Kim et al.
정밀 농업의 핵심인 온도, 습도, 위치 정보 및 실시간 요약 정보 모든 중요한 ICT 제어 기술은 버섯 재배 온도, 습도, 조명, 이산화탄소 등의 제어가 가능한 컨테이너형 버섯재배시스템을 설계제작하였으며, 버섯 재배에 활용가능성을 노루궁뎅이버섯을 대상으로 시험을 수행하였다. 노루궁뎅이버섯의 초발이소요일수는 청색 LED광에서 6~7일, 광량 40~47 Pmol/m²s 적색 LED광에서 4~6일로 유사하였고 생체중은 적색 LED광에서 95g으로 타처리구에 비해 우수하였다. 앞으로 컨테이너형 버섯재배시스템의 국내활용도 향상시켜 국내 판매와 캐나다 등 극한지역을 포함한 외국 수출이 계획되어 있다.

후속연구

노루궁뎅이버섯의 초발이소요일수는 청색 LED광에서 6~7일, 광량 40~47 Pmol/m²s 적색 LED광에서 4~6일로 유사하였고 생체중은 적색 LED광에서 95g으로 타처리구에 비해 우수하였다. 앞으로 컨테이너형 버섯재배시스템의 국내활용도 향상시켜 국내 판매와 캐나다 등 극한지역을 포함한 외국 수출이 계획되어 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식물공장의 특성상 필요한 것은?	식물공장은 실내에서 식물의 생육환경(광, 온습도, 자양분)을 인위적으로 제어하여 계획생산이 가능한 농업시스템을 일컫는데, 식물성장에 필요한 환경요소들을 환경조성 장치를 통해 제공하며, 파종에서 수확까지 이루어지는 생산 공정은 첨단기술을 접목한 자동화시스템이다. 식물공장의 특성상 실내에 많은 센서와 설비장치들로 구성될 수밖에 없으며 이러한 시설들을 효과적으로 관리하기 위해 식물공장내의 상황 정보의 수집 및 교환을 통해 상황을 인식하고, 해석 및 추론과 같은 처리 과정을 거쳐, 사용자에게 상황에 적절한 서비스를 제공하는 상황인지 개념을 적용할 필요가 있다 (Schilit et al, 1994, Covington et al, 2002). 유럽의 식물공장은 대부분 자동화된 냉난방 및 공조장치를 갖춘 유리온실 형태로 되어있으며 최근에는 입체형 식물공장 및 실용화 수준의 농작업의 로봇화를 위한 연구와 온실보광 및 식물공장용 고광도 LED광원 개발에 한국에서도 연구를 진행하고 있다.
	버섯재배용 컨테이너의 형태는?	버섯재배용 컨테이너는 20ft 수출용 냉동 컨테이너(Reefer Container)로 자체 냉동 유닛을 이용하여 –25℃ ~ 28℃ 까지 내부 온도 설정이 가능하다. 온도제어유닛 내장식 히터타입으로 고장이 적고 외부에 별도로 부착되는 장치가 없는 형태이다. 버섯 재배를 위한 고습 상태에서 발생되는 내부 결로는 컨테이너 바닥의 배수장치를 통해 외부 배출된다.
	식물공장이란 무엇인가?	식물공장은 실내에서 식물의 생육환경(광, 온습도, 자양분)을 인위적으로 제어하여 계획생산이 가능한 농업시스템을 일컫는데, 식물성장에 필요한 환경요소들을 환경조성 장치를 통해 제공하며, 파종에서 수확까지 이루어지는 생산 공정은 첨단기술을 접목한 자동화시스템이다. 식물공장의 특성상 실내에 많은 센서와 설비장치들로 구성될 수밖에 없으며 이러한 시설들을 효과적으로 관리하기 위해 식물공장내의 상황 정보의 수집 및 교환을 통해 상황을 인식하고, 해석 및 추론과 같은 처리 과정을 거쳐, 사용자에게 상황에 적절한 서비스를 제공하는 상황인지 개념을 적용할 필요가 있다 (Schilit et al, 1994, Covington et al, 2002).

참고문헌 (5)

Choi WI, Lee JS, Lee UY, Lee TS. 2010. Immuno-stimulating and Antitumor Effects on Mouse Sarcoma 180 by Crude Polysaccharides Extracted from Fruitng Body of Hericium erinaceus. J Life Sci 20:623-631.

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Covington M, Fogla P, Zhan, Z and Ahamad M. "Context-aware Security Architecture for Emerging Applications," Security Applications Conference(ACSAC), 2002.
Kim DH, Choi HJ, Jo WS and Moon KD. 2012. Quality Characteristics of Pleurotus eryngii Cultivated with Different Wavelength of LED Lights. Korean J Food Preserv. 19: 354-360.

원문보기 상세보기
Lee HN, Kim YJ, Shim SH. 2008. Proteasome Inhibition Activity of Hericium erinaceum. Kor J pharmacogn 39:365-368.
Schilit B, Adams N and Want R. 1994. "Context-aware computing applications," In proceedings of IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications.

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