제품소개

2-1 컨테이너형


1. Model: SF-CPF10-20:

1-1, 외형규격: 폭 3* 길이10m, 컨테이너 타입( 2라인, 3층, 재배상 총 면적 19.8 ㎡)

* 위에서 Moel SF-CPF 10-20 이라 함은, SF 란 Sunnyfield 를 의미해서 이 제품이 저희 KAST의 제품임을 나타냅니다.

또한 CPF 란 Container type Plant Factory 로, 말 그대로 컨테이너형 식물공장을 말합니다.

그리고 뒷부분의 10-20 이란, 컨테이너 길이가 10m 이고 재배상의 총 면적은 20 제곱미터가 된다는 뜻입니다.

KAST친환경농업기술이 제작, 판매하고 있는  컨테이너형 식물공장이 지난 6월 29일, 대구 수성구 욱수동에 위치한
운경재단 산하 모레아병원에 이전 설치, 7월부터 정상 가동에 들어갔습니다.

KAST에서 프로토타입 모델 개발 후 2달여에 걸쳐 제작, 테스트를 마친 이번 모델은 양산형 컨테이너 식물공장의 표준 모델로서 일반에 공개 된 것은 이번이 처음입니다.




(사진1) : KAST에서 개발한 컨테이너형 식물공장이 설치된 현장 전경. 이곳에서 7월부터 정상적으로 생산 가동에 들어갔다.







(사진2 : 컨테이너 내부 컨트롤실에서 바라본 재배실 모습. 재배 1라인(좌측) 1층 육묘장에 파종된 상추 모종과
2,3층에 재배중인 상추를 볼 수 있다.)


1-2, 컨테이너형 식물공장의  규격 및 재배 면적




(사진3 : KAST 컨테이너형 식물공장의 입체도.)


위 사진3에서 보는 바와 같이 폭 3m, 길이 10m 컨테이너(30㎡, 약 9.0평)의 내부는  

 a. 재배상 및 세척설비가 설치된 재배실 (22.5㎡, 약 6.8평) 
 b. 센서 모니터용 PC 및 배전 설비가 설치된 컨트롤실 (7.5㎡, 약 2.2평) 의 2개 구역으로 구분 됩니다.

재배실 내부에는 폭 0.75m, 길이 4.4m의 재배상(3.3㎡, 약 1평)이 3층 X 2라인으로 총 6개가 설치되어
있습니다. 따라서 이 식물공장의  전체 재배면적은 19.8㎡(약 5.98평)이 됩니다.

각각의 재배상에는 스티로폼 정식배드(배드 하나에 상추 49주)가 7개씩 들어갈 수 있으며 육묘재배상을 제외한 5개 재배상 총 35개의 정식배드에서 재배가 가능합니다.

따라서 상추의 경우, 1715주의 상추를 20일마다 수확할  수 있으며,
상추 1주당 무게를 평균 50g으로 계산했을때 한 달 기준으로 약 128.6kg의 상추를 수확할 수
있습니다.

이에 따라 1일 생산량을 계산했을때는 대략 4.2kg정도가 됩니다.





(사진4 ): 육묘재배상(1라인 1층)의 경우 2m LED바가 10개 설치되어 있으며, 나머지 재배상은 8개씩 설치되어
있습니다.

육묘장에서 높은 광량을 이용해 밀집파종된 상추를 10~15일 정도 키운 후 일반 재배상으로 옮겨 다시
20일정도만 더 재배하면 수확이 가능합니다.


1-3, 광원(LED) 및 전원 컨트롤러 사양 




(사진5 : 컨테이너형 식물공장 내부 컨트롤실에 설치된 LED 전원공급 컨트롤러, 모델 SF-6030T.  이 컨트롤러는 길이 2m 짜리 LED Bar(40W 타입)를 60개까지 드라이브할 수 있습니다.


KAST 컨테이너형 식물공장에 사용된 2m LED Bar는 육묘재배상에 10개, 나머지 일반재배상에 8개씩 5단(육묘재배상을 뺀 계산. A 라인에는 2층, B 라인에는 3층)으로  총 50개가 됩니다.

1개의 LED바에는 1W급 고효율 LED가  32개씩 장착되어 있거나, 또는 신형 LED 바에서는 0.2W 급 LED 가 240 개 장착되어 있어서, LED 바 1개의 소비전력은 대략 32W ~40W 가 됩니다.

이 50개의 LED Bar를 드라이브 하기 위해 KAST의 분리형 전원 컨트롤러 SF-6030T 가 사용되었습니다.

분리형 전원의 의미는 전원회로(전원공급 컨트롤러)는 재배실 밖에 두고, 재베실 안에는 LED Bar만 설치되어 있는 방식으로, 전원부와 광원부가 각각 컨트롤실과 재배실로 분리되어있다는 뜻입니다.

이런 분리형 방식에서는  전원부에서  AC 220V 전원을 받아 DC 40-48V 전압을 변환시키는 과정에서 발생되는 열이 식물을 키우는 재배실 안에는 영향을 주지않아 에어컨 설비용량을 획기적으로 줄여주고, 또한  AC 220V 라인이 재배실 안으로 들어가지 않기 때문에 작업자에게 안전한 작업공간을 확보해 줍니다.

전체 재배상에 사용된 LED 1600개는 Red(660nm) : Blue(450nm)와 식물의 종류에 따라서는 White, IR 등의 빛을 적당히 혼합하여 식물성장에 최대 효율을 가져오는 빛 Spectrum 을 조사해 주도록 합니다.

 이때의 PPFD는 18cm
거리 아래에서의 a~i 까지의 9지점에서 측정하여 그 평균값을 내면   81 µmol m-2s-1  정도가 됩니다.  




(사진6) : 사진에서 현재 LED Bar와 스티로폼 정식배드 사이의 거리는 18cm로 조절되어 있습니다.

기본적으로 KAST의 LED Bar는 식물성장에 맞춰 광효율을 극대화하기 위해 3단계로 LED Bar의 높이를 높이 조절할 수 있으며,, 컨트롤실에서 변환된 DC 저전압이 사용되므로 LED 전원라인이 작업자의 신체와 접촉되더라도 안전합니다.


3. 양액관리 설비 및 순환식 수경재배 시스템


KAST의 컨테이너형 식물공장에는 기본적으로 순환식 수경재배 시스템이 사용됩니다.

이 방법은 지속적으로 배양액이 재배상을 순환하면서 그 위를 떠있는 스티로폼 배드에 심어져 있는  식물에게 양액이 공급되는 방식입니다.

물론 재배상에 상토나 화분을 이용한 토경재배도 가능합니다.

하지만 무엇보다도 수경재배의 장점을 꼽는다면,

 a. 실시간으로 배양액 상태를 체크하면서, 어떤 식물이라도 최적의 양액을 공급할 수 있으며,
 b. 토경재배에서 발생할 수 있는 기생충, 박테리아 등의 유해균으로 부터 안전하며,
 c. 배양액은 언제라도 쉽게 교환, 새롭게 제조할 수 있어 토경재배에서의 연작장해 문제가
     발생하지 않는다

는 점입니다. 이러한 수경재배 시스템을 구축하기 위해서는 몇가지의 설비가 필요합니다.

 배양액을  재배상으로 공급하기 위한 펌프, 배양액 탱크, 양액상태를 체크하기 위한 ph,EC센서 및 모니터가 그것입니다.





(사진7) : 재배라인별로 각각 1개씩의 양액탱크와 양액 공급 펌프, 3단의 재배상으로 연결된 공급파이프에
부착된 ph, EC센서, 배양액의 용존산소량을 높여주고 녹조현상을 막기위한 air공급장치가 설치되어있습니다.


  

(사진8) : 양액 모니터링용 PC 화면. 각 라인별 ph, EC 상태가 별로도 표시되며, 재배실의 CO2, 온도,
습도를 실시간으로 확인할 수 있습니다.


4. 내부 환경 조성 설비 및 기타


재배실 내부는 기본적으로 외부 공기가 유입되지 않도록 벽면, 통로의 공기막음 처리가 되어있습니다.

재배실로 들어가기 위해서는 컨트롤실에서 에어커튼 장치를 통과해 들어가는 중간 출입구를 이용하도록 되어있지만
화재, 정전등의 비상시에 재배실 안쪽 작업자의 안전을 위해 컨테이너 후미에 비상구가 설치되어있습니다.

외부 공기로 부터 유입될 수 있는 병해충으로부터 안전성이 확보된 재배실 내부에는 별도의 에어컨
설비와 이산화탄소 공급 라인이 연결되어있으며 재배 식물에 적합한 온도, CO2 설정이 가능합니다.




(사진9) : 컨트롤실에서 재배실로 들어가는 출입구에 설치된 에어커튼, 출입자의 몸에 묻어서 들어올
수 있는 미세먼지, 해충등을 1차적으로 차단해주는 효과가 있습니다.





(사진 10) : 재배실 내부에 설치된 7.8평형, 3.2kW급 에어컨의 모습. 상추의 경우 18~22도 정도의 온도를
유지해 주어야 성장에 제일 효과적입니다.




(사진11) : 컨트롤실에 설치된 20kg 용량의 CO2 액화 탱크에  연결된 에어호스를 통해 재배실 내부로 공급되는데다.
공기조화장치가 함께 달린 CO2 Regulator로 일정수준의 CO2 농도를 유지하는 것이 가능합니다.

이 컨테이너형 식물공장은 현재 대구 수성구 욱수동에 위치한  모레아병원에서 구입,  설치한 후 내부에서 생산한 채소를 자체적으로 포장, 홍보, 판매 및 구내식당 등에 공급하고 있습니다.

저희 카스트가 시험기간을 거쳐 제작을 하고 있는 컨테이너 타입의 식물공장으로는 현재 딸기재배전용과 인삼재배전용도 상용화되어 생산을 하고 있는 중입니다.