KR20210045080A - Floating type artificial fish reef - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인공어초에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해상 생태계의 환경 오염문제를 해결할 수 있으며, 해상생물의 산란 및 성장을 유도하여 어획을 증가시킬 수 있는 부유형 인공어초에 관한 것이다. The present invention relates to an artificial reef, and more particularly, to a floating artificial reef that can solve the environmental pollution problem of marine ecosystems and induce spawning and growth of marine organisms to increase fishing.
인공어초는 해양생물의 성장을 유도하여 양산생물의 생산량을 증대시키기 위한 것이다. 대한민국 농림수산식품부의 「인공어초시설사업집행 및 관리규정」에 따르면, 인공어초란 수중에 인공적으로 수산생물의 산란·서식장, 바다목장, 바다 숲, 해중림 등을 조성하기 위하여 시설하는 각종 구조물을 의미한다. 또한, 인공어초는 주변에 서식하는 해양생물의 종류에 따라 어류용 어초 또는 패·조류용 어초로 구분된다. 어류용 어초는 어류의 산란, 성육 및 어획 등을 위하여 설치되는 인공어초를 말하고, 패·조류용 어초는 패류의 번식, 성육 및 채취 그리고 해조류를 부착·서식시키거나 인위적으로 해조류 종자를 이식하기 위하여 설치되는 인공어초를 말한다. Artificial fish reefs are intended to increase the production of mass-produced organisms by inducing the growth of marine organisms. According to the 「Artificial Reef Facility Project Execution and Management Regulations」 of the Ministry of Food, Agriculture, Forestry and Fisheries of the Republic of Korea, artificial reef refers to various structures that are installed to artificially create a spawning and habitat for aquatic organisms in the water, sea ranch, sea forest, and marine forest. do. In addition, artificial reefs are classified into fish reefs for fish or shellfish and algae depending on the type of marine organisms living around them. Fish reefs for fish refer to artificial reefs installed for spawning, growth and fishing of fish, and shellfish and algae reefs for shellfish breeding, growth and harvesting, attaching and breeding seaweeds, or artificially transplanting seaweed seeds. It refers to an artificial reef to be installed.
일반적으로 인공어초는 연안 해저에 인위적으로 돌출된 형태인 블록형으로 제조된다. 종래의 블록형 인공어초는 시멘트, 자갈, 모래 등을 주 소재로 하여 제조되는데, 효용 수명은 평균 2-3 년에 불과하여 매우 짧다. 또한, 시멘트와 자갈과 모래 사이의 공극이 많지 않아서 해초의 포자가 부착되는 기간이 최소 6개월 이상이 소요된다. 종래의 인공어초를 사용하는 경우, 해초의 성장이 더디고 해초의 군락밀집도가 낮다. 따라서 다양한 해양생물의 생산량을 크게 증대시키기에는 한계가 있다. 아울러, 인공어초가 수중에 설치되어, 수질 오염을 초래하는 등 해양 생태계가 교란되는 문제가 야기되고 있다. In general, artificial reefs are manufactured in a block shape that is artificially protruding from the coastal sea floor. Conventional block-type artificial fish reefs are manufactured using cement, gravel, sand, etc. as their main materials, and their useful life is only 2-3 years on average, which is very short. In addition, since there are not many voids between cement, gravel and sand, it takes at least 6 months for the spores of seaweed to attach. In the case of using a conventional artificial reef, the growth of seaweed is slow and the community density of the seaweed is low. Therefore, there is a limit to greatly increasing the production of various marine organisms. In addition, artificial fish reefs are installed in the water, causing water pollution and other problems of disturbing the marine ecosystem.
본 발명의 목적은 휴믹 물질을 포함하여 해양생물의 성장을 촉진하고 증식을 유도할 수 있는 부유형 인공어초를 제공하고자 하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a floating artificial reef that can promote the growth and induce proliferation of marine organisms, including humic substances.
본 발명의 다른 목적은 해수의 오염을 방지하고, 해수의 각종 미네랄을 킬레이트시켜, 해양 생태계의 백화 현상을 방지할 수 있는 부유형 인공어초를 제공하고자 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a floating artificial fish reef that can prevent pollution of seawater and chelate various minerals in seawater, thereby preventing whitening of marine ecosystems.
본 발명은 부유체; 및 상기 부유체에 연결되는 튜브 몸체, 상기 튜브 몸체에 형성되는 다수의 핀-홀 및 상기 튜브 몸체 내부에 주입되는 킬레이트화 조성물을 포함하는 튜브를 포함하고, 상기 킬레이트화 조성물은 휴믹산, 풀빅산, 울믹산 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 휴믹 물질, 패화석(Fossil Shell) 및 유기질 사료를 포함하는 부유형 인공어초를 제공한다. The present invention is a floating body; And a tube body connected to the floating body, a plurality of pin-holes formed in the tube body, and a tube including a chelating composition injected into the tube body, wherein the chelating composition is humic acid, fulvic acid, It provides a floating artificial reef comprising a humic material selected from the group consisting of ulmic acid and a combination thereof, fossil shell, and organic feed.
일례로, 상기 휴믹 물질은 탄소질 분말로부터 용매를 이용하여 추출한 휴믹 물질을 200~260℃의 온도와 200~600 ㎏f/㎠의 압력의 진공상태인 압력탱크에 넣고 압력탱크를 개방한 뒤, -20~-30℃의 온도에서 냉각시켜 얻어질 수 있다. As an example, the humic material is extracted from the carbonaceous powder using a solvent into a pressure tank in a vacuum state at a temperature of 200 to 260°C and a pressure of 200 to 600 kgf/cm 2, and then open the pressure tank, It can be obtained by cooling at a temperature of -20~-30℃.
상기 핀-홀은 상기 튜브에 3-20 ㎝의 간격을 두고 형성되고, 상기 핀-홀은 0.1-2 ㎜의 크기를 가질 수 있다. The pin-hole is formed in the tube at an interval of 3-20 cm, and the pin-hole may have a size of 0.1-2 mm.
예를 들어, 상기 유기질 사료는 남은 음식물, 도축잔재물, 식품 부산물 및 이들의 조합으로 구성되는 음식물 쓰레기를 부숙하여 얻어질 수도 있다. For example, the organic feed may be obtained by composting food waste consisting of leftover food, slaughter residue, food by-products, and combinations thereof.
예시적으로, 상기 부유체와 상기 튜브 몸체를 연결하는 제 1 고정체 및 상기 제 1 고정체에 연결되는 번치를 더욱 포함할 수 있다. As an example, it may further include a first fixture connecting the floating body and the tube body, and a bunch connected to the first fixture.
다른 실시형태에서, 상기 부유체는 상기 튜브에 연결되는 제 1 부유체 및 상기 제 2 부유체에 인접하게 위치하는 제 2 부유체를 포함하고, 상기 제 2 부유체에 연결되며 패류, 멍게 및 해상 중에서 선택되는 적어도 하나의 해양생물이 부착되는 고정체를 더욱 포함할 수 있다. In another embodiment, the floating body includes a first floating body connected to the tube and a second floating body positioned adjacent to the second floating body, and connected to the second floating body, and shellfish, sea squirts, and sea It may further include a fixture to which at least one marine organism selected from among them is attached.
또 다른 실시형태에서, 상기 부유체에 연결되는 다수의 제 1 고정체, 상기 제 1 고정체를 연결하는 제 2 고정체, 상기 제 2 고정체에 연결되는 다수의 그물망을 더욱 포함하고, 상기 튜브는 상기 그물망 내에 배치될 수 있다. In another embodiment, a plurality of first fixtures connected to the floating body, a second fixture connecting the first fixture, a plurality of nets connected to the second fixture further comprises, the tube May be disposed within the net.
또 다른 실시형태에서, 상기 제 2 고정체에 연결되는 튜브 몸체, 상기 튜브 몸체에 형성되는 다수의 핀-홀 및 상기 튜브 몸체 내부에 주입되는 상기 킬레이트화 조성물을 포함하는 제 2 튜브를 더욱 포함할 수 있다. In yet another embodiment, further comprising a tube body connected to the second fixture, a plurality of pin-holes formed in the tube body, and a second tube including the chelating composition injected into the tube body. I can.
또 다른 실시형태에서, 상기 부유체는 가두리양식장의 부유 수단을 포함하고, 상기 가두리양식장을 구성하는 상기 부유 수단 또는 발판에 연결되는 그물망을 더욱 포함하고, 상기 튜브는 상기 그물망 내부에 배치될 수 있다. In another embodiment, the floating body includes a floating means of the cage aquaculture, and further includes a mesh connected to the floating means or the scaffold constituting the cage aquaculture, and the tube may be disposed inside the mesh. .
예를 들어, 상기 그물망과 연결되는 양식용 쉘터(shelter)를 더욱 포함하고, 상기 튜브는 상기 양식용 쉘터에 연결될 수 있다. For example, it further includes a shelter for aquaculture connected to the net, and the tube may be connected to the shelter for aquaculture.
본 발명은 미세한 핀-홀을 가지는 튜브 몸체 내부에 휴믹 물질, 패화석 및 유기질 사료를 포함하는 킬레이트화 조성물이 주입, 충전된 튜브를 포함하는 부유형 인공어초를 제안한다. 패화석에 포함된 금속염, 유기질 사료에 포함된 미네랄, 단백질이 분해되어 생성된 아미노산 등은 휴믹 물질과 킬레이트화 착화합물을 형성하고, 핀-홀을 통하여 외부로 유출된다. 킬레이트화 착화합물을 섭취한 해양생물이 자연적으로 증식할 수 있으며, 먹이 사슬을 형성하면서 해양생물의 성장과 증식을 유도할 수 있다. The present invention proposes a floating artificial reef comprising a tube filled with a chelating composition including a humic material, a fossil and an organic feed inside a tube body having a fine pin-hole. Metal salts contained in the fossils, minerals contained in organic feed, amino acids generated by decomposing proteins, etc. form humic substances and chelating complexes, and are discharged to the outside through pin-holes. Marine organisms that ingest chelated complexes can proliferate naturally and induce the growth and proliferation of marine organisms while forming a food chain.
또한, 튜브 몸체 내부로 유입된 해수에 포함된 미네랄 성분도 휴믹 물질과 반응하여 킬레이트화 착화합물 형태로 변형될 수 있다. 특히, 해양생물의 배출물 중에 함유된 암모니아, 황화수소 등의 악취를 초래하는 물질은 휴믹 물질과 반응하거나 다공성 휴믹 물질 내에 포획될 수 있다. 해수 중에 포함되는 미네랄 등으로 야기되는 해수 또는 해양의 백화 현상을 방지하고, 악취를 최소화할 수 있다. In addition, mineral components contained in seawater introduced into the tube body may also react with humic substances to transform into a chelated complex compound. In particular, substances that cause odors, such as ammonia and hydrogen sulfide, contained in the discharge of marine organisms may react with the humic substance or be trapped in the porous humic substance. It is possible to prevent whitening of seawater or ocean caused by minerals contained in seawater, etc., and to minimize odor.
도 1은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 부유형 인공어초를 구성하는 튜브의 형태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 부유형 인공어초가 시공되는 가두리 양식장을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 제 5 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 제 6 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 제 6 실시형태에 따라 양식용 쉘터 사이에 튜브형 인공어초가 장착되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9a은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 제조된 휴믹산에 대한 전자현미경 이미지이다.
도 9b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 제조된 휴믹산에 대한 EDS 분석을 위하여 layer 형태로 구분되는 전자현미경 이미지이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 제조된 휴믹산에 대한 EDS 분석 결과를 나타낸 그래프이다. 1 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a first exemplary embodiment of the present invention.
2 is a perspective view schematically showing the shape of a tube constituting a floating artificial reef according to the present invention.
3 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a second exemplary embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a third exemplary embodiment of the present invention.
5 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing a cage farm in which a floating artificial reef is constructed according to an exemplary embodiment of the present invention.
7 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
8 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a sixth exemplary embodiment of the present invention.
9 is a diagram schematically showing a state in which a tubular artificial reef is mounted between shelters for aquaculture according to the sixth exemplary embodiment of the present invention.
9A is an electron microscope image of humic acid prepared according to an exemplary embodiment of the present invention.
9B is an electron microscope image divided into layers for EDS analysis of humic acid prepared according to an exemplary embodiment of the present invention.
10 is a graph showing EDS analysis results for humic acid prepared according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings when necessary.
도 1은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명에 따라 내부에 킬레이트 조성물이 주입되는 튜브(110)의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 부유형 인공어초(100)는 부유체(150), 부유체(150)에 연결되는 고정체(160), 상기 고정체(160)에 연결되는 튜브(110)를 포함하고, 선택적으로 상기 고정체(160)에 튜브(110)와 독립적으로 연결되는 번치(bunch, 170)를 포함한다. 본 명세서에서 연결, 결합 등의 용어를 사용할 때, 2개의 구성요소가 직접 연결되는 경우는 물론이고, 이들 2개의 구성요소 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우를 포함한다. 1 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a first exemplary embodiment of the present invention. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of a
부유체(150)는 해수면 상에 부유할 수 있는 부표일 수 있고, 고정체(160)는 고정용 밧줄일 수 있다. 예를 들어, 부유체(150)는 제 1 연결수단(152)을 통해 고정체(160)의 일단과 연결된다. 한편, 내부에 휴믹 물질, 패화석 및 유기질 사료를 포함하는 킬레이트화 조성물이 충전, 주입되는 튜브(110)는 제 2 연결수단(162)을 통해 고정체(160)에 연결된다. 한편, 섬유질로 이루어지는 번치(170)는 제 3 연결수단(172)을 통해 고정체(160)의 중간 높이에 연결될 수 있다. 또한, 부유체(150)의 저면은 앵커(180)가 제 4 연결수단(182)을 통해 연결되어 있는데, 해저면에 정착하는 앵커(180)로 인하여 부유체(150), 부유체(150)에 각각 독립적으로 연결되는 튜브(110) 및 번치(170)가 강한 유속에서도 원래의 위치를 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 제 1 내지 제 4 연결수단(152, 162, 172, 182)은 크램프(cramp), 패스너(fastener), 연결용 끈일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The
도 2를 참조하면, 고정체(160)에 연결되는 튜브(110)는 비닐이나 플라스틱 재질로 이루어지는 튜브 몸체(120), 튜브 몸체의 양 끝단을 막는 폐쇄 부재(130) 및 튜브 몸체(120)에 소정 간격을 두고 다수 형성되는 핀-홀(140)을 포함한다. 일례로, 튜브 몸체(120)는 장방형 또는 긴 원통 형상을 가질 수 있고, 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리우레탄과 같은 비닐 또는 플라스틱 소재로 성형될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 2, the
튜브 몸체(120)는 소정 간격을 두고 핀-홀(140)이 다수 형성된다. 일례로, 핀-홀(140)의 직경은 0.1-2 ㎜의 크기를 가질 수 있으며, 튜브 몸체(120)에 대략 3-20 ㎝의 간격을 두고 다수 성형될 수 있다. 한편, 튜브 몸체(120)의 양 끝단은 열융착, 접착제, 결착용 끈 등에 의하여 튜브 몸체(120)의 내부와 외부를 완전히 격리할 수 있는 폐쇄 부재(130)가 형성될 수 있다. The
상기 튜브 몸체(120)의 양 끝단을 폐쇄하기 전에, 튜브 몸체(120)의 내부에 휴믹 물질, 패화석(Fossil Shell) 및 유기질 사료를 포함하는 킬레이트화 조성물이 주입, 충전될 수 있다. 일례로, 킬레이트화 조성물은 휴믹 물질 20-30 중량부, 패화석 20-30 중량부 및 유기질 사료 50-60 중량부를 포함할 수 있다. 필요한 경우, 킬레이트화 조성물을 길이 20-100 ㎜ × 폭 20-100 ㎜ × 높이 10-30 ㎜ 크기의 원통형이나 지름 20-100 ㎜ × 길이 20-100 ㎜ 크기의 원통형으로 압축, 성형하여 튜브 몸체(120) 내부에 주입, 충전할 수도 있다. 용어 중량부는 달리 언급하지 않으면, 배합되는 성분 사이의 상대적인 중량 비율을 의미한다. Before closing both ends of the
예시적인 실시형태에서, 킬레이트화 조성물을 구성하는 휴믹 물질은 휴믹산, 풀빅산, 울믹산 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 킬레이트화 조성물을 구성하는 휴믹 물질(humus)은 예를 들어 부식토, 토탄(peat moss), 이탄(peat) 및/또는 연갈탄(leonardite)과 같은 탄소질 물질 또는 리그닌(lignin)과 같은 목재 물질로부터 얻을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예시적인 실시형태에서, 휴믹 물질은 연갈탄 또는 리그닌으로부터 추출될 수 있다. In an exemplary embodiment, the humic material constituting the chelating composition may be selected from the group consisting of humic acid, fulvic acid, ulmic acid, and combinations thereof. The humus constituting the chelating composition is, for example, from carbonaceous materials such as humus, peat moss, peat and/or leonardite, or wood materials such as lignin. It can be obtained, but is not limited thereto. In an exemplary embodiment, the humic material can be extracted from briquettes or lignin.
토탄은 저습지나 소택지 등의 수생식물, 이끼류, 습지대의 풀과 같은 식물 유기체가 지표 근처에서 불완전하게 분해된 물질이 퇴적하여 생화학적으로 탄화된 탄소질 물질이다. 토탄은 90% 이상의 유기물을 함유하고 있으며, 공극률이 대략 60~85%인 다공성 탄소질 물질이다. 수분이 과잉 공급된 저습지나 소택지에서 유기체를 분해하는 미생물의 활성이 억제되어 유기체가 완전히 분해가 안 된 상태의 탄소질 물질이기 때문에 황갈색 또는 암갈색을 띤다. 토탄은 흡습, 흡수 및 흡취 특성이 우수하고, 무기 성분의 함량이 적으며, 상대적으로 가벼워서 쉽게 취급할 수 있다. Peat is a carbonaceous material biochemically carbonized by deposits of incompletely decomposed material near the surface of the surface of aquatic plants such as wetlands and swamps, moss, and wetland grass. Peat is a porous carbonaceous material that contains more than 90% of organic matter and has a porosity of approximately 60 to 85%. It has a yellowish brown or dark brown color because it is a carbonaceous substance in which the organism is not completely decomposed due to the inhibition of the activity of microorganisms that decompose organisms in wetlands or swamps where excessive moisture is supplied. Peat is excellent in moisture absorption, absorption and odor properties, contains a small amount of inorganic components, and is relatively light, so it can be easily handled.
이탄은 화본과식물 또는 수목질의 유체가 분지에 두껍게 퇴적하여 생화학적인 탄화 작용에 의하여 변질된 탄소질 물질이다. 식물질의 주성분인 리그닌이나 셀룰로오스 등이 지표에서 분해하면서 형성된다. 연갈탄은 이탄층이 늪지대에 형성된 이후에 상부에 흙이 퇴적되고 토압 및 지열에 의하여 수분이 제거되고, 식물성 천연 고분자가 축합하여 섬유소가 사라지며, 식물성 고분자들은 유기 탄소와 산소를 함유하면서 외부에서 부분적으로 산화되어 형성된다. Peat is a carbonaceous material that has been altered by biochemical carbonization by thickly depositing the fluid of a plant or tree in a basin. It is formed by decomposition of lignin and cellulose, which are the main components of plants, at the surface. After the peat layer is formed in the swamp, soil is deposited on the upper part, moisture is removed by earth pressure and geothermal heat, and fiber disappears due to condensation of vegetable natural polymers, and vegetable polymers contain organic carbon and oxygen from the outside. It is formed by partial oxidation.
이들 탄소질 물질에는 토양 유기물이 미생물 등에 의하여 분해, 중합되면서 변성된 휴믹 물질, 다른 말로 부식질(humus substance)이라고 불리는 유기물을 함유하고 있다. 일반적으로 토양 유기물은 동식물의 조직이 미생물 등에 의하여 분해되면서, 부숙 과정에 있는 미숙 유기물, 미숙 유기물이 휴믹화(humificatiion) 과정에 있는 다당류, 단백질, 지질, 아미노산 등의 비휴믹 물질(non-humus) 및 비휴믹 물질이 더욱 변화되어 갈색-흑색의 유기 콜로이드(organic colloid)로 된 유기물인 휴믹 물질을 포함한다. These carbonaceous substances contain humic substances denatured by decomposition and polymerization of soil organic substances by microorganisms, etc., in other words, organic substances called humus substances. In general, soil organic matter is a non-humus, such as polysaccharides, proteins, lipids, amino acids, etc., in the process of humification of immature organic matter and unripe organic matter in the process of humification as tissues of animals and plants are decomposed by microorganisms, etc. And a humic material, which is an organic material in which the non-humic material is further changed to form a brown-black organic colloid.
휴믹 물질이란 토양 유기물이 장기간에 분해, 축합, 중합되고, 산화되면서 축합 고리가 형성된 고분자 화합물로서 대략 1-100 ㎚ 크기를 가지는 유기 교질 상태의 유기물이다. 연갈탄과 같은 탄소질 물질로부터 유래하는 휴믹 물질은 색깔, 중합도, 분자량, 카르복시기(-COOH), 하이드록시기(-OH)와 같은 관능기의 개수, 탄소 및 산소의 개수, 치환도, 수용성 등 이화학적 특성에 따라 휴민(부식탄, humin), 휴믹산(humic acid), 풀빅산(fullvic acid) 및 울믹산(ulmic acid)으로 구분될 수 있다. 본 발명에 따라 킬레이트화 조성물을 구성하는 휴믹 물질은 휴믹산, 풀빅산, 울믹산 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. A humic substance is a polymer compound in which a condensed ring is formed as soil organic matter is decomposed, condensed, polymerized, and oxidized for a long period of time, and is an organic colloidal state having a size of approximately 1-100 nm. Humic substances derived from carbonaceous substances such as coal briquettes are categorized in color, degree of polymerization, molecular weight, number of functional groups such as carboxyl group (-COOH) and hydroxy group (-OH), number of carbon and oxygen, degree of substitution, water solubility, etc. It can be classified into humin (humin), humic acid, fullvic acid, and ulmic acid according to the scientific characteristics. The humic material constituting the chelating composition according to the present invention may be selected from the group consisting of humic acid, fulvic acid, ulmic acid, and combinations thereof.
휴믹산, 풀빅산, 울믹산 등의 휴믹 물질은 중합 구조, 고리 및 사슬의 형태 등에 따라 구분될 수 있으며, 대략 5-50 ㎚의 평균 크기를 가지는데, 입체적 구조와 크기는 휴믹화 과정에서 결정된다. 이들 휴믹 물질은 유기 리간드를 포함하고 있는데, 후술하는 패화석 분말 및 유기질 사료로부터 생성되는 금속염이나 아미노산과 결합하여 킬레이트화 상태로 변환시킨다. Humic substances such as humic acid, fulvic acid, and ulmic acid can be classified according to the polymerization structure, ring and chain shape, etc., and have an average size of approximately 5-50 ㎚, and the three-dimensional structure and size are determined during the humicization process. . These humic substances contain organic ligands, which are converted into a chelated state by combining with metal salts or amino acids produced from the fossil powder and organic feed described later.
휴믹산, 풀빅산, 울믹산 등의 휴믹 물질은 거대 고분자 구조로 중앙에는 관능기가 적고 극성이 낮은 지용성 성분인 지방산과 리그닌 등의 벤젠 고리를 가지는 방향족 화합물의 영향에 의해 형성되는 페놀계 하이드록시기와 같은 지용성 관능기와, 극성이 높고 수용성 천연 고분자인 아미노산이나 당 화합물의 영향에 의해 형성되는 알코올성 하이드록시기(ROH)와 카르복시기(RCOOH)와 같은 수용성 관능기를 모두 가지는 유리 리간드이다. 유기 리간드는 양이온 교환 특성이 매우 우수하므로, 주변의 다양한 양이온성 물질과 양이온 교환 반응하여 킬레이트 착화합물을 생성할 수 있다. Humic substances such as humic acid, fulvic acid, and ulmic acid have a macromolecular structure, such as a phenolic hydroxy group formed by the influence of aromatic compounds having benzene rings such as fatty acids and lignin, which are fat-soluble components with little functional group in the center and low polarity. It is a free ligand having both a fat-soluble functional group and a water-soluble functional group such as an alcoholic hydroxy group (ROH) and a carboxy group (RCOOH) formed by the influence of amino acids or sugar compounds, which are highly polar and water-soluble natural polymers. Since organic ligands have very good cation exchange properties, cation exchange reactions with various cationic substances in the vicinity can be performed to generate chelate complexes.
예를 들어, 휴믹산은 물에는 거의 녹지 않지만, 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH) 등과 같은 알칼리제에 용해되는 고분자 화합물이다. 통상적으로 갈색-흑갈색을 띠고, 분자 내에 다수의 관능기를 포함하고 있어서, 각종 미량 원소가 쉽게 결합하기 때문에, 산화된 부분은 음전하를 띤다. 휴믹산은 방향족 고리와 고리 사이에 아미노산, 아미노당, 펩타이드, 지방족 화합물 등이 복잡하게 결합한 복합 방향족 고분자 화합물(aromatic macromolecule)로서, 방향족 고리에는 질소, 산소, 하이드록시기, 카르복시기 등이 다양하게 결합하고 있다. For example, humic acid is a polymer compound that is hardly soluble in water, but is soluble in alkaline agents such as potassium hydroxide (KOH) and sodium hydroxide (NaOH). It is usually brown-black-brown, and contains a large number of functional groups in the molecule, so that various trace elements are easily bonded to each other, so that the oxidized portion has a negative charge. Humic acid is a complex aromatic macromolecule in which amino acids, amino sugars, peptides, aliphatic compounds, etc. are complexly bonded between aromatic rings and rings, and nitrogen, oxygen, hydroxy groups, carboxyl groups, etc. are variously bonded to the aromatic ring. have.
풀빅산은 산성도와 관계없이 물에 잘 녹는 고분하 화합물로서 황색이나 주황색을 띤다. 풀빅산은 방향족 및 지방족 구조를 가지는데, 2개의 구조 모두 광범위하게 산소를 함유하는 관능기로 치환되어 있다. 풀빅산은 휴믹산에 비하여 산소의 개수는 많지만, 탄소의 개수는 적은 부식 성분으로서, 관능성기, 특히 카르복시기, 하이드록시기 및 케톤기(C=O)를 많이 함유하고 있다. Fulvic acid is a highly soluble compound that is well soluble in water regardless of its acidity, and has a yellow or orange color. Fulvic acid has aromatic and aliphatic structures, both of which are broadly substituted with oxygen-containing functional groups. Fulvic acid is a corrosive component in which the number of oxygen is greater than that of humic acid, but has a small number of carbons, and contains a large number of functional groups, particularly carboxyl groups, hydroxyl groups, and ketone groups (C=O).
일례로, 본 발명에 따라 사용되는 휴믹 물질은 음전하를 띠고 있다. 따라서, 패화석 분말 및 유기질 사료에 포함되는, 양전하를 가지는 미네랄이 휴믹 물질과 결합한다. 휴믹 물질과 결합한 미네랄은 조류나 플랑크톤을 포함하는 해양생물이 쉽게 섭취할 수 있어서, 이들 해양생물의 주변에 모여들도록 유도할 수 있다. For example, the humic material used according to the present invention has a negative charge. Therefore, minerals having a positive charge contained in the fossil powder and organic feed are combined with the humic material. Minerals combined with humic substances can be easily consumed by marine organisms, including algae and plankton, and can induce them to gather around these marine organisms.
예를 들어, 휴믹 물질의 하나인 휴믹산은 해양생물의 생육을 촉진하고, 근원 미생물을 활성화하며, 양분 유효도 및 흡수를 증대시키고, 특히 조류에 흡수되는 주요 질소 형태인 질산태 질소(NO3 -N)의 이용률을 향상한다. 휴믹산은 조류를 비롯한 해양생물에 필요한 미량 원소 및 유기물 등을 축적하여 해양생물의 생장을 돕는다. For example, one of the humic acids of humic substances and promote the growth of marine organisms and activate the source microorganism, increasing the degree and absorbing nutrients effective and, in particular, a nitrate main nitrogen form is absorbed into the bird (NO 3 - Improve the utilization rate of N). Humic acid helps the growth of marine life by accumulating trace elements and organic matter necessary for marine life including algae.
풀빅산은 휴믹산보다 강한 산성을 띠고 친수성이 높아서 휴믹산이 용해하지 못하는 미네랄을 녹일 수 있다. 풀빅산은 미네랄을 용해하는 이외에도 영양분 매개체 역할을 통하여 해양생물의 성장을 도울 수 있다. Fulvic acid has a stronger acidity than humic acid and has high hydrophilicity, so it can dissolve minerals that humic acid cannot dissolve. In addition to dissolving minerals, fulvic acid can help the growth of marine organisms by acting as a nutrient medium.
즉, 본 발명에 따라 킬레이트화 조성물 중에 함유되는 휴믹 물질은 유기 리간드인 휴믹산, 풀빅산, 울믹산 등과 같은 휴믹 물질을 활용하여 해양생물이 미네랄과 아미노산과 같은 영양분을 흡수하기 좋은 킬레이트 형태로 추출할 수 있다. 특히, 패화석 분말 및 유기질 사료에 포함된 아미노산 등과 배위결합을 형성하는 착화합물 형태의 유리 리간드인 휴믹 물질은 해양 동물에서는 중요한 무기 전해질 성분으로 기능한다. 휴믹 물질에서 유래된 유기 리간드는 어류, 패류, 동물성 플랑크톤 내부의 미생물상을 안정화하여 패화석 분말 및 유기질 사료를 섭취할 때 효율성을 증진할 수 있고, 항균 및 항-바이러스 활성 효과를 가지고 있다. That is, the humic material contained in the chelating composition according to the present invention can be extracted in a chelate form that is good for marine organisms to absorb nutrients such as minerals and amino acids by using humic materials such as humic acid, fulvic acid, and ulmic acid, which are organic ligands. I can. In particular, humic substances, which are free ligands in the form of complex compounds that form coordination bonds with amino acids and the like contained in fossil powder and organic feed, function as an important inorganic electrolyte component in marine animals. Organic ligands derived from humic substances stabilize the microbial phase inside fish, shellfish, and zooplankton, thereby enhancing the efficiency when ingesting fossil powder and organic feed, and has antibacterial and anti-viral activity.
전술한 바와 같이, 휴믹 물질은 연갈탄과 같은 탄소질 물질로부터 제조될 수 있다. 먼저 탄소질 물질을 분쇄하는데, 유기 리간드를 가지는 휴믹 물질을 제조하기 위하여 연갈탄을 분쇄 장치로 공급하여 적절한 크기, 예를 들어 0.5 ㎜ 이하의 평균 입자 크기, 예를 들어 0.01-0.5 ㎜, 바람직하게는 0.05-0.5 ㎜의 크기로 분쇄한다. 이때, 분쇄 장치 하부에서 바람이나 열풍을 공급하여 먼지 형태의 연갈탄과 적절한 크기를 가지는 연갈탄 분획(fraction)만을 분류한다. 연갈탄과 같은 탄소질 입자의 크기가 전술한 범위 미만인 경우, 유기 리간드를 가지는 휴믹 물질을 쉽게 추출할 수 있지만, 탄소질 입자의 가공 비용이 증가할 수 있다. 또한, 연갈탄과 같은 탄소질 입자의 크기가 전술한 범위를 초과하는 경우, 유기 리간드를 가지는 휴믹 물질을 추출하기 위한 반응 시간이 길어질 수 있다. As described above, the humic material can be prepared from a carbonaceous material such as briquette. First, the carbonaceous material is pulverized. In order to prepare a humic material having an organic ligand, briquettes are supplied to a pulverizing device to have an appropriate size, for example, an average particle size of 0.5 mm or less, for example, 0.01-0.5 mm, preferably Is pulverized to a size of 0.05-0.5 mm. At this time, wind or hot air is supplied from the lower part of the pulverizing device to classify only the dust-type briquettes and the briquette fractions having an appropriate size. When the size of carbonaceous particles such as briquettes is less than the above-described range, a humic material having an organic ligand can be easily extracted, but the processing cost of the carbonaceous particles may increase. In addition, when the size of carbonaceous particles such as briquettes exceeds the above-described range, a reaction time for extracting a humic material having an organic ligand may be lengthened.
유리 리간드를 추출하기 위하여 분쇄된 연갈탄은 반응기로 공급된다. 예를 들어, 반응기는 격실형 또는 국자형 추출 반응기일 수 있고, 이와 같은 반응기에서 휴믹 물질로 가공될 수 있다. 탄소질 물질에 함유된 휴믹 물질 중에서 휴민은 산도와 관계없이 물에 녹지 않기 때문에, 전술한 추출 공정을 통하여 휴믹산, 풀빅산, 울믹산 및 이들의 조합으로 구성되는 휴믹 물질을 유기 리간드 형태를 가지면서 추출될 수 있다. The pulverized briquettes are fed to the reactor to extract the free ligand. For example, the reactor may be a compartment type or ladle type extraction reactor, and may be processed into a humic material in such a reactor. Of the humic substances contained in carbonaceous substances, since humin is insoluble in water regardless of acidity, the humic substance composed of humic acid, fulvic acid, ulmic acid, and a combination thereof through the above-described extraction process is in the form of an organic ligand. Can be extracted.
분쇄된 탄소질 물질로부터 유기 리간드를 가지는 휴믹산, 풀빅산 및 울믹산과 같은 휴믹 물질을 추출하고자 하는 경우, 풀빅산을 추출할 때에는 특별한 처리가 필요 없을 수 있으나, 중성 상태의 추출 용매, 예를 들어 물에 잘 용해되지 않는 휴믹산을 추출하기 위해서 반응물의 pH를 알칼리성으로 변화시킬 필요가 있다. 사용되는 알칼리화제는 특별히 한정되는 것은 아니며, 산화칼슘(생석회, CaO), 수산화칼슘(소석회, CaOH), 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 일례로, 알칼리화제를 첨가하여 반응물의 pH를 8-12, 바람직하게는 8-10 정도로 조절될 수 있는데, 알칼리화제는 용매 중에 약 5-30% (w/v)의 농도로 사용될 수 있다. In the case of extracting humic substances such as humic acid, fulvic acid, and ulmic acid having organic ligands from the pulverized carbonaceous material, special treatment may not be required when extracting fulvic acid, but the extraction solvent in a neutral state, for example, water It is necessary to change the pH of the reactant to alkaline in order to extract the humic acid, which is not soluble in water. The alkalizing agent used is not particularly limited, and may be selected from the group consisting of calcium oxide (quicklime, CaO), calcium hydroxide (slaked lime, CaOH), sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide, and combinations thereof. For example, the pH of the reactant may be adjusted to about 8-12, preferably 8-10 by adding an alkalizing agent, and the alkalizing agent may be used in a concentration of about 5-30% (w/v) in a solvent.
필요에 따라, 마그네틱 바와 같은 교반 수단을 이용하여 반응기를 교반하고, 반응물을 50℃ 이상, 예를 들어 80-100℃의 온도 및 대기압 이상, 예를 들어 1-2 기압에서 12시간 이상, 바람직하게는 24-72 시간 반응시킨다. 이에 따라, 분쇄된 탄소질 물질에 함유된 휴믹 물질이 팽윤하고, 유기 리간드를 가지는 휴믹 물질이 용매에 녹으면서 추출된다. 이와 같은 과정을 통하여 추출 용매인 물에 잘 용해되는 휴믹 물질은 물론이고, 물에 잘 녹기 어려운 휴믹 물질인 고분자가 작은 분자의 휴믹산, 풀빅산, 울믹산 등의 형태로 가수분해된다. If necessary, the reactor is stirred using a stirring means such as a magnetic bar, and the reactant is at least 50° C., for example, at a temperature of 80-100° C. and at least atmospheric pressure, for example, at least 12 hours at 1-2 atm, preferably React for 24-72 hours. Accordingly, the humic material contained in the pulverized carbonaceous material swells, and the humic material having an organic ligand is extracted while being dissolved in the solvent. Through this process, not only a humic substance that is well soluble in water, which is an extraction solvent, but also a polymer, which is a humic substance that is difficult to dissolve in water, is hydrolyzed in the form of small molecules of humic acid, fulvic acid, and ulmic acid.
선택적인 실시형태에서, 탄소질 물질로부터 휴믹산, 풀빅산, 울믹산 등의 휴믹 물질을 추출할 때, 알칼리화제와 함께 또는 알칼리화제와 독립적으로 석고(CaSO4·nH2O)를 반응기에 첨가할 수 있다. 용매, 석고는 후술하는 패화석 분말이나 유기질 사료에 포함된 금속염 또는 금속 이온이나, 유기질 사료가 부식되어 생성되는 아미노산에 비하여 추출 용매로 사용되는 물에 대한 용해도가 좋다. 따라서, 전술한 과정을 통하여 추출한 휴믹산, 풀빅산, 울믹산 등의 휴믹 물질에 포함된 유기 리간드와 석고가 반응하여 칼슘 킬레이트 착화합물을 형성한다. 이 과정에서 석고로부터 유리된 황산은 패화석 중에 포함된 금속염이나 금속 이온, 예를 들어 탄산칼슘과 반응하여 황산칼슘으로 변환되면서 킬레이트 조성물의 pH가 저하되는 것을 방지한다. 이 과정에서 변환된 황산칼슘은, 패화석 분말 또는 부식한 유기질 사료가 휴믹 물질과 반응하지 않은 휴믹 물질의 유기 리간드와 다시 반응할 수 있다.In an alternative embodiment, when extracting a humic material such as humic acid, fulvic acid, or ulmic acid from the carbonaceous material, gypsum (CaSO 4 nH 2 O) is added to the reactor with or independently of the alkalizing agent. I can. The solvent and gypsum have good solubility in water used as an extraction solvent compared to the metal salts or metal ions contained in the fossil powder or organic feed to be described later, or amino acids produced by corroding organic feed. Accordingly, organic ligands contained in humic substances such as humic acid, fulvic acid, and ulmic acid extracted through the above-described process react with gypsum to form a calcium chelate complex. In this process, sulfuric acid liberated from gypsum reacts with metal salts or metal ions, for example, calcium carbonate contained in the pebbles to convert to calcium sulfate, thereby preventing the pH of the chelate composition from lowering. Calcium sulfate converted in this process may react again with organic ligands of humic substances that have not reacted with the humic substance by the crushed fossil powder or the decayed organic feed.
다만, 석고, 즉 황산칼슘의 양이 너무 많으면, 킬레이트 조성물이 산성으로 변하기 때문에, 해양생물이 본 발명에 따른 킬레이트 조성물을 섭취하는데 어려워질 수 있다. 따라서, 석고는 휴믹 물질에 대하여 5-10 중량부의 비율로 첨가되는 것이 바람직할 수 있다. However, if the amount of gypsum, that is, calcium sulfate is too large, since the chelate composition changes to acid, it may be difficult for marine organisms to consume the chelate composition according to the present invention. Therefore, it may be desirable to add gypsum in a proportion of 5-10 parts by weight based on the humic material.
전술한 과정을 통하여, 분자량이 적거나 물에 잘 용해되는 유기 리간드 형태의 휴믹 물질이 추출될 수 있다. 예를 들어, 휴믹산은 다수의 음이온을 함유하고 있는데, 알칼리화제를 첨가하여 pH가 상승한 상태에서 음이온성을 띠는 각각의 분자들이 서로 밀어내는 방법으로 응결된 구조가 무너지고, 팽창하면서 콜로이드 상태로 변하게 되므로, 유기 리간드 형태의 휴믹산을 추출할 수 있다. Through the above-described process, a humic substance in the form of an organic ligand that has a small molecular weight or is well soluble in water can be extracted. For example, humic acid contains a number of anions, and the condensed structure collapses and expands into a colloidal state by repelling each of the anionic molecules when the pH is increased by adding an alkalizing agent. As it changes, it is possible to extract the humic acid in the form of an organic ligand.
한편, 풀빅산은 물에 잘 용해되지만, 산성 조건의 pH에서 쉽게 물에 용해될 수 있다. 풀빅산을 추출하기 위하여 예를 들어 질산이나 염산과 같은 무기계 강산이나, 젖산, 아세트산, 푸마르산, 개미산, 프로피온산, 사과산, 구연산과 같은 유기산일 수 있는 산성화제가 용매에 첨가될 수 있다. 일례로, 산성화제를 첨가하여, 반응물의 pH를 3-5 정도로 조절할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. On the other hand, fulvic acid is well soluble in water, but can be easily soluble in water at the pH of an acidic condition. In order to extract fulvic acid, an acidifying agent, which may be an inorganic strong acid such as nitric acid or hydrochloric acid, or an organic acid such as lactic acid, acetic acid, fumaric acid, formic acid, propionic acid, malic acid, and citric acid, may be added to the solvent. For example, by adding an acidifying agent, the pH of the reactant may be adjusted to about 3-5, but is not limited thereto.
이때, 탄소질 물질로부터 유래하는 휴믹 물질은 색깔, 중합도, 분자량, 관능기의 개수, 치환도, 수용성 등에 따라 휴믹산, 풀빅산, 울믹산 등으로 구분될 수 있다. 필요에 따라, 용매 추출법을 통해 추출한 휴믹 물질을 비중에 따라 선별하여 휴믹산, 풀빅산, 울믹산으로 분리할 수 있다. At this time, the humic material derived from the carbonaceous material may be classified into humic acid, fulvic acid, ulmic acid, etc. according to color, degree of polymerization, molecular weight, number of functional groups, degree of substitution, water solubility, and the like. If necessary, the humic material extracted through the solvent extraction method may be selected according to specific gravity and separated into humic acid, fulvic acid, and ulmic acid.
선택적인 실시형태에서, 휴믹산 등의 휴믹 물질은 천연 리그닌계 물질을 함유하는 부식토, 토탄, 이탄 및 연갈탄과 같은 탄소질 물질, 예를 들어 연갈탄에서 얻어질 수 있다. 일례로, 연갈탄이나 자연 늪지대에서 생성된 리그닌에서 추출한 휴믹산은 탄소 성분의 함량은 매우 적지만, 상대적으로 glue 성분이 존재한다. 연갈탄 또는 리그닌에서 추출한 휴믹 물질을 태우면, 불이 붙지 않지만, 연기가 많이 나며, 깨지지는 않고 부스러짐이 많다. 이와 같은 특성을 이용하여, 고온, 고압의 조건에서 처리하고, 급랭하면 다양한 방향으로 공극 구조가 형성되는 휴믹 물질을 얻을 수 있다. In an alternative embodiment, humic materials such as humic acids may be obtained from carbonaceous materials such as humus, peat, peat and briquettes containing natural lignin-based materials, for example briquettes. For example, humic acid extracted from briquettes or lignin produced in natural swamps has a very low carbon content, but relatively has a glue component. If you burn a humic material extracted from briquettes or lignin, it does not catch fire, but it produces a lot of smoke, does not break, and has a lot of debris. By using such characteristics, it is possible to obtain a humic material in which a void structure is formed in various directions when it is processed under conditions of high temperature and high pressure and then rapidly cooled.
구체적으로, 전술한 용매 추출법 및 비중선별법을 통해 추출, 분리한 휴믹 물질을 200-260℃의 고열 및 200-600 ㎏f/㎠의 고압 조건을 가지는 압력탱크에 넣고, 진공상태에서 순간적으로 압력탱크의 문을 개방하면, 휴믹 물질은 분사되어 분말 형태로 부스러진다. 이때, 급랭(-30℃~-20℃)하면, 공극이 많은 벌집 형태(honey comb type)의 공극이 휴믹 물질에 다수 형성된다. 이와 같은 과정을 여러 차례(예를 들어 2-10회) 반복하면, 다양한 방향(예를 들어 6방향)의 공극이 형성되는 휴믹 물질이 얻어진다. 이 경우, 해양생물의 배설물에 포함되어 악취를 초래하는 암모니아 등의 성분이 휴믹 물질과 반응하거나, 휴믹 물질 내부의 공극에 포획될 수 있다. Specifically, the humic material extracted and separated through the above-described solvent extraction method and specific gravity selection method is put into a pressure tank having a high heat of 200-260°C and a high pressure of 200-600 kgf/㎠, and the pressure tank is instantaneously in a vacuum state. When the door of the door is opened, the humic material is sprayed and crushed into a powder form. At this time, when rapid cooling (-30℃~-20℃), a number of honeycomb-type voids with many voids are formed in the humic material. If this process is repeated several times (eg, 2-10 times), a humic material in which pores in various directions (eg, 6 directions) are formed is obtained. In this case, components such as ammonia, which are included in the excrement of marine organisms and cause odor, may react with the humic material or may be trapped in the voids inside the humic material.
킬레이트 조성물은 패화석 분말을 또한 포함한다. 패류 등은 연체부를 덮고 있는 외투막의 표피 세포로부터 단백질과 결합된 상태의 금속, 예를 들어 칼슘을 껍질 쪽으로 분비하는데, 이렇게 분비된 금속 성분이 해수에 장기간 용해되면서 이산화탄소와 결합하여 탄산칼슘, 인산칼슘 및 탄산마그네슘과 같은 무기 금속염 형태의 결정체로 존재하는 물질이 패화석이다. 예를 들어, 패화석은 수천만 년 전에 화산과 지각변동 등에 의하여 바다가 육지로 변화는 과정에서 해저에 퇴적된 조개무덤이 육지로 융기한 것에서 얻어질 수 있다. The chelate composition also includes a pebble powder. Shellfish, etc. secrete a protein-bound metal, such as calcium, from the epidermal cells of the coat membrane covering the soft body toward the shell. This secreted metal component dissolves in seawater for a long time and binds with carbon dioxide, resulting in calcium carbonate and calcium phosphate. And a material present in the form of crystals in the form of inorganic metal salts such as magnesium carbonate is a crushed fossil. For example, shellfish can be obtained from shell graves deposited on the seafloor rising to land in the process of converting the sea to land by volcanoes and tectonic fluctuations tens of millions of years ago.
패화석에 포함되는 이들 금속염은 해수 중에서 금속 이온과 음이온으로 분리되는데, 금속 이온은 휴믹 물질과 킬레이트화 착화합물을 형성한다. 킬레이트화 착화합물로 변한 금속 미네랄 성분은 해양생물이 쉽게 섭취할 수 있다. 하나의 예시적인 형태에 따르면, 패화석은 분말 형태로 튜브 몸체(120) 내부에 주입될 수 있다. 이 경우, 대략 0.1-0.5 ㎜ 크기로 분쇄된 패화석 분말이 사용될 수 있다. 일례로, 패화석 분말은 40 Mesh로 분리하여, 0.1-0.3 ㎜ 크기를 가질 수 있다. 다른 선택적인 실시형태에서, 패화석은 괴상으로 튜브 몸체(120) 내부에 주입될 수 있다. 이 경우, 패화석은 대략 0.1-0.5 ㎝ 크기를 가질 수 있다. 전술한 범위의 패화석 분말이나 괴상을 사용하는 경우, 금속 성분이 효율적으로 추출될 수 있다. These metal salts contained in the pebble are separated into metal ions and anions in seawater, and the metal ions form a chelating complex with a humic substance. Metal mineral components that have been converted into chelated complexes can be easily consumed by marine organisms. According to one exemplary form, the fossils may be injected into the
킬레이트화 조성물은 유기질 사료를 또한 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 유기질 사료는 남은 음식물, 도축잔재물, 및 식품 부산물과 같은 음식물 쓰레기를 가공하여 얻어질 수 있다. 이와 같은 성분을 재활용할 수 있어서, 본 발명에 따른 튜브형 인공어초는 처리가 곤란한 음식물 쓰레기로 인한 환경오염을 최소화하는데 기여할 수 있다. 예를 들어, 유기질 사료는 남은 음식물, 도축잔재물 및/또는 식품 부산물(우유 공장, 과자 공장 및 콩/밀가루/쌀가루 등을 사용하여 식품을 제조하는 식품 가공 공장의 부산물)을 대략 40-75℃에서 30일 이상, 예를 들어 90-120일 부숙, 가공하여 얻어질 수 있다. The chelating composition also includes an organic feed. In an exemplary embodiment, organic feed may be obtained by processing food waste such as leftovers, slaughter residues, and food by-products. Since such components can be recycled, the tubular artificial fish reef according to the present invention can contribute to minimizing environmental pollution due to food waste that is difficult to treat. For example, organic feed can contain leftovers, slaughter residues, and/or food by-products (by-products of milk factories, confectionery factories, and food processing plants that use soy/flour/rice flour) at approximately 40-75°C. It can be obtained by maturing and processing for 30 days or more, for example 90-120 days.
유기질 사료는 액상 성분과 고형 성분을 포함하는데, 액상 성분의 함량은 예를 들어 10~20 중량%일 수 있다. 고형 성분에는 음식물 쓰레기에 포함된 단백질, 다당류, 지방 등의 유기물 성분은 물론이고, 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 인, 칼륨, 염소 등의 다량원소 및 금속 성분인 미량 원소를 포함한다. 부숙 과정에서 유기물 성분이 가수분해된 아미노산, 단당류, 올리고당류, 지방산 등의 성분이 일부 포함될 수 있다. 유기질 사료는 고형상 유기질 사료 또는 액상 유기질 사료를 포함할 수 있다. 이때, 유기질 사료의 원료인 음식물 쓰레기의 종류, 액상 성분의 함량, 부숙 과정 등에 따라 액상 성분의 함량이 달라질 수 있다. 예를 들어 액상 유기질 사료에서 액상 성분의 함량은 10-60 중량%일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. The organic feed includes a liquid component and a solid component, and the content of the liquid component may be, for example, 10 to 20% by weight. Solid components include organic substances such as proteins, polysaccharides, and fats contained in food waste, as well as macro elements such as sodium, calcium, magnesium, phosphorus, potassium, and chlorine, and trace elements that are metal components. Some components such as amino acids, monosaccharides, oligosaccharides, fatty acids, etc. from which organic substances are hydrolyzed during the ripening process may be included. The organic feed may include a solid organic feed or a liquid organic feed. At this time, the content of the liquid component may vary depending on the type of food waste, which is a raw material of the organic feed, the content of the liquid component, and the process of ripening. For example, the content of the liquid component in the liquid organic feed may be 10-60% by weight, but is not limited thereto.
따라서, 전술한 휴믹 물질과 함께 튜브 몸체(120) 내부로 주입된 유기질 사료는 휴믹 물질에 의하여 더욱 부식하여 아미노산 등의 단량체 성분과 미네랄 성분을 다수 포함하게 된다. 아미노산과 미네랄 성분은 휴믹 물질과 반응하여 킬레이트화 착화합물을 형성하고, 핀-홀(140)을 통하여 외부로 유출되는데, 이러한 킬레이트화 착화합물을 해양생물이 섭취할 수 있다. Accordingly, the organic feed injected into the
또한, 해수에는 나트륨, 칼륨은 물론이고, 질산염, 인산염, 규산염 등의 영양염류, 산소, 질소 및 이산화탄소 등의 기체가 녹아 있다. 따라서, 해수에 포함된 미네랄 성분이 핀-홀(140)을 통해 튜브 몸체(120) 내부로 유입되면, 휴믹 물질과 반응하여 킬레이트화 착화합물을 형성하고, 형성된 킬레이트화 착화합물은 핀-홀(140)을 통해 외부로 유출되면서, 해양생물이 섭취할 수 있다. In addition, sodium and potassium, as well as nutrients such as nitrate, phosphate, and silicate, and gases such as oxygen, nitrogen, and carbon dioxide, are dissolved in seawater. Therefore, when the mineral component contained in seawater flows into the
즉, 본 발명에 따르면, 유기 리간드를 가지는 휴믹 물질, 금속염을 가지는 패화석 및 유기질 사료를 배합한 킬레이트화 조성물을 튜브 몸체(120) 내부에 주입하면, 패화석에 포함된 금속염 및 유기질 사료에 포함된 아미노산 및 미네랄 성분이 휴믹 물질에 포함된 유기 리간드와 반응하여 킬레이트화 착화합물을 형성하고, 형성된 킬레이트화 착화합물이 핀-홀(140)을 통해 외부로 유출되어 해양생물이 섭취하여, 해양생물의 성장, 번식을 유도할 수 있다. That is, according to the present invention, when a chelating composition comprising a humic substance having an organic ligand, a fecal fossil having a metal salt, and an organic feed is injected into the
튜브 몸체(110) 내부로 유입된 해수에 포함된 나트륨, 칼륨 등의 성분도 휴믹 물질의 유기 리간드와 반응하여 킬레이트화 착화합물을 형성하고, 튜브 몸체(120)의 외부로 유출될 수 있다. 해수 중에 포함된 미네랄 성분을 킬레이트화 함으로써, 이들 미네랄 성분으로 인해 초래되는 백화 현상을 방지, 최소화할 수 있다. 또한, 휴믹 물질은 다수의 방향으로 형성되는 다공성 구조를 포함하고 있어서, 해양생물의 배설물 등에서 악취를 초래하는 암모니아 등의 성분을 포집하여, 해양오염을 최소화할 수 있는 이점도 있다. 아울러, 휴믹 물질의 분자 구조에 형성되는 공극 내부에 함유된 산소를 해양생물에 공급할 수 있다. Components such as sodium and potassium contained in seawater introduced into the
그뿐만 아니라, 해수의 깊이에 따라 해수 압력이 증가하는데, 높아진 압력 상태에서 유기 리간드를 가지는 휴믹 물질 및 패화석 중의 금속염 및/또는 유기질 사료 중의 아미노산이나 미네랄 성분 사이에서 킬레이트화 반응이 촉진되는 이점이 있을 수 있다. 아울러, 패화석 중에 함유된 금속염 중에서 탄산칼슘은 물에는 잘 용해되지 않는다. 하지만, 해수 중에 포함된 이산화탄소가 탄산으로 변환될 수 있으므로, 탄산칼슘이 상대적으로 쉽게 용해되고, 탄산칼슘은 휴믹 물질의 유기 리간드와 쉽게 결합하여 킬레이트화 착화합물을 형성할 수 있다. In addition, the seawater pressure increases according to the depth of the seawater, and there is an advantage of promoting a chelating reaction between a humic substance having an organic ligand and a metal salt in the shell fossil and/or an amino acid or mineral component in an organic feed under the elevated pressure. I can. In addition, among the metal salts contained in the fossils, calcium carbonate is not well soluble in water. However, since carbon dioxide contained in seawater can be converted into carbonic acid, calcium carbonate is relatively easily dissolved, and calcium carbonate can be easily combined with an organic ligand of a humic substance to form a chelating complex compound.
선택적인 실시형태에서, 부유성 인공어초(100)는 고정체(160)에 독립적으로 연결되는 번치(bunch, 170)를 더욱 포함할 수 있다. 번치(170)는 비닐이나 플라스틱과 같은 합성 성분을 이용하여 제조될 수도 있지만, 이들 물질은 분해되지 않기 때문에 해상 생태계를 교란할 우려가 있다. 따라서, 번치(170)는 일정 기간이 지나면 분해되는 코코넛 팜 섬유와 같은 천연 섬유인 친환경 소재를 사용하여 제조될 수 있다. In an alternative embodiment, the floating
번치(170)는 단단하고 잘 썩지 않는 섬유질로 구성되어, 플랑크톤 등의 은신처 역할을 할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 번치(170)는 고정체(160)의 중간 위치에 매달리는 형태로 연결할 수 있다. 이를 위하여, 고정체(160)와 번치(170)는 크램프(cramp), 패스너(fastener) 또는 고정용 끈과 같은 제 3 연결수단(172)을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 튜브 몸체(120)에 형성된 핀-홀(140)을 통해 외부로 유출되는 킬레이트화 착화합물은 튜브(110) 인근에 배치되는 번치(170)로 인하여, 부유형 인공어초(100)가 시공되는 영역을 벗어나는 것을 방지, 최소화할 수 있다. The
다른 예시적인 실시형태에서, 번치(170)는 전술한 휴믹 물질, 패화석 및 선택적으로 유기질 사료를 포함하는 충전제로 충진될 수 있다. 이 경우, 충진제는 번치(170)의 중앙부위를 직경 2-40 ㎜ 정도로 펀칭하여 번치(170) 중앙에 홈을 형성하고, 그 내부에 휴믹 물질 및 패화석을 충전하고, 튜브 본체(120)에 부착될 수도 있다. 이때, 번치(170) 내부에 충전되는 휴믹 물질은 30-40 중량부, 패화석은 60-70 중량부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 패화석에서 생성된 칼슘, 유기질 사료의 아미노산 및 각종 미네랄 성분 및 해수 중의 미네랄 성분이 번치(170) 내부에서 외부로 유출되고, 번치(170) 주변에 서식하는 조류 등의 포자와 플랑크톤의 먹이가 된다. 이에 따라, 튜브 몸체(110)와 번치(170) 주변에서 먹이 사슬이 자연적으로 형성되면서 해양생물의 성장을 유도할 수 있다. 튜브 몸체(110)에 인접하게 배치되는 번치(170)의 개수는 특별히 한정되지 않는다.In another exemplary embodiment, the
이 경우, 튜브 본체(120)의 핀-홀(140)을 통하여 튜브(110) 외부로 유출된 킬레이트화 착화합물은 번치(170)의 표면에 부착된다. 섬유질로 이루어지는 번치(170)에 해조류의 포자가 부착될 수 있고, 번치(170) 주변에 서식하는 식물성 플랑크톤 및 동물 플랑크톤이 번치(170)의 표면에 부착된 킬레이트화 착화합물을 섭취한다. 이어서, 이들 플랑크톤을 로티퍼(rotifer)가 섭취하고, 이어서 갓 부화한 치어나, 가리비, 멍게, 굴, 해삼, 전복 등의 해양생물이 섭취하는 먹이 사슬이 부유형 인공어초(100)에 자연적으로 형성된다. 이에 따라, 다양한 해양생물의 성장, 증식을 유도할 수 있으며, 해양생물용 자연 목장을 형성하면서 해양 생태계가 사막화 되는 것을 방지할 수 있다. In this case, the chelated complex compound leaked out of the
다른 예시적인 실시형태에서, 튜브 본체(110)의 내부에 주입, 충전되는 킬레이트화 조성물은 전술한 휴믹 물질, 패화석 및 유기질 사료 이외에도, 이들 성분을 결착할 수 있는 바인더를 더욱 포함할 수 있다. 바인더는 전분이나 해초에서 얻어지는 천연 바인더를 사용할 수 있다. 이때, 바인더는 킬레이트화 조성물 중에 대략 1-5 중량부의 비율로 첨가될 수 있다. In another exemplary embodiment, the chelating composition injected and filled into the
도 3은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 부유형 인공어초(200)는 제 1 부유체(250a)에 연결되는 제 1 튜브(210a), 제 1 부유체(250a)와 이격된 제 2 부유체(250b)에 연결되는 제 2 튜브(210b) 및 제 1 부유체(250a)와 제 2 부유체(250b) 사이에 위치하는 제 3 부유체(250c)에 연결되는 고정체(260)를 포함한다. 고정체(260)는 고정 밧줄일 수 있고, 제 1 내지 제 3 고정체(250a, 250b, 250c)는 각각 부표일 수 있다.3 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a second exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the floating
제 1 튜브(210) 및 제 2 튜브(220)는 각각 내부에 휴믹 물질, 패화석, 유기질 사료 및 선택적으로 바인더가 주입, 충전되며, 비닐이나 플라스틱 소재로 이루어지는 제 1 및 제 2 튜브 몸체(220a, 220b) 및 제 1 및 제 2 튜브 몸체(220a, 220b)에 소정 간격을 두고 다수 형성되는 제 1 및 제 2 핀-홀(240a, 240b)을 포함한다. 도시하지는 않았으나, 제 1 및 제 2 튜브 몸체(220a, 220b)의 양 끝단은 폐쇄 부재(130, 도 2 참조)에 의해 폐쇄될 수 있다.The first tube 210 and the second tube 220 are each injected and filled with a humic material, a fecal fossil, an organic feed, and optionally a binder, and the first and
제 1 튜브(210a)의 상단은 제 1 연결수단(252a)을 통해 제 1 부유체(250a)에 연결되고, 제 1 튜브(210a)의 하단은 제 2 연결수단(282a)을 통해 제 1 앵커(280a)에 연결된다. 제 2 튜브(210b)의 상단은 제 3 연결수단(252b)을 통해 제 2 부유체(250b)에 연결되고, 제 2 튜브(210b)의 하단은 제 4 연결수단(282b)을 통해 제 2 앵커(280b)에 연결된다. 고정체(260)의 상단은 제 5 연결수단(252c)을 통해 제 3 부유체(250c)에 연결되고, 고정체(260)의 하단은 제 6 연결수단(282c)을 통해 제 3 앵커(280c)에 연결된다. 제 1 내지 제 6 연결수단(252a, 282a, 252b, 282b, 252c, 282c)은 각각 크램프, 패스너 또는 고정용 끈일 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 튜브(210a, 210b) 사이에 위치하는 고정체(260)에 가리비, 굴과 같은 패류 및/또는 멍게와 같은 해양생물(270)이 부착될 수 있다. The upper end of the
제 1 및 제 2 튜브(210a, 210b) 내부에 충전된 휴믹 물질과 패화석 및 유기질 사료가 반응하여 형성된 킬레이트화 착화합물이 제 1 및 제 2 튜브(210a, 210b)의 외부로 유출되면, 제 1 및 제 2 튜브(210a, 210b) 사이에 설치되는 고정체(260)에 부착된 해양생물이 섭취할 수 있다. 이에 따라, 부유형 인공어초(200)에서 이들 해양생물이 충분한 영양물질을 섭취하면서 성장하면서 이들 해양생물의 번식을 유도할 수 있다. When the chelating complex formed by the reaction of the humic material filled in the first and
도 4는 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 부유형 인공어초(300)는 제 1 및 제 2 부유체(350a, 350b)에 각각 연결되는 제 1 고정체(360a, 360b), 제 1 고정체(360a, 360b)에 각각 결착되는 제 2 고정체(362), 제 2 고정체(362)에 결착되며, 내부에 각각 튜브(310)가 배치되는 다수의 연직 그물망들(390a, 390b, 390c)을 포함한다. 4 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a third exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the floating
제 1 고정체(360a, 360b)의 상단은 각각 제 1 연결수단(352a, 352b)을 통하여 제 1 및 제 2 부유체(350a, 350b)에 연결되고, 제 1 고정체(360a, 360b)의 하단은 각각 제 2 연결수단(382a, 382b)을 통하여 해저면에 정착하는 제 1 및 제 2 앵커(380a, 380b)에 연결된다. 제 2 고정체(362)는 서로 이격하여 배치되는 제 1 고정체(360a, 360b)에 결착되는 형태로 연결될 수 있다. 제 1 고정체(360a, 360b) 및 제 2 고정체(362)는 각각 고정 밧줄일 수 있다. The upper ends of the
제 2 고정체(362)에 다수의 수직 그물망들(390a, 390b, 390c)이 결착될 수 있다. 다수의 수직 그물망들(390a, 390b, 390c)은 각각 상부 그물망(392a, 394a, 396a), 상부 그물망(392a, 394a, 396a)에 연결되는 중앙 그물망(392b, 394b, 396b) 및 중앙 그물망(392c, 394c, 396c)을 포함한다. 각각의 상부 그물망(392a, 394b, 396a)의 상단은 제 1 결착수단(364a, 366a, 366c)을 통해 제 2 고정체(362)에 연결된다. 상부 그물망(392a, 392b, 392c)과 중앙 그물망(392b, 394b, 396b)은 제 2 결착수단(364b, 366b, 368b)을 통해 연결되고, 중앙 그물망(392b, 394b, 396b)은 제 3 결착수단(364c, 366c, 368c)을 통해 연결된다. 제 1 결착수단(364a, 366a, 366c), 제 2 결착수단(364b, 366b, 368b) 및 제 3 결착수단(364c, 366c, 368c)은 각각 그물망을 구성하는 그물코에 결착되는 고정 밧줄일 수 있다. A plurality of
도면에서는 연직 그물망들(390a, 390b, 390c)의 개수가 3개인 것으로 도시하였으나, 제 2 고정체(362)에 연결될 수 있는 연직 그물망들의 개수는 이에 한정되지 않으며, 2-20개, 예를 들어 2-10개의 연직 그물망들이 제 2 고정체(362)에 연결될 수 있다. 또한, 각각의 연직 그물망들(390a, 390b, 390c)을 구성하는 그물망의 개수도 3개인 것으로 도시하였으나, 각각의 연직 그물망들(390a, 390b, 390c)을 구성하는 그물망의 개수는 2-10개일 수 있다. In the drawing, the number of
이때, 각각의 그물망(392a, 392b, 392c, 394a, 394b, 394c, 396a, 396b, 396c) 내부에는 가리비 등의 패류(도시하지 않음)가 서식할 수 있다. 본 실시형태에 따르면, 각각의 그물망(392a, 392b, 392c, 394a, 394b, 394c, 396a, 396b, 396c)의 내부에 1개 이상의 튜브(310)가 배치된다. 튜브(310)는 비닐이나 플라스틱 재질로 이루어지며, 내부에 휴믹 물질, 패화석, 유기질 사료 및 선택적으로 바인더를 포함하는 킬레이트화 조성물이 주입, 충전되는 튜브 본체(320) 및 튜브 본체(320)에 소정 간격을 두고 형성되는 핀-홀(340)을 포함한다. At this time, shellfish (not shown) such as scallops may inhabit inside each of the
본 실시형태에서, 튜브 본체(320) 내부에서 킬레이트화 착화합물 상태로 변환된 금속, 미네랄 및 아미노산 등의 영양물질이 핀-홀(340)을 통하여 튜브 본체(320)의 외부로 유출되면, 튜브(310) 인근에 서식하는 패류 등이 이들 영양물질을 섭취하여 성장할 수 있다. 또한, 패류 등이 배출하는 암모니아 등의 악취 성분은 휴믹 물질과 반응하여 킬레이트화 되거나, 휴믹 물질 내부의 기공으로 포획될 수 있다. In this embodiment, when nutrients such as metals, minerals, and amino acids converted into a chelated complex state inside the
도 5는 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 부유형 인공어초(400)는 제 1 및 제 2 부유체(450a, 450b)에 각각 연결되는 제 1 고정체(460a, 460b), 제 1 고정체(460a, 460b)에 각각 결착되는 제 2 고정체(462), 제 2 고정체(462)에 결착되며, 내부에 각각 제 1 튜브(410a)가 배치되는 다수의 연직 그물망들(490a, 490b) 및 제 3 고정체(460)를 통하여 제 2 고정체(462)에 연결될 수 있는 제 2 튜브(410b)를 포함한다. 5 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a fourth exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the floating
제 1 고정체(460a, 460b)의 상단은 각각 제 1 연결수단(452a, 452b)을 통하여 제 1 및 제 2 부유체(450a, 450b)에 연결되고, 제 1 고정체(460a, 460b)의 하단은 각각 제 2 연결수단(482a, 482b)을 통하여 해저면에 정착하는 제 1 및 제 2 앵커(480a, 480b)에 연결된다. 제 2 고정체(462)는 서로 이격하여 배치되는 제 1 고정체(460a, 460b)에 결착되는 형태로 연결될 수 있다. 한편, 제 3 고정체(460)의 상단은 제 1 연결수단(452)을 통하여 제 2 고정체(462)에 연결되고, 제 3 고정체(460)의 하단은 제 3 연결수단을 통하여 제 3 앵커(480)에 연결될 수 있다. 또한, 제 2 튜브(420b)는 제 2 연결수단(464)을 통하여 제 3 고정체(460)에 연결될 수 있다. 이때, 제 1 고정체(460a, 460b) 및 제 2 고정체(362)는 각각 고정 밧줄일 수 있고, 제 1 내지 제 3 연결수단(452, 464)은 각각 크램프, 패스너 또는 고정용 끈일 수 있다. The upper ends of the
제 2 고정체(462)에 다수의 수직 그물망들(490a, 490b)이 결착될 수 있다. 다수의 수직 그물망들(490a, 490b)은 제 1 결착수단(464a, 466a)에 연결되는 상부 그물망(492a, 494a), 제 2 결착수단(464b, 466b)을 통하여 상부 그물망(492b, 494b)에 연결되는 중앙 그물망(492b, 494b), 제 3 결착수단(464c, 466c)을 통하여 중앙 그물망(492b, 494b)에 연결되는 하부 그물망(492c, 494c)을 포함한다. 제 2 고정체(462)에 연결되는 연직 그물망들의 개수와, 각각의 연직 그물망을 형성하는 그물망의 개수는 변경될 수 있다. 제 1 결착수단(464a, 466a), 제 2 결착수단(464b, 466b) 및 제 3 결착수단(464c, 466c)은 각각 그물망을 구성하는 그물코에 결착되는 고정 밧줄일 수 있다. A plurality of
제 3 실시형태에서와 같이, 각각의 그물망(492a, 492b, 492c, 494a, 494b, 494c) 내부에는 가리비 등의 패류(도시하지 않음)가 서식할 수 있고, 내부에 1개 이상의 제 1 튜브(410a)가 배치된다. As in the third embodiment, shellfish (not shown) such as scallops may inhabit inside each of the
그물망 내부에 배치되는 제 1 튜브(410a) 및 제 3 고정체(460)에 연결되는 제 2 튜브(410b)는 각각 내부에 휴믹 물질, 패화석, 유기질 사료와 선택적으로 바인더를 포함하는 킬레이트화 조성물이 주입, 충전되는 제 1 및 제 2 튜브 본체(420a, 420b) 및 제 1 및 제 2 튜브 본체(420a, 420b)에 소정 간격을 두고 형성되는 다수의 제 1 및 제 2 핀-홀(440a, 440b)을 포함한다. 제 1 튜브(410a)의 내부에서 합성된 킬레이트화 착화합물은 제 1 튜브(410a)에 서식하는 패류 등의 먹이가 될 수 있으며, 패류 등이 배출하는 암모니아 등의 악취 성분은 휴믹 물질에 의해 포집될 수 있다. 제 2 튜브(420b) 내부에서 합성된 킬레이트화 착화합물은 제 2 튜브(410b) 근처에 서식하는 플랑크톤 등의 먹이가 될 수 있고, 순차적인 먹이 사슬을 형성하여, 해양생물의 번식과 증식을 유도할 수 있다. The
도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 부유형 인공어초가 시공되는 가두리 양식장을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 예시적인 제 5 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 6 is a view schematically showing a cage farm in which a floating artificial reef is constructed according to an exemplary embodiment of the present invention. 7 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 부유형 인공어초(500)는 가두리양식장을 구성하는 하나의 셀(510)을 포함한다. 일례로, 가두리양식장 셀(510)은 하부에 부유체(530)가 형성되는 격자형상의 파이프(520) 위에 제 1 연결수단(532)을 통해 고정되는 발판(540)을 포함하고 있으며, 제 2 연결수단(562)을 통하여 부유체(530) 또는 발판(540)에 연결되며, 그 내부에 튜브(610)가 배치되는 그물망(560)을 포함한다. 그물망(560) 내부에 튜브(610)가 배치될 수 있다면, 가두리양식장 셀(510)의 구조 및 형태는 변경될 수 있다. 6 and 7, the floating
일례로, 부유체(530)는 부상 파이프 또는 부자일 수 있고, 발판(540) 상부에 미끄럼을 방지할 수 있는 다수의 돌기가 형성될 수 있다. 제 1 연결수단(532) 및 제 2 연결수단(562)은 각각 크램프, 패스너 및 고정용 끈일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 선택적인 실시형태에서, 부유체(530)는 가두리양식장 셀(510) 내부에 위치하는 1개 이상의 부표(660)일 수 있다. 이 경우, 튜브 본체(620)는 고정 밧줄과 같은 고정체(670)를 통하여 부표(660)에 연결될 수 있다. 튜브(610)는 예를 들어 연결 클립(672)과 같은 연결수단(672)을 통해 고정체(670)의 일단과 연결될 수 있다. 양식하고자 하는 어종에 따라, 고정체(670)의 길이를 조절하여, 튜브(610)의 위치 및 높이를 조절할 수 있다.도시하지는 않았으나, 그물망(560) 내부에 어류 등의 해양생물이 서식하고 있다. 한편, 그물망(560) 내부에 배치되는 튜브(610)는 비닐이나 플라스틱 재질로 이루어지며, 그 내부에 휴믹 물질, 패화석, 유기질 사료 및 선택적으로 바인더를 포함하는 킬레이트화 조성물이 주입, 충전된 튜브 본체(620) 및 튜브 본체(620)에 소정 간격을 두고 다수 형성되는 핀-홀(640)을 포함한다. For example, the floating
튜브 본체(620) 내부에서 휴믹 물질, 패화석 및 유기질 사료가 반응하여 형성된 킬레이트 착화합물이 영양물질 형태로 튜브 본체(620) 외부로 유출되면, 그물망(560) 내부에 서식하는 어류 등의 해양생물이 섭취하여, 이들 해양생물의 성장과 번식을 유도하여, 해양 생태계가 사막화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 해수 중의 미네랄 성분은 휴믹 물질을 구성하는 유기 리간드와 반응하여 킬레이트화 착화합물로 변형되므로, 해수의 탈백화 문제를 해결할 수 있다. 아울러, 어류 등의 해양생물이 배출한 암모니아 등의 악취 성분은 휴믹 물질이 포획함으로써, 이들 악취 성분에 기인하는 해양오염을 해결할 수 있다. When the chelate complex formed by the reaction of humic substances, fecal fossils, and organic feed within the
도 8은 본 발명의 예시적인 제 6 실시형태에 따른 부유형 인공어초의 시공 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 예시적인 제 6 실시형태에 따라 양식용 쉘터 사이에 튜브형 인공어초가 장착되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 8 is a diagram schematically showing a construction form of a floating artificial reef according to a sixth exemplary embodiment of the present invention. 9 is a diagram schematically showing a state in which a tubular artificial reef is mounted between shelters for aquaculture according to the sixth exemplary embodiment of the present invention.
도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 부유형 인공어초(600)는 가두리양식장을 구성하는 하나의 셀(510)을 포함한다. 일례로, 가두리양식장 셀(610)은 하부에 부유체(530)가 형성되는 격자형상의 파이프(520) 위에 제 1 연결수단(532)을 통해 고정되는 발판(540)을 포함하고 있으며, 제 2 연결수단(562)을 통하여 부유체(530) 또는 발판(540)에 연결되며, 그 내부에 다수의 양식용 쉘터(580) 및 양식용 쉘터(580) 사이에 튜브(610)가 배치되는 그물망(560)을 포함한다. 그물망(560) 내부에는 전복과 같은 패류가 서식할 수 있는 양식용 쉘터(580) 및 튜브(610)가 배치될 수 있다면, 가두리양식장 셀(510)의 구조 및 형태는 변경될 수 있다. 8 and 9, the floating
그물망(560) 내부에는 전복 등의 패류가 서식하는 양식용 쉘터(580)가 배치되고 양식용 쉘터(580) 사이에 튜브(610)가 양식용 쉘터(580)에 연결된다. 도 9를 참조하면, 양식용 쉘터(580)는 길게 연장되며 플라스틱 소재로 이루어질 수 있는 쉘터 본체(582), 쉘터 본체(582)의 단부에 형성되는 제 1 관통부(584) 및 쉘터 본체(582)의 상면에 소정 간격을 두고 다수 형성되는 제2 관통부(586)를 포함한다. 쉘터 본체(582)의 내부에 전복 등의 패류가 서식할 수 있는 공간이 마련된다. Inside the net 560, a
다수의 쉘터 본체(582)는 각각 쉘터 본체(582)의 측면에 형성된 홈(도시하지 않음)을 관통하는 고정 프레임(590)을 통해 연결된다. 또한, 가장 외측에 절곡된 형상을 가지는 고정 프레임(590)은 각각 제 3 연결수단(564)을 통하여 그물망(560)에 연결된다. The plurality of
한편, 쉘터 본체(582) 사이에는 튜브(610)가 배치된다. 튜브(610)는 비닐이나 플라스틱 재질로 이루어지며, 그 내부에 휴믹 물질, 패화석, 유기질 사료 및 선택적으로 바인더를 포함하는 킬레이트화 조성물이 주입, 충전된 튜브 본체(620) 및 튜브 본체(620)에 소정 간격을 두고 다수 형성되는 핀-홀(640)을 포함한다. 튜브 본체(620)는 제 4 연결수단(650)을 통하여 인접한 쉘터 본체(582)에 연결된다. 이때, 제 3 연결수단(564) 및 제 4 연결수단(650)은 크램프, 패스너 및 고정용 끈일 수 있다. Meanwhile, a
튜브 본체(620) 내부에서 휴믹 물질, 패화석 및 유기질 사료가 반응하여 형성된 킬레이트 착화합물이 영양물질 형태로 튜브 본체(620) 외부로 유출되면, 제 1 및 제 2 관통부(582, 584)를 통하여 영양물질이 쉘터 본체(582) 내부로 유입된다.쉘터 본체(582) 내부에 서식하는 패류가 영양물질을 섭취하면서, 패류의 성장과 번식을 유도할 수 있고, 이에 따라 해양 생태계가 사막화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 해수 중의 미네랄 성분은 휴믹 물질을 구성하는 유기 리간드와 반응하여 킬레이트화 착화합물로 변형되므로, 해수의 백화 문제를 해결할 수 있다. 아울러, 패류가 배출한 암모니아 등의 악취 성분은 휴믹 물질이 포획함으로써, 이들 악취 성분에 기인하는 해양오염을 해결할 수 있다. When the chelate complex formed by the reaction of the humic substance, the fecal fossil and the organic feed inside the
이하, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명이 실시예에 기재된 기술 사상으로 한정되지 않는다. Hereinafter, the present invention will be described through exemplary embodiments, but the present invention is not limited to the technical idea described in the embodiments.
실시예 1 : 휴믹산 추출 및 제조Example 1: Humic acid extraction and preparation
0.05-0.5 ㎜ 크기로 분쇄한 연갈탄 분말을 반응기에 넣고, 물과 5-30% (w/v)의 알칼리화제를 첨가한 뒤, 교반한 상태에서 80-120℃, 대기압에서 24시간 반응시켜 휴믹 물질을 추출하였다. 추출된 휴믹 물질을 비중선별법에 따라 분리하여 휴믹산과 풀빅산을 분리하였다. 분리한 휴믹산 및 풀빅산을 200~260℃의 고열 및 200~600 ㎏f/㎠의 고압 조건을 가지는 압력탱크에 넣고, 진공상태에서 순간적으로 압력탱크의 문을 개방하여 분말 형태로 부스러진 휴믹산을 -30℃~-20℃에서 급랭하였다. 이러한 과정을 수차례 반복하여 휴믹산 및 풀빅산을 추출, 제조하였다. 추출된 휴믹 물질 중에서 수분의 함량은 5-10 중량%, 휴믹산의 함량은 66-34 중량%, 풀빅산의 함량은 7 중량%이었다. Put the briquette powder pulverized to a size of 0.05-0.5 mm into the reactor, add water and 5-30% (w/v) alkalizing agent, and react with stirring at 80-120°C for 24 hours at atmospheric pressure. The humic material was extracted. The extracted humic material was separated according to the specific gravity selection method to separate humic acid and fulvic acid. Put the separated humic acid and fulvic acid in a pressure tank with high heat of 200~260℃ and high pressure of 200~600 kgf/㎠, and momentarily open the door of the pressure tank in a vacuum to remove the broken humic acid in powder form. It was rapidly cooled at -30°C to -20°C. This process was repeated several times to extract and prepare humic acid and fulvic acid. In the extracted humic material, the moisture content was 5-10% by weight, the humic acid content was 66-34% by weight, and the fulvic acid content was 7% by weight.
본 실시형태에서 제조된 휴믹산의 분자 구조를 외부 기관에 의뢰하여 분석하였다. 도 10a는 휴믹산 분말에 대한 전자현미경 이미지이고, 도 10b는 휴믹산 분말에 대한 EDS 분석용 전자현미경 이미지이고, 도 11은 휴믹산 분말에 대한 EDS 분석결과를 보여주는 그래프이다. 한편, 하기 표 1은 휴믹산 분말에 대한 EDS 분석결과를 나타낸다. The molecular structure of the humic acid prepared in this embodiment was analyzed by requesting an external organization. 10A is an electron microscope image of the humic acid powder, FIG. 10B is an electron microscope image for EDS analysis of the humic acid powder, and FIG. 11 is a graph showing the EDS analysis result of the humic acid powder. Meanwhile, Table 1 below shows the EDS analysis results for the humic acid powder.
이들 결과에서 알 수 있듯이, 휴믹산 분말의 공극이 6방향으로 형성된 상을 이루고 있다. 즉, 휴믹산 분말의 분자 구조에서 공극이 각 단위 분말의 전후, 좌우 및 상하에 모두 존재하였다. 특히 휴믹산 성분인 산소의 61.6%가 공극 내에 존재하고 있어서, 비중이 가볍고 탈취 대상 가스를 신속하게 흡수할 수 있을 것으로 기대된다. 즉, 휴믹산 분말을 사용하여, 해양생물의 배설물에 함유되는 암모니아와 황화수소 등의 악취 성분을 공극에 포집하여 킬레이트화하여, 악취 성분을 분해하여 신속하게 탈취할 수 있다는 점을 확인하였다. As can be seen from these results, the voids of the humic acid powder form a phase formed in six directions. That is, in the molecular structure of the humic acid powder, voids existed in both front and rear, left and right sides, and upper and lower sides of each unit powder. In particular, since 61.6% of oxygen, which is a humic acid component, is present in the pores, the specific gravity is light and is expected to be able to quickly absorb the gas to be deodorized. That is, it was confirmed that using the humic acid powder, odor components such as ammonia and hydrogen sulfide contained in the excrement of marine organisms can be captured in the pores and chelated to decompose the odor component and quickly deodorize.
실시예 2: 휴믹산 분말의 부숙 능력 평가Example 2: Evaluation of maturation ability of humic acid powder
(1) 돈사 슬러지 부숙 평가(1) Evaluation of swine sludge maturity
돈사 슬러지를 탈수한 고형물(함수율 약 70-90%)과, 음식물 쓰레기를 부식, 가공하여 얻어진 유기질 사료(함수율 약 13%)를 1:1 비율로 배합하여 함수율을 50-60%로 조정하였다. 분해 효소를 포함하는 휴믹산 분말을 10-30 중량% 혼합하여 탈취하고, 40-70℃에서 20-60일 동안 부숙하여 돈사 슬러지를 완전히 부숙하였다. 부숙시킨 돈사 슬러지에 대한 부숙도를 외부 기관에 평가한 결과, 완전히 부숙된 것을 확인하였다. The water content was adjusted to 50-60% by mixing solids obtained by dehydrating pig shed sludge (water content of about 70-90%) and organic feed obtained by corroding and processing food waste (water content of about 13%) in a 1:1 ratio. 10-30% by weight of the humic acid powder containing the decomposing enzyme was mixed and deodorized, and the pig house sludge was completely matured by composting at 40-70°C for 20-60 days. As a result of evaluating the maturity of the swine sludge from the maturing pig house, it was confirmed that the maturity was completely maturity.
(2) 탈취 및 정화 능력 평가(2) Deodorization and purification ability evaluation
실시예 1에서 추출한 휴믹산 분말을 침출수 대비 10-30 중량부, 패화석 분말 10-30 중량부를 정화조 침출수에 투여하고, 탈취 및 정화 능력을 평가하였다. 4개의 정화조에서 침출수 20-30 중량부를 충전하고 서서히 교반하여 탈취하고, 마지막 정화조에 연결된 여과조에 휴믹산 분말과 패화석 분말을 약 1:1의 비율로 충전하여 여과하였다. 분석결과를 표 2에 나타낸다. 휴믹산 분말 및 패화석 분말이 반응하여 패화석에 함유된 금속 성분이 킬레이트화 되면서, 유해 성분의 함량이 적어서 생물이 섭취할 수 있는 사료나 비료 등으로 활용될 수 있다는 점을 확인하였다. The humic acid powder extracted in Example 1 was administered to 10-30 parts by weight of the leachate and 10-30 parts by weight of the septic fossil powder to the septic tank leachate, and the deodorization and purification ability were evaluated. In four septic tanks, 20-30 parts by weight of leachate was charged, slowly stirred to deodorize, and a filter tank connected to the last septic tank was filled with humic acid powder and pebble powder at a ratio of about 1:1 and filtered. Table 2 shows the analysis results. It was confirmed that the humic acid powder and the fecal fossil powder reacted to chelate the metal components contained in the fecal fossil, and the content of the harmful ingredient was low, so that it could be used as feed or fertilizer that can be consumed by living organisms.
실시예 3: 킬레이트화 조성물의 사료 효과 분석Example 3: Analysis of feed effect of chelating composition
음식물을 부식, 가공하여 얻어진 유기질 사료 50~60 중량%, 휴믹산 분말 10~30 중량%, 패화석 분말 10~30 중량%로 이루어진 킬레이트화 조성물을 부숙, 발효한 고체 킬레이트화 조성물 및 고체 사료에 물을 1:1 중량 비율로 혼합, 압착한 액상 킬레이트화 조성물의 사료로서의 활용 가능성을 평가하였다. 표 3은 고형상 킬레이트화 조성물이 부식한 뒤에 칼슘 및 아미노산의 함량을 분석한 결과이고, 표 4는 액상 킬레이트화 조성물이 부식된 뒤에 칼슘 및 아미노산의 함량을 분석한 결과를 나타낸다. 미네랄 성분 및 아미노산이 휴믹 물질과 반응하여 부숙하면서 킬레이트화 되고, 해양 유기체로 섭취, 흡수할 수 있는 형태로 존재할 수 있다는 것을 확인하였다. A chelating composition consisting of 50-60% by weight of organic feed obtained by corrosion and processing of food, 10-30% by weight of humic acid powder, and 10-30% by weight of pebble powder is fermented and fermented in a solid chelating composition and a solid feed. The possibility of using the liquid chelating composition mixed and compressed at a ratio of 1:1 as a feed was evaluated. Table 3 shows the results of analyzing the content of calcium and amino acids after the solid chelating composition is corroded, and Table 4 shows the results of analyzing the contents of calcium and amino acids after the liquid chelating composition is corroded. It was confirmed that mineral components and amino acids react with humic substances and become chelate while maturing, and exist in a form that can be ingested and absorbed by marine organisms.
상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술 사상으로 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자라면 전술한 실시형태 및 실시예를 토대로 다양한 변형과 변경을 쉽게 생각할 수 있을 것이다. 하지만 이러한 변형과 변경은 본 발명의 권리 범위에 속한다는 점은 첨부하는 청구범위에서 자명하다. In the above, the present invention has been described based on exemplary embodiments and examples of the present invention, but the present invention is not limited to the technical idea described in the following examples. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to easily conceive various modifications and changes based on the above-described embodiments and examples. However, it is obvious from the appended claims that these modifications and changes belong to the scope of the present invention.
100, 200, 300, 400, 500, 600: 부유형 인공어초
110, 210a, 210b, 310, 410a, 410b, 610: 튜브
120, 220a, 220b, 320, 420a, 420b, 620: 튜브 본체
130: 폐쇄 부재
140, 240a, 240b, 340, 440a, 440b, 640: 핀-홀
150, 250a, 250b, 250c, 350a, 350b, 530, 660: 부유체
152, 162, 172, 252a, 252b, 252c, 352a, 352b, 452, 452a, 452b, 552, 562, 564, 650, 662: 연결수단
160, 260, 360a, 360b, 362, 460a, 460b, 462, 670: 고정체
270: 해양생물
364a, 364b, 364c, 366a, 366b, 366c, 368a, 368b, 368c, 464a, 464b, 464b, 466a, 466b, 466c: 결착수단
390a, 390b, 390c, 490a, 490b: 연직 그물망
392a, 394a, 396a, 492a, 494a: 상부 그물망
392b, 394b, 396b, 492b, 494b: 중앙 그물망
392c, 394c, 396c, 492c, 494c: 하부 그물망
160, 260, 360, 360a, 360b, 362: 고정체
180, 280a, 280b, 280c, 380a, 380b, 480a, 480b: 앵커
510: 가두리양식장 쉘
520: 파이프
540: 발판
560: 그물망
580: 쉘터100, 200, 300, 400, 500, 600: floating artificial reef
110, 210a, 210b, 310, 410a, 410b, 610: tube
120, 220a, 220b, 320, 420a, 420b, 620: tube body
130: closing member
140, 240a, 240b, 340, 440a, 440b, 640: pin-hole
150, 250a, 250b, 250c, 350a, 350b, 530, 660: float
152, 162, 172, 252a, 252b, 252c, 352a, 352b, 452, 452a, 452b, 552, 562, 564, 650, 662: connection means
160, 260, 360a, 360b, 362, 460a, 460b, 462, 670: fixture
270: marine life
364a, 364b, 364c, 366a, 366b, 366c, 368a, 368b, 368c, 464a, 464b, 464b, 466a, 466b, 466c: means of binding
390a, 390b, 390c, 490a, 490b: vertical mesh
392a, 394a, 396a, 492a, 494a: upper mesh
392b, 394b, 396b, 492b, 494b: central mesh
392c, 394c, 396c, 492c, 494c: lower mesh
160, 260, 360, 360a, 360b, 362: fixture
180, 280a, 280b, 280c, 380a, 380b, 480a, 480b: anchor
510: cage shell
520: pipe
540: scaffold
560: mesh
580: shelter
Claims (10)
상기 부유체에 연결되는 튜브 몸체, 상기 튜브 몸체에 형성되는 다수의 핀-홀 및 상기 튜브 몸체 내부에 주입되는 킬레이트화 조성물을 포함하는 튜브를 포함하고,
상기 킬레이트화 조성물은 휴믹산, 풀빅산, 울믹산 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 휴믹 물질, 패화석 및 유기질 사료를 포함하는 부유형 인공어초.
Float; And
A tube body connected to the floating body, a plurality of pin-holes formed in the tube body, and a tube including a chelating composition injected into the tube body,
The chelating composition is a floating artificial reef comprising a humic material selected from the group consisting of humic acid, fulvic acid, ulmic acid, and combinations thereof, shell fossils, and organic feed.
The method of claim 1, wherein the humic material is extracted from the carbonaceous powder using a solvent into a pressure tank in a vacuum state at a temperature of 200 to 260 °C and a pressure of 200 to 600 kgf/cm 2 and open the pressure tank. After that, a floating artificial fish reef, characterized in that obtained by cooling at a temperature of -20 ~ -30 ℃.
The floating artificial reef of claim 1, wherein the pin-hole is formed in the tube at an interval of 3-20 cm, and the pin-hole has a size of 0.1-2 mm.
The floating artificial fish reef according to claim 1, wherein the organic feed is obtained by maturing food waste composed of leftover food, slaughter residue, food by-products, and combinations thereof.
The floating artificial reef of claim 1, further comprising a first fixture connecting the floating body and the tube body, and a bunch connected to the first fixture.
The method of claim 1, wherein the floating body comprises a first floating body connected to the tube and a second floating body positioned adjacent to the second floating body, and connected to the second floating body, and shellfish, sea squirts, and Floating artificial fish reef further comprising a fixed body to which at least one marine organism selected from the sea is attached.
The method of claim 1, further comprising a plurality of first fixtures connected to the floating body, a second fixture connecting the first fixture, a plurality of nets connected to the second fixture, and the tube Is a floating artificial reef disposed within the net.
The method of claim 7, further comprising a tube body connected to the second fixture, a plurality of pin-holes formed in the tube body, and a second tube containing the chelating composition injected into the tube body. Floating artificial reef.
The method of claim 1, wherein the floating body comprises a floating means of a cage aquaculture, and further comprises a net connected to the floating means or a scaffold constituting the cage aquaculture, and the tube is a floating type disposed inside the net. Artificial reef.
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