KR101043583B1 - Photobioreactor having baffles integrally provided with internal light source for high density cultivation of microalgae - Google Patents

Photobioreactor having baffles integrally provided with internal light source for high density cultivation of microalgae Download PDF

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양지원
김철웅
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Abstract

PURPOSE: A photobioreactor with a baffle and internal light source integrally mounted is provided to improve light supply, gas delivery, strain stirring efficiency. CONSTITUTION: A photobioreactor(100) for high concentrate culture of microalgae comprises: a reaction container(104) having a culture medium inlet part(154) at the upper portion and a gas discharge part(156) and culture medium outlet part(158) at the lower portion; a diffuser(136) for supplying microbubble at the lower portion of the reaction container; and one or more baffles(112,144,146,148,150,152) having the internal light source using LED.

Description

미세조류 고농도 배양을 위하여 내부광원이 일체로 설치된 분산판을 가지는 광생물반응기{Photobioreactor having baffles integrally provided with internal light source for high density cultivation of microalgae}Photobioreactor having baffles integrally provided with internal light source for high density cultivation of microalgae

본 발명은 미세조류의 고농도 배양을 위한 광생물반응기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광이용효율 향상을 위한 LED(Light Emitting Diode)로 이루어진 내부 광원과 기체 및 미세조류 바이오매스의 교반효율 향상을 위한 분산판(Baffle)이 일체형으로 이루어져 미세조류 배양효율을 극대화시킨 광생물반응기에 관한 것이다.
The present invention relates to a photobioreactor for high concentration culture of microalgae, and more particularly, to improve agitation efficiency of gas and microalgal biomass with an internal light source consisting of a light emitting diode (LED) for improving light utilization efficiency. Dispersion plate (Baffle) is made in one piece relates to a photobioreactor maximizing microalgal culture efficiency.

최근 지구온난화 문제를 해결하기 위한 국제적 노력이 가속화되고 있다. 이러한 노력의 결실 가운데, CO2 저감을 위한 CCS(Carbon Capture & Storage) 기술 중 대표적이라 할 수 있는 화학적 흡수제를 이용한 아민공정은 반응속도는 빠르지만, 경제성이 떨어지며 다량의 폐수가 발생한다는 문제점이 있다.Recently, international efforts to solve the problem of global warming are accelerating. Among these efforts, the amine process using a chemical absorbent, which is one of the CCS (Carbon Capture & Storage) technologies for reducing CO 2 , has a problem that the reaction rate is fast but the economic efficiency is low and a large amount of waste water is generated. .

또한, 석유자원의 고갈로 원유가의 지속적 상승이 예상됨에 따라 이를 대체하기 위한 신재생에너지로서 바이오연료가 각광받고 있는 상황이다. 3세대 바이오매스인 미세조류는 CO2의 생물학적 고정화 및 유기성 폐수의 처리가 가능할 뿐만 아니라 바이오매스를 이용하여 바이오디젤 등의 바이오연료 이외에도 사료, 의약품 등의 고부가 물질을 생산할 수 있어 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.In addition, as the oil price is expected to continue rising due to exhaustion of petroleum resources, biofuel is in the spotlight as a renewable energy to replace it. Microalgae, the third generation biomass, can not only biologically immobilize CO 2 and treat organic wastewater, but also use biomass to produce high value-added substances such as feed and pharmaceuticals, in addition to biofuels such as biodiesel. Is going on.

미세조류를 이용한 생물학적 CO2 고정화 및 바이오디젤 생산을 위해서는 미세조류의 고농도 배양이 가장 중요한 문제이다. 미세조류 배양 방법은 크게 연못형 옥외 배양 시스템(open pond system)과 광생물반응기(photobioreactor)로 나눌 수 있다. 연못형 배양 시스템은 초기 시설 투자비가 적게 들지만, 유입하는 CO2의 대부분이 대기 중으로 손실되고 빛의 효과적인 내부 전달이 어려워 미세조류의 광합성 효율이 떨어지며, 외부 미생물에 의한 오염 등의 문제로 인해 미세조류의 고농도 배양이 어렵다. 또한 대량 배양 시 넓은 면적의 토지가 필요하여 국토가 협소한 우리나라 실정에는 적합하지 않다.High concentration culture of microalgae is the most important issue for biological CO 2 immobilization and biodiesel production using microalgae. Microalgae cultivation methods can be largely divided into an open pond system and a photobioreactor. Pond-type cultivation systems require a small initial investment, but most of the incoming CO 2 is lost to the atmosphere and difficult for efficient internal transmission of light, resulting in poor photosynthetic efficiency of microalgae and microalgae due to contamination by external microorganisms. High concentration culture is difficult. In addition, large areas of land are required for mass cultivation, which is not suitable for the situation in Korea where the land is narrow.

반면, 광생물반응기는 비록 초기 비용이 상대적으로 많이 필요하나, 닫힌 시스템이기 때문에 외부 미생물에 의한 오염 문제가 없고, 반응기의 운전조건 조절이 용이할 뿐만 아니라 미세조류의 고농도 배양이 가능하다. 이러한 광생물반응기는 그 형태에 따라 관형 반응기(Tubular reactor), 평판형 반응기(Flat plate reactor), 원통형 반응기(Column reactor) 등으로 구분할 수 있다. 이중에서 미세조류의 대량 배양을 위한 대규모화(scale-up)가 가장 용이한 것은 원통형 반응기이다.On the other hand, although the photobioreactor requires a relatively high initial cost, since it is a closed system, there is no problem of contamination by external microorganisms, and it is possible to easily control the operating conditions of the reactor and to cultivate a high concentration of microalgae. The photobioreactor may be classified into a tubular reactor, a flat plate reactor, a cylindrical reactor, and the like according to its form. Among them, the most easily scale-up for mass cultivation of microalgae is a cylindrical reactor.

하지만, 원통형 반응기를 포함한 모든 광생물반응기는 대규모화 시킬 경우에, 반응기 표면 쪽의 균주는 외부 광원으로부터 빛을 충분히 공급받을 수 있지만, 반응기 내부 쪽에서는 균주끼리 서로 외부에서 조사되는 빛을 차단하는 상호 가리움 효과(Mutual shading effect) 때문에 광합성 효율 및 성장 속도가 저감되는 문제가 있다. However, when all photobioreactors including cylindrical reactors are scaled up, the strains on the surface of the reactor can be sufficiently supplied with light from an external light source, but on the inside of the reactors, the strains block the light irradiated from the outside. Due to the mutual shading effect, there is a problem in that photosynthetic efficiency and growth rate are reduced.

실험실 규모의 작은 광생물반응기에서는 빛의 투과거리가 짧기 때문에 외부 광원을 이용하여도 반응기 내부까지 빛이 충분히 전달될 수 있다. 하지만, 일정량 이상 반응기 규모가 커지면(예를 들어, 원통형 반응기의 경우 직경이 20㎝ 이상으로 커질 경우) 외부광원만으로는 반응기 내부까지의 투과하여 미세조류의 광합성 효율을 충분히 얻을 수 있을 만큼의 빛을 공급할 수가 없다. 따라서, 이를 극복하기 위한 방법의 일환으로 내부 광원을 이용한 광생물반응기가 연구되고 있지만, 형광등 등의 광원을 사용할 경우 열이 발생하여 미세조류의 생장을 저해하고, 반응기의 구조가 복잡해져서 반응기 내의 가스 전달 및 교반이 원활히 이루어지지 않는 문제점이 있다.
In the small laboratory scale photobioreactor, the light transmission distance is short, so that light can be sufficiently transmitted to the inside of the reactor using an external light source. However, if the reactor size is increased by a certain amount or more (for example, when the diameter of the cylindrical reactor is larger than 20 cm), the external light source alone can penetrate the inside of the reactor to supply enough light to obtain the photosynthetic efficiency of the microalgae. I can't. Therefore, a photobioreactor using an internal light source has been studied as part of a method for overcoming this problem. However, when a light source such as a fluorescent light is used, heat is generated to inhibit the growth of microalgae, and the structure of the reactor is complicated, so that the gas in the reactor is complicated. There is a problem that the delivery and stirring is not made smoothly.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 미세조류의 고농도 대량 배양을 위해 대규모화한 광생물반응기에서 발생할 수 있는 빛의 비효율적 전달, 광원에서의 열 발생, 반응기 내 가스 전달 및 교반의 비효율성 문제 등을 해결할 수 있는 미세조류의 고농도 배양을 위한 광생물반응기를 제공하는 데에 있다. 좀 더 상술하면, 상기 미세조류의 고농도 배양을 위한 광생물반응기는 반응기 내부의 균주까지 빛을 효율적으로 전달하고 광원으로부터 열이 발생하지 않으며, 효율적인 가스 전달 및 교반 등을 통해 균주의 광합성 효율 및 성장속도를 향상시킬 수 있다.
An object of the present invention devised to solve the above problems is the inefficient transfer of light that can occur in a large scale photobioreactor for high concentration mass cultivation of microalgae, heat generation from a light source, gas transfer and agitation in a reactor The present invention provides a photobioreactor for high concentration culture of microalgae that can solve inefficiency problems. In more detail, the photobioreactor for the high concentration culture of the microalgae efficiently transmits light to the strain inside the reactor and does not generate heat from the light source, and photosynthetic efficiency and growth of the strain through efficient gas transfer and agitation, etc. Can improve speed.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 미세조류가 성장할 수 있도록 내부에 공간을 가지고, 상부에 배양액 유입부 및 가스배출부가 형성되며, 하부에 배양액 유출부가 형성되는 반응용기; 상기 반응용기의 하부에서 마이크로버블을 공급하는 디퓨저; 및 상기 디퓨저의 상측으로 배치되는 LED를 이용한 내부광원이 설치된 하나 이상의 분산판을 포함하는 미세조류의 고농도 배양을 위한 광생물반응기이다.The present invention for achieving the above object, the microalgae have a space therein to grow, the culture medium inlet and the gas discharge portion is formed on the top, the culture vessel outlet is formed in the lower portion; A diffuser for supplying microbubbles at the bottom of the reaction vessel; And it is a photobioreactor for high concentration culture of microalgae comprising at least one dispersion plate installed with an internal light source using an LED disposed above the diffuser.

상기 디퓨저에는 외부로부터 공기와 이산화탄소가 혼합되어 공급되는 것을 특징으로 한다.The diffuser is characterized in that the air and carbon dioxide is mixed and supplied from the outside.

또, 상기 디퓨저의 상측으로 여과부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the filter member is characterized in that the upper side of the diffuser is installed.

또, 상기 분산판은, 상기 반응용기에 설치되는 설치빔이 끼워지도록 중심에 장착홀이 형성되고, 일부에 보드설치홀이 형성되며, 상기 보드설치홀의 주위로 배양액이 유통할 수 있는 복수의 유통홀이 형성되는 판재; 상기 보드설치홀에 삽입설치되고 상하로 LED가 장착되는 LED보드; 및 상기 LED보드가 수밀상태를 유지하도록 상기 보드설치홀의 상하측에 장착되는 투광커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the distribution plate, the mounting hole is formed in the center so that the installation beam is installed in the reaction vessel, the board mounting hole is formed in a portion, a plurality of distribution that the culture medium can be distributed around the board mounting hole Plate formed with holes; An LED board inserted into the board installation hole and mounted with an LED up and down; And a floodlight cover mounted on the upper and lower sides of the board installation hole to maintain the watertight state of the LED board.

또, 2이상의 분산판이 상기 설치빔에 설치될 경우, 서로 인접하는 분산판은 상기 설치빔을 회전중심으로 하여 위상각이 다른 것을 특징으로 한다.In addition, when two or more distribution plates are installed in the installation beam, the distribution plates adjacent to each other have different phase angles using the installation beam as the center of rotation.

또, 상기 설치빔은 회전구동부에 의해 회전되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the installation beam is characterized in that rotated by the rotary drive.

본 발명을 통해 반응기의 종류나 규격과 무관하게 빛의 공급, 가스 전달, 균주 교반에 있어 많은 효율 향상이 기대되며, 이를 통해 미세조류의 고농도 대량 배양을 가능하게 하는 효과가 있다. 또한, LED를 내부 광원으로 이용했기 때문에 태양광 등의 자연 광원을 이용할 수 있어 기존의 광생물반응기 보다 경제적인 미세조류 배양이 가능하다.
Regardless of the type or specification of the reactor through the present invention, a lot of efficiency improvements are expected in the supply of light, gas delivery, and strain agitation, thereby enabling high concentration mass culture of microalgae. In addition, since the LED is used as an internal light source, it is possible to use natural light sources such as sunlight, so that it is more economical microalgal culture than the conventional photobioreactor.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세조류 고농도 배양을 위하여 내부광원이 일체로 설치된 분산판을 가지는 광생물반응기의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 내부광원이 일체화된 분산판의 평면도이다.
도 3은 도 1의 여과부재의 평면도이다.
도 4는 도 1의 내부광원이 일체화된 분산판의 분해사시도이다.
도 5는 도 1의 내부광원이 일체화된 분산판의 분해된 평면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an optical bioreactor having a dispersion plate in which an internal light source is integrally installed for high concentration of microalgae according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a dispersion plate in which the internal light source of FIG. 1 is integrated.
3 is a plan view of the filtration member of FIG.
4 is an exploded perspective view of a dispersion plate in which the internal light source of FIG. 1 is integrated.
5 is an exploded plan view of a dispersion plate in which the internal light source of FIG. 1 is integrated.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.

본 발명의 가장 큰 특징은 광원인 LED와 분산판을 일체형으로 디자인하여 빛 전달 효율 향상과 가스 전달 및 교반 효율 향상을 동시에 도모하여 상대적으로 더욱 우수한 미세조류의 성장효율을 얻을 수 있다는 점이다. The biggest feature of the present invention is that by designing the LED and the dispersion plate as a light source integrally, it is possible to improve the light transmission efficiency and the gas delivery and the stirring efficiency at the same time to obtain a relatively better microalgae growth efficiency.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미세조류 고농도 배양을 위하여 내부광원이 일체로 설치된 분산판을 가지는 광생물반응기(100)는, 미세조류가 성장할 수 있도록 내부에 공간을 가지고 상부에 배양액 유입부(154) 및 가스배출부(156)가 형성되며 하부에 배양액 유출부(158)가 형성되는 반응용기(104)와, 상기 반응용기(104)의 하부에서 마이크로버블을 공급하는 디퓨저(136)와, 상기 디퓨저(136)의 상측으로 배치되는 LED(124)를 이용한 내부광원이 설치된 하나 이상의 분산판(112,144,146,148,150,152)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the photobioreactor 100 having a dispersion plate in which an internal light source is integrally installed for high concentration microalgae culture according to an embodiment of the present invention has a space therein so that the microalgae can grow. A culture vessel inlet 154 and a gas outlet 156 are formed in the upper portion, and a culture vessel outlet 158 is formed in the lower portion, and a microbubble is supplied from the lower portion of the reaction vessel 104. It comprises a diffuser 136 and one or more dispersion plates 112, 144, 146, 148, 150 and 152 provided with an internal light source using the LED 124 disposed above the diffuser 136.

상기 반응용기(104)는 통상의 관체이며, 상기 반응용기(104)의 상부는 캡플랜지(106)에 의하여 폐쇄된다. The reaction vessel 104 is a conventional tube, the upper portion of the reaction vessel 104 is closed by a cap flange 106.

상기 반응용기(104)의 상부에는 배양액 유입부(154)가 설치되며, 상기 배양액 유입부(154)는 도시되지 않은 배양액 공급원과 연결된다. 그리고, 상기 반응용기(104)의 상부에는 상기 반응용기(104) 내부로 공급되는 가스 및 광생물의 호흡에서 발생되는 가스를 배출하기 위한 가스배출부(156)가 형성된다.The culture medium inlet 154 is installed on the upper portion of the reaction vessel 104, the culture medium inlet 154 is connected to the culture medium source not shown. In addition, a gas discharge part 156 is formed at an upper portion of the reaction vessel 104 to discharge the gas supplied into the reaction vessel 104 and the gas generated from the breath of the photo organism.

그리고, 상기 반응용기(104)의 하부에는 배양액 유출부(158)가 설치되어서, 미세조류가 함유된 배양액을 외부로 유출시킬 수 있다.In addition, the culture medium outlet 158 is installed at the lower portion of the reaction vessel 104 to allow the culture medium containing the microalgae to flow out.

상기 디퓨저(136)에는 공기공급부(138)와 이산화탄소공급부(140)로부터 공급받는 공기와 이산화탄소가 혼합되어 공급된다. 상기 혼합가스의 양은 가스공급밸브(142)에 의해 조절된다.The diffuser 136 is supplied with a mixture of air and carbon dioxide supplied from the air supply unit 138 and the carbon dioxide supply unit 140. The amount of the mixed gas is controlled by the gas supply valve 142.

또, 상기 디퓨저(136)의 상측으로 여과부재(130)가 설치되어서, 상기 배양액 유출부(158) 쪽으로 협잡물이 배양액과 함께 유출되지 않도록 한다. 상기 여과부재(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 반응용기(104)의 내부 단면과 대응되는 형상을 가지는 필터프레임(134)과, 상기 필터프레임(134)에 설치되는 필터(132)로 이루어진다.In addition, the filtration member 130 is installed above the diffuser 136, so that the contaminants do not flow out along with the culture solution toward the culture solution outlet 158. As shown in FIG. 3, the filtration member 130 has a filter frame 134 having a shape corresponding to an inner cross section of the reaction vessel 104, and a filter 132 installed at the filter frame 134. Is made of.

상기 분산판(112,144,146,148,150,152)은 상기 반응용기(104)의 내부공간을 상기 반응용기(104)의 길이방향에 대하여 수직한 방향으로 가로막도록 설치된다. 상기 분산판(112,144,146,148,150,152)은 상기 반응용기(104) 내부로의 효율적인 빛 전달과 가스 전달, 교반을 가능하게 하며, 상기 반응용기(104)에 설치되는 설치빔(110)에 복수개가 일정간격으로 설치된다.The distribution plates 112, 144, 146, 148, 150, and 152 are installed to block the internal space of the reaction vessel 104 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the reaction vessel 104. The distribution plates 112, 144, 146, 148, 150, and 152 enable efficient light transmission, gas transfer, and agitation into the reaction vessel 104, and a plurality of distribution plates 112 are installed at predetermined intervals in the installation beam 110 installed in the reaction vessel 104. do.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 분산판(112,144,146,148,150,152)의 중심에는 상기 설치빔(110)에 끼워지도록 장착홀(120)이 형성된다. 상기 분산판(112,144,146,148,150,152)은 상기 반응용기(104)의 내부 단면형상에 대응하는 형상을 가지는 판재(114)와, 상기 판재(114)에 설치되는 LED보드(122)를 포함하여 이루어진다. 상기 판재(114)에는 일부에, 특히 본 발명의 실시예에서는 절반에 해당하는 영역에 보드설치홀(118)이 형성되고, 나머지 잔부에 배양액이 유통할 수 있는 복수의 유통홀(116)이 형성된다. 이러한 유통홀(116)의 존재로 인해, 상기 디퓨저(136)에 의해 제공되는 가스 버블들이 상기 유통홀(116)에 부딪치면서 더욱 작은 크기의 버블로 쪼개지면서 이산화탄소의 전달 효율을 향상시키고 미세조류 균주의 교반도 원활히 일어날 수 있도록 할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 2, a mounting hole 120 is formed at the center of the distribution plates 112, 144, 146, 148, 150, and 152 so as to be fitted to the installation beam 110. The distribution plates 112, 144, 146, 148, 150, and 152 may include a plate member 114 having a shape corresponding to an internal cross-sectional shape of the reaction vessel 104, and an LED board 122 installed on the plate member 114. In the plate 114, a board installation hole 118 is formed in a portion, particularly in an area corresponding to half in the embodiment of the present invention, and a plurality of distribution holes 116 through which the culture solution can be distributed in the remainder. do. Due to the presence of the distribution hole 116, the gas bubbles provided by the diffuser 136 collide with the distribution hole 116 to break into smaller bubbles to improve the delivery efficiency of carbon dioxide and microalgal strains Stirring can also be done smoothly.

따라서, 상기 분산판(112,144,146,148,150,152)은 도 2에 도시된 바와 같이 디스크 형상의 판재(114)에 반원형의 LED영역과 반원형의 유통홀(116) 영역으로 이루어진다.Accordingly, the distribution plates 112, 144, 146, 148, 150, and 152 may include a semicircular LED region and a semicircular distribution hole 116 region in the disk-shaped plate 114 as shown in FIG. 2.

상기 LED보드(122)는 배양액 내에서 수밀상태를 유지하도록 상기 보드설치홀(118)의 상하측에 투광커버(126,128)가 장착된다. 그리고, 상기 LED보드(122)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부에 모드 LED(124)가 설치되어서, 상기 분산판(112,144,146,148,150,152)의 상측 및 하측으로 LED(124)에 의한 조사가 가능하도록 한다.The LED board 122 is mounted on the top and bottom of the board mounting hole 118, the floodlight cover 126, 128 to maintain the watertight state in the culture medium. And, the LED board 122, as shown in Figure 4, the mode LED 124 is installed on the upper and lower, it is possible to irradiate by the LED 124 to the upper and lower side of the distribution plate (112,144,146,148,150,152). Do it.

상기 LED보드(122)는 상기 설치빔(110) 또는 상기 반응용기(104)의 벽체를 통하여 외부로부터 전기의 공급을 받을 수 있다.The LED board 122 may be supplied with electricity from the outside through the wall of the installation beam 110 or the reaction vessel (104).

특히, 상기 반응용기(104) 내부에 균질한 빛의 조사를 위하여, 서로 인접하는 분산판(112,144,146,148,150,152)은 상기 설치빔(110)을 회전중심으로 하여 위상각이 다르게 설치된다. 본 발명의 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 180도의 위상차를 가지도록 설치하였다. 이러한 분산판(112,144,146,148,150,152)의 설치방법에 의해, 유입된 가스가 상기 반응용기(104) 내부에서 바로 상승하지 않고 서로 반대 방향으로 설치된 분산판(112,144,146,148,150,152)으로 인해 유입된 가스의 이동이 저해되어 체류시간을 증가시키는 효과와 동시에 반응용기(104) 내부에서 상승할수록 작은 가스 버블들이 합쳐져 커진 버블을 깨뜨려 가스 전달 효율을 증가시키고 미세조류 균주의 교반 효율 향상시키는 효과도 얻을 수 있다.In particular, in order to uniformly irradiate the inside of the reaction vessel 104, the adjacent dispersion plates 112, 144, 146, 148, 150, 152 are installed with different phase angles with the installation beam 110 as the center of rotation. In the embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, it was installed to have a phase difference of 180 degrees with each other. By the installation method of the dispersion plates 112, 144, 146, 148, 150 and 152, the flow of the gas flow is inhibited due to the dispersion plates 112, 144, 146, 148, 150 and 152 installed in the opposite direction without the gas flowed up directly inside the reaction vessel 104. At the same time as the effect of increasing the inside of the reaction vessel 104, the smaller gas bubbles are combined to break the larger bubble to increase the gas delivery efficiency and the effect of improving the stirring efficiency of the microalgae strain.

더욱 바람직하게는, 상기 설치빔(110)을 도시되지 않은 회전구동부에 의해 회전시키는 것에 의해 더욱 균질한 빛의 조사 및 배양액의 교반효율의 향상시킬 수 있다.More preferably, by rotating the installation beam 110 by a rotation driving unit (not shown) it is possible to improve the uniformity of irradiation of light and stirring efficiency of the culture solution.

그리고, 상기 설치빔(110) 및 상기 분산판(112,144,146,148,150,152)은 상기 반응용기(104)로부터 분리하여 광생물반응기(100) 운전 후 반응용기(104) 내부 및 L상기 분산판(112,144,146,148,150,152)의 세척 및 멸균이 가능하다.The installation beam 110 and the dispersion plates 112, 144, 146, 148, 150, and 152 are separated from the reaction vessel 104, and then the inside of the reaction vessel 104 and L of the dispersion plates 112, 144, 146, 148, 150, 152 after operation of the photobioreactor 100. Sterilization is possible.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 분산판(112,144,146,148,150,152)에 의해 구분되는 영역에 샘플링포트(102)를 설치하는 것에 의해 배양액에서 미세조류의 성장정도를 체크하는 것이 가능하다.In addition, as shown in Figure 1, by installing the sampling port 102 in the area divided by the distribution plate (112, 144, 146, 148, 150, 152) it is possible to check the growth of the microalgae in the culture.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
As described above, it has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.

100: 광생물반응기 102: 샘플링포트
104: 반응용기 106: 캡플랜지
110: 설치빔 112,144,146,148,150,152:분산판
114: 판재 116: 유통홀
118: 보드설치홀 120: 장착홀
122: LED보드 124: LED
126,128: 투명커버 130: 여과부재
132: 필터 134: 필터프레임
136: 디퓨저 138: 공기공급부
140: 이산화탄소공급부 142: 가스공급밸브
154: 배양액 유입부 156: 가스배출부
158: 배양액 유출부100: photobioreactor 102: sampling port
104: reaction vessel 106: cap flange
110: mounting beam 112,144,146,148,150,152
114: plate 116: distribution hall
118: board mounting hole 120: mounting hole
122: LED board 124: LED
126,128: transparent cover 130: filtration member
132: filter 134: filter frame
136: diffuser 138: air supply
140: carbon dioxide supply unit 142: gas supply valve
154: culture medium inlet 156: gas outlet
158: culture medium outlet

Claims (6)

미세조류가 성장할 수 있도록 내부에 공간을 가지고, 상부에 배양액 유입부 및 가스배출부가 형성되며, 하부에 배양액 유출부가 형성되는 반응용기;
상기 반응용기의 하부에서 마이크로버블을 공급하는 디퓨저; 및
상기 디퓨저의 상측으로 배치되는 LED를 이용한 내부광원이 설치된 하나 이상의 분산판을 포함하고,
상기 분산판은,
상기 반응용기에 설치되는 설치빔이 끼워지도록 중심에 장착홀이 형성되고, 일부에 보드설치홀이 형성되며, 상기 보드설치홀의 주위로 배양액이 유통할 수 있는 복수의 유통홀이 형성되는 판재;
상기 보드설치홀에 삽입설치되고 상하로 LED가 장착되는 LED보드; 및
상기 LED보드가 수밀상태를 유지하도록 상기 보드설치홀의 상하측에 장착되는 투광커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 고농도 배양을 위한 광생물반응기.
A reaction vessel having a space therein to allow the microalgae to grow, a culture solution inlet and a gas outlet formed at the top thereof, and a culture solution outlet formed at the bottom thereof;
A diffuser for supplying microbubbles at the bottom of the reaction vessel; And
It includes at least one distribution plate installed with an internal light source using the LED disposed above the diffuser,
The dispersion plate,
A plate member having a mounting hole formed at a center thereof so as to sandwich the installation beam installed in the reaction vessel, a board mounting hole formed at a part thereof, and a plurality of distribution holes having a plurality of distribution holes through which the culture solution can be distributed around the board installation hole;
An LED board inserted into the board installation hole and mounted with an LED up and down; And
And a floodlight cover mounted on the upper and lower sides of the board installation hole to maintain the watertight state of the LED board.
제1항에 있어서, 상기 디퓨저에는 외부로부터 공기와 이산화탄소가 혼합되어 공급되는 것을 특징으로 하는 미세조류의 고농도 배양을 위한 광생물반응기.
The photobioreactor for high concentration culture of microalgae according to claim 1, wherein the diffuser is supplied with a mixture of air and carbon dioxide from the outside.
제1항에 있어서, 상기 디퓨저의 상측으로 여과부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 미세조류의 고농도 배양을 위한 광생물반응기.
The photobioreactor for high concentration culture of microalgae according to claim 1, wherein a filtration member is installed above the diffuser.
삭제delete 제1항에 있어서, 2이상의 분산판이 상기 설치빔에 설치될 경우, 서로 인접하는 분산판은 상기 설치빔을 회전중심으로 하여 위상각이 다른 것을 특징으로 하는 미세조류의 고농도 배양을 위한 광생물반응기.
The optical bioreactor of claim 1, wherein when two or more dispersion plates are installed in the installation beam, the adjacent dispersion plates have different phase angles using the installation beam as a rotation center. .
제1항에 있어서, 상기 설치빔은 회전구동부에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 미세조류의 고농도 배양을 위한 광생물반응기.According to claim 1, wherein the installation beam is a photobioreactor for high concentration culture of microalgae, characterized in that rotated by a rotary drive.
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