저가형식물재배시스템

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1, 식물 재배시설의 개요

여기서 식물 재배시설이라 함은 자연광(태양광)을 이용할 수 없는 곳, 예를 들어 지하실이나 큰 건물의 북쪽 그늘진 곳, 식당, 햇빛이 잘 들지 않는 베란다나 차고, 또는 지하도 등에 식물을 재배하기 위해 인위적으로 설치한 식물 재배시설을 말합니다.

이런 시설에서는 자연광(태양광)을 얻을 수가 없어 이를 대신해 줄 인공광이 필요하고, 노지(땅)가 없으므로 이를 대신해 식물이 자랄 수 있는 다른 공간(재배상)이 필요하고, 식물이  땅에서 얻을 수 있는 자양분을 인위적으로 공급해 주는 시설(양액 공급시설)을 갖추어야 합니다.

그리고 이런 모든 것이 경제적으로 이루어져야 합니다.

한편,  어차피 태양광을 이용할 수 없는 처지라서 인공광을 써야 한다면  식물공장이거나,  재배시설에서거나   식물 재배시설을 단층으로 설치할 필요가 없습니다.

그래서 식물재배시설에서는 시설의 대지면적 대비 식물재배상의 면적비를 높이기 위해 식물을 키우는 재배상을 3~8층으로 하거나, 더 나아가서는 수 십 층까지 다단으로 쌓을 수도 있습니다.

실제로 식물지배시설에는 규모나 그 방법에 대해선 아무런 제약이 없고, 설치 후에도 뭔가 잘못이 있으면 그리 어렵지 않게 시설을 바꿀 수도 있습니다.

저희 카스트 친환경농업기술은 지금껏 여러곳에 많은 식물재배시설을 설치해 온 경험이 있습니다.

 우선  저희 카스트가 설치한 여러 곳의 식물재배시설 중 몇 곳을 보여드립니다.

식물재배시설에는 아래와 같은 기본 설비가 포함됩니다.

 

1-1, 식물재배시설의 구성

 

1-1-1, 재배상(Bed): 말 그대로 식물을 재배하기 위해 설치한 기구를 말하는데, 노지재배에서의 밭과 같은 역할을 합니다.

 

재배상은 일반적으로 수경재배에 알맞고 작업자의 편리성을 위해 대략 폭 0.8~1.2m, 길이 1m 에서 4m , 또는 더 길게 20m 쯤이 되게 만들 수도 있습니다.

 

이런 형태의 재배상을 2층이거나 8층, 또는 16층이나 30~60층으로 쌓아 올려 놓을 수도 있습니다.

 

아래 도면은 이런 형태의 재배상의 일례를 보여줍니다.

 

(도면 1) 재배상의 예. 여기서는 폭 0.82m, 길이 6.4 m 의 재배상을 4층으로 쌓아 올려놓은 예입니다.
 

모든 식물재배시설에는 이런 재배상이 기본으로 있어야 하고, 규모가 커질수록 이런 재배상이 여러개 직렬, 혹은 다층으로 계속 이어지게 됩니다.

 






이 도면의 예에서는, 재배상은 4층으로 구성되어 있고, 높이는 2.2m 가 됩니다.
 

4층으로 구성된 재배상의 높이가 2.2m 라면, 지면에서 부터 1층의 바닥까지의 거리 60cm 를 빼면, 재배상 4층의 높이는 1.6m 가 되어, 한 층의 높이(층간 높이)는 40cm 가 된다는 뜻입니다.
 

또한 재배상 한 층의 높이가 40 cm 가 된다는 말은, 여기서는 어떤 식물을 재배해도 그 식물의 키가 40cm 를 넘을 수는 없다는 뜻이 되겠지요. (사실은 이 높이에서 재배상의 받침대를 포함한 양액순환시스템의 높이가 10cm 정도가 되고, 다시 윗쪽에는 조명시설 설치 높이가 있어서 이 높이 약 10cm 마저 빼면 순수하게 식물이 클 수 있는 높이는 20cm 밖에 안됩니다.)

즉 층간 식물재배가능 공간은 20cm 밖에 안되므로, 여기서는 키가 20cm 쯤 되는 채소류를 재배할 수 밖에 없습니다.

물론 건물의 천장  높이가 3m 쯤 된다면, 각 층간 높이를 50cm로 설계할 수도 있습니다
아래 사진은 식물재배시설에 기본이 되는 재배상의 모습을 보여줍니다.

(사진 1) 식물재배시설에서의 재배상의 실제 모습. 이 지배상은 폭 86cm,  길이 6.4m 가 되는 재배상이 4층으로 구성되어 있는 모습을 보여줍니다.

 

  

1-1-2, 조명시설

조명시설이란 식물이 광합성을 하는데 필요한 빛을 공급해 주기 위한 장치를 말합니다.

 

식물공장이나 실내에 설치된 식물재배시설에서는 자연광(태양광)을 이용할 수 없으므로 인위적으로 빛을 비춰 줘야 하는데, 조명설비에서는 빛을 만들어내야 하므로 에너지(전기)를 소모하게 됩니다.

 

그러므로 조명설비에서만은 에너지 절약(에너지 효율 제고)이 제일 중요한 이슈가 됩니다.

 

조명설비에 쓰이는 조명등으로는 백열등, 형광등, 메탈 할라이드 등, 고압 나트륨등, CCFL(음극선관 형광등) 램프나 이와 유사한 EEFL 램프, HEFL 램프 등 여러종류의 램프와, LED 램프가 있습니다.

 식물을 재배하기 위한 광합성 촉진용 조명램프의 특성을 비교해 보면 다음과 같습니다.

1-1-2-1, 백열등( Incandescent lamp) :

1-1-2-2, 형광등(Fluorscent lamp)

1-1-2-3, 메탈 할라이드 등( Matal Halide lamp): 

1-1-2-4, 고압 니트륨 등( High Pressure Natrium lamp)

1-1-2-5, 할로겐 램프(Halogen Lamp)

1-1-2-6, 제논램프(Xenon Lamp)

1-1-2-7, 냉음극 형광등( CCFL lamp: Cold Cathode Fluorscent lamp)

1-1-2-8, 기타 외부전극 형광등과 유사제품들( EEFL lamp: Extra Electrode Fluorscent lamp, etc.):

1-1-2-9, LED Lamp

식물을 재배하는 데에는 어떤 종류의 램프도 사용할 수는 있으나, 투입되는 전기에 비해 식물을 재배하는 데 필요한 빛을 얼마만큼 만들어 낼 수 있는지와, 이 빛이 광합성을 하는데 얼마나 효율적인지를  따져 보아서  가장 효율적인 램프를 찾아내야 합니다.
 

 

물론 위의 램프들 중에 가장 효율적인 조명등으로는 LED 램프가 제일이나, LED 램프는 초기 설치비가 많이 든다는 단점이 있기도 합니다.

 

일반적으로, 형광등은 설치비가 LED 램프의 4~5분지 1 밖에 들지 않으나, 전기 소모량에 따른 식물의 광합성 효율은 LED 램프가 4~5배 더 효율적입니다.

 

그러므로 여기서는 LED 램프를 이용하는 경우를 주로 설명하기로 합니다.

LED 램프를 식물재배용(식물의 광합성 촉진)으로 사용하기 위해서는, 무엇보다 먼저 LED 램프를 여러개, 긴 알루미늄 막대기(Bar) 에 장착해서, 이 LED Bar 를 식물의 위에 달아놓고, 여기서 나오는 빛을 식물의 성장촉진에 이용하는 방법을 씁니다.

아래 사진은 이렇듯 전원을 공급하면 빛을 내어서, 식물의 광합성에 사용되는 LED Bar 1개의 사진입니다.

저희 카스트에서는 LED Bar를 크기를 아래의 규격에 따라 생산하고 있습니다. 

(도면 2) KAST 가 생산하고 있는 LED Bar의 외형 규격









아래는 LED Bar 1개의 사진입니다. 그림에서 보듯 폭 36mm, 길이 2m 의 알루미늄 바에 많은 LED 램프가 달려있는 모습을 볼 수 있습니다.




(사진 2) LED 바 1개의 모양







아래는 LED 바 4개가 폭 1.2 m 안에 병렬로 늘어서 있는 모습을 위에서 본 사진입니다.



(사진 3) 폭 36mm, 길이 2m 짜리 LED Bar 가 폭 1.2m 안에 4줄로 늘어서 있는 모습







아래 사진은 위의 LED 바 4줄이 늘어서 있어 아래로 빛을 발하는  장면을 밑에서 찍은 사진입니다.

(사진 4) 폭 1.2m 에 LED 바를 4줄 늘여놓고 램프를 작동시켰을 때의 사진








(사진 5) 아래는 식물재배시설에서 조명장치기 달려있는 사진입니다.

이 사진에서는, 폭 1.2m 에, 2m 짜리 LED Bar 를 5 라인 배치해 놓은 사진입니다.

 

 



 재배상에 식물이 자라고 있는  윗쪽에 LED Bar 가 5라인이 설치되어 있는 모양.


아래는 폭 1.2 m 짜리 재배상에 2m 짜리 LED Bar 가 병렬로 5줄이 설치되어 있는 경우의 도면을 보여줍니다.

1 개의 LED 바는 길이가 2m 이지만, 재배상의 길이가 10m, 20m 가 되어도 그 길이만큼 길게 이어 놓으면 되므로 재배상의 길이에는 제약을 받지 않습니다.







 

이 도면에서는 폭 1.2m 의 재배상에 LED Bar 가 5줄이 설치되어 있는 그림이나, 조명의 강도를 더 높이고자 할 때는 LED Bar 를 6줄, 또는 7~8 줄 증설해 설치하면 됩니다.

일반 재배상에서는 1.2m 폭에 LED Bar를 3줄, 또는 4 줄만 설치하면 됩니다.
 

 아래는 실제로 식물을 키우고 있는 식물재배시설에서 폭 1.2 m, 길이 6.4m 의 재배상에 LED Bar가 5 줄이 어떻게 설치되어 있는지를 보여줍니다.

1-1-3, 양액순환시설

 식물재배시설에서는 대부분 수경재배 방식을 쓰기 때문에 용수(식물의 성장에 쓰이는 물)를 공급해야 하고, 여기에 양액을 섞고 희석시켜 재배하는 식물의 뿌리 부분에 공급해 주어야 합니다.

양액은 하루종일 쉬지 않고 순환하게 되는데, 원수통에서 펌프를 통해 재배상으로 흘러가고, 재배식물의 뿌리부분을 지나 다시 순환 파이프를 통해 원수통으로 돌아오게 됩니다.

그 과정에서 때로는 필요에 따라 인위적으로 양액의 순환을 멈추거나 하는 간헐순환 동작도 할 수가 있습니다. 

이 과정에서 양액이 모여 흘러가는 한 곳에  EC Sensor 와 pH Sensor 가 있어서 양액의 농도(EC: Electric Conductivity라고 합니다)와 산도(酸度, potential of Hydrogen, pH 로 표시함)을 조절해 줍니다.

 식물 재배시설에서의 양액농도는 대략 0.8~1.3, pH 는 6.4~6.9 정도에서 식물이 가장 잘 자란다고 보면 됩니다.

 

이런 기능을 가지기 위해서, 식물재배시설에 사용되는 양액 공급시설에는 원수탱크, 양액 A와 양액 B 로 나누어진 2개의 양액탱크, 각종 펌프와 솔레노이드 밸브, 센서류 등으로 구성되어 있고, 이들이 유기적으로 작동되어 양액의 공급은 물론 최적의 상태로 유지하게 됩니다.

 

 

(사진 7) 아래는 구미 소재 카스트 식물공장의 양액 공급시설입니다.

  

 

  

(사진 8) 아래는 인천시 송림지하도 아뜨렛길에 설치된 "동이네 다랑채" 식물재배시설에 설치된 양액 공급시설입니다.
 

  



  

 

1-1-4, 공조시설

식물재배시설에서도 온도를 조절하기 위해서는 공조시설이 필요한데 여기에 필요한 설비들에는 다음과 같은 것들이 있습니다.

1-1-4-1, Air con

일반적인 식물들은 15~26 도 정도의 주변 환경에서 성장율이 제일 높습니다.

그러므로 식물재배시설에서도 여름에는 에어컨을 작동시켜 재배상 주변의 온도를 낮춰주야 합니다.

이때 에어컨에 소모되는 전기는 식물 재배시설이 얼마나 단열이 잘 되어 있는가에 좌우되므로, 식물재배시설은 외부와의 차단이 완벽할 수록 에너지를 절약할 수가 있습니다.

뿐만 아니라, 조명시설에 쓰이는 조명램프의 종류에 따라서도 에어컨의 전력소모가 큰 차이를 나타내게 됩니다.

즉 광변환효율이 높을수록 열손실은 줄어들기 때문입니다.

그 외에도 전원부에서 발생하는 열이 식물재배시설의 안에서 방출되는 방식( 전원부와 광원부의 All-In-One 방식)인지, 아니면 식물재배시설의 밖에서 방출되는 방식(전원부와 광원부의 Seperated 방식)인지에 따라서도 에어컨의 소모전력에 큰 차이가 있으므로 유의해야 합니다.


일반적으로 규모가 적은 식물재배시설에서는 소형 벽걸이 타입의 에어컨을 쓰기도 하나, 재배시설이 큰 곳에서는 천장형 에어컨을 쓰거나, 산업용 에어컨을 써서 냉각된 찬 바람을 덕트(Duct)를 통해 재배상 내부의 여러곳에 보내기도 합니다.

당연히 찬 바람은 위에서 아래로 내려가려는 성질이 있으므로, 위에서 공급해 주어야 됩니다.

(사진 9) 아래는 카스트 식물공장의 예로, 3kW 급 천장형 에어컨의 모습을 보여줍니다.

카스트 식물공장에는 이런 에어컨 3대가 천장에 장착되어 있는데 한 여름에도 1 대, 또는 2대만 가동됩니다.

그만큼 식물공장 내부에 발열원이 많지 않고 단열이 잘 되어있어서 크게 에너지를 절약하고 있다는 뜻이기도 합니다.






여기서 나오는 찬비람은 사진에서 보듯 덕트를 통해 재배실 실내에 공급됩니다.

식물 재배시설에서의 에어컨 용량과 전기 사용량은  어떤 조명등을 쓰는가에 따라서도 많이 차이가 납니다.

조명등에서의 에너지 절약은 에어컨에서의 에너지 절약에도 도움이 되므로 이 점은 매우 중요합니다.


1-1-4-2, 히터설비


식물재배시설은 단열이 잘 되어있다면 겨울에도 난방을 위한 히터 시설은 그리 문제가 되지 않습니다.

예를 들면 재배상 면적이 300㎡ 정도(대지면적 120㎡ 정도) 에서도 800W 급 가정용 팬히터 2개 정도로도 충분한 난방을 할 수 있습니다. 

이에 비해 여름철의 냉방을 위해서는 최소한 3kW 급 에어컨이 2개는 필요합니다.

물론 식물재배시설에서는 재배시설이 설치된 곳의 단열설비가 완벽하지 않을 수가 있으므로, 이보다는 더 공조시설에 드는 비용이 증가하고, 사용 에너지도 더 든다고 봐야 하겠지요.

특히 조명설비에서의 에너지 효율이 낮을 경우에는 냉방(에어컨의 설비와 소비전력)에도 더 많은 에너지가 소모되므로 유의해야 합니다.

실제로 식물성장 효율이 떨어지는 조명설비로 식물을 재배할 경우, 또는 손실열을 식물 재배시설 안에서 방출되도록 만들어져 있는  조명등을 사용할 경우, 식물 재배시설 안에서 배출되는 열손실률이 높아 엄청난 규모의 냉방(에어컨)설비를 갖춰야 하거나, 재배시설 전체를 동시에 풀 가동할 수 없게 되는 경우도  있습니다.

일반적으로 한국에서의 식물을 인위적으로 재배하기 위한 설비에는 냉방(에어컨 가동) 에 드는 에너지는 난방(히터 가동)에 드는 전력 소모의 5~30 배 쯤 든다고 보면 됩니다. 



1-1-4-3, 제습설비
 

식물은 대체적으로 습도 60~70% 에서 가장 잘 자란다고 봅니다.
 

그러나 밀폐된 식물재배시설 안에서는 일반적으로 습도가 80% 정도, 또는 그 이상 올라기는 경우가 많으므로 식물공장에서의 습도 조절이란 한마디로 제습을 해서 습도를 필요한 만큼 낮추는 과정으로 보면 됩니다.
 

 이런 연유로, 모든 식물공장에서의 습도 조절설비란 제습장치를 말하는 것이고, 곧 제습기를 설치한다는 말입니다.
 

 제습기는 습도센서(Humidity Sensor) 에 의해 측정된 습도값(%)을, 미리 설정해 놓은 습도 기준치와 비교해 습도가 기준치를 넘으면 제습기를 가동시키는 방식으로 운영되고 있습니다.

 그러나 제습기에도 이미 습도센서가 있으므로, 제습기에 습도 허용치를 미리 입력 해 놓으면, 습도가 그 값 이상이 될 때 자동으로 가동되는 방법, 즉 컴퓨터에 의존하지 않고 제습기가 독립적으로 가동되도록 해 놓기도 합니다.
 

 소규모 식물 재배시설에서는 이렇듯 온도, 습도, 탄산가스의 조절 기능을 컴퓨터에 맡기지 말고 각각의 설비 자체의 기능에 맡겨 분산하는 것도 반 자동화 설비로서의 잇점이 있기도 합니다.

 
제습기는 일반 사무실이나 공장용의, 1kW 급 정도가 많이 사용되고 있습니다.

특히 엽채류에 있어서는 습도가 70% 이상이 되면 잎이 무르기 쉬우므로 치명적인 피해를 입을 수가 있습니다.




1-1-4-4, 탄산가스 공급장치


식물은 주변 대기중 탄산가스의 함량이 800~1,200 ppm 일때 성장이 가장 왕성하나, 일반 대기 중에는 탄산가스의 함량이 340ppm 밖에 안되므로, 식물의 최적 성장을 위해서는 재배시설 내에 인위적으로 탄산가스를 공급해 주어야 합니다.

*참조 1: ppm 설명: ppm 이란 ' Parts Per Million ' 이라는 뜻으로,  ' 백만분지 얼마 ' 라는 뜻입니다. 그러므로 340ppm 이라는 말은 백만분지 340 이라는 뜻이 되어 0.034% 라는 뜻입니다.

즉 ppm 이란, % 의 1만분지 1 이라는 뜻입니다.


* 참조 2: 지구 대기중의 탄산가스 함량: 340 ppm 정도가 됩니다. 그런데 근래 지구의 탄산가스 함량은 약간 증가되어, 실측해 본 결과 어떤 지역에서는 400ppm 이 넘었다는 보고도 있습니다.

식물 재배시설에 탄산가스를 공급해 주는 방법으로는, 탄산가스 통(봄베라고 함: Bombe)을 구입해 외부에서 가느다란 플라스틱 호스를 통해 식물 재배시설 안으로 공급해 주는 방법이 있습니다.

이때, 탄산가는 일반 공기보다 무거우므로, 꼭 재배시설의 맨 위에서 공급해 주어야 합니다.

물론 재배시설 안에는 탄산가스 센서( CO₂Sensor) 가 있어서, 재배시설 내의 탄산가스 농도를 나타내 주므로, 이에 따라 봄베로 부터 탄산가스를 공급해 주는 벨브를 열거나 닫아주면 됩니다.
 
이 일은, 규모가 큰 식물재배시설에서는  컴퓨터의 작동에 의해 자동으로 이루어도록 할 수도 있으나, 소규모 재배시설에서는 작업자가 센서의 지시값을 보면서 수동으로 조작할 수도 있습니다.

물론 탄산가스 공급장치를 설치하지 않고 그저 자연 그대로의 대기중의 탄산가스만으로 식물을 재배해도 식물의 성장속도가 약간 떨어질 뿐, 아무런 문제는 없습니다.


(사진 10) 탄산가스 봄베의 모습

사진은 20 kg 들이 탄산가스 봄베의 모습입니다.

식물재배시설의 전체 내용적(공간, 부피) 이 약 680 세제곱미터가 되는 카스트 식물공장에서는 식물공장 안에 탄산가스를 약 1,000ppm 으로 유지하는데 월 20kg 들이 탄산가스 봄베를 대략 4개 써야 합니다.

그러나 탄산가스 농도를 대략 500~800 ppm 으로 유지하기 때문에 월 2개 정도의 탄산기스 봄베를 사용하고 있습니다.

이 탄산가스 봄베는 1통당 30,000원입니다.





밀폐된 식물 재배시설 안에서는 식물들이 광합성을 하는 동안에는 탄산가스의 농도가 시간이 지남에 따라 약간씩 감소하고, 조명을 모두 꺼서 광합성을 안하는 동안에는 탄산가스가 약간 증가합니다. 

이는 식물이 광합성을 하는 동안에는 탄산가스를 흡입하고, 광합성을 안하는 동안에는 호흡을 하기 때문입니다.

한편 용적이 적고 밀폐된  식물재배시설에서는 작업자가 들어가 있으면,  탄산가스 농도가 차츰 증가하는 것을 볼 수 있는데, 이는 작업자가 호흡과정에서 탄산가스를 방출하고 있기 때문입니다.

아래는 이런 과정을 보여주는 그래프입니다.
 


(그래프 1) 아래 그래프는 밀폐된 식물공장에서 밤 10시 부터 오전 1 시 까지, 1일 3시간 조명을 꺼 두었을 때의 식물공장 내 탄산가스의 농도를 나타냅니다.
오후 10시, 식물공장내에 조명이 꺼지면 식물운 광합성을 멈추고
호흡을 하기 시작합니다. 그러면 식물공장 안에는 오전 1시, 조명이 들어오기 까지 탄산가스가 양간씩 증가하기 시작합니다.





위의 그래프는 2013년 6월 13일 밤부터 6월 14일 밤(오전) 까지의 카스트 식물공장 내 탄산가스 변화량을 나타내 주는 그래프 입니다.

이 그래프는 외부에서 탄산가스의 공급을 중단한 상태에서 LED 을 끄면 식물재배시설 내의 탄산가스가 어떻게 변하는지를 나타내 주는 그래프입니다.


위의 그래프에서 보듯 LED 를 꺼놓는 오후 10시 부터, 오전 1시 까지는 식물이 광합성을 하지 못하므로 해서 탄산가스의 양이 대략 400 ppm 에서 500 ppm 으로 증가한 것을 알 수 있습니다.

당연히, 아침 1시 부터 LED 를 점등하면, 식물들은 광합성을 시작하고, 그러면 식물재배시설 내 탄산가스의 양은 다시 감소합니다.




 1-1-5, Air Shower Room


식물공장이나 식물재배시설에서는  농약을 조금도 사용하지 않고 식물을 재배합니다.

그 방법은 오로지 세균이나 해충이 식물 재배시설 내부로 들어오지 못하도록 차단되어 있어서 농약을 쓰지 않아도 될 뿐입니다.

그러므로 작업자들은 내부로 들어갈 때, 모자와 방진복을 입고 발바닥을 소독액이 묻어있는 매트에 문질러 닦고, 강한 바람으로 샤워를 해야 합니다.

이렇게 하므로서 외부에서의 새균 침입을 막고자 하는 것입니다.

연구 보고에 따르면, 신발의 발바닥만 완벽하게 살균한다고 해도 세균 침입의 63%는 막을 수 있다고 합니다.

(사진 11) 아래는 에어 샤워 룸을 밖에서 본 모습입니다.
 

(사진 12) 아래는 에어 샤워 룸의 내부 사진입니다. 양쪽 벽면에 강한 팬(Fan) 이 달려있어 강한 공기로 출입자에게 샤워를 시켜 줍니다.










(사진 13) 에어 샤워실의 바닥에 깔려있는 매트. 여기엔 소독액이 묻어있어서 식물재배시설의 내부로 들어가는 모든 사람은 신발 바닥을 이 매트에 서너번씩 문질러 소독을 해야 합니다.









그러나 소형 식물 재배시설에서는 아래와 같이 공간 확보가 어려운 탓에 간이형 에어 커튼을 달고, 밑에는 소독용 매트만 깔아 놓는 경우도 있습니다.

(사진 14) 소규모 식물재배시설에서의 간이형 에어 커튼 설치 장면








소규모 식물재배시설에서는 에어 샤워실과 같이 완벽한 소독실을 설치할 수 없는 경우가 있어서 사진에서와 같이 에어 커튼만을 설치하는 경우도 있으나, 이는 완벽한 방법은 아닙니다.

이런 경우에도 밑에는 소독용 매트를 깔아 출입자의 신발 바닥은 항상 소독하도록 해야 합니다.

물론 이런 경우에는 외부와의 차폐가 완벽하지 않아 세균이나 해충의 침입에 더 세심한 주의를 해야 합니다.

어떤 소규모 식물 재배시설에서는 농약을 전혀 사용하지 않아도 병해충의 피해를 입지 않는 경우가  있는데, 이는 식물을 재배하는 규모가 작고, 외부의 대규모 식물군에서 따로 떨어져 독립되어 있어서 외부의 병해충이 전염되지 않은  경우라고 할 수 있겠지요.

식물 재배시설에는 위에 설명한 바와 같이, 외부의 식물공장 건물만 없을 뿐, 식물공장에서 갖춰야 할 설비들은 모두 있어야 합니다.
게다가 규모는 작아, 설치시에 오히려 더 주의해야 할 점이 많을지도 모릅니다.

그리고 그런 모든 시설들, 식물공장이거나 식물재배시설에서의 설비는 설치비가 저렴해야 할 뿐만 아니라, 운용상의 경제성을 제일 중요하게 고려해야 합니다.


다음은 그동안 카스트가 설치한 크고 작은 식물 재배시설들을 보여드립니다.


2, 카스트가 설치한 식물재배시설들 


2-1 인천시 송림지하도 아뜨렛길 동이네 다랑채


이곳은 인천시 동구 송림동 송림 지하도에 설치된 식물재배시설로, 국내 최대 규모입니다.

 
(사진 15)
  
인천 송림지하도의 식물재배시설이 들어서기 전의 인천 송림지하도 원래 모습.









(사진 16) 이곳에 길이 80m, 폭 2m 의 식물 재배시설이 들어서 있습니다.
사진은 한창 공사가 진행중인 모습입니다.







 

 (사진 17)
식물 재배시설 공사가 어느정도 끝난 후의 모습. 일부 구역에는 이미 LED 조명이 가동 시험중인 곳도 있습니다.









(사진 18)
설치를 마친 후 카스트의 직원이 식물의 광합성에 필요한 조명 강도가 나오는지를 시험하고 있는 모습.








(사진 19) 식물재배시설의 설치를 마치고 재배상에 20일 무(래디시)를 정식한 모습.








(사진 20) 정식을 마친 약 10여일 후,  '20일 무'의 훌쩍 자란 모습이 보입니다.








(사진 21) 시설이 완성된 후의 모습. 지금 이 송림지하도는 '아뜨렛길' 이라는 이름으로 명명됐고, 한 쪽에는 북카페가 들어서기도 해서 식물재배시설과 함께 많은 사람들이 찾는 인천시의 명소가 됐습니다.

이곳 식물재배시설은 이제 '동이네 다랑채' 라는 예쁜 이름으로 불리고 있습니다.








(사진 22) 유치원 어린이들도 즐겨 찾는 동이네 다랑채. 동이네 다랑채는 살아있는 자연을 더 가까이 하고 친환경을 일깨우는 놀이터, 배움터가 되기도 합니다.








2-2, 수원 농진청내 농업과학원의 식물 재배시설

수원시 권선구 농진청에는 농업과학원이 있고, 이곳이 국가 농업의 미래를 위해 연구를 하고 있는 곳입니다.
이곳 식물농장에 저희 카스트가 설치한 식물재배시설이 있습니다.


(사진 23) 아래는 수원 농업과학원내 식물공장에 설치되어 있는  카스트의 식물재배시설입니다.

농업과학원 내에는 저희 카스트가 설치한 이런 규모의 실험실이 6개가 있습니다.

그림에서 보듯, 왼쪽 오른 쪽에 각 한 개씩,  2개의 시험재배상이 있고, 각 재배상은 2층으로 되어 있습니다.

현재의 사진은, 왼쪽 재배상에는 적색 빛의 강도가 최대로 설정되어 있고, 오른쪽 재배상에서는 청색 빛의 강도를 최대로 설정해 놓은 상태를 보여줍니다.










(사진 24) 아래는 농업과학원의 또 다른 옆방에 저희 식물재배시설이 있는 모습을 보여줍니다.
이곳에서는 청색 광원의 Intensity 만을 최대로 올려놓은 상태입니다.













2-3, 경남 농업기술원

(사진 25) 아래는 경남농업기술원 안에 설치되어 있는 저희 카스트의 LED 를 이용한 식물재배시설입니다.
이곳에서는 미래 농업의 해답을 얻기 위해 많은 연구를 하고 있고, 무수한 시험을 통해 얻은 자료를 공개하고 있습니다.







(사진 26) 또 다른 옆 재배상에서는 곰취가 힘차게 자라고 있군요.
이렇듯 여러가지 식물을 재배해 보고, 데이터를 수집하고 평가해서 얻은 자료는 농민들의 이익증대를 위해 제공되겠지요.











2-4, 참농원

강원도 고성군 소재 참농원의 식물 재배시설 내 육묘장에서  자라고 있는  새싹 채소의 모습입니다.

이곳에서는 LED를 이용한 식물의 재배뿐만 아니라, 해양심층수를 이용해 다양한 종류의 힐링 푸드(Healing Food)를  베이비리프(Baby Leaf: 어린잎 채소) 형태로 수확, 판매하고 있습니다.


(사진 27) 아래 사진은 참농원에서 해양심층수를 이용해 재배하고 있는 베이비리프의 어린 싹입니다.

어린잎 채소란 키기 10cm 쯤 자란 채소를 말하는 것으로, 일반적으로 새싹채소와는 다른 것입니다. 새싹채소란 키가 3~4cm 정도가 되는, 말 그대로의 새싹채소를 말하는데, 씨앗(배아)이 가지고 있는 자체의 영양소만으로 자란 것이기 때문에 충분한 영양소가 없으나, 새싹채소에서는 잎이 어느정도 자란 생태이므로 영양소도 풍부하고 특히 셀러드용으로 앞으로 많은 수요가 예상되어 시장성이 좋을 것으로 예측되고 있습니다.









(사진 28) 참농원에서 해양심층수로 재배하고 있는 상추.
참농원에서는 이렇듯 일반 채소도 해양심층수로 재배하고 있으나, 주 생산품은 베이비 리프로, 특히  아마란스, 달맞이꽃 순, 민들래, 허브, 아이스 플랜트 등의 힐링식품을 주로 생산하고 있습니다.









2-5, 영남대학교


(사진 29) 아래는 영남대학교에 설치된 카스트의 식물재배시설 모습입니다.
사진의 오른쪽에 4층으로 된 포트 방식의 식물 재배를 위한 베드 시설이 보입니다.










(사진 30)

아래 사진은 영남대학교 내에서  식물 재배시설을 증설하는 사진입니다.
아직은 설비가 끝나지 않아 어수선합니다.
그러나 영남대학교는 원예과를 중심으로 식물공장 시스템을 이용해 많은 학구적인 연구와 시험을 활발하게 진행하고 있는 중입니다.










2-6, 농심

(사진 31)

아래 사진은 주식회사 농심에서 저희 카스트 식물재배시설을 갖춰놓고 갖가지 신선채소의 재배시험을 하는 장면입니다.











2-7, 모레아 요양병원



(사진 32) 아래는 경북 경산시 모레아 요양병원은  컨테이너 타입의 식물공장을 시설을 갖춰놓은 후 갖가지 식물을 생산하고 있으며, 건강식품 분야에  관심을 가져 많은 현장 시험을 해왔습니다.

모레아 요양병원은 이런 시험, 실습 경험을 통해 더 큰 규모의 식물공장 건립을 계획하고 있기도 합니다.


 









(사진 33)

모레아 요양병원에서 생산되고 있는 채소.
그러나 모레아 요양병원에서는 일반 채소보다 특이한 고추냉이, 인삼, 한약재 등의 식물들을 생산하기 위한 연구 시험을 더 많이 진행하고 있습니다.





저희 카스트는 이 외에도 많은 식물 재배시설을 설치한 경험이 있습니다.
뿐만 아니라 가정용 소형 식물 재배기(모델 SF-203 시리즈)도 생산 판매하고 있습니다.

또한 일본을 비롯, 중국과 캐나다, 필리핀, 러시아 등과 실질적인 식물공장과 식물 재배시스템의 수출 상담을 진행하고 있습니다.

국내에서 실질적인 식물 재배시설을 가장 효율적이고 경제적으로 지어드릴 수 있는 업체는 저희 카스트 뿐이란 걸 기억하십시오.

3, 식물재배시설을 설치할 때의 주의할 사항들

 위에서 보듯 식물재배시설에는 그 규모나 방법에 어떤 제한도 없습니다.

그러므로 설비의 가격에도 어떤 규정이 있을 수가 없습니다.

그러나 어떤 식물을 재배할 것인가에는 어느정도 엄격한 제한이 있습니다.

식물재배시설, 또는 식물공장에서는 우선 키가 너무 큰 식물은 재배하기가 어렵습니다.

못 키우는 것이 아니라, 키가 큰 식물은 다층으로 키울 수가 없기 때문에 효율성이 떨어진다는 말입니다.

그리고 성장기간이 아주 더딘 식물도 재배하기가 어렵습니다.

비경제적이기 때문입니다.

물론 가격 경쟁력이 없는 식물들도 수익성이 없어 식물공장에서는 재배가 어렵겠지요.

또한 식물재배시설은 대부분 작은 규모이기 때문에 생산 식품을 판매하기가 어렵습니다.

그래서 소규모 식물재배시설은 시험재배, 경험을 쌓기 위한 과정으로 운영되는 경우가 많습니다.

그러나 또한 대규모 식물공장을 시작하려고 한다면, 소규모 식물 재배시설을 이용한 재배경험 없이는 시작할 수 없습니다.

재배기술 보다는 오히려 더 중요하게, 실질적인 재배경험이 없이는 도전할 수가  없기 때문입니다.

아래는 식물재배시설을 처음 시작하고자 하는 분들이 참고해야 할 사항들입니다.


3-1, 식물재배시설 설치시의 주의할 점

3-1-1, 에너지 절약: 식물재배시설이나 식물공장에서는 무엇보다 에너지 절약이 제일 중요함은 말할 필요가 없습니다.

에너지 절약의 개념은 식물공장 시설을 계획하는 초기부터 시작해야 하고, 에너지 사용을 줄일 수 있는 제일 큰 비중은  조명시설에 있습니다.

먼저 식물의 광합성에 효율적인 광원을 사용해야 하고, 빛을 조절해서 식물의 광합성 효과는 그대로 유지하면서 에너지 절약이 되는 방식을 채택해야 합니다.

그리고 태양광 발전설비도 적극적으로 활용해야 합니다.

3-1-2, 단열재를 사영한 시설: 재배시설 자체를 가능하면 완벽한 단열재를 사용해 지어야 합니다.

단열이 완벽한 시설은 여름엔 에어컨 가동량을 낮추고, 반대로 겨울에는 난방비를 줄여줍니다.

3-1-3, 합리적인 구조: 불필요한 구조를 줄이고 작업자의 동선을 짧게, 양액설비의 간소화 등이 에너지를 절약할 수 있습니다.

당연히 대지면적 대비 재배상의 면적 뿐만이 아니라,  총 유효공간 대비 재배상의 면적비가 넓어야 합니다.



3-2, 식물 재배시설 설치후의 주의할 점

식물재배시설은 시설을 모두 갖춘 후의 과정은 식물 재배시설을 갖추기 까지의 어려움 보다 더 큽니다.

먼저 어떤 식물을 재배할지, 판매는 어떻게 할지, 이런 모든것들을 결정하기란 쉬운 일이 아닙니다.

물론 생산 채소의 판매에는 무엇보다 '무농약 재배'라는 큰 강점이 있기는 하나, 어디에, 어떻게 판매(납품)할 것인가를 결정, 시행하는 일은 오로지 경영자의 몫으로, 끝없이 시장을 개척해 나가려는 의지가 제일 중요합니다. 
우선 식물을 식물공장 형태로 식물을 재배, 판매하는  분은 아래의 준비를 철저히 해야 합니다.

3-2-1, 농업법인의 설립

3-2-2, 무농약 인증 획득

3-2-3, 친환경 식품 인증

3-2-4, 통신판매업 승인

3-2-5, 상표등록

3-2-6, 홈페이지 구축

3-2-7, 상품 캐터로그 발행

3-2-8, 지속적인 홍보, 체험 이벤트 행사

3-2-9, 끝없는 고부가 가치 제품의 발굴


이런 준비들이 식물공장을 운영하는 분들의 생산품 판매에 도옴이 될 것이기 때문입니다.

저희 카스트는 이 과정에서, 최적의 식물 재배시설을 갖추는데 까지는 책임을 집니다.

그리고 그 후에도 재배기술과, 새로운 정보를 드리고 도와드릴 수는 있습니다.

그러나 마지막 과제, 도전하고 정복하고, 사업을 크게 확장해 성공하는 길은 오로지 경영자의 아이디어와 노력에 달렸음을 잊지 말아야 합니다.