• 제목/요약/키워드: Secondary Air System

검색결과 274건 처리시간 0.019초

ICT기술을 활용한 곤충스마트팩토리팜의 현황과 미래 (Current status and future of insect smart factory farm using ICT technology)

  • 석영식
    • 식품과학과 산업
    • /
    • 제55권2호
    • /
    • pp.188-202
    • /
    • 2022
  • 최근 곤충산업은 애완곤충, 천적 등 산업에서 사료, 식용, 약용곤충으로 그 활용범위가 확대되면서 곤충 원료의 품질관리에 대한 요구가 커지고 곤충 제품의 안전성 확보에 관심이 높아지고 있다. 전세계 곤충산업 시장은 많은 소규모 농가형 기업과 소수의 대기업으로 구성되어 있으며 전통적인 수작업 사육에서 고도로 자동화되고 기술적으로 진보된 플랜트형 사육 등 다양한 기술 수준의 사육형태가 존재한다. 산업규모가 확대되는 과정에서 사육환경의 설계는 온습도, 공기질 조절과 병원체 및 기타 오염 물질의 전파를 방지하는 것은 중요한 성공 요인이 되며 사육에서 부화, 사육, 가공에 이르기까지 생산의 안전성을 유지하기 위해서 통일된 운영시스템 아래 통제된 환경이 필요하다. 따라서 곤충의 생육과 사육환경의 빅데이터화 된 데이터베이스를 기반으로 외부 환경 변화에도 안정적인 사육환경 유지가 가능하고 곤충성장에 맞추어 사육환경을 제어하며 노동력 감소와 생산성 향상을 이루기 위한 ICT 기반 곤충 스마트팩토리팜의 설계 및 운용알고리즘을 개발하는 것은 곤충산업 발전의 필수 선결조건이 되고 있다. 특히 유럽 상업용 곤충사육시설은 상당한 투자자의 관심을 받아 곤충 회사가 대규모 생산시설로 건설하고 있는데 이는 EU가 2017년 7월 물고기양식 사료원료로 곤충 단백질의 사용을 승인한 후 가능해졌으며 이를 기반으로 곤충산업의 식용, 의료 등 다른 분야도 첨단기술을 접목하는 현상이 가속화되었다. 외국 곤충산업은 주로 전세계 식품 생산량의 30%에 이르는 소비 전 폐기물이라고 불리는 식품회사의 생산과잉 원료 등을 업사이클링을 통해 재활용생태계를 형성하는데 반해 우리나라는 가정 및 가게에서 발생하는 음식물폐기물 또는 농산물 가공부산물을 주로 이용한다는 점에서 사료 수집과 영양성분 유지, 위생 등 지속가능한 산업생태계를 이루는 데 어려움을 겪고 있다. 또한, 각 곤충 종은 고유하고 특정 사육기술을 요구하고 있다는 점을 감안할 때 곤충사육자는 각기 다른 종별 접근 방식을 채택해야 하는데 대부분의 곤충기업은 여전히 소규모로 운영되며 특히 농가형 기업의 경우 지식과 경험이 도제식으로 전승되는 경우가 많아 표준화되고 규격화된 사육기술이 유지되기 어려운 반면, 일부 곤충 기업은 대규모 사육시설에 스마트 통합 제어시스템을 도입하여 먹이주기, 물주기, 취급, 수확, 청소 시스템, 가공, 품질관리, 포장 및 보관과 같은 곤충 생산과 관련된 요소가 최적화된 사육 환경과 사육프로세스로 표준화되어가는 모습을 보이고 있으며 심지어 일부 유럽기업은 AI기술로 구동되는 완전 자율 모듈식 곤충시스템으로 사육 유지관리를 하고 있는 사례도 등장하기 시작하였다. 향후 전세계 곤충산업은 공급업체로부터 알이나 작은 유충을 구입하고 곤충을 성숙시키기까지 애벌레의 비육 즉 생산원료에 중점을 두는 시스템과 알을 낳고 수확하고 유충의 초기 전처리에 이르기까지 전체 생산 과정을 다루는 시스템, 곤충 유충 생산의 모든 단계와 제분, 지방 제거 및 단백질 또는 지방 분획 등 추가 가공 단계를 다루는 대규모 생산시스템 등으로 점점 세분화할 것으로 본다. 우리나라에서도 인공지능 및 ICT 첨단기술을 활용한 곤충스마트팩토리팜 연구 및 개발 등이 가속화되고 있어 곤충이 기존 사료, 식품 뿐만 아니라 천연 플라스틱 또는 천연성형소재 등 2차산업의 탄소제로 소재로 활용할 수 있도록 특정 종 육종과정 단축이나 기능성 강화를 위한 사육제어가 가능하도록 곧 곤충 스마트팩토리팜 한국형 맞춤사육시스템이 등장할 수 있을 것으로 보이며, 특히 곤충 제품의 지속 가능성을 높이기 위해 사료 및 자원 사용에 대한 통합 소프트웨어 접근 방식을 개발하는 것에 중점을 두고 진행되고 있다.

가축분뇨액비저장조 침전물 퇴적 방지를 위한 2류체 제트노즐식 교반장치 개발에 관한 연구 (Development of a 2-fluid Jet Mixer for Preventing the Sedimentation in Livestock Liquid Manure Storage Tank)

  • 유병기;홍종태;김혁주;권진경;오권영;박병곤
    • 한국축산시설환경학회지
    • /
    • 제18권3호
    • /
    • pp.207-220
    • /
    • 2012
  • 본 연구에서 고형침전물이 누적되어 쌓이는 것을 효과적으로 부유시키고 혼합하여 미세한 공기방울이 액비에 접촉함으로서 발효촉진을 도모하고자 폭기식 2류체 제트노즐 설계조건 구명시험을 실시하여 1차 노즐과 2차 노즐 구경비 설정 및 1차 노즐에서의 액체의 적정 유속을 설정하고, CFD 이용 유동해석에 의한 노즐 분사구 위치를 설정하였다. 이 결과를 토대로 가축분뇨 액비저장조 침전물 교반장치를 제작하여 농가에 많이 보급되고 있는 200 ton 규모의 액비저장조에 설치하여 침전물 교반 성능을 평가한 결과는 다음과 같다. 1. 침전물 교반기의 설계조건 구명을 위해 2류체 노즐을 공시하여 시험한 결과 1차 노즐과 2차 노즐의 구경비를 1:2로 한 상태에서 1차 노즐의 유속을 12.3 m/s 이상으로 하여야 기체 기포의 미세화가 가능한 것으로 판단되었다. 2. 컴퓨터유동해석을 한 결과 노즐의 설치간격을 같게 하는 것이 노즐당 담당부피를 같게 설치하는 것보다 효율적인 것으로 분석되었다. 3. 설계요인 시험과 유동해석을 토대로 4개의 노즐이 일자형 관에 설치된 침전물교반 장치를 제작 200톤 저장조에 설치 가동시험을 실시하였다. 먼저, 전체 평균 TS와 VS가 각각 23.4 g/L, 15.5 g/L인데 반하여, 교반 전 40 cm 이상 높이의 TS 및 VS가 평균 21.1 g/L, 13.3 g/L으로 교반기를 가동하지 않는 경우는 많은 고형물이 바닥에 가라앉아 있음을 알 수 있다. 또한, 가동 후 45분이 경과한 후에는 TS와 VS 모두 전체 평균과 동일한 값을 나타내고 있어 침전물들이 충분히 부유되어 혼합됨을 확인할 수 있다. 액체제트 분사교반 45 분후에 평균 23.5 g/L, 15.5 g/L로, 액체-기체 2류체 노즐 사용시 23.6 g/L, 14.9 g/L로 증가한 것은 교반 전에 바닥에 침전되어 있던 고형물들을 부유시켜 교반 혼합하는 것이 가능한 것으로 판단되었으며, 호기발효를 고려하지 않은 균일도 측면에서는 액체제트를 사용한 것이 보다 균일한 것으로 나타났다. 4. 침전물 교반기의 가동주기를 알아보기 위해 가축분뇨의 교반을 중지하였을 때 2시간 후에도 0.4 m 높이에서 TS 및 VS가 증가하고 있어 교반정지 간격을 2시간으로 주어도 교반기 운영에는 큰 지장이 없을 것으로 판단된다.

국소한냉자극이 전신 및 국소혈액순환에 미치는 영향 -제 2 보 : 동계 및 하계의 계절변화에 따른 한냉반응- (Cold Pressor Response to Seasonal Variation in Winter and Summer)

  • 박원균;채의업
    • The Korean Journal of Physiology
    • /
    • 제17권2호
    • /
    • pp.93-101
    • /
    • 1983
  • 국소한냉자극이 전신 및 국소혈액순환에 미치는 영향과 동계에 있어서 한냉에 대한 적응을 관찰하기 위하여 동계 및 하계에 편균연령 21세의 남녀 대학생 각 60명 및 50명을 대상으로 $5^{\circ}C$의 냉수에 일측 손을 담구어 3분간 국소한냉자극을 가하였다. 침수 1, 2, 3분과 회복기 1, 3, 5분에 침수한 측과 침수 반대측에서 평균혈압, 분시심박수, 광전 모세혈관 맥박의 파고, 피부전기저항을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 국소한냉자극시 혈압은 증가하였고 하계에서 동계보다 더 큰 증가를 보였다. 회복기에 동계는 서서히 대조치로 회복되나 하계에는 대조치보다 유의하게 감소하였다. 분시심박수는 침수시 증가하며 하계에서 동계보다 더 증가하였고 회복기에는 동계 및 하계 모두 대조치보다 감소하였다. 광전 모세혈관 맥박의 파고는 동계에는 침수 및 침수 반대측 모두 감소하였으나 침수한 측에서 더 크게 감소하였으며 이는 침수한 측에 있어서 한냉의 국소효과에 기인한 것으로 보인다. 하계에는 동계보다 작은 감소를 보였으며 회복기에는 더 빠른 회복을 보여 대조치보다 증가하였다. 피부전기저항은 침수시 침수 반대측에서는 감소하나 침수한 측에서는 유의하게 증가하였다가 회복기에 서서히 감소하였다. 침수 반대측의 감소는 동통에 의한 반응이 한냉에 의한 반응에 첨가되어 나타난 것으로 보이며, 침수한 측은 한냉에 의한 국소효과가 크기 때문인 것으로 보인다. 이상으로 $5^{\circ}C$의 국소한냉자극시 전신적 반응은 한냉자극에 의한 동통성 stress에 기인한 반응이 우세한 것으로 생각되며 김 등$^{39)}$의 보고와는 달리 동계 및 하계의 반응의 차이는 계절에 따른 한냉자극에 대한 주관적 감각의 차이에 의한 것으로 동계에서 한냉기후에 의한 국소한냉자극의 적응현상은 나타나지 않는 것으로 사료된다.

  • PDF

한국전쟁의 교훈과 대비 -병력수(兵力數) 및 부대수(部隊數)를 중심으로- (The lesson From Korean War)

  • 윤일영
    • 안보군사학연구
    • /
    • 통권8호
    • /
    • pp.49-168
    • /
    • 2010
  • Just before the Korean War, the total number of the North Korean troops was 198,380, while that of the ROK(Republic of Korea) army troops 105,752. That is, the total number of the ROK army troops at that time was 53.3% of the total number of the North Korean army. As of December 2008, the total number of the North Korean troops is estimated to be 1,190,000, while that of the ROK troops is 655,000, so the ROK army maintains 55.04% of the total number of the North Korean troops. If the ROK army continues to reduce its troops according to [Military Reform Plan 2020], the total number of its troops will be 517,000 m 2020. If North Korea maintains the current status(l,190,000 troops), the number of the ROK troops will be 43.4% of the North Korean army. In terms of units, just before the Korean War, the number of the ROK army divisions and regiments was 80% and 44.8% of North Korean army. As of December 2008, North Korea maintains 86 divisions and 69 regiments. Compared to the North Korean army, the ROK army maintains 46 Divisions (53.4% of North Korean army) and 15 regiments (21.3% of North Korean army). If the ROK army continue to reduce the military units according to [Military Reform Plan 2020], the number of ROK army divisions will be 28(13 Active Division, 4 Mobilization Divisions and 11 Local Reserve Divisions), while that of the North Korean army will be 86 in 2020. In that case, the number of divisions of the ROK army will be 32.5% of North Korean army. During the Korean war, North Korea suddenly invaded the Republic of Korea and occupied its capital 3 days after the war began. At that time, the ROK army maintained 80% of army divisions, compared to the North Korean army. The lesson to be learned from this is that, if the ROK army is forced to disperse its divisions because of the simultaneous invasion of North Korea and attack of guerrillas in home front areas, the Republic of Korea can be in a serious military danger, even though it maintains 80% of military divisions of North Korea. If the ROK army promotes the plans in [Military Reform Plan 2020], the number of military units of the ROK army will be 32.5% of that of the North Korean army. This ratio is 2.4 times lower than that of the time when the Korean war began, and in this case, 90% of total military power should be placed in the DMZ area. If 90% of military power is placed in the DMZ area, few troops will be left for the defense of home front. In addition, if the ROK army continues to reduce the troops, it can allow North Korea to have asymmetrical superiority in military force and it will eventually exert negative influence on the stability and peace of the Korean peninsular. On the other hand, it should be reminded that, during the Korean War, the Republic of Korea was attacked by North Korea, though it kept 53.3% of troops, compared to North Korea. It should also be reminded that, as of 2008, the ROK army is defending its territory with the troops 55.04% of North Korea. Moreover, the national defense is assisted by 25,120 troops of the US Forces in Korea. In case the total number of the ROK troops falls below 43.4% of the North Korean army, it may cause social unrest about the national security and may lead North Korea's misjudgement. Besides, according to Lanchester strategy, the party with weaker military power (60% compared to the party with stronger military power) has the 4.1% of winning possibility. Therefore, if we consider the fact that the total number of the ROK army troops is 55.04% of that of the North Korean army, the winning possibility of the ROK army is not higher than 4.1%. If the total number of ROK troops is reduced to 43.4% of that of North Korea, the winning possibility will be lower and the military operations will be in critically difficult situation. [Military Reform Plan 2020] rums at the reduction of troops and units of the ground forces under the policy of 'select few'. However, the problem is that the financial support to achieve this goal is not secured. Therefore, the promotion of [Military Reform Plan 2020] may cause the weakening of military defence power in 2020. Some advanced countries such as Japan, UK, Germany, and France have promoted the policy of 'select few'. However, what is to be noted is that the national security situation of those countries is much different from that of Korea. With the collapse of the Soviet Unions and European communist countries, the military threat of those European advanced countries has almost disappeared. In addition, the threats those advanced countries are facing are not wars in national level, but terrorism in international level. To cope with the threats like terrorism, large scaled army trops would not be necessary. So those advanced European countries can promote the policy of 'select few'. In line with this, those European countries put their focuses on the development of military sections that deal with non-military operations and protection from unspecified enemies. That is, those countries are promoting the policy of 'select few', because they found that the policy is suitable for their national security environment. Moreover, since they are pursuing common interest under the European Union(EU) and they can form an allied force under NATO, it is natural that they are pursing the 'select few' policy. At present, NATO maintains the larger number of troops(2,446,000) than Russia(l,027,000) to prepare for the potential threat of Russia. The situation of japan is also much different from that of Korea. As a country composed of islands, its prime military focus is put on the maritime defense. Accordingly, the development of ground force is given secondary focus. The japanese government promotes the policy to develop technology-concentrated small size navy and air-forces, instead of maintaining large-scaled ground force. In addition, because of the 'Peace Constitution' that was enacted just after the end of World War II, japan cannot maintain troops more than 240,000. With the limited number of troops (240,000), japan has no choice but to promote the policy of 'select few'. However, the situation of Korea is much different from the situations of those countries. The Republic of Korea is facing the threat of the North Korean Army that aims at keeping a large-scale military force. In addition, the countries surrounding Korea are also super powers containing strong military forces. Therefore, to cope with the actual threat of present and unspecified threat of future, the importance of maintaining a carefully calculated large-scale military force cannot be denied. Furthermore, when considering the fact that Korea is in a peninsular, the Republic of Korea must take it into consideration the tradition of continental countries' to maintain large-scale military powers. Since the Korean War, the ROK army has developed the technology-force combined military system, maintaining proper number of troops and units and pursuing 'select few' policy at the same time. This has been promoted with the consideration of military situation in the Koran peninsular and the cooperation of ROK-US combined forces. This kind of unique military system that cannot be found in other countries can be said to be an insightful one for the preparation for the actual threat of North Korea and the conflicts between continental countries and maritime countries. In addition, this kind of technology-force combined military system has enabled us to keep peace in Korea. Therefore, it would be desirable to maintain this technology-force combined military system until the reunification of the Korean peninsular. Furthermore, it is to be pointed out that blindly following the 'select few' policy of advanced countries is not a good option, because it is ignoring the military strategic situation of the Korean peninsular. If the Republic of Korea pursues the reduction of troops and units radically without consideration of the threat of North Korea and surrounding countries, it could be a significant strategic mistake. In addition, the ROK army should keep an eye on the fact the European advanced countries and Japan that are not facing direct military threats are spending more defense expenditures than Korea. If the ROK army reduces military power without proper alternatives, it would exert a negative effect on the stable economic development of Korea and peaceful reunification of the Korean peninsular. Therefore, the desirable option would be to focus on the development of quality of forces, maintaining proper size and number of troops and units under the technology-force combined military system. The tableau above shows that the advanced countries like the UK, Germany, Italy, and Austria spend more defense expenditure per person than the Republic of Korea, although they do not face actual military threats, and that they keep achieving better economic progress than the countries that spend less defense expenditure. Therefore, it would be necessary to adopt the merits of the defense systems of those advanced countries. As we have examined, it would be desirable to maintain the current size and number of troops and units, to promote 'select few' policy with increased defense expenditure, and to strengthen the technology-force combined military system. On the basis of firm national security, the Republic of Korea can develop efficient policies for reunification and prosperity, and jump into the status of advanced countries. Therefore, the plans to reduce troops and units in [Military Reform Plan 2020] should be reexamined. If it is difficult for the ROK army to maintain its size of 655,000 troops because of low birth rate, the plans to establish the prompt mobilization force or to adopt drafting system should be considered for the maintenance of proper number of troops and units. From now on, the Republic of Korean government should develop plans to keep peace as well as to prepare unexpected changes in the Korean peninsular. For the achievement of these missions, some options can be considered. The first one is to maintain the same size of military troops and units as North Korea. The second one is to maintain the same level of military power as North Korea in terms of military force index. The third one is to maintain the same level of military power as North Korea, with the combination of the prompt mobilization force and the troops in active service under the system of technology-force combined military system. At present, it would be not possible for the ROK army to maintain such a large-size military force as North Korea (1,190,000 troops and 86 units). So it would be rational to maintain almost the same level of military force as North Korea with the combination of the troops on the active list and the prompt mobilization forces. In other words, with the combination of the troops in active service (60%) and the prompt mobilization force (40%), the ROK army should develop the strategies to harmonize technology and forces. The Korean government should also be prepared for the strategic flexibility of USFK, the possibility of American policy change about the location of foreign army, radical unexpected changes in North Korea, the emergence of potential threat, surrounding countries' demand for Korean force for the maintenance of regional stability, and demand for international cooperation against terrorism. For this, it is necessary to develop new approaches toward the proper number and size of troops and units. For instance, to prepare for radical unexpected political or military changes in North Korea, the Republic of Korea should have plans to protect a large number of refugees, to control arms and people, to maintain social security, and to keep orders in North Korea. From the experiences of other countries, it is estimated that 115,000 to 230,000 troops, plus ten thousands of police are required to stabilize the North Korean society, in the case radical unexpected military or political change happens in North Korea. In addition, if the Republic of Korea should perform the release of hostages, control of mass destruction weapons, and suppress the internal wars in North Korea, it should send 460,000 troops to North Korea. Moreover, if the Republic of Korea wants to stop the attack of North Korea and flow of refugees in DMZ area, at least 600,000 troops would be required. In sum, even if the ROK army maintains 600,000 troops, it may need additional 460,000 troops to prepare for unexpected radical changes in North Korea. For this, it is necessary to establish the prompt mobilization force whose size and number are almost the same as the troops in active service. In case the ROK army keeps 650,000 troops, the proper number of the prompt mobilization force would be 460,000 to 500,000.

  • PDF