KR100985089B1

KR100985089B1 - 미생물 배양장치

Info

Publication number: KR100985089B1
Application number: KR1020100064602A
Authority: KR
Inventors: 정병호
Original assignee: 주식회사 인송지이
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2010-10-11

Abstract

본 발명은 간단한 구조에 의해 미생물 배양탱크내의 미생물배양액을 교반 및 산소공급과 온도관리를 적절하게 할 수 있도록 한 미생물 배양장치에 관한 것으로, 그 구성은 상부에 개폐 가능한 뚜껑이 구비된 미생물배양탱크; 상기 미생물배양탱크의 하부에 마련되어 미생물배양탱크의 하부에 위치한 미생물배양액을 펌핑하는 펌프; 하부에 상기 펌프의 배출구와 연결 설치되는 수직관이 마련되고, 수직관의 상부에는 상부 일부가 횡 방향으로 절곡된 곡관이 마련되며, 상기 수직관의 내경은 곡관의 내경보다 큰 구조로 이루어진 미생물배양액이송파이프; 상기 곡관의 선단에 설치되며 상기 펌프에서 펌핑된 미생물배양액을 미생물배양액의 표면으로 분사하는 미생물배양액분사수단; 상기 수직관의 상부에 그 수직관과 상호 연통되게 횡 방향으로 설치되며, 내부에 입측 부분의 내경이 출측 부분의 내경보다 큰 구조로 이루어진 배양액배출 관이 설치된 미생물배양액교반유도관; 상기 작은 내경을 갖는 출측 부분의 배양액배출 관과 미생물배양액교반유도관의 사이에 종 방향으로 설치되어 공기의 흡입 및 미생물배양액 수면에 형성된 거품을 흡입하여 미생물배양액교반유도관으로 배출하는 공기흡입관으로 이루어진다.

Description

미생물 배양장치{Apparatus for cultivating microorganism}

본 발명은 미생물 배양장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 구조에 의해 미생물 배양탱크내의 미생물배양액을 교반 및 산소공급과 온도관리를 적절하게 할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 미생물은 수질정화는 물론 철과 같은 금속이나 식품의 산화를 방지하기 위한 용도 그리고 가축의 분뇨, 생활하수, 각종 폐기물 등의 오염물질을 분해하여 정화시키는데 사용되고 있다.

상기와 같은 오염물질을 분해하기 위한 방법으로 유용 미생물을 이용하면 2차 오염물질 배출 등의 부작용을 방지하면서 상기 물질들을 용이하게 분해시켜 수질 및 토양을 개선할 수 있게 된다.

따라서 근래에는 미생물의 수요가 급증하고 있으며, 이러한 수요를 충족시키기 위해 미생물을 인위적으로 대량 생산하기 위한 장치 및 방법들이 많이 개발되고 있다.

그 일예로 물탱크와 같은 형태로 된 배양탱크 내에 미생물이 혼합된 배양액을 투입한 후 배양액을 교반시키면서 미생물을 배양시키는 장치가 알려져 있다.

상기와 같이 물탱크와 같은 형태로 된 배양탱크 내에 미생물이 혼합된 배양액을 투입한 후 배양액을 교반시키면서 미생물을 배양시키는 장치는 예를 들어 여러 개의 배양탱크에 배양액을 투입하여 대량생산을 하는 경우 각각의 배양탱크 마다 배양액을 교반시키기 위한 교반날개와 이의 구동을 위한 구동 모터 및 미생물 배양에 필수적으로 필요한 산소공급, 그리고 미생물 배양에 필요한 온도 조건을 충족시키기 위한 장치 등이 미생물 배양탱크에 설치되어야 하기 때문에 미생물 배양탱크의 구조가 복잡해지고 설치비용이 많이 드는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로 그 목적은 간단한 구조에 의해 미생물 배양탱크내의 미생물배양액을 교반함은 물론, 산소공급과 온도관리를 효과적으로 할 수 있도록 한 미생물 배양장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제 해결 수단은 상부에 개폐 가능한 뚜껑(11)이 구비된 미생물배양탱크(10); 상기 미생물배양탱크의 하부에 마련되어 미생물배양탱크의 하부에 위치한 미생물배양액을 펌핑하는 펌프(20); 하부에 상기 펌프의 배출구와 연결 설치되는 수직관(31)이 마련되고, 수직관의 상부에는 상부 일부가 횡 방향으로 절곡된 곡관(32)이 마련되며, 상기 수직관의 내경은 곡관(32)의 내경보다 큰 구조로 이루어진 미생물배양액이송파이프(30); 상기 곡관의 선단에 설치되며 상기 펌프에서 펌핑 된 미생물배양액을 미생물배양액의 표면으로 분사하는 미생물배양액분사수단(40); 상기 수직관의 상부에 그 수직관과 상호 연통되게 횡 방향으로 설치되며, 내부에 입측 부분의 내경이 출측 부분의 내경보다 큰 구조로 이루어진 배양액배출 관(51)이 설치된 미생물배양액교반유도관(50); 상기 작은 내경을 갖는 출측 부분의 배양액배출 관과 미생물배양액교반유도관의 사이에 종 방향으로 설치되어 공기의 흡입 및 미생물배양액 수면에 형성된 거품을 흡입하여 미생물배양액교반유도관으로 배출하는 공기흡입관(60)으로 이루어진다.

그리고 상기 곡관(32)의 내경은 수직관(31)의 내경보다 1/2 ∼ 1/3 작고, 상기 배양액배출 관(51)의 출측 부분(51b) 내경은 입측 부분(51b) 내경보다 1/2 ∼ 3/4 작게 형성된다.

또 상기 제1실시예의 미생물배양액분사수단(40)은 곡관(32)의 선단이 하향하도록 절곡되고, 그 하향하도록 절곡된 곡관의 선단 하부에는 중앙에서 외곽으로 하향 경사진 경사면(41a)이 형성된 원판(42)이 고정부재(41)를 매개로 상기 곡관의 선단과 상호 연결 설치되며, 상기 제2실시예의 미생물배양액분사수단(40)은 곡관(32)의 선단이 하향하도록 절곡되고, 그 하향하도록 절곡된 곡관의 선단에 스프링클러(43)가 설치되며, 상기 제3실시예의 미생물배양액분사수단(40)은 곡관(32)의 선단이 하향하도록 절곡되고, 그 하향하도록 절곡된 곡관의 선단에 상기 곡관과 연통되도록 중앙에 미생물배양액공급로(44a)가 형성되며, 상기 미생물배양액공급로의 하단에는 360˚ 방향으로 미생물배양액이 분사되는 미생물분사구(44b)가 형성된 노즐(44)이 설치된 것으로 이루어진다.

또 상기 공기흡입관(60)의 상부에는 미생물배양액이송파이프를 고정하기 위한 고정부재(70)가 연결 설치된 것으로 이루어진다.

상기와 같은 본 발명은 종래 미생물 배양탱크에서 미생물을 배양하는 미생물배양장치의 구조적인 문제점과 설비비용상의 문제점을 해소할 수 있는 구조의 미생물 배양장치를 개발함으로써 미생물 배양장치의 제조원가 절감은 물론, 미생물 배양을 효과적으로 대량 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 미생물배양장치를 개략적으로 설명하기 위한 구성도,
도 2는 본 발명의 미생물배양장치 요부발췌 사시도,
도 3은 본 발명의 미생물배양장치에서 미생물배양액교반유도관의 발췌 확대 단면도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 미생물배양장치에서 미생물배양액분사수단의 제1실시예를 나타낸 사시도 및 단면도,
도 5는 본 발명의 미생물배양장치에서 미생물배양액분사수단 제2실시에를 나타낸 사시도,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 미생물배양장치에서 미생물배양액분사수단의 제3실시예를 나타낸 사시도 및 단면도,

본 발명은 먼저 도1 및 도2에 나타낸 바와 같이 상부에 개폐 가능한 뚜껑(11)이 구비된 미생물배양탱크(10)가 설치되는데, 그 미생물배양탱크(10)의 재질은 미생물 배양액의 수압에 견딜 수 있는 것이면 모두 가능하고, 필요에 따라서는 미생물배양탱크(10)의 외부에 보온단열재를 설치하여 사용해도 된다. 단 상기 보온단열재를 설치하는 경우에는 주로 동절기 등이며, 그 이유는 미생물배양탱크(10)내에 수용된 미생물배양액의 온도를 관리하기 위함이다.

상기와 같은 미생물배양탱크(10)의 하부에는 미생물배양탱크(10)의 하부에 위치한 미생물배양액을 펌핑하는 펌프(20)가 하기에서 설명되는 미생물배양액이송파이프(30)의 수직관(31) 하단과 연결 설치된다.

상기 펌프(20)를 미생물배양탱크(10)의 하부에 위치하게 하는 이유는 미생물배양탱크(10)의 하부에 위치한 미생물배양액을 미생물배양액이송파이프(30)로 펌핑하여 미생물배양탱크(10)의 상부 및 중간부분에 재공급함으로써 미생물배양액의 용존산소농도를 높임은 물론, 용존산소농도를 균일하게 유지시키고, 그와 아울러 미생물배양액의 교반 및 순환을 유도하기 위함이다.

또한 상기 하단에 펌프(20)가 설치된 미생물배양액이송파이프(30)는 하부는 수직관(31)으로 이루어지고, 그 수직관(31)의 상부는 수직관(31)의 내경보다 작은 내경을 갖으며 상부 일부가 횡 방향으로 절곡되고 그 절곡된 선단에 미생물배양액분사수단(40)이 설치된 곡관(32)이 상기 수직관(31)과 상호 연통되며 일체로 연결 설치된다.

따라서 상기 펌프(20)에서 펌핑 된 미생물배양탱크(10) 내의 미생물배양액은 도3에 나타낸 바와 같이 미생물배양액이송파이프(30)를 통하여 미생물배양액분사수단(40)과 미생물배양액교반유도관(50)으로 각각 배출되는 것이다.

이때 상기 미생물배양액이 미생물배양액이송파이프(30)로 진행하면서 미생물배양액분사수단(40)과 미생물배양액교반유도관(50)으로 각각 분리 배출되는 원리는 내경이 큰 수직관(31)의 상단과 내경이 작은 곡관(32)의 하단과의 상호 연결되는 부분에 정체 압이 발생하여 일부는 곡관(32)을 통하여 미생물배양액분사수단(40)으로 배출되고, 나머지 일부는 배양액배출 관(51)과 미생물배양액교반유도관(50)을 통하여 배출되는 것이다.

상기 수직관(31)의 내경과 곡관(32) 내경 간의 크기 비는 곡관(32)의 내경이 수직관(31)의 내경보다 1/2 ∼ 1/3 작은 것을 사용함이 바람직하다. 그 이유는 미생물배양액분사수단(40)으로 분사되는 수압과, 배양액배출 관(51)과 미생물배양액교반유도관(50)을 통하여 배출되는 수압을 목적하는 수압으로 유지하기 위해서이다.

또 상기 미생물배양액교반유도관(50)의 내부에는 수직관(31)과 상호 연통되게 배양액배출 관(51)이 횡 방향으로 설치되는데, 그 배양액배출 관(51)은 입측 부분(51a)(수직관(31)과 근접한 위치에 있는 부분)의 내경이 출측 부분(51b)(미생물배양액교반유도관(50)의 출구를 향하는 부분)의 내경보다 큰 내경 구조를 가진 배양액배출 관(51)이 설치된다.

상기 배양액배출 관(51)에 있어 출측 부분(51b)의 내경이 입측 부분(51a)의 내경보다 작은 내경 구조를 가지게 하는 이유는 배양액배출 관(51)의 출측으로 배출되는 미생물배양액의 배출 압이 미생물배양액교반유도관(50)에 수용된 미생물배양액의 압(미생물배양탱크의 수압)보다 강하게 하여 상기 배양액배출 관(51)에서 배출되는 미생물배양액이 미생물배양탱크로 용이하게 배출되게 함으로써, 상기 미생물배양액교반유도관(50)에 흡입력을 발생시켜 공기흡입관(60)으로 그 흡입력이 전달되어 미생물배양탱크(10) 상부에 위치한 에어(산소) 및 거품을 흡입하여 미생물배양탱크(10)의 미생물배양액에 공급하기 위함이다.

상기와 같이하면 미생물배양탱크(10) 내의 미생물배양액 상부에 발생하는 거품을 제거할 수 있음은 물론, 상기 미생물배양탱크(10) 내의 미생물배양액에 산소공급을 원활하게 함으로써 미생물 배양을 촉진시키게 되는 것이다.

또한 미생물 배양에 필요한 상기 미생물배양탱크(10) 내의 미생물배양액 온도유지는 미생물배양탱크(10) 내의 미생물배양액이 펌프(20), 미생물배양액이송파이프(30), 배양액배출 관(51), 미생물배양액교반유도관(50)을 따라 계속 순환되기 때문에 그 순환도중 상기 펌프(20)에서 발생하는 열과 미생물배양액이송파이프(30) 및 배양액배출 관(51) 그리고 미생물배양액교반유도관(50)과의 마찰열에 의해 별도의 미생물배양액 온도유지 장치가 필요 없이도 미생물 배양에 필요한 미생물 배양 온도는 자동으로 유지되게 되는 것이다.

상기 배양액배출 관(51)에서 출측 부분(51b)의 내경이 입측 부분(51a)의 내경보다 1/2 ∼ 3/4 작은 것을 사용함이 바람직한데 그 이유는 배양액배출 관(51)의 출측으로 배출되는 미생물배양액의 압을 강하게 하여 미생물배양액교반유도관(50)의 흡입력을 높임으로써 공기흡입관(60)의 흡입력을 높이기 위함이다.

한편 상기 미생물배양탱크(10)의 외부는 동절기 등에는 보온을 위하여 별도의 보온재를 사용하여 보온할 수 있도록 함이 바람직하다.

또한 상기 미생물배양액분사수단(40)을 통하여 펌프(20)에서 펌핑되는 미생물배양액을 미생물배양액의 표면으로 분사하는 이유는 미생물배양탱크(10) 상부에 있는 에어(산소)의 용존 율을 높이기 위함이고, 또 미생물배양액의 표면에 발생하는 거품을 방지하도록 하기 위함이다.

상기 미생물배양액분사수단(40)의 제1실시예 형태는 도4a 및 도4b에 나타낸 바와 같이 곡관(32)의 선단을 하향하도록 절곡시키고, 그 하향하도록 절곡된 곡관(32)의 선단 하부에 표면의 중앙에서 원주방향 외곽으로 하향 경사진 경사면(41a)이 형성된 원판(42)을 고정부재(41)를 이용하여 고정 설치한 것이다.

이와 같은 형태는 곡관(32)의 선단으로 배출되는 미생물배양액이 소정의 압을 가지고 있기 때문에 상기 미생물배양액이 원판(42)의 중앙부로 토출됨과 동시에 경사면을 따라 360˚ 방향으로 분사되면서 미생물배양탱크(10) 상부에 있는 에어(산소)의 용존 율을 높이고, 그와 아울러 미생물배양액의 표면에 발생하는 거품을 방지하게 되는 것이다.

또 상기 미생물배양액분사수단(40)의 제2실시예 형태는 도5에 나타낸 바와 같이 곡관(32)의 선단을 하향하도록 절곡시키고, 그 하향하도록 절곡된 곡관(32)의 선단에 스프링클러(43)를 설치하여 상기 스프링클러(43)에서 360˚ 방향으로 미생물배양액을 분사함으로써 미생물배양탱크(10) 상부에 있는 에어(산소)의 용존 율을 높이고, 그와 아울러 미생물배양액의 표면에 발생하는 거품을 방지하게 되는 것이다.

또 상기 미생물배양액분사수단(40)의 제3실시예 형태는 도6a 및 도6b에 나타낸 바와 같이 곡관(32)의 선단을 하향하도록 절곡시키고, 그 하향하도록 절곡된 곡관(32)의 선단에 상기 곡관과 연통되도록 중앙에 미생물배양액공급로(44a)가 형성되며, 상기 미생물배양액공급로의 하단에는 360˚ 방향으로 미생물배양액이 분사되는 미생물배양액분사구(44b)가 형성된 노즐(44)을 설치하여 된 것이다.

상기와 같은 형태는 곡관(32)의 선단으로 배출되는 미생물배양액이 소정의 압을 가지고 있기 때문에 상기 미생물배양액이 노즐(44)의 미생물배양액공급로(44a)를 통하여 미생물배양액분사구(44b)로 360˚ 분사되기 때문에 미생물배양탱크(10) 상부에 있는 에어(산소)의 용존 율을 높이고, 그와 아울러 미생물배양액의 표면에 발생하는 거품을 방지하게 되는 것이다.

한편 본 발명은 공기흡입관(60)의 상부에 미생물배양액이송파이프(30)를 고정하기 위한 고정부재(70)를 설치하는 이유는 미생물배양액이송파이프(30) 및 펌프(20)를 유동 없이 안전하고 견고하게 미생물배양탱크(10) 내부에 고정하기 위한 것으로 상기 공기흡입관(60)은 미생물배양탱크(10)의 선택된 곳에 결합부재를 이용하여 견고하게 고정된다.

이상과 같은 본 발명의 미생물배양장치는 간단한 구조에 의해 미생물의 배양을 효과적으로 할 수 있으며 그와 아울러 미생물 배양 비용이 적고 대량 생산이 가능한 장점이 있다.

10 : 미생물배양탱크 11 : 뚜껑
20 : 펌프 30 : 미생물배양액이송파이프
31 : 수직관 32 : 곡관
40 : 미생물배양액분사수단 41.70 : 고정부재
41a : 경사면 42 : 원판
43 : 스프링클러 44 : 노즐
44a : 미생물배양액공급로 44b : 미생물배양액분사구
50 : 미생물배양액교반유도관 51 : 배양액배출 관
60 : 공기흡입관

Claims

상부에 개폐 가능한 뚜껑(11)이 구비된 미생물배양탱크(10);
상기 미생물배양탱크의 하부에 마련되어 미생물배양탱크의 하부에 위치한 미생물배양액을 펌핑하는 펌프(20);
하부에 상기 펌프의 배출구와 연결 설치되는 수직관(31)이 마련되고, 수직관의 상부에는 상부 일부가 횡 방향으로 절곡된 곡관(32)이 마련되며, 상기 수직관의 내경은 곡관(32)의 내경보다 큰 구조로 이루어진 미생물배양액이송파이프(30);
상기 곡관의 선단에 설치되며 상기 펌프에서 펌핑된 미생물배양액을 미생물배양액의 표면으로 분사하는 미생물배양액분사수단(40);
상기 수직관의 상부에 그 수직관과 상호 연통되게 횡 방향으로 설치되며, 내부에 입측 부분의 내경이 출측 부분의 내경보다 큰 구조로 이루어진 배양액배출 관(51)이 설치된 미생물배양액교반유도관(50);
상기 작은 내경을 갖는 출측 부분의 배양액배출 관과 미생물배양액교반유도관의 사이에 종 방향으로 설치되어 공기의 흡입 및 미생물배양액 수면에 형성된 거품을 흡입하여 미생물배양액교반유도관으로 배출하는 공기흡입관(60)으로 구성된 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치
제1항에 있어서, 상기 곡관(32)의 내경은 수직관(31)의 내경보다 1/2 ∼ 1/3 작은 것임을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제1항에 있어서, 상기 배양액배출 관(51)의 출측 부분(51b) 내경은 입측 부분(51b) 내경보다 1/2 ∼ 3/4 작은 것임을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제1항에 있어서, 상기 미생물배양액분사수단(40)은 곡관(32)의 선단이 하향하도록 절곡되고, 그 하향하도록 절곡된 곡관의 선단 하부에는 중앙에서 외곽으로 하향 경사진 경사면(41a)이 형성된 원판(42)이 고정부재(41)를 매개로 상기 곡관의 선단과 상호 연결 설치하여 된 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제1항에 있어서, 상기 미생물배양액분사수단(40)은 곡관(32)의 선단이 하향하도록 절곡되고, 그 하향하도록 절곡된 곡관의 선단에 스프링클러(43)가 설치된 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제1항에 있어서, 상기 미생물배양액분사수단(40)은 곡관(32)의 선단이 하향하도록 절곡되고, 그 하향하도록 절곡된 곡관의 선단에 상기 곡관과 연통되도록 중앙에 미생물배양액공급로(44a)가 형성되며, 상기 미생물배양액공급로의 하단에는 360˚ 방향으로 미생물배양액이 분사되는 미생물분사구(44b)가 형성된 노즐(44)이 설치된 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제1항에 있어서, 상기 공기흡입관(60)의 상부에는 미생물배양액이송파이프를 고정하기 위한 고정부재(70)가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.