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연구개발 목표 및 내용
최종 목표
무균 생육환경 조성이 가능한 스마트 버섯재배 시스템
전체 내용
□ 연구개발 개요
□ 균일한 버섯 생육환경 조성과 살균을 위한 스마트 버섯재배 시스템의 개발이며, 버섯 생육에 적정 온도와 습도, 환기는 필수적인 요소로 생육 환경 유지를 위한 장치와 시스템의 개발임
□ 기존의 버섯재배시설에 특정화되어 있지 못하는 제품을 정의하고, 기존 버섯재배시설의 환기와 병해 문제를 해결하기 위한 시스템임
□ 버섯재배시설의 온도 유지는 공기조화 장치로, 습도 유지는 생육 재배

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
무균 생육환경 조성이 가능한 스마트 버섯재배 시스템
전체 내용
□ 연구개발 개요
□ 균일한 버섯 생육환경 조성과 살균을 위한 스마트 버섯재배 시스템의 개발이며, 버섯 생육에 적정 온도와 습도, 환기는 필수적인 요소로 생육 환경 유지를 위한 장치와 시스템의 개발임
□ 기존의 버섯재배시설에 특정화되어 있지 못하는 제품을 정의하고, 기존 버섯재배시설의 환기와 병해 문제를 해결하기 위한 시스템임
□ 버섯재배시설의 온도 유지는 공기조화 장치로, 습도 유지는 생육 재배 장치로, 환기와 병균 살균은 진공자외선을 적용한 열교환 환기장치로 유지하고, 주요 장치와 시설의 제어를 위한 통합 제어시스템임
□ 연구개발 필요성
□ 버섯 생육에 가장 중요한 온도, 습도, 광도, 환기의 효율적인 공급 필요
□ 에너지 절감형 열교환 환기장치의 적용을 통해 생육 과정에서 필요한 O₂ 공급
□ 자실체에서 직접 기생하여 발병하는 병균, 버섯 생육 시 환경조건에 의해 발병되는 병균, 외부 환기로부터 유입되는 오염균 등 억제 필요
□ 사회적 여건(농업인구 감소, 고령화, 노동의 기피 등)에 따른 스마트 시스템 필요
□ 연구개발 최종 목표
□ 무균 생육환경 조성이 가능한 스마트 버섯재배 시스템 개발
□ 매출액 0.5억 원, 고용 2명
□ 항곰팡이, 부유 곰팡이, 부유 세균, 온습도 편차 등 정량적 지표 달성
□ 연구개발 내용
□ 열교환 환기장치 개발
- 실내·외 환기(순기능)와 실내 순환 구조를 갖는 열교환 환기장치와 진공자외선 살균 장치를 개발하고, 이를 적용하여 에너지 절감과 효율적인 환기, 살균(병해 발생 억제, 제거 등) 기능을 수행할 수 있는 장치의 개발 완료함
- 열교환 환기장치의 내부 장치 개발 및 적용
◦ 열교환소자, 송풍 팬-모터, 필터, 전동 댐퍼 등 제작함
◦ 송풍 팬-모터는 시로코 팬으로 습기에 강하도록 제작함
◦ 전동 댐퍼는 실내·외 환기 기능에 사용되는 외기 댐퍼(내기차단)와 실내 순환 기능에 사용되는 내기 댐퍼(외기 차단)로 제작함
- 진공자외선 살균 램프 및 안정기 개발
◦ 66m³, 99m³, 198m³ 용량의 살균 램프 제작함
◦ 100~200nm의 안정기 제작함
◦ 소량의 오존 발생량을 저감하기 위한 오존 저감 촉매제를 활용하여 필터 화함
□ 통합 공기조화 장치 개발
- 통합 공기조화 장치는 재배 시설의 온도를 유지해줄 수 있는 냉·난방장치이며, 냉매를 이용한 냉·난방과 핀 히터를 통한 보조 난방 기능을 갖는 장치의 개발을 완료함
- 공기조화 장치 내부 장치 개발 및 적용
◦ 압축기와 응축기, 증발기 등 냉각구조를 갖는 시스템을 적용하고, 송풍 팬-모터(방습)와 1kW의 핀 히터를 제작함
□ 배지 생육 장치 개발
- 배지 생육 장치는 버섯 생육 시 수분과 광을 공급하기 위한 장치이며, 배지의 이동을 통해 황액을 제거 할 수 있는 장치임
- 버섯재배 균상대를 제작하고, 포그 분무 방식의 수분 공급 장치와 LED 광 공급 장치를 균상대에 거치함
- 버섯재배 균상대 개발
◦ 일반적인 배지 크기를 고려하여 규격화 및 높이 조절 장치적용
- 수분 공급 장치 개발
◦ 균상대 선반에 설치되어 포그 분무 할 수 있도록 노즐을 개발하여 제작하고, 약 30kg/cm2 의 압력이 형성되면 노즐을 통해 수분을 공급
- 광 공급 장치 개발
◦ 버섯 생육에 필요한 광 파장을 조사하여 LED 모듈을 제작하고, 균상대 선반에 적용
□ 버섯재배시설 통합 제어시스템 개발
- 아두이노 기반 테스트 버섯재배시설 통합 제어시스템 개발
◦ 테스트용 온·습도 센서 및 아두이노 제어 모듈 개발
- 애플리케이션 기반 버섯재배시설 스마트 에너지 제어기술 개발
- 환경 제어 알고리즘 개발
◦ 확정된 재배시설 내부 장치의 동작 제어 시퀀스 알고리즘 구성 및 개발
- 통합 센서 관리 시스템 개발
◦ 센서 데이터 통합 관리 모듈 및 센서 데이터 변환 코드 개발
- 통합 제어 시스템 개발
◦ 통합 시스템 서버 모듈 및 제어 시스템 컨트롤 릴레이 모듈 개발
- 안드로이드 OS 기반 애플리케이션 개발
□ 버섯재배시설 제작 및 적용
- 개발한 주요 장치를 실제 적용하고 가동 할 수 있도록 버섯 재배시설을 직접 제작함
◦ 버섯재배시설은 생육실과 제어실로 구분하고, 생육실은 두 공간으로 분리하여 개발 제품과 타제품을 적용한 환경유지를 위한 시험 및 재배를 진행함
◦ 자체 환경시험은 재배시설의 특정 온도와 습도를 설정하고, 며칠간의 온도와 습도 값을 측정함
◦ 자체 생육시험은 재배시설에 직접 배지를 균상대에 거치시키고, 동일한 온도와 습도, 환기 조건을 유지하고, 며칠간의 생육 상태를 확인함
◦ 또한, 병균의 발생 여부도 확인함
□ 버섯재배 시스템 주요 장치

연구개발성과
□ 경제적 성과
□ 정량적 성과

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
□ 연구개발성과 활용계획
□ 개발한 스마트 버섯재배 시스템과 구성하고 있는 주요 장치를 국내 버섯재배시설에 판매 및 적용하여 기업과 버섯 농업의 성장의 발판으로 활용
- 버섯재배시설 및 설비·기기 지원사업의 공급 기업으로 개발된 기술을 활용 (농림축산 식품 사업 중 특용작물시설현대화 사업 등)
- 농업 전시회, 박람회, 제품 설명회 등 참가를 통해 연구개발 제품을 홍보하여 판매망을 확대
- 본 연구개발 수행에 있어 발생한 정량적 성과는 분석 지표로 활용하고, 지속적인 개선과 업데이트할 예정
- 특허, 논문, 인력양성 등 발생한 성과에 대해 관리 및 보완을 수행하여, 기술 보호 자료로 활용
□ 개발한 주요 장치는 버섯재배시설에 적합하도록 개발되었으나, 일부 개선을 통한 각 장치를 개별적으로 다른 활용처에 활용할 수 있음
- 개발기술의 활용 분야는 넓으나, 전문적인 지식을 가지고 개발을 수행한 버섯재배시설에 먼저 활용하고, 향후 개선을 통한 다른 분야에 활용 예정
- 열교환 환기장치의 경우 살균 기능을 탑재한 환기장치로 코로나19와 미세먼지로부터 안전하지 못한 현 상황에서 건축물 환기장치로 활용이 가능
- 공기조화 장치의 경우 타 농업 분야에 적용 가능
- 스마트 통합 제어시스템은 프로그램 수정 및 추가 배전반을 제작할 경우 스마트 농업과 관련된 제어가 가능할 것으로 판단됨
□ 핵심기술인 “진공자외선 살균”을 적극적으로 활용하여, 당사의 주력 제품으로 활용하여 파생 제품의 개발
□ 실내 순환 구조를 갖는 열교환 환기장치에 대한 구조적 특허를 추가로 출원하여 연구개발 제품의 특허 보호할 예정

□ 기대효과
□ 연구개발기술은 버섯 생육 환경 관리시스템으로 버섯 생육에 필요한 온도와 습도, 환기를 효율적으로 관리 할 수 있으며, 살균을 통해 생육 환경에서 발생하는 병해를 경감할 수 있어 안전한 버섯 생산과 높은 생산율을 기대할 수 있음
□ 또한, 연구개발기술의 사업화를 통한 환경개선 및 생산 효율화 제품으로 농업의 경제와 농가 소득을 증대할 것으로 기대됨
□ 본 연구개발기술에 따라 기업의 성장과 매출액의 증가, 고용 창출 등의 효과가 클 것으로 기대되며, 기존에 다양한 설비가 적용된 버섯재배시설의 제품군을 특정화하고 향후 표준화를 통한 버섯 생산설비 선두 기업으로 도약을 기대함
□ 열교환 환기장치의 내부 순환 기능, 진공자외선 살균, 포그 분무, LED 등 본 연구 개발기술을 개선 및 활용하여 다양한 분야에 적용함으로써 산업적·경제적 활용 효과가 기대됨

(출처 : 요약 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 ... 4
• 보고서 요약 ... 6
• 목차 ... 12
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 14
• 1) 개발기술의 중요성 및 타당성 ... 14
• 2) 국내·외 관련 기술의 현황 ... 19
• 3) 기술개발 시 예상되는 기술력·경제적 파급 효과 ... 25
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 28
• 1) 연구개발과제의 목표 ... 28
• (1) 종합목표 ... 28
• (2) 연구개발 목표 ... 29
• (3) 경제적 성과목표(사업기간 내) ... 29
• 2) 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 30
• (1) 연구개발과제 수행 범위 ... 30
• (2) 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 31
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 96
• 1) 연구수행 결과 ... 96
• (1) 정성적 연구개발성과 ... 96
• (2) 정량적 연구개발성과 ... 98
• (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 98
• 2) 목표 달성 수준 ... 101
• (1) 목표 달성 수준 ... 101
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 104
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 104
• 2) 자체 보완활동 ... 104
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 104
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 106
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 108
• 참고문헌 ... 115
• 증빙1. 매출액 ... 116
• 증빙2. 신규채용 ... 120
• 증빙3. 특허 ... 122
• 증빙4. 논문 및 학술발표 ... 125
• 증빙5. 인력양성 ... 133
• 증빙6. 성능시험 성적서 ... 134
• 별첨1. 성실이행 서약서 ... 155
• 별첨2. 자체보안관리진단표 ... 157
• 끝페이지 ... 158