KR100355106B1 - Nurient-spray based plant tissue culture system capable of continuous measurement of fresh weight of in vitro plant - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배양식물의 연속중량측정이 가능한 배지분사식 식물배양시스템에 관한 것으로, 영양번식기에 배양식물의 생육환경을 개선하고 무균적으로 반응기내 배양식물의 중량을 연속적으로 측정할 수 있도록 생물반응기(3)를 중량측정장치인 로드셀(4) 위에 설치하고, 상기 생물반응기(3) 내부에 스테인레스망으로 제작된 배양체 지지대(5)를 설치하여 그 상부에 식물을 배양하며, 상기 배양체 지지대(5) 하부에 설치된 배지분사용 노즐(6)을 이용하여 하부에서 상방향으로 배지를 분사시켜 식물에 양분을 공급하고, 분사된 배지는 생물반응기(3) 외부의 배지저장조(7)로 회수하도록 하며, 생물반응기(3) 내부의 배지가 배출된 후에 일정시간이 경과한 다음 로드셀(4) 위에 설치된 생물반응기(3)의 중량을 측정하여 배양식물의 중량변화를 측정하는 식물배양시스템을 제공함으로써 영양번식기에 배지분사방식을 통한 배양식물의 적정한 생육환경을 유지하면서 배양식물의 중량을 연속적으로 측정할 수 있으며, 환경조건에 따른 배양식물의 증식속도 측정 및 이에 근거한 배양식물의 적정한 생육환경을 제어할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.The present invention relates to a medium injection plant culture system capable of continuous weighing of cultured plants, and improves the growth environment of the cultured plants during the nutrient breeding and to continuously measure the weight of the cultured plants in the reactor aseptically ( 3) is installed on the load cell (4) as a weighing device, and the culture support (5) made of a stainless steel net inside the bioreactor (3) to cultivate the plant on the top, the culture support (5) The medium is sprayed upward from the bottom by using the medium injection nozzle 6 installed at the bottom to supply nutrients to the plant, and the injected medium is recovered to the medium storage tank 7 outside the bioreactor 3, Plant culture for measuring the weight change of the culture plants by measuring the weight of the bioreactor (3) installed on the load cell (4) after a certain time after the medium inside the bioreactor (3) is discharged By providing the system, it is possible to continuously measure the weight of cultured plants while maintaining the proper growth environment of the cultured plants through the medium injection method during the nutrient propagation. There is an excellent effect to control the growth environment.

Description

배양식물의 연속중량측정이 가능한 배지분사식 식물배양시스템{Nurient-spray based plant tissue culture system capable of continuous measurement of fresh weight of in vitro plant}Medium-spray based plant tissue culture system capable of continuous measurement of fresh weight of in vitro plant}

본 발명은 배양식물의 연속중량측정이 가능한 배지분사식 식물배양시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생물반응기에 배지분사방법 및 배양식물의 연속적인 중량측정방법을 도입함으로써 영양번식기에 배양식물의 생육환경을 개선하고, 무균적으로 반응기내 배양식물의 중량을 연속적으로 측정할 수 있는 배양식물의 연속중량측정이 가능한 배지분사식 식물배양시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a medium injection plant culture system capable of continuous weighing of cultured plants, and more particularly, to the growth environment of cultured plants in nutrient breeding by introducing a medium spraying method and a continuous weighing method of cultured plants in a bioreactor. The present invention relates to a medium-jet plant culture system capable of continuously weighing a culture plant capable of continuously measuring the weight of the culture plant in a reactor aseptically.

일반적으로 식물배양에 적용되고 있는 배양방법은 고체배지를 이용한 방법과 액체배지를 이용한 방법으로 구분되며, 액체배양에는 식물의 세포 및 기관을 배양하기 위한 담액식 액체배양 방법이 주로 사용되고 있다.In general, the cultivation method applied to the plant culture is divided into a method using a solid medium and a method using a liquid medium, a liquid solution culture method for culturing plant cells and organs is mainly used for liquid culture.

담액식 액체배양방법을 이용할 경우 액체배지로 채워진 생물반응기내에 공기를 주입함으로써 산소를 공급하는 방식을 사용하며, 이에 따라 영양번식기에 배양식물의 생산효율은 높으나, 배양식물이 항상 배지에 잠겨 있으므로 조직이나 기관의 생육이 최적상태를 유지할 수 없으며, 무균상태를 유지해야만 하는 배양시스템 내부를 배양 도중에 빈번히 개폐함으로써 오염발생의 위험이 높기 때문에 배양식물의 연속적인 중량측정은 불가능하다.In the case of the liquefied liquid culture method, oxygen is supplied by injecting air into the bioreactor filled with a liquid medium. Accordingly, the production efficiency of the culture plants is high during the nutrient breeding, but the culture plants are always submerged in the medium. However, it is impossible to continuously weigh the cultures because the growth of organs cannot be maintained optimally and the risk of contamination is increased by frequently opening and closing the inside of the culture system that must maintain aseptic status.

Ebb flow 방식의 수위조절식 액체배양방법은 생물반응기내에 액체배지의 수위를 주기적으로 변화시키면서 배양식물이 공기에 노츨되는 시간을 증가시킴으로써 생육조건을 양호하게 하지만, 고수위 상태에서는 배양식물 일부가 배지에 잠기게 되어 담액식과 동일한 문제가 발생하며, 이러한 방법도 배양식물의 중량을 연속적으로 측정하기는 불가능하다.The level control liquid culture method of the Ebb flow method improves the growth conditions by increasing the time that the culture plants are exposed to the air by periodically changing the level of the liquid medium in the bioreactor. The same problem occurs as the dipping solution, and it is impossible to measure the weight of the culture continuously.

포그(fog) 발생기를 이용하는 배양방법에서는 초음파 진동장치를 사용하여 액체배지를 미세한 입자로 제조하고, 생성된 액체배지의 미세입자는 반응기내의 공기 중으로 분무되면서 배양식물과 접촉하여 양분을 공급한다. 이 경우 연속적인 배양식물의 중량측정은 가능하지만 생물반응기내에 포그를 발생시킬 경우 높은 상대습도와 광차단 효과로 인하여 배양묘의 유리질화(vitrification)를 초래할 수 있다.In a culture method using a fog generator, an ultrasonic vibrator is used to prepare the liquid medium into fine particles, and the generated fine particles of the liquid medium are contacted with the cultured plant while being sprayed into the air in the reactor to supply nutrients. In this case, it is possible to continuously weigh the cultures, but the generation of fog in the bioreactor may cause vitrification of the culture seedlings due to the high relative humidity and the light blocking effect.

생물반응기내 배양식물의 생육상태를 분석하기 위하여 증식량(중량) 측정이 필요하지만, 상기와 같은 대부분의 액체배양 방법에서는 양호한 생육환경을 유지시키면서 연속적으로 배양식물의 중량을 측정하는 것은 현실적으로 불가능하다.Although it is necessary to measure the growth amount (weight) in order to analyze the growth state of the culture plants in the bioreactor, it is practically impossible to measure the weight of the culture plants continuously while maintaining a good growth environment in most liquid culture methods as described above. .

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 영양번식기에 배양식물의 적정한 생육환경을 유지시키고 생물반응기내의 오염을 발생시키지 않으면서 무균적으로 배양식물의 중량을 연속적으로 측정할 수 있는 식물배양시스템를 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, to maintain the proper growth environment of the culture plants in the breeding season and continuously aseptic weight of the culture plants without causing contamination in the bioreactor To provide a plant culture system that can be measured.

본 발명의 다른 목적은 상기 식물배양시스템에서의 배지공급방법 및 배양식물의 연속적인 중량측정방법을 제시하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a medium feeding method and a continuous weighing method of the culture plants in the plant culture system.

이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용을 설명한다.Hereinafter, the specific configuration and operation of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배지분사식 식물배양시스템을 개략적으로 도시한 사시도,1 is a perspective view schematically showing a medium-jet plant culture system according to a preferred embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 배지분사식 식물배양시스템을 상세하게 도시한 사시도,Figure 2 is a perspective view showing in detail the medium-jet plant culture system according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 배지분사식 식물배양시스템의 연속중량측정부를 도시한 사시도,Figure 3 is a perspective view showing a continuous weighing unit of the medium injection plant culture system according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 배지분사식 식물배양시스템의 배지분사장치부를 도시한 사시도이다.Figure 4 is a perspective view showing a medium injection device portion of the medium injection plant culture system according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 배양챔버 2 : 제어장치부1: culture chamber 2: control unit

3 : 생물반응기 4 : 로드셀(중량측정장치)3: bioreactor 4: load cell (weight measuring device)

5 : 배양체 지지대 6 : 배지분사용노즐5: culture support 6: medium dispensing nozzle

7 : 배지저장조 8 : 배지순환펌프(연동펌프)7: Medium storage tank 8: Medium circulation pump (interlocking pump)

9 : pH 측정장치(pH 미터) 10 : 에어필터9 pH measuring device (pH meter) 10 Air filter

11 : 공기순환펌프(진공펌프) 12 : 튜브11: air circulation pump (vacuum pump) 12: tube

13 : 인공광원 14 : 컴퓨터(PC)13 artificial light source 14 computer (PC)

15 : 생물반응기 지지대 16 : 계측/제어용 케이블15 bioreactor support 16 measurement / control cable

17 : 배지배출구 18 : 공기유입구17: discharge outlet 18: air inlet

19 : 공기배출구19 air outlet

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 생물반응기 내부에 설치된 배양체 지지대를 경계로 그 하부에 설치된 배지분사용 노즐로부터 배지를 상방향으로 분사시킴으로써 배양식물에 배지를 공급하며, 생물반응기 하단에 설치된 로드셀을 이용하여 배지공급이 중단된 시기에 변화된 생물반응기의 중량을 측정함으로써 무균적으로 배양식물의 중량변화를 측정할 수 있는 식물배양시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is to supply the medium to the culture plants by injecting the medium upward from the medium injection nozzle installed on the lower side of the culture support that is installed inside the bioreactor, installed on the bottom of the bioreactor The present invention provides a plant culture system capable of aseptically measuring the weight change of a cultured plant by measuring the weight of the bioreactor changed when the medium supply is stopped using a load cell.

본 발명에 따른 식물배양시스템은 대상식물을 배양하는 생물반응기(3), 생물반응기(3)의 중량을 연속적으로 측정할 수 있는 로드셀(중량측정장치)(4), 생물반응기(3) 내부에 설치되어 배양식물을 지지하는 스테인레스망 형태의 배양체 지지대(5), 배지순환펌프(연동펌프)(8) 및 배지분사용노즐(6)을 이용하여 배양체 지지대(5)의 하부에서 상방향으로 배지를 분사하는 배지분사장치부, 식물배양용 배지를 저장하는 배지저장조(7), 배지저장조(7) 내부에 설치된 pH 측정장치(9), 외부의 공기를 생물반응기(3)로 유입 또는 배출시키는 공기순환펌프(진공펌프)(11), 배양식물의 에너지 공급원인 식물배양용 인공광원(13) 및 온도조절장치, 상기 장치들이 설치된 식물배양용 메인 배양챔버(1) 및 컴퓨터(14)와 함께 식물배양시스템 전반을 제어하는 제어장치부(2)를 구비한다.The plant culture system according to the present invention is a bioreactor (3) for culturing a target plant, a load cell (weighing device) (4), which can continuously measure the weight of the bioreactor (3), inside the bioreactor (3) Medium is installed upward from the lower part of the culture support (5) by using the culture support (5), the medium circulation pump (interlocking pump) 8 and the medium injection nozzle (6) in the form of a stainless steel net to support the culture plants A medium spray device unit for spraying the medium, a medium storage tank for storing the culture medium for the culture (7), a pH measuring device (9) installed inside the medium storage tank (7), to introduce or discharge the outside air into the bioreactor (3) With air circulation pump (vacuum pump) 11, artificial light source 13 for plant culture, which is a source of energy for cultivating plants, and temperature control device, main culture chamber 1 for plant cultivation, and computer 14, in which the devices are installed. It is provided with a control unit 2 for controlling the overall plant culture system. The.

또한, 배지분사방법 및 배양식물의 연속적인 중량측정방법은 생물반응기(3)내에 설치된 스테인레스망을 배양체 지지대(5)로 하여 그 하부에 설치된 배지분사용노즐(6)로부터 상방향으로 배지를 분사시킴으로서 배양체 지지대(5) 위의 배양식물에 배지를 공급하는 단계 및; 일정한 시간이 경과한 후 공급된 배지가 생물반응기(3)로부터 배지저장조(7)로 배출된 다음 로드셀(4)을 이용하여 변화된 생물반응기(3)의 중량을 측정함으로써 배양식물의 중량변화를 측정하는 단계를 포함한다.In addition, the medium spraying method and the continuous weighing method of the culture plants are sprayed on the medium upward from the medium spraying nozzle (6) installed in the lower portion of the culture support (5) using a stainless steel network installed in the bioreactor (3) Supplying a medium to the culture plants on the culture support (5); After a certain period of time, the supplied medium is discharged from the bioreactor 3 to the medium storage tank 7, and then the weight change of the cultured plant is measured by measuring the weight of the changed bioreactor 3 using the load cell 4. It includes a step.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 하지만, 본 발명의 권리범위는 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the scope of the present invention is not limited only to the following examples.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배지분사식 식물배양시스템을 개략적으로 도시한 사시도로서, 본 발명에 따른 식물배양시스템은 외관상으로는 생물반응기(3)와 로드셀(4)를 포함하는 메인 배양챔버(1) 및 컴퓨터(14)와 연결된 제어장치부(2)로 구성되어 있다.1 is a perspective view schematically showing a medium-injected plant culture system according to a preferred embodiment of the present invention, the plant culture system according to the present invention is apparently the main culture comprising a bioreactor (3) and a load cell (4) It consists of the control unit 2 connected to the chamber 1 and the computer 14.

도 2는 본 발명에 따른 배지분사식 식물배양시스템을 상세하게 도시한 사시도로서, 본 발명에 따른 식물배양시스템은 메인 배양챔버(1) 및 제어장치부(2)를 포함하여 구성되어 있다. 상기 배양챔버(1)는 식물배양용 생물반응기(3), 생물반응기(3)를 지지하는 생물반응기 지지체(15), 생물반응기 지지체(15) 하단에 설치된 생물반응기(3)의 중량측정용 로드셀(4), 생물반응기(3) 내부에 설치되어 배양식물을 지지하는 배양체 지지대(5), 배양체 지지대(5) 하단에 설치된 배지분사용 노즐(6), 식물배양용 배지를 저장하는 배지저장조(7), 배지저장조(7) 내의 배지를 생물반응기(3)로 공급 또는 회수하는 배지순환펌프(8), 배지저장조(7) 내부에 설치되어 배지의 pH를 측정하는 pH 측정장치(9), 배양식물의 오염을 방지하기 위한 에어필터(10), 외부공기를 생물반응기(3)로 유입 또는 배출하는 공기순환펌프(11), 배지 및 공기의 이동통로인 튜브(12), 배양식물의 에너지 공급원인 인공광원(13), 배지배출구(17), 공기유입구(18) 및 공기배출구(19)로 구성되어 있다. 상기 제어장치부(2)는 계측/제어용 케이블(16)에 의하여 컴퓨터(14)와 연결되어 있으며, 식물배양시스템 전반을 제어한다.Figure 2 is a perspective view showing in detail the medium injection plant culture system according to the present invention, the plant culture system according to the present invention comprises a main culture chamber (1) and the control unit (2). The culture chamber 1 is a load cell for weighing the bioreactor 3 installed at the bottom of the bioreactor 3 for plant culture, the bioreactor support 15 supporting the bioreactor 3, and the bioreactor support 15. (4), the culture support (5) installed inside the bioreactor (3) to support the culture plants, the medium injection nozzle (6) installed at the bottom of the culture support (5), the medium storage tank for storing the culture medium ( 7), the medium circulation pump (8) for supplying or recovering the medium in the medium storage tank (7) to the bioreactor (3), the pH measuring device (9) installed inside the medium storage tank (7) for measuring the pH of the medium, Air filter 10 to prevent contamination of cultured plant, air circulation pump 11 for introducing or discharging external air into bioreactor 3, tube 12 which is a medium and air flow passage 12, energy of cultured plant It is composed of an artificial light source 13, a medium discharge port 17, an air inlet 18, and an air outlet 19 as a supply source. The control unit 2 is connected to the computer 14 by the measurement / control cable 16, and controls the overall plant culture system.

도 3은 본 발명에 따른 배지분사식 식물배양시스템의 연속중량측정부를 도시한 사시도로서, 생물반응기(3)를 지지하는 생물반응기 지지체(15) 하단에 중량측정장치인 로드셀(4)이 설치되어 생물반응기(3)의 중량을 측정한다. 배양식물의 중량변화는 배지저장조(7)의 배지를 배지순환펌프(8)를 사용하여 생물반응기(3) 내부에 설치된 배지분사용노즐(6)을 통하여 일정한 간격으로 분사하고, 일정시간이 경과한 후 분사된 배지를 배지저장조(7)로 회수한 다음 로드셀(4)을 이용하여 생물반응기의 중량을 측정함으로써 구할 수 있다. 배양식물의 중량은 생물반응기(3)의 연속적인 중량변화를 측정하고, 그 측정치에서 사전에 측정하였던 식물이 부재한 상태에서의 생물반응기(3) 중량을 감하면 실제의 배양식물 자체중량을 측정할 수 있다.Figure 3 is a perspective view showing a continuous weighing unit of the medium injection plant culture system according to the present invention, the load cell (4) as a weighing device is installed at the bottom of the bioreactor support (15) for supporting the bioreactor (3) The weight of the reactor 3 is measured. The weight change of the culture plant is sprayed at regular intervals through the medium injection nozzle (6) installed inside the bioreactor (3) using a medium circulation pump (8) the medium of the medium storage tank (7) After recovering the injected medium to the medium storage tank (7) it can be obtained by measuring the weight of the bioreactor using the load cell (4). The weight of the cultured plant measures the continuous weight change of the bioreactor (3), and subtracts the weight of the bioreactor (3) in the absence of the previously measured plant from the measurement, and then the actual cultured plant's own weight. can do.

상기 로드셀(4)은 중량의 값을 연속적으로 전기신호로 출력하기 때문에 연속적으로 생물반응기(3)의 중량을 측정할 수 있다. 출력된 전기신호의 중량값은 A/D 변환기를 사용하는 인터페이스에 의하여 컴퓨터(14)에 입력된다.Since the load cell 4 continuously outputs a weight value as an electric signal, the weight of the bioreactor 3 can be continuously measured. The weight value of the output electrical signal is input to the computer 14 by an interface using an A / D converter.

도 4는 본 발명에 따른 배지분사식 식물배양시스템의 배지분사장치를 도시한 사시도이다. 본 발명에 따른 식물배양용 생물반응기(3)는 배지의 배출을 위한 배지배출구(17), 외부공기의 유입 및 배출을 위한 공기유입구(18) 및 공기배출구(19)를 구비한 원통형 용기이며, 각 공기출입구에는 오염방지용 에어필터(10)가 설치되어 있다. 생물반응기(3) 내부에는 스테인레스망으로 제작된 배양체 지지대(5)가 설치되어 있으며, 배지분사용노즐(6)이 배양체 지지대(5)의 하단에 설치되어 배양체 지지대(5) 상부로 배지를 공급한다. 생물반응기(3) 내부는 배양체 지지대(5)를 경계로 상부는 배양공간, 하부는 배지분사공간으로 구분되어 있으며, 배양식물이 상부에서 하부로 이동하지 않도록 밀폐하였다. 필요에 따라 배지분사용노즐(6)의 수량 및 하단부의 위치 등은 임의로 변경 또는 조절할 수 있다. 또한, 배지분사간격 및 배지분사후 측정시작까지의 시간은 대상식물의 종류 및 생육단계 등에 따라 유동적으로 조절할 수 있다.Figure 4 is a perspective view showing a medium injection of the medium injection plant culture system according to the present invention. Bioreactor (3) for plant culture according to the present invention is a cylindrical container having a medium outlet (17) for the discharge of the medium, an air inlet (18) and an air outlet (19) for the inlet and discharge of external air, At each air inlet, a pollution prevention air filter 10 is provided. Inside the bioreactor 3, a culture support 5 made of stainless steel is installed, and a medium injection nozzle 6 is installed at the bottom of the culture support 5 to supply the medium to the top of the culture support 5. do. The inside of the bioreactor (3) is divided into a culture space, the lower portion of the culture support, the medium injection space, and the culture plant is sealed so as not to move from the top to the bottom. If necessary, the quantity and position of the lower end of the medium dispensing nozzle 6 can be arbitrarily changed or adjusted. In addition, the interval between the medium injection interval and the time until the start of measurement after the medium injection can be flexibly adjusted according to the type of plant and growth stage.

배지는 배양기간 중에 배지저장조(7)와 생물반응기(3) 사이를 순환하도록 되어 있다. 배지순환펌프(8)가 작동하면 배지는 배지저장조(7)로부터 흡입되어 튜브(12)를 통하여 생물반응기(3) 내부로 이동하고, 튜브(12)에 설치된 배지분사용노즐(6)로 분사된다. 분사된 배지는 생물반응기(3) 하단에 설치된 배지배출구(17)로 배출되어 튜브(12)를 통하여 배지저장조(7)로 회수된다. 배지저장조(7) 내부에설치된 pH 미터(9)로 회수된 배지의 pH가 측정된다. 공기는 공기순환펌프(11)에 의하여 에어필터(10)가 부착된 공기유입구(18)를 통하여 생물반응기(3) 내부로 유입되며, 에어필터(10)가 부착된 공기배출구(19)를 통하여 배출된다.The medium is circulated between the medium reservoir 7 and the bioreactor 3 during the culture period. When the medium circulation pump 8 is operated, the medium is sucked from the medium storage tank 7, moved into the bioreactor 3 through the tube 12, and injected into the medium injection nozzle 6 installed in the tube 12. do. The injected medium is discharged to the medium discharge port 17 installed at the bottom of the bioreactor 3 and recovered to the medium storage tank 7 through the tube 12. The pH of the recovered medium is measured by a pH meter 9 installed inside the medium storage tank 7. Air is introduced into the bioreactor 3 through the air inlet 18 to which the air filter 10 is attached by the air circulation pump 11, and through the air outlet 19 to which the air filter 10 is attached. Discharged.

본 실시예에서 전술한 A/D 변환기, 메인 배양챔버(1) 내부에 설치된 인공광원(13) 및 온도조절장치, 배지저장조(7)에 설치된 pH 미터(9)는 관련 기술분야에서 통상적으로 사용하는 기기이므로 상기 장치에 대한 상세한 설명은 생략한다.In the present embodiment, the A / D converter described above, the artificial light source 13 installed inside the main culture chamber 1, the temperature control device, and the pH meter 9 installed in the medium storage tank 7 are commonly used in the related art. Since the device is a detailed description of the device will be omitted.

제어장치부(2)는 배양챔버(1) 내부에 부착되어 각 측정장치로부터 측정된 값에 근거하여 각종 제어신호를 전달하는 마이크로컴퓨터 및 내부 환경조건과 제어형태를 설정하기 위한 설정조작부를 구비하며, 배양챔버(1)와는 별개로 배양챔버(1)를 외부로부터 직접 제어할 수 있는 컴퓨터(PC)(14)와 계측/제어용 케이블(16)로 연결되어 있다.The control unit 2 is provided with a microcomputer that is attached to the inside of the culture chamber 1 and transmits various control signals based on the values measured from each measuring device, and a setting operation unit for setting the internal environmental conditions and the control type. In addition to the culture chamber 1, it is connected to a computer (PC) 14 capable of controlling the culture chamber 1 directly from the outside and a measurement / control cable 16.

식물배양시스템의 제어형태는 설정치제어와 컴퓨터제어로 구분되며, 스위치를 사용하여 제어형태를 변환할 수 있다. 예를 들면, 설정치제어 모드에서는 모든 제어가 메인 배양챔버(1)에 부착된 설정조작부에 입력된 값에 근거하여 제어되며, 컴퓨터제어 모드에서는 모든 제어가 외부의 컴퓨터(14)에 의하여 제어된다. 컴퓨터제어 모드에 의하여 모든 계측된 자료를 계측/제어용 케이블(16)을 통하여 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 사용자가 개발한 제어프로그램의 적용도 가능하다.The control pattern of the plant culture system is divided into set point control and computer control, and the control type can be switched using a switch. For example, in the set value control mode, all the control is controlled based on the value input to the setting operation unit attached to the main culture chamber 1, and in the computer control mode, all the control is controlled by the external computer 14. All the measured data by computer control mode can be monitored in real time through the measurement / control cable 16, and the user-developed control program can be applied.

상기 제어장치부(2)의 제어대상 항목은 온도, 광강도, 공기순환시간, 배지분사시간, 및 중량측정시간을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 제어대상의 온도범위는 10∼25℃, 광강도는 500∼10,000 lx이며, 대상작물과 생육단계에따라 공기순환시간, 배지분사시간 및 중량측정시간은 변동될 수 있다.Items to be controlled by the control unit 2 include temperature, light intensity, air circulation time, medium injection time, and weighing time. According to a preferred embodiment of the present invention, the temperature range of the controlled object is 10-25 ° C., the light intensity is 500-10,000 lx, and the air circulation time, the medium injection time, and the weighing time may vary depending on the target crop and the growth stage. .

한편, 본 발명에 따른 식물배양시스템, 배지분사방법 및 배양식물의 연속적인 중량측정방법은 상기 실시예에만 제한되지 않으며, 본 발명의 권리범위는 생물반응기 내에 배양체 지지대를 설치하여 배양체 지지대 하단으로부터 배지를 분사하고, 로드셀을 이용하여 배양식물의 연속적인 중량측정이 가능하도록 구성된 모든 배양방법 및 장치를 포함한다.On the other hand, the plant culture system, the medium injection method and the continuous weighing method of the culture plant according to the present invention is not limited only to the above embodiment, the scope of the present invention by installing a culture support in the bioreactor medium from the bottom of the culture support Injecting, and includes all culture methods and devices configured to enable continuous weighing of the culture plants using a load cell.

이상, 본 발명의 구체적인 구성을 바람직한 실시예를 참조하여 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명은 배지분사방식을 사용하여 영양번식기에 배양식물의 공기에 대한 노출시간을 증가시킴으로써 배양식물의 생육에 양호한 환경을 유지하는 효과가 있으며, 로드셀을 이용하여 배양식물의 중량을 연속적으로 측정함으로써 환경조건에 따른 배양식물의 증식속도 측정 및 이에 근거한 배양식물의 적정한 생육환경을 제어할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 식물배양 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.As described above in detail with reference to the preferred configuration of the present invention, the present invention is a good environment for the growth of culture plants by increasing the exposure time of the culture plants to the breeding season using the medium injection method By continuously measuring the weight of the cultured plant using a load cell, it is possible to measure the growth rate of the cultured plant according to the environmental conditions and to control the proper growth environment of the cultured plant based thereon. It is an industrially useful invention.

Claims (4)

배양과정 중에 생물반응기(3)를 보호하며 배양환경을 제공하는 배양챔버(1); 상기 배양챔버(1)에 부착되어 각 장치로부터 입력된 설정치 및 제어형태에 따라 제어신호를 전달하는 제어장치부(2); 상기 배양챔버(1) 내부에 설치된 식물배양용 생물반응기(3); 상기 생물반응기(3) 하단에 설치되어 생물반응기(3)를 지지하는 생물반응기 지지체(15); 상기 생물반응기 지지체(15) 하단에 설치되어 생물반응기(3)의 중량을 측정하는 로드셀(4); 상기 생물반응기(3) 내부에 설치되어 배양식물을 지지하는 배양체 지지대(5); 상기 배양체 지지대(5) 하단에 설치된 배지분사용노즐(6); 식물배양용 배지를 저장하는 배지저장조(7); 상기 배지저장조(7) 내의 배지를 생물반응기(3)로 공급 또는 회수하는 배지순환펌프(8); 상기 배지저장조(7) 내부에 설치되어 배지의 pH를 측정하는 pH 측정장치(9); 배양식물의 오염을 방지하기 위한 에어필터(10); 외부공기를 생물반응기(3)로 유입 또는 배출하는 공기순환펌프(11); 배지 및 공기의 이동통로인 튜브(12); 배양식물의 에너지 공급원인 인공광원(13); 상기 제어장치부(2)와 계측/제어용 케이블(16)로 연결되어 외부에서 직접 시스템을 제어하는 컴퓨터(14); 배지배출구(17) 및 공기유입/배출구(18, 19)를 구비함을 특징으로 하는 배양식물의 연속중량측정이 가능한 배지분사식 식물배양시스템.A culture chamber 1 which protects the bioreactor 3 during the culturing process and provides a culture environment; A control unit (2) attached to the culture chamber (1) for transmitting a control signal according to a set value and a control form input from each device; A plant culture bioreactor (3) installed inside the culture chamber (1); A bioreactor supporter 15 installed at the bottom of the bioreactor 3 to support the bioreactor 3; A load cell (4) installed at the bottom of the bioreactor supporter (15) to measure the weight of the bioreactor (3); A culture support (5) installed inside the bioreactor (3) to support the culture plants; Medium dispensing nozzle (6) installed at the bottom of the culture support (5); Medium storage tank (7) for storing the medium for plant culture; A medium circulation pump (8) for supplying or recovering the medium in the medium storage tank (7) to the bioreactor (3); A pH measuring device 9 installed inside the medium storage tank 7 to measure pH of the medium; An air filter 10 for preventing contamination of the culture plant; An air circulation pump 11 for introducing or discharging external air into the bioreactor 3; A tube 12 which is a passage of medium and air; Artificial light source 13 which is an energy source of culture plants; A computer 14 connected to the control unit 2 and the measurement / control cable 16 to directly control the system from the outside; A medium injection plant culture system capable of continuous weighing of a culture plant, characterized in that it comprises a medium outlet (17) and an air inlet / outlet (18, 19). 제 1항에 있어서, 상기 제어장치부(2)가 제어하는 항목인 온도, 광강도, 공기순환시간 및 배지분사시간을 포함함을 특징으로 하는 배양식물의 연속중량측정이 가능한 배지분사식 식물배양시스템.[Claim 2] According to claim 1, Media control plant culture system capable of continuous weighing of the culture plant, characterized in that it comprises the temperature, light intensity, air circulation time and medium injection time which is an item controlled by the control unit (2) . 제 1항에 있어서, 상기 제어형태는 설정치제어 또는 컴퓨터제어 중에서 임의로 선택됨을 특징으로 하는 배양식물의 연속중량측정이 가능한 배지분사식 식물배양시스템.The medium-jet plant culture system of claim 1, wherein the control mode is arbitrarily selected from a setpoint control or a computer control. 생물반응기(3) 내부에 설치된 스테인레스망 형태의 배양체 지지대(5)를 경계로 하여 상기 생물반응기(3)를 상부와 하부공간으로 구분하고, 상기 배양체 지지대(5) 상부에 식물을 배양하며, 하부공간에 설치된 배지분사용노즐(6) 및 배지순환펌프(8)를 이용하여 배지를 상기 배양체 지지대(5) 상부로 분사시킴으로써 배양식물에 배지를 공급하는 단계 및; 일정시간이 경과한 다음 공급된 배지를 상기 생물반응기(3)로부터 배출시켜 배지저장조(7)로 회수한 후, 상기 생물반응기(3) 하단에 설치된 로드셀(4)을 이용하여 변화된 생물반응기(3)의 중량을 측정함으로써 배양식물의 중량변화를 측정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 배양식물의 연속적인 중량측정방법.The bioreactor 3 is divided into an upper space and a lower space with a stainless steel culture support 5 installed on the inside of the bioreactor 3, and the plants are cultured on the upper portion of the culture support 5. Supplying the medium to the culture plant by spraying the medium onto the culture support (5) using a medium injection nozzle (6) and a medium circulation pump (8) installed in the space; After a certain period of time, the supplied medium is discharged from the bioreactor (3) and recovered to the medium storage tank (7), and then the bioreactor (3) is changed using a load cell (4) installed at the bottom of the bioreactor (3). Continuous weighing method of the culture plant, characterized in that it comprises the step of measuring the weight change of the culture plant by measuring the weight of).
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