KR100773420B1 - 미생물 고속 배양기 - Google Patents

미생물 고속 배양기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미생물 고속 배양기에 관한 것으로, 가열히터에 의해 기화되어 배양탱크를 가열시키는 열매체유를 통해 배양탱크 내부의 온도를 신속하게 적정온도로 가열 유지함으로써 배지(동식물의 유체)의 발효시간을 단축시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 배지의 발효가 이루어지는 일정크기의 배양공간이 형성되어지되 배지를 출입시키는 캐리어 출입문과 상부 일측에 물과 미생물을 투입하는 투입구가 구성된 배양탱크; 배양탱크의 하부에 일체로 구성되어지되 그 내부에는 열매체유가 충진되어 열매체유의 가열에 의해 배양탱크 내부를 가열하는 가열탱크; 가열탱크에 설치되어지되 전원의 인가에 의해 열매체유를 가열 기화시키는 가열히터; 가열탱크로부터 상부로 연장 구성되어 열매체유의 가열 기화시 가열탱크 내부의 팽창압력을 흡수 조절하는 하는 가열탱크 팽창압력 조절수단; 배양탱크 내부의 온도를 설정온도로 유지시키기 위해 가열히터를 제어하는 배양탱크 온도감지센서; 배양탱크의 내부에 설치되어지되 충진된 배지로부터 미생물의 배양이 이루어지는 배지캐리어; 배양탱크의 내부로부터 배지캐리어를 출입시키는 수단; 배양탱크 일측에 설치되어 배양탱크 내부의 압력을 사용자가 시각적으로 인식할 수 있도록 하는 압력게이지; 배양탱크의 일측에 설치된 배양된 배양액의 배출이 이루어지는 배양액 배출밸브; 및 가열히터, 배양탱크 온도감지센서, 압력게이지를 포함한 배양기 전반을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
미생물, 배양기, 배지, 배양탱크, 열매체유

Description

미생물 고속 배양기{A microorganism express culture medium}
도 1 은 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기를 보인 배면 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기의 압력조절용 팽창튜브를 보인 배면 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기를 보인 평면 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기의 배지캐리어를 보인 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기의 다른 예를 보인 배면 구성도.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
100. 미생물 고속 배양기 110. 배양탱크
120. 가열탱크 130. 가열히터
140. 압력조절관 142. 팽창튜브
150. 배양탱크 온도감지센서 160. 배지캐리어
170. 안내레일 172. 구름롤러
180. 압력게이지 190. 배양액 배출밸브
200. 제어부 210. 배양액 레벨 게이지
본 발명은 미생물 고속 배양기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배양탱크의 내부에서 열과 통기 교반을 통해 미생물을 배양하여 미생물이 분비하는 효소물질을 통해 미생물 배양자재인 유기액비(발효생성물질)를 분해 생성할 수 있도록 하는 미생물 고속 배양기에 관한 것이다.
일반적으로 우리 나라 농산부산물의 년간 발생량은 1000만톤 이상이고, 이로 인한 유기성 폐기물의 발생량은 3억톤 이상으로 그 양이 계속 증가 추세이나 재활용율이 낮아 토양, 대기 및 수질 오염의 원인이 되고 있다. 이러한 유기성 폐기물을 유기질 및 부산물 비료로 재활용하면 환경보전과 더불어 생물종의 다양성을 증가시켜 농약 사용을 줄이고, 화학비료 대체에 의한 비용 절감 및 유기성 비료의 시용에 의한 토양 물리화학성 개선 그리고 농산물 품질 향상 등의 효과를 기대할 수 있음은 당연할 것이다.
그러나, 연중 다기작으로 장기간 재배되는 시설채소 재배지의 경우 화학비료와 합성농약을 과도하게 의존하여 매년 사용량이 증가되면서 지력이 저하되고 있고, 관비재배 하우스 엽채류는 화학비료 및 가축분퇴비를 과다 시용하고 있어 안전성이 낮은 농산물을 생산하고 있다. 이처럼 과다한 화학비료 시용과 최근에 대단위 축산업에서 발생되는 가축분 퇴비를 시설재배지에 매 작기마다 적정 시비량을 상회하는 무분별한 질소원의 시용으로 NO3에 의한 토양과 지하수 등의 오염뿐만 아니라 작물체 가식부 내의 NO3 집적으로 농산물의 안전성에도 위협을 주고 있다.
따라서, 최근에는 유기농법의 재배 전환과 국가 시책에 따른 다양한 유기액비(미생물)를 농업·축산·수산에 많이 이용하고 있다. 즉, 농·축·수산에 이용되는 유기액비는 물에 희석시킨 다음 토양에 뿌리거나 가축과 어류에게 먹이는 방법으로 시용되어 작물의 생산을 촉진시킴은 물론, 병충해 방지, 성장 촉진, 질병 예방, 육질 향상 및 토질 개선과 각종 배설물의 악취와 수질오염을 줄이는 기능을 한다.
한편, 유기액비와 유기농약은 연속적인 공기의 공급이 요구되는 호기성 발효와 혐기 상태의 발효조건이 요구되는 혐기성 발효로 제조되며, 일반 농축산가에서는 자연유기물 및 동물의 분뇨나 사체 등의 부산물을 자루나 용기에 담아 반응조에 저장·발효시키는 가장 단순한 방법을 이용하여 유기액비 및 유기농약을 제조하고 있다.
그러나, 전술한 바와 같은 방법은 유기물 및 동물의 분뇨나 사체의 특성상 2∼3개월 정도의 발효기간이 소요되고, 또한 발효에 필요한 적정온도와 산소농도가 제공되지 않을 경우 부패가 발생되어 부패된 유기물에서 생성된 유독가스나 유독물로 인해 농작물의 생육에 장애가 초래될 수 있다.
전술한 바와 같은 재래식 방법에 의한 유기액비나 유기농약의 제조의 문제점을 해결함은 물론, 보다 효과적으로 유기액비 등을 배양할 수 있도록 하기 위한 배 양기가 연구 개발되는 있으나, 종래에 제시된 유기액비 및 유기농약 배양기들은 발효가 효과적으로 이루어지지 않을 뿐만 아니라 반응조의 상부와 하부 간에 온도편차가 발생되어 유기물의 발효속도가 일정하지 않은 문제점이 있었다.
특히, 종래에는 유기액비 및 유기농약 배양기들은 보일러(Boiler)에 의한 증기(steam)를이용하여 배양탱크의 내부를 가열하기 때문에 배양탱크 내부의 가열온도 조절에 많은 어려움이 있었음은 물론, 종래의 기술에 따른 유기액비 및 유기농약 배양기들은 배지를 삽으로 배양기 내부에 충진시키거나 배양된 유기액비 및 유기농약을 삽으로 퍼내야 하는 등의 번거로움이 있었다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 가열히터에 의해 기화되어 배양탱크를 가열시키는 열매체유를 통해 배양탱크 내부의 온도를 신속하게 적정온도로 가열 유지함으로써 배지(동식물의 유체)의 발효시간을 단축시킬 수 있도록 한 미생물 고속 배양기를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 가열히터에 의해 기화되는 열매체유를 통해 배양탱크 내부의 온도를 일정하게 유지함으로써 배양탱크 내부의 온도편차를 없애 배지(동식물의 유체)의 발효속도를 일정하게 할 수 있도록 함에 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 배양탱크 내부에 배지를 충진시키커나 배양된 유기액비를 출하시키는 경우 보다 용이하게 충진 및 출하시킬 수 있도록 배지캐리어를 이용함으로써 배지의 충진과 배양된 유기액비의 출하를 보다 용이하게 할 수 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 고속 미생물 배양기는 내부의 온도를 일정하게 유지시키는 가운데 배지를 발효시켜 세균이나 미생물의 성장을 촉진하는 조절된 환경을 만들어주는 미생물 배양기에 있어서, 배지의 발효가 이루어지는 일정크기의 배양공간이 형성되어지되 배지를 출입시키는 캐리어 출입문과 상부 일측에 물과 미생물을 투입하는 투입구가 구성된 배양탱크; 배양탱크의 하부에 일체로 구성되어지되 그 내부에는 열매체유가 충진되어 열매체유의 가열에 의해 배양탱크 내부를 가열하는 가열탱크; 가열탱크에 설치되어지되 전원의 인가에 의해 열매체유를 가열 기화시키는 가열히터; 가열탱크로부터 상부로 연장 구성되어 열매체유의 가열 기화시 가열탱크 내부의 팽창압력을 흡수 조절하는 하는 가열탱크 팽창압력 조절수단; 배양탱크 내부의 온도를 설정온도로 유지시키기 위해 가열히터를 제어하는 배양탱크 온도감지센서; 배양탱크의 내부에 설치되어지되 충진된 배지로부터 미생물의 배양이 이루어지는 배지캐리어; 배양탱크의 내부로부터 배지캐리어를 출입시키는 수단; 배양탱크 일측에 설치되어 배양탱크 내부의 압력을 사용자가 시각적으로 인식할 수 있도록 하는 압력게이지; 배양탱크의 일측에 설치된 배양된 배양액의 배출이 이루어지는 배양액 배출밸브; 및 가열히터, 배양탱크 온도감지센서, 압력게이지를 포함한 배양기 전반을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
전술한 바와 같은 구성에서 가열탱크 팽창압력 조절수단은 가열탱크의 일측으로부터 상부로 연장 구성되는 압력조절관; 압력조절관의 상부에 팽창 및 수축 가 능하게 구성되어지되 열매체유의 기화시 그 팽창되는 압력에 의해 팽창되어 가열탱크 내부의 팽창압력을 흡수 조절하는 한편 자연냉각에 의해 기화된 열매체유의 액화시 점차 수축되어 액화된 열매체유를 가열탱크 내부로 유입되도록 하는 팽창튜브; 및 팽창튜브의 일측에 구성되어 규정압력 이상으로 팽창튜브의 팽창시 열려 팽창튜브 내부의 기체를 외기로 배출시키는 에어 벤트로 이루어질 수 있다.
한편, 배지캐리어를 출입시키는 수단은 배양탱크 내부의 양측에 전후의 길이 방향으로 설치된 안내레일; 및 배지캐리어의 하부 양측에 설치되어 안내레일 상에서 배지캐리어의 구름 이동이 이루어지도록 하는 구름롤러로 이루어질 수 있다.
본 발명의 구성에는 배양탱크 일측에 설치되어 배지의 발효시 미생물이 분비하는 효소물질에 의해 의해 생성된 발효생성물인 배양액의 레벨(level)을 사용자가 시각적으로 볼 수 있도록 하는 배양액 레벨 게이지가 더 구성될 수 있다.
아울러, 본 발명에는 배양탱크 내부에 배지캐리어를 탑재하지 않고 배양탱크 내부에 배지를 직접투입하여 미생물을 배양시키는 경우 배양탱크 내부에 투입된 배지를 교반시키는 배지교반수단이 더 구성될 수 있다. 이때, 배지교반수단은 배양탱크 상부 중심부 상에 설치된 교반모터; 및 교반모터의 모터축 상에 연결되는 교반축; 및 교반축 상에 구성되어 배양탱크 내부에 투입된 배지를 교반시키는 교반날개로 이루어진다.
도 1 은 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기를 보인 배면 구성도, 도 2 는 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기의 압력조절용 팽창튜브를 보인 배면 구성도, 도 3 은 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기를 보인 평면 구성도, 도 4 는 본 발명 에 따른 미생물 고속 배양기의 배지캐리어를 보인 사시도이다.
본 발명에 따른 미생물 고속 배양기의 구성을 설명하기에 앞서 배지에 대해 살펴보면 다음과 같다. 즉, 배지라 함은 미생물을 배양하기 위해 사용하는 영양물질로, 미생물학 연구는 실험실에서 미생물을 키우고 유지할 수 있는 능력에 달려 있으며, 이것은 적당한 배지가 존재할 때 가능하다. 이러한 배지는 고체 또는 액체로 미생물을 배양하고 옮기거나 저장할 수 있으며, 배지로 사용되기 위해서는 미생물의 생장에 필요한 영양물질이 모두 들어 있어야 한다. 특수한 배지를 이용해 미생물을 분리하고 동정할 수 있으며, 항생제에 대한 감수성을 측정하고 수질 및 식품 검사 등에도 이용된다.
한편, 모든 미생물이 에너지·탄소·질소·인·황·무기질 공급원을 필요로 하지만 영양 요구성이 미생물마다 다르기 때문에 배지의 조성은 미생물의 종류마다 다르다. 환경의 특성에 따라 필요로 하는 영양물질이 다르므로 미생물의 정상 서식처를 잘 알고 있으면 적절한 배지를 선정하기 쉽다. 때로는 특정한 미생물을 선별하여 배양하거나 특정한 종을 동정하기 위해 배지를 선택하는 경우가 있다. 이런 경우 배지를 어떤 용도로 사용할 것인가에 따라 그 조성이 달라진다.
전술한 바와 같은 배지는 한천을 첨가해 배지를 고체화시킬 수도 있고 어떤 배지는 식물이나 동물조직의 추출물(펩톤·고기즙·효모추출물 등)과 같은 복합성분을 함유하기도 하며, 또한 어떠한 배지는 일정한 양의 무기염류와 유기화합물을 함유하기도 한다. 이와 같은 배지를 "합성 또는 화학적 배지"라 하며, 배지에는 모든 영양분을 고루 갖춘 완전배지와 어떤 미생물의 성장은 방해하지만 다른 미생 물의 성장은 방해하지 않는 물질을 함유하는 선택배지가 있다.
전술한 바와 같은 배지를 발효시켜 미생물을 배양시키기 위한 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기는 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같다. 즉, 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기(100)의 구성은 배지의 발효가 이루어지는 배양탱크(110), 열매체유의 가열에 의해 배양탱크(110) 내부를 가열하는 가열탱크(120); 전원의 인가에 의해 열매체유를 가열 기화시키는 가열히터(130), 열매체유의 가열 기화시 가열탱크(120) 내부의 팽창압력을 흡수 조절하는 하는 가열탱크 팽창압력 조절수단, 배양탱크(110) 내부의 온도를 감지하여 설정온도 이상으로 증가시 가열히터(130)의 전원을 오프(off)시키는 배양탱크 온도감지센서(150), 내부에 충진된 배지로부터 미생물의 배양이 이루어지는 배지캐리어(160), 배양탱크(110)의 내부로부터 배지캐리어(160)를 출입시키는 수단, 배양탱크(110) 내부의 압력을 사용자가 시각적으로 인식할 수 있도록 하는 압력게이지(180), 배양탱크(110)의 일측에 설치된 배양된 배양액의 배출이 이루어지는 배양액 배출밸브(190) 및 가열히터(130), 배양탱크 온도감지센서(150), 압력게이지(180)를 포함한 배양기 전반을 제어하는 제어부(200)를 포함하여 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기(100)는 배지캐리어(160)의 내부에 미생물이 필요로 하는 각종 영양소, 탄소원, 비타민, 무기염 등이 고루 함유된 천연 동식물의 유체인 배지를 충진시켜 배양탱크(110) 내부에 배지캐리어(160)를 밀어 넣은 다음, 배양탱크(110) 일측에 구성된 투입구(114)를 통해 적정량의 물과 미생물을 투입하여 미생물이 투입된 물에 배지캐리어(160)가 잠 길 수 있도록 함으로써 배양 준비를 한다. 이처럼 미생물 배양 준비를 한 후에는 미생물 고속 배양기(100)의 일측에 설치된 제어부(200 ; 제어패널을 의미한다)의 전원을 온(on)시켜 가동을 시키게 되면 전원이 인가된 가열히터(130)에 의해 가열탱크(120) 내부의 열매체유가 가열된다.
한편, 전술한 바와 같이 가열히터(130)에 의해 가열탱크(120) 내부의 열매체유가 가열되면 기화하는 가운데 열을 발산하여 결국 배양탱크(110)을 가열하여 배양탱크(110) 내부의 온도를 신속하게 적정온도로 가열 유지시킴으로써 미생물이 서식하기 양호한 환경으로 만들어 준다. 이때, 가열히터(130)에 의해 가열되는 열매체유는 상승비점에 도달하면 체적이 증폭되고, 이에 따라 가열탱크 팽창압력 조절수단을 작용에 의해 가열탱크(120) 내부의 팽창압력이 조절된다.
전술한 바와 같이 가열히터(130)에 의해 가열 기화되는 열매체유에 의해 배양탱크(110) 내부가 가열되는 과정에서 배양탱크(110) 내부의 온도가 설정치 이상으로 상승하게 되면 배양탱크 온도감지센서(150)는 이를 감지하여 제어부(200)를 통해 가열히터(130)의 전원을 오프(off)시킴으로써 배양탱크(110)의 가열을 중지시킨다. 물론, 배양탱크(110) 내부의 온도가 설정치 이하이면 배양탱크 온도감지센서(150)는 이를 감지하여 제어부(200)를 통해 가열히터(130)의 전원을 온(on)시킴으로써 가열탱크(120) 내부의 열매체유를 가열시켜 배양탱크(110) 내부를 가열시키게 된다.
전술한 바와 같이 가열히터(130)의 전원을 온(on)시킴으로써 가열탱크(120) 내부의 열매체유를 가열시켜 배양탱크(110) 내부를 가열하게 되어 배양탱크(110) 내부의 온도가 미생물이 서식하기 알맞은 환경이 조성되면 배양탱크(110) 내부의 미생물은 배지캐리어(160)에 충진된 배지를 먹이로 하여 배양이 이루어진다. 이처럼 미생물이 배지캐리어(160)에 충진된 배지를 먹이로 하여 배양이 이루어지는 가운데 미생물이 분비하는 효소물질에 의해 발효생성물인 배양액이 생성된다. 즉, 배양탱크(110) 내부에 충진된 미생물이 함유된 물이 배지의 발효과정에서 배양액화 된다.
본 발명에 따른 미생물 고속 배양기(100)를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 배양탱크(110)는 그 내부에 배지를 투입하여 미생물에 의한 발효가 이루어지도록 하기 위한 것으로, 이 배양탱크(110)는 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 그 내부에 배지를 투입하기 위한 일정크기의 배양공간이 형성된다.
전술한 바와 같이 구성되는 배양탱크(110)의 후면측에는 배지를 출입시키는 캐리어 출입문(112)이 형성되고, 배양탱크(110)의 상부 일측에는 배양탱크(1100 내부로 물과 미생물을 투입하는 투입구(114)가 구성된다. 이때, 배양탱크(1100 내부에 투입되는 배지는 도 4 에 도시된 바와 같은 배지캐리어(160)의 내부에 충진된 상태로 배양탱크(110) 내부에 투입된다.
한편, 전술한 바와 같이 배지캐리어(160)의 내부에 충진된 상태로 배양탱크(110) 내부에 투입되는 배지가 미생물이나 물과의 접촉이 이루어질 수 있도록 하기 위해 배지캐리어(160)의 외부는 망의 형태로 구성된다. 즉, 배지캐리어(160)의 외부를 망의 형태로 구성함으로써 배지캐리어(160)에 충진된 배지에는 배양탱크(110) 내부에 투입된 물과 미생물이 스며들어 자연스럽게 접촉이 이루어져 배지 는 미생물에 의한 발효가 이루어지게 된다.
전술한 바와 같이 구성된 배양탱크(110)에 배지와 미생물 및 물의 투입과정을 설명하면 먼저, 배양탱크(110) 후면의 캐리어 출입문(112)을 열은 상태에서 배지가 충진된 배지캐리어(160)를 배양탱크(110) 내부에 밀어 넣어 배지의 투입을 완료한 후에 캐리어 출입문(112)을 닫는다. 이러한 상태에서 배양탱크(110) 상부에 구성된 투입구(114)를 통해 배양탱크(110) 내부로 적정량의 물과 미생물을 투입하여 배지캐리어(160)에 충진된 배지가 투입된 물과 미생물이 알맞게 잠길 수 있도록 하여 배지와 미생물의 접촉이 이루어지도록 한다. 이처럼 배지와 미생물의 접촉이 이루어져 미생물의 서식환경이 조성되면 미생물에 의한 배지의 발효가 이루어진다.
가열탱크(120)는 열매체유의 가열 기화에 의해 발생되는 열을 통해 그 상부의 배양탱크(110)를 가열시키기 위한 것으로, 이 가열탱크(120)는 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 배양탱크(110)의 하부에 일체로 구성되어지되 그 내부에는 열매체유가 충진되는 열매체유 충진공간이 형성된다.
전술한 바와 같이 상하로 일체 구성된 배양탱크(110)와 가열탱크(120)는 상부의 배양공간과 하부의 가열공간이 이중으로 형성된 구조의 탱크구조로 이루어진다. 이처럼 배양탱크(110)의 하부에 일체로 구성된 가열탱크(120)는 그 내부에 충진된 열매체유의 기화열을 통해 배양탱크(110) 내부를 가열함으로써 배양탱크(110) 내부의 온도를 미생물의 서식환경에 알맞은 온도로 조성시키게 된다.
가열히터(130)는 가열탱크(120) 내부에 충진된 열매체유를 가열 기화시켜 이때 발생되는 기화열을 통해 배양탱크(110) 내부를 가열함으로써 배양탱크(110) 내 부의 온도를 미생물의 서식환경에 알맞은 온도로 조성시키기 위한 것으로, 이 가열히터(130)는 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 가열탱크(120)의 내부에 설치되어지되 전원의 인가에 의해 열매체유를 가열 기화시키게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 구성된 가열히터(130)를 통해 가열 기화되는 열매체유는 가열하게 되면 빠른 속도로 끓게 되어 기화와 확산이 빠른 속도로 이루어진다는 장점이 있다. 따라서, 본 발명에서 열매체류를 사용함으로써 배양탱크(110) 내부의 온도를 보다 빠른 시간에 적정한 온도로 상승시킬 수가 있다.
가열탱크 팽창압력 조절수단은 가열히터(130)에 의해 가열되어 가열 기화되는 열매체유의 체적이 증폭됨으로써 가열탱크(120) 내부에 발생하는 팽창압력을 조절하기 위한 것으로, 이 가열탱크 팽창압력 조절수단은 가열탱크(120)의 일측으로부터 상부로 연장 구성되는 압력조절관(140), 압력조절관(140)의 상부에 팽창 및 수축 가능하게 구성되어지되 열매체유의 기화시 그 팽창되는 압력에 의해 팽창되어 가열탱크(120) 내부의 팽창압력을 흡수 조절하는 팽창튜브(142) 및 팽창튜브(142)의 일측에 구성되어 규정압력 이상으로 팽창시 열려 팽창튜브(142) 내부의 기체를 외기로 배출시키는 에어 벤트(144)로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 가열탱크 팽창압력 조절수단은 일반적인 열매체유의 특성 즉, 열매체유가 상승비점에 도달하면 체적이 급격히 증폭되어 가열탱크(120) 내부의 압력이 급격히 높아지게 되면 가열탱크(120)가 폭발할 수도 있기 때문에 열매체유의 가열 기화에 따른 팽창압력을 흡수 조절하여 가열탱크(120)의 안정을 기하기 위한 것이다.
일반적으로, 열매체유가 가열히터(130)에 의해 가열 기화되면 체적의 급격한 확산이 이루어져 가열탱크(120) 내부의 압력 역시 급격히 증가하게 된다. 이때, 기화되어 확산되는 열매체유는 압력조절관(140)을 통해 팽창튜브(142)로 유입되어 가열탱크(120 내부의 팽창압력을 줄여준다. 이러한 상태에서 가열탱크(1200 내부의 압력이 계속 증가하게 되면 팽창튜브(142)는 그 압력에 의해 팽창되어 계속 부풀어 오르게 되면서 가열탱크(120) 내부의 압력을 흡수하게 된다.
전술한 바와 같이 가열탱크(1200 내부의 압력이 계속 증가하여 팽창튜브(142)의 팽창 한계점까지도 계속적으로 가열탱크(120 내부의 압력이 증가하게 되면 팽창튜브(142)의 일측에 구성된 에어 벤트(144)가 열려 팽창튜브(142) 내부의 기체를 외기로 배출함으로써 가열탱크(120 내부의 압력이 계속적으로 증가하는 것을 방지하게 된다. 이때, 에어 벤트(144)는 팽창튜브(142)의 팽창 한계점에 이르러 열릴 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 전술한 바와 같이 가열히터(130)의 오프(off)에 의해 열매체유의 가열 기화가 중지되면 시간이 흐름에 따라 기화된 열매체유는 냉각되어 다시 액상으로 변환되고, 액상으로 변환된 열매체유는 팽창튜브(142)로부터 압력조절관(140)을 통해 가열탱크(120)의 내부로 흘러들어 가게 된다. 물론, 팽창튜브(142)는 팽창 및 수축 가능한 탄력성을 재질로 이루어져 있어 가열탱크(120 내부의 압력이 저하되면 수축된다.
배양탱크 온도감지센서(150)는 배양탱크(110) 내부의 온도를 설정온도로 유지시키기 위한 것으로, 이 배양탱크 온도감지센서(150)는 도 1 에 도시된 바와 같 이 배양탱크(110) 내부의 일측에 설치되어 배양탱크(110) 내부의 온도를 설정온도로 유지시키기 위해 가열히터(130)를 제어한다. 즉, 배양탱크 온도감지센서(150)는 배양탱크(110) 내부의 온도를 감지하여 배양탱크(110) 내부의 온도가 설정치 이상의 온도로 증가하게 되면 가열히터(130)의 전원을 오프(off)시켜 배양탱크(110) 내부의 온도를 저하시키고, 배양탱크(110) 내부의 온도가 설정치 이하의 온도로 저하되면 가열히터(130)의 전원을 온(on)시켜 배양탱크(110) 내부의 온도를 증가시켜 배양탱크(110) 내부의 온도를 설정온도로 유지시키게 된다.
따라서, 전술한 바와 같이 가열히터(130)의 전원을 온/오프(on/off)시켜 열매체유의 가열을 제어함으로써 배양탱크(110 내부의 온도를 설정온도로 유지시키기 위한 배양탱크 온도감지센서(150)의 구성은 본 발명의 구성에 없어서는 아니될 아주 중요한 구성임을 알 수 있다. 이때, 배양탱크 온도감지센서(150)는 배양탱크(110) 내부의 온도를 감지하여 가열히터(130)의 전원을 직접적으로 제어하는 것은 아니고, 온도감지신호를 제어부(200)에 전송함으로써 제어부(200)에 의해 가열히터(130)의 전원이 제어될 수 있도록 한다.
배지캐리어(160)는 배지를 배양탱크(110 내부에 직접적으로 투입하여 배양하게 되면 배양탱크(110) 내부가 오염되어 청소를 하는데 어려움이 있어 이를 조금이나마 해소하고자 하기 위한 것으로, 이 배지캐리어(160)는 도 4 에 도시된 바와 같이 직사각형의 상자 형태로 제작되어 그 외부는 메쉬(망)로 감싸인 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 배지캐리어(160)를 직사각형의 상자 형태로 하여 그 외부 를 메쉬(망)로 감싼 구성으로 한 것은 배지캐리어(160)의 내부에 충진된 상태로 배양탱크(110) 내부에 투입되는 배지가 미생물이나 물과의 접촉이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 배지캐리어(160)의 외부를 메수(망)의 형태로 구성함으로써 배지캐리어(160)에 충진된 배지에는 배양탱크(110) 내부에 투입된 물과 미생물이 스며들어 자연스럽게 접촉이 이루어져 배지를 먹이로 하는 미생물의 분해작용에 의해 배지는 발효가 이루어지게 된다.
배지캐리어(160)를 출입시키는 수단은 배지를 충진한 배지케리어(160)의 하중이 매우 무겁게 때문에 배양탱크(110 내부에 배지캐리어(160)를 용이하게 투입시키거나 배양탱크(110)로 부터 보다 용이하게 배지캐리어(160)를 꺼내기 위한 것으로, 이 배지캐리어 출입수단은 도 1 및 도 4 에 도시된 바와 같이 배양탱크(110) 내부의 양측에 전후의 길이 방향으로 설치된 안내레일(170) 및 배지캐리어(160)의 하부 양측에 설치되어 안내레일(170) 상에서 배지캐리어(160)의 구름 이동이 이루어지도록 하는 구름롤러(172)로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 배지캐리어 출입수단은 배지캐리어(160)가 안내레일(170)과 구름롤러(172)를 통해 배양탱크(110) 내부에 안치되도록 함으로써 배지캐리어(160) 내부에 배지를 투입하거나 배지캐리어(160)로부터 배지를 보다 용이하게 꺼낼 수 있도록 한다. 즉, 배지캐리어 출입수단은 안내레일(170)과 구름롤러(172)를 통해 배양탱크(110) 내부에 배지를 투입하거나 배지를 보다 용이하게 꺼낼 수 있도록 한다.
압력게이지(180)는 배양탱크 내부의 압력을 측정하여 사용자가 시각적으로 인식할 수 있도록 하기 위한 것으로, 이 압력게이지(180)는 도 1 에 도시된 바와 같이 배양탱크(110) 일측에 설치되어 배양탱크(110) 내부의 압력을 사용자가 시각적으로 인식할 수 있도록 한다.
전술한 바와 같이 구성된 압력게이지(180)는 배양탱크(110) 내부의 압력을 감지하여 그 신호를 제어부(200)에 전달함으로써 제어부(200)를 통해 가열히터(130)를 제어하여 전원을 온/오프(on/off)시켜 배양탱크(1100 내부의 압력이 조절되도록 한다. 즉, 전술한 바와 같이 구성된 압력게이지(180)는 배양탱크(110) 내부의 압력을 감지하여 그 신호를 제어부(200)에 전달함으로써 제어부(200)를 통해 가열히터(130)를 제어하여 전원을 온/오프(on/off)시켜 배양탱크(1100 내부의 압력이 설정압력으로 유지되도록 한다.
배양액 배출밸브(190)는 미생물의 먹이 활동에 의해 분비되는 효소물질을 통해 분해 생성된 발효생성물인 배양액을 배출시키기 위한 것으로, 이 배양액 배출밸브(190)는 도 1 에 도시된 바와 같이 배양탱크(110)의 일측에 설치된다. 즉, 미생물이 배지캐리어(160)에 충진된 배지를 먹이로 하여 배양이 이루어지는 가운데 미생물이 분비하는 효소물질에 의해 발효생성물인 배양액이 생성되고, 이러한 배양액은 배양액 배출밸브(190)를 통해서 배출된다.
본 발명에서 배양액의 생성은 앞서도 기술한 바와 같이 미생물이 배지캐리어(160)에 충진된 배지를 먹이로 하여 배양이 이루어지는 가운데 미생물이 분비하는 효소물질에 의해 발효생성물인 배양액이 생성된다. 즉, 배양탱크(110) 내부에 중진된 미생물이 함유된 물이 미생물의 먹이활동에 의한 배지의 발효과정에서 배양 액화 된다.
제어부(200)는 배양기 전반을 제어하기 위한 것으로, 이 제어부(200)는 도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 배양기(100) 일측에 제어패널의 형태로 부착되어 가열히터(130), 배양탱크 온도감지센서(150), 압력게이지(180)를 포함한 배양기(100) 전반을 제어한다.
한편, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기(100)의 구성에는 배양탱크(110) 일측에 설치되어 배지의 발효시 미생물이 분비하는 효소물질에 의해 생성된 발효생성물인 배양액의 레벨(level)을 사용자가 시각적으로 볼 수 있도록 하는 배양액 레벨 게이지(210)가 더 구성될 수 있다. 즉, 배지의 발효시 미생물이 분비하는 효소물질에 의해 생성된 발효생성물인 배양액의 농도나 색깔 및 그 수위를 사용자가 시각적으로 볼 수 있도록 함으로써 배양액의 발효정도를 알 수 있도록 한다.
도 5 는 본 발명에 따른 미생물 고속 배양기의 다른 예를 보인 배면 구성도이다.
도 5 에 도시된 바와 같은 다른 실시 예에 따른 본 발명의 미생물 고속 배양기(100)는 도 1 내지 도 4 에서와 같이 배지캐리어(160)를 사용하지 않고 배양탱크(110) 내부에 배지를 직접적으로 투입하여 배양을 하는 경우의 실시 예이다.
다시 말해서 도 5 에 도시된 바와 같은 실시 예에서는 배양탱크(110) 내부에 배지캐리어(160)를 탑재하지 않고 배양탱크(110) 내부에 배지를 직접투입하여 미생물을 배양시키는 경우로, 배양탱크(110) 내부에 투입된 배지를 교반시키는 배지교 반수단이 더 구성된다. 이때, 배지교반수단은 배양탱크 상부 중심부 상에 설치된 교반모터(220), 교반모터(220)의 모터축(222) 상에 연결되는 교반축(230) 및 교반축(230) 상에 구성되어 배양탱크(110) 내부에 투입된 배지를 교반시키는 교반날개(232)로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 배지교반수단은 구동을 통해 배양탱크(1100 내부에 직접적으로 투입된 배지의 발효시 배지를 교반시켜 미생물과 배지의 접촉을 보다 원활하게 하여 발효를 원활하게 한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 미생물 고속 반응기(100)는 열매체유를 사용하여 배양탱크(110) 내부의 온도를 신속하게 적정온도로 가열 유지함으로써 배지(동식물의 유체)의 발효시간을 단축시킬 수 있도록 한다.
본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면 가열히터에 의해 기화되어 배양탱크를 가열시키는 열매체유를 통해 배양탱크 내부의 온도를 신속하게 적정온도로 가열 유지함으로써 배지(동식물의 유체)의 발효시간을 단축시킬 수 있는 효과가 발현된다,
본 발명에 따른 기술의 다른 효과로는 가열히터에 의해 기화되는 열매체유를 통해 배양탱크 내부의 온도를 일정하게 유지함으로써 배양탱크 내부의 온도편차를 없애 배지(동식물의 유체)의 발효속도를 일정하게 할 수 있다.
아울러, 본 발명은 배양탱크 내부에 배지를 충진시키커나 배양된 유기액비를 출하시키는 경우 보다 용이하게 충진 및 출하시킬 수 있도록 배지캐리어를 이용함으로써 배지의 충진과 배양된 유기액비의 출하를 보다 용이하게 할 수 있다.

Claims (6)

  1. 내부의 온도를 일정하게 유지시키는 가운데 배지를 발효시켜 세균이나 미생물의 성장을 촉진하는 조절된 환경을 만들어주는 미생물 배양기(100)에 있어서,
    상기 배지의 발효가 이루어지는 일정크기의 배양공간이 형성되어지되 상기 배지를 출입시키는 캐리어 출입문(112)과 상부 일측에 물과 미생물을 투입하는 투입구(114)가 구성된 배양탱크(110);
    상기 배양탱크(110)의 하부에 일체로 구성되어지되 그 내부에는 열매체유가 충진되어 상기 열매체유의 가열에 의해 상기 배양탱크 내부를 가열하는 가열탱크(120);
    상기 가열탱크(120)에 설치되어지되 전원의 인가에 의해 상기 열매체유를 가열 기화시키는 가열히터(130);
    상기 가열탱크(120)의 일측으로부터 상부로 연장 구성되는 압력조절관(140)과 상기 압력조절관(140)의 상부에 팽창 및 수축 가능하게 구성되어지되 상기 열매체유의 기화시 그 팽창되는 압력에 의해 팽창되어 상기 가열탱크(120) 내부의 팽창압력을 흡수 조절하는 한편 자연냉각에 의해 상기 기화된 열매체유의 액화시 점차 수축되어 상기 액화된 열매체유를 상기 가열탱크(120) 내부로 유입되도록 하는 압력조절용 팽창튜브(142) 및 상기 팽창튜브(142)의 일측에 구성되어 규정압력 이상으로 팽창튜브(142)의 팽창시 열려 상기 팽창튜브(142) 내부의 기체를 외기로 배출시키는 에어 벤트(144)로 이루어져 상기 열매체유의 가열 기화시 상기 가열탱크(120) 내부의 팽창압력을 흡수 조절하는 하는 가열탱크 팽창압력 조절수단;
    상기 배양탱크(110) 내부의 온도를 설정온도로 유지시키기 위해 상기 가열히터(130)를 제어하는 배양탱크 온도감지센서(150);
    상기 배양탱크(110)의 내부에 설치되어지되 배지를 충진하여 미생물의 배양이 이루어지도록 하는 배지캐리어(160);
    상기 배양탱크(110) 내부의 양측에 전후의 길이 방향으로 설치된 안내레일(170)과 상기 배지캐리어(160)의 하부 양측에 설치되어 상기 안내레일(170) 상에서 상기 배지캐리어(160)의 구름 이동이 이루어지도록 하는 구름롤러(172)로 이루어져 상기 배양탱크(110)의 내부로부터 배지캐리어(160)를 출입시키는 수단;
    상기 배양탱크(110) 일측에 설치되어 상기 배양탱크(110) 내부의 압력을 사용자가 시각적으로 인식할 수 있도록 하는 압력게이지(180);
    상기 배양탱크(110)의 일측에 설치된 배양된 배양액의 배출이 이루어지는 배양액 배출밸브(190); 및
    상기 가열히터(130), 배양탱크 온도감지센서(150), 압력게이지(180)를 포함한 배양기 전반을 제어하는 제어부(200)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 미생물 고속 배양기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 배양탱크(110) 일측에 설치되어 상기 배지의 발효시 미생물이 분비하는 효소물질에 의해 생성된 발효생성물인 배양액의 레벨(level)을 사용자가 시각적으로 볼 수 있도록 하는 배양액 레벨 게이지(210)가 더 구성된 것을 특징으로 하는 미생물 고속 배양기.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 배양탱크(110) 내부에 배지캐리어(160)를 탑재하지 않고 상기 배양탱크(110) 내부에 상기 배지를 직접투입하여 미생물을 배양시키는 경우 상기 배양탱크(110) 내부에 투입된 배지를 교반시키는 배지교반수단이 더 구성된 것을 특징으로 하는 미생물 고속 배양기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 배지교반수단은 상기 배양탱크(110) 상부 중심부 상에 설치된 교반모터(220); 및
    상기 교반모터(220)의 모터축(222) 상에 연결되는 교반축(230); 및
    상기 교반축(230) 상에 구성되어 상기 배양탱크(110) 내부에 투입된 배지를 교반시키는 교반날개(232)로 이루어진 것을 특징으로 하는 미생물 고속 배양기.
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