KR100420492B1 - 미세조류용 고밀도 배양장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세조류용 고밀도 배양장치에 관한 것으로, 상부에 뚜껑(12)을 구비하고 내부에 채워진 배양수상에 pH센서(16)와 분산기(18)가 설치된 투명한 아크릴재질의 배양수조(10)와, 상기 배양수조(10)가 다수개가 장착되고 그 배양수조(10)에 빛을 공급하는 다수의 형광등(22)이 구비된 배양수조틀(20), 에어와 이산화탄소를 혼합하여 상기 분산기(18)를 통해 배양수조(10)에 공급함으로써 배양수의 pH를 조절하는 pH조절기(24), 상기 pH조절기(24)에 에어필터(32)를 매개로 정화된 에어를 연속적으로 공급하는 에어펌프(30) 및, 상기 pH조절기(24)에 이산화탄소를 공급하는 CO₂탱크(34)를 포함하여, 미세조류의 광합성에 필요한 이산화탄소와 산소를 혼합하여 공급함으로써 세포의 배양수에 pH를 안정적으로 조절할 수 있게 된다.

Description

미세조류용 고밀도 배양장치 { High-density cultivating apparatus for phytoplankton }

본 발명은 미세조류용 고밀도 배양장치에 관한 것으로, 특히 광합성에 필요한 이산화탄소를 공급하여 세포의 배양수 pH를 안정적으로 조절할 수 있는 미세조류용 고밀도 배양장치에 관한 것이다.

최근에 우리나라의 연안은 환경오염과 어장의 노후화로 이매패류 모패의 자원량이 현저히 줄어들어 자연채묘가 어려워지고 있는 실정이다. 따라서, 이매패류의 인공종묘생산의 필요성이 고조되고 있는데, 이를 위하여 양적, 질적으로 우수한 실물플랑크톤의 대량배양기술이 확보가 중요하다. 그리고, 인공종묘생산을 위해서는 난에서 부화한 자ㆍ치어의 사육에 필요한 먹이생물의 질적/양적인 확보가 가장 근본적인 과제이다.

기존의 배양기술은 배양장이나 종묘생산장에서 이매패류의 먹이를 고밀도로 생산할 수 없기 때문에 수요량을 따라가지 못하였다. 그 이유는 우선 영양원의 제한되어 있고, 획일적인 질소원을 선택하고 아울러 pH, 온도, 빛세기, 기체공급속도를 적절하게 맞추지 못한 결과로 추정된다.

한편, 광합성 세포는 배양수의 pH증가로 세포의 증식이 둔화되는 경향을 지니고 있으므로 pH를 조절하도록 염산과 수산화나트륨을 첨가하는 방법을 채택하는데, 이러한 방법은 막대한 시설비용이 뒤따르는 단점을 지니고 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 이산화탄소를 공급하여 세포의 배양수 pH를 안정적으로 조절할 수 있으며, 오랫동안 많은 양의 세포를 배양할 수 있는 미세조류용 고밀도 배양장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상부에 뚜껑을 구비하고 내부에 채워진 배양수상에 pH센서와 에어분산기가 설치된 투명한 아크릴재질의 배양수조와, 상기 배양수조가 다수개가 장착되고 그 배양수조에 빛을 공급하는 다수의 형광등이 구비된 배양수조틀, 에어와 이산화탄소를 혼합하여 상기 분산기를 통해 상기 배양수조에 공급함으로써 배양수의 pH를 조절하는 pH조절기, 상기 pH조절기에 에어필터를 매개로 정화된 에어를 연속적으로 공급하는 에어펌프 및, 상기 pH조절기에 이산화탄소를 공급하는 CO₂탱크를 포함한다.

상기 에어펌프와 CO2탱크에서 나오는 에어량과 이산화탄소량을 조절하여 상기 PH조절기로 공급하는 에어/CO₂조절기를 더 포함한다.

상기 pH조절기는 에어와 이산화탄소를 믹싱시키는 믹싱탱크와, 이 믹싱탱크에 공급되는 이산화탄소를 선택적으로 차단하는 솔레노이드밸브 및, 상기 pH센서의 신호를 받아 pH를 조절하는 컨트롤러로 구성되어 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 미세조류용 고밀도 배양장치에 의하면, 미세조류의 광합성에 필요한 이산화탄소와 산소를 혼합하여 공급함으로써 세포의 배양수에 pH를 안정적으로 조절할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 배양장치를 도시한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 배양장치의 배양수조를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 배양장치의 배양수조틀을 도시한 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 PH조절박스의 내부구성도,

도 5는 본 발명에 따른 이산화탄소를 이용하여 pH조절에 따른 갈바나의 성장그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 배양수조 12 : 뚜껑

14 : 코크부 16 : pH센서

18 : 분산기 20 : 배양수조틀

22 : 형광등 24 : pH조절기

25 : 믹싱탱크 26 : 솔레노이드밸브

27 : 컨트롤러 28 : 에어밸브

29 : CO₂밸브 30 : 에어탱크

32 : 필터 34 : CO₂탱크

36 : 에어/CO₂조절기

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 예시도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 배양장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 배양장치의 배양수조를 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 배양장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 배양수가 채워져 세포를 배양하는 배양수조(10)와, 상기 배양수조(10)가 장착되는 배양수조틀(20), 에어와 이산화탄소를 혼합하여 상기 배양수조(10)에 공급함으로써 배양수의 pH를 조절하는 pH조절기(24), 상기 pH조절기(24)에 에어를 연속적으로 공급하는 에어펌프(30) 및, 상기 pH조절기(24)에 이산화탄소를 공급하는 CO₂탱크(34)를 포함한다.

상기 배양수조(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상부에 뚜껑(12)을 덮어서 배양종 이외의 종으로부터 오염되는 예방하도록 되어 있고, 일측에 코크부(14)가 형성되어 배양된 세포를 인출하도록 되어 있다. 그리고, 도 1에서와 같이, 배양수조(10)의 배양수상에 pH센서(16)와 분산기(18)가 설치되어 있다. 배양수조(10)는 빛이 잘 투과되도록 투명한 아크릴재질로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 배양수조틀(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 배양수조(10)가 장착되도록 내부공간을 갖도록 되어 있고, 상기 배양수조(10)의 양측으로 빛을 공급하는 다수의 형광등(22)이 구비되어 있다. 여기서, 형광등(22)은 필요에 따라 조도를 조절할 수 있도록 개별적으로 온/오프시키는 스위치를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 pH조절기(24)는 도 4에 도시된 바와 같이, 에어와 이산화탄소를 믹싱시키는 믹싱탱크(25)와, 이 믹싱탱크(25)에 공급되는 이산화탄소를 선택적으로 차단하는 솔레노이드밸브(26) 및, 상기 pH센서(16)의 신호를 받아 pH를 조절하는 컨트롤러(27)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 컨트롤러(27)는 배양수조(10)의 pH센서(16)에서 설정된 pH이상으로 감지하면 그 신호를 받아 상기 솔레노이드밸브(26)를 작동시켜 이산화탄소를 공급하도록 되어 있다. 반면, 배양수조(10)의 pH센서(16)에서 설정된 pH이하로 감지하면 그 신호를 받아 상기 솔레노이드밸브(26)를 작동해제시켜 이산화탄소의 공급을 중단하도록 되어 있다. 한편, pH조절기(24)에는 에어와 이산화탄소를 공급하는 라인 각각에 에어밸브(28)와 CO₂밸브(29)가 각각 설치되어 에어와 이산화탄소 공급을 선택 차단할 수 있도록 되어 있다.

도 1로 돌아가서, 상기 에어펌프(30)는 공급라인을 통해 상기 pH조절기(24)에 에어를 연속적으로 공급하는데, 에어필터(32)를 매개로 에어를 정화시켜 공급하도록 되어 있다. 상기 CO₂탱크(34)는 공급라인을 통해 상기 pH조절기(24)에 이산화탄소를 공급하도록 되어 있다.

한편, 본 발명에 따른 배양장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 에어펌프(30)와 CO₂탱크(34)에서 나오는 에어량과 이산화탄소량을 조절하여 상기 pH조절기(24)로 공급하는 에어/CO₂조절기(36)를 더 포함시켜 구성할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 이산화탄소를 이용하여 pH조절에 따른 갈바나의 성장그래프이다.

본 발명에 따른 배양장치는 표 1과 도 5에서와 같이, 실험용 미세조류를 아이소크리시스 갈바나(Isocrhysis Galbana)로 사용하였고, pH값을 7,7.5,8로 조절하면서 밀도를 1일 1회 토마스할구계산판을 이용하여 세포성장을 조사하였다.

실험구	최고도달시간(day)	최고밀도(ⅹ107ccll/ml)	SGR
control	3	1000	0.77
8	3	1493	0.90
7.5	3	1473	0.90
7	3	1425	0.89

실험결과에서 pH 8, 최고밀도 1.5ⅹ10⁷ccll/ml 에서 일간성장률 0.90 값이 가장 높게 나왔다. 이러한 결과는 배양장치에서 이소크리시스 갈바나와 같은 미세조류를 빛과 배양환경을 인위적으로 조절할 수 있는데 기인한다.

본 발명의 실시예 구성에 의하면, 투명한 아크릴재질의 배양수조(10) 양측으로 조도를 조절할 수 있는 빛을 공급하고, 배양수조(10)의 배양수에 pH값을 조절할 수 있는 에어와 이산화탄소를 조절하여 공급함으로써 미세조류를 고밀도로 배양할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 미세조류용 고밀도 배양장치에 의하면, 기존과 달리 세포성장에 필요한 영양염과 요구량만 있으면 세포를 고밀도로 배양할 수 있으므로 이매패양식에 필요한 먹이를 안정적으로 공급할 수 있게 된다. 그리고, 본 발명의 배양장치는 미세조류의 성장에 필요한 배지를 조제하는데 비용을 줄일 수 있으므로 양식경비를 절감할 수 있으며, 이에 따른 양식에 수출에 있어 국제경쟁력을 확보할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 상부에 뚜껑(12)을 구비하고 내부에 채워진 배양수상에 pH센서(16)와 분산기(18)가 설치된 투명한 아크릴재질의 배양수조(10); 상기 배양수조(10)가 다수개가 장착되고 그 배양수조(10)에 빛을 공급하는 다수의 형광등(22)이 구비된 배양수조틀(20); 에어와 이산화탄소를 혼합하여 상기 분산기(18)를 통해 상기 배양수조(10)에 공급함으로써 배양수의 pH를 조절하는 pH조절기(24); 상기 pH조절기(24)에 에어필터(32)를 매개로 정화된 에어를 연속적으로 공급하는 에어펌프(30); 및 상기 pH조절기(24)에 이산화탄소를 공급하는 CO₂탱크(34); 를 포함한 미세조류용 고밀도 배양장치에 있어서,

   상기 에어펌프(30)와 CO₂탱크(34)에서 나오는 에어량와 이산화탄소량을 조절하여 상기 pH조절기(24)로 공급하는 에어/CO₂조절기(26)를 더 포함하고,

   상기 pH조절기(24)는 에어와 이산화탄소를 믹싱시키는 믹싱탱크(25)와, 이 믹싱탱크(25)에 공급되는 이산화탄소를 선택적으로 차단하는 솔레노이드밸브(26) 및, 상기 pH센서(16)의 신호를 받아 pH를 조절하는 컨트롤러(27)로 구성된 것을 특징으로 하는 미세조류용 고밀도 배양장치.
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