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[사업목적] 친환경 소재인 버섯 균사체를 빠르게 생장시키기 위해 스마트팜 기술을 활용하여 최적화 생장을 맞춰 버섯 균사체를 가장 빠르고 안정적으로 확보할 수 있으며, 확보된 균사체는 다양하게 활용할 수 있는데 플라스틱 대체품, 가죽, 대체육 등 활용도가 높음.

 

[시장분석] 버섯 균사체 기반 제품은 2020년 기준 약 1740만 달러의 가치 비건시장에서 떠오르는 블루오션 사업이며, 실제 친환경 제품을 선호기업들에게 포장재, 가죽, 대체육 등으로 기술개발되고 있음.

 

[기대효과] 임업폐기물 기반 석유화학 대체품으로 플라스틱 생산부터 처리비용을 절약할 뿐만 아니라 지역 일자리 창출 및 지역경제 활성화를 이룰 것으로 기대될 뿐만 아니라 다양한 분야와의 융합연구를 통해 환경적 가치를 제공함과 동시에 사회적가치 창출로 파급효과가 지대할 것으로 전망됨.

 

제주도 버섯 균사체 이용 플라스틱 대체 원천기술 개발 필요

 

- 국내 버섯 균사체 이용한 새로운 플라스틱 대체품 개발이 필요

 

<그림 01> 버섯 균사체 이용 동물가죽 및 스트로폼 대체품 개발

 

- ECOVATIVE에서 버섯 균사체를 이용하여 스티로폼의 대체재를 제작하고 있으며, 이를 위해 균사체 배지에 곡물의 껍떼기를 이용하여 균사체의 생장으로 흙에 대한 방열, 방음, 강도, 탄력성과 같은 성능을 높임.

- Delft University of Technology 연구원은 버섯 균사체로 만든 관으로 사후 신체의 퇴비화 기간을 기존 10년에서 2~3년으로 가속화시켜 생태계 순환에 일조함.

- 2007년 미국의 에코베이트라는 회사가 버섯 균사체로 스티로폼을 대체할 수 있는 포장재를 시작으로 2010년에는 마이코웍스라는 회사는 버섯 균사체를 가공한 인공가죽을 개발함.

 

- 국외의 버섯 균사체 재배 시장에서 요구되는 맞춤형 버섯 균사체 재배 시스템 미흡

- 스마트팜 형태의 버섯 재배는 2013년부터 개발이 시작되었으나, 2021년 현재 완전 설비 형태의 버섯 관련 스마트팜은 10곳이 채 되지 않음.

• 현재 버섯재배를 위한 스마트팜은 특정 작물에 최적화된 제품이 아닌 시설원예 분야, 과수 분야, 노지 분야 등 여러 분야에 사용 가능한 제품들로 시장을 형성되어 국내뿐만 아니라 국외의 버섯재배 시장에서 요구되는 맞춤형 시스템은 미흡한 것이 현실임.

⦁국외의 버섯재배 시장에서 요구되는 맞춤형 버섯 재배 시스템 개발

<그림 03> 환경제어시스템 이용 버섯 균사체 재배시설 모니터링(출처: 제이왓 스마트팜)

 

- 우리나라의 버섯재배는 비닐하우스나 패널 하우스를 이용한 시설로 계절 및 환경과 관계없이 균일한 버섯재배가 이루어질 수 있는 환경 조성을 위한 연구가 꾸준히 진행되고 있는데 그 예시로, 원목 재배에서 톱밥 배지 재배로 자연 발생 재배에서 연중 발생 재배로 재배 유형도 버섯의 상품성과 관리의 경제성 등을 고려하여 재배환경의 변화가 이루어지고 있음.

- 대부분의 환경설비 제어시스템은 전체적인 버섯 생산을 통합관리하는 것이 아닌 버섯 생육실의 단순한 온도, 습도, CO2, 제어에만 관련된 것들이 주를 이루고 있으며, 버섯재배 생육에 적합한 실내 환경을 갖추기 위해 냉난방기, 가습기, 제습기, 조명, 환기 등의 설비에 높은 비용이 투입되고 있음.

- 본 기업인 마이엔마인과 협업중인 행원농장에서는 “토마토, 수박, 애플수박 등” 구세대 스마트팜을 통해 1세대 스마트팜을 개발하고 센서에서 수집되는 데이터를 분석하여 과일 생장에 최적화된 생육모델을 연구하였고, 여기에 2세대 스마트팜으로 개발하여 버섯 균사체 재배에 최적화된 환경이 조성되면 버섯 균사체의 품질 및 생산성 향상을 기대할 수 있음.

- 1세대 스마트팜과 달리 2세대 스마트팜 개발에서는 버섯 균사체 재배에서 가장 중요한 3 가지를 중요시 할 예정.
1) 생육환경 관리 및 병해 피해를 최소화하는 것으로 접종 시 다양한 살균방법을 이용하여 병균을 차단.

2) 생육 테이블 자체에 수분 공급장치를 설치하여, 수분을 일률적으로 공급해 배지의 습도를 유지.
3) 환기 시내·외부의 온·습도 차이로 내부 환경에 온도 편차를 최소화.

 

 

(차별성 1) 버섯 균사체 재배에 최적화된 무균 생육환경 조성을 위한 배지 생육 장치 제안

 

- 1세대 스마트 팜 이용 버섯 재배사에선 환경 유지를 위해 냉방기, 난방기, 제습기, 보일러 등 온·습도 관련 장치들의 설치 및 가동을 하고 있지만, 이런 설비들은 시설 내부의 많은 부피를 차지하고 일괄제어를 하지 못해 비효율적임.

- 본 기업인 마이엔마이에서는 시설 내부의 많은 부피를 차지하고 온·습도 관련 장치의 설치 공간을 줄이기 위하여 1) 유입된 외부 살균 공기를 이용하여 냉·난방이 이루어질 수 있도록 제작 및 2) 선반 층마다 배지에 균일한 수분 및 광원을 공급하기 위한 전용 선반을 설계 및 제작할 예정.

- 유입되는 살균 공기를 생육환경 온도 목표치를 위해 냉·난방 장치로 온도를 낮추어야 할 때는 냉각 장치로, 올려야 할 때는 난방장치로 공기가 우선 분배되어 추후 상태 유지를 필요로 할 때는 양방향으로 재분배하여 순환되도록 해 에너지를 효율적으로 관리할수 있도록 하며, 환경 수집 센서 데이터에 의해 제어가 되도록 설계 및 제작할 예정임.

- 1세대 스마트팜 형태의 버섯 균사체 재배 시 선반 형태의 거치대에 배지를 보관하고 일정기간 생육을 진행하게 될 경우, 선반에 여러 층으로 적층 되어 보관되는 버섯 균사체 재배 형태특성상 배지 위치에 따라 수분 및 광원 공급의 편차가 발생하기에 2세대 스마트 팜 형태에서는 지속적인 수분 및 광원 공급을 위하여 선반 층의 밸브 내에 스프링과 유체 압력에 의해 개폐되는 자력식밸브를 사용함으로써 각 배지에 동시에 일정한 양의수분 및 광원을 공급하도록 설계 및 제작할 예정임.

 

 

- 또한, 본 기업인 마이엔마이에서는 일괄제어를 하지 못하는 1세대 스마트팜을 개발하기 위하여 1) 제어시스템 및 알고리즘 설계 및 2) 관리자용 모니터링 및 제어 프로그램 개발할 예정임.

- 버섯 균사체 활용할 수 있는 대표적인 버섯인 영지버섯 등 다양한 버섯의 생육환경을 지원하기 위해 생육 목표 버섯 종을 선택하면 버섯재배 생육실에 해당 버섯 종에 맞는 최적 환경조건(온도, 습도, CO2, LED 등)을 제어 알고리즘에 따라 무균 생육환경 조성 주요 설비를 자동 제어할 수 있도록 설계할 예정.

- 버섯재배 스마트팜의 실시간 현황을 관리자가 확인할 수 있도록 환경 센서 데이터 수집 현황, 환경 제어장치 구동 상황 등을 원격지에서 PC, 스마트기기 등을 이용해 접속이 가능한 모니터링 및 제어 프로그램을 구현하여 생육 목표 버섯의 최적 생장환경 데이터에 따른 제어 알고리즘을 선택할 수 있고, 스케쥴링, 임계치 설정, 환경 제어 설비 설정 등의 관리 기능 사용이 가능하도록 설계할 예정.

 

 

(차별성 2) 태양광 이용 제조가 아닌 재배 시설로 RE 100 최초 달성 가능

 

- RE100이란 Renewable Energy 100의 약자로 기업에서 사용하는 전력의 100%를 재생에너지로 대체하자는 국제적 기업간 협약 프로젝트로 내연기관 제조공장이 100% 재생에너지를 사용한다는 의미임.

- 본 기업인 마이앤마인에서는 제조가 아닌 재배시설을 목표로 친환경 재배공장을 설치하기 위하여 제주지역 친환경적인 자원인 전기, 물, 부산물 등 활용할 예정임.

- 전력사용량이 적은 버섯 균사체 재배공장에 태양광을 설치함으로써 기존 기업들이 사용하는 전력 100%를 재생에너지로 충당이 가능하여 실현가능성이 높음.

 

- 일반적인 폐기물의 처리방법인 매립이 불가능한 환경인 제주지역에서 폐기물 처리를 스마트하게 해결하기 위하여 제주지역 농업 및 임업 부산물들인 폐목재, 쌀겨 등을 버섯 균사체의 재배 시 자양분으로 삼아 제주지역 자원순환경제를 이룰 예정.

- 친환경 버섯 균사체 재배공장을 제주에 설치함으로써 폐기물 자원화, 재생에너지 사용 등 지역경제 성장 원동원으로 앞장서 제주지역 RE100 최초 기업으로 성장할 예정임.

 

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첨부: 마이앤마인 경진대회(사회).pdf

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