KR101224012B1 - 미세조류 성장장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세조류 성장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 파장별 광출력을 조절하는 복수의 조절스위치와 발광시간을 조절하는 타이머가 장착된 컨트롤러, 시험관을 지지하며 하나 이상의 발광소자가 장착된 시험관 홀더, 시험관을 덮는 커버를 포함하여 미세조류를 적은 공간에서 고밀도로 배양할 수 있고, 최적의 배양환경을 단시간 내에 용이하게 알아내는 것이 가능한 미세조류 성장장치에 관한 것이다.

Description

미세조류 성장장치{Incubator for micro-algae}
본 발명은 미세조류 성장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 파장별 광출력을 조절하는 복수의 조절스위치와 발광시간을 조절하는 타이머가 장착된 컨트롤러, 시험관을 지지하며 하나 이상의 발광소자가 장착된 시험관 홀더, 시험관을 덮는 커버를 포함하여 미세조류를 작은 공간에서 고밀도로 배양할 수 있고, 최적의 배양환경을 단시간 내에 용이하게 알아내는 것이 가능한 미세조류 성장장치에 관한 것이다.
종래에는 온도 및 습도 등이 조절되는 오븐형태의 배양기(incubator)내에 시험관을 설치하고, 상기 시험관에 대하여 측면에서 특정 파장의 빛을 조사하는 형태로 미세조류를 배양하였다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 광출력조절기(13), 파워서플라이(14), LED(16)가 장착된 히트싱크(15), 시험관(11) 및 시험관 지지용 비이커(12) 등을 배양기(17) 안에 배치하여 미세조류를 배양하였다.
상기와 같은 구성은 배양기 내에서 공간을 많이 차지하는 문제점이 있다. 또한, 한 번에 한 종류의 파장만을 실험할 수 있다. 또한, 파워서플라이, 히트싱크 등의 발열체가 배양기 내에 배치되는 경우, 부피가 크고 온도조절효율이 떨어지는 등의 문제점이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예인 미세조류 성장장치는 각 파장별 광출력을 조절하는 복수의 조절스위치(knob)와 발광시간을 조절하는 타이머가 장착된 컨트롤러(controller); 시험관을 지지하며 하나 이상의 발광소자가 장착된 시험관 홀더; 상기 시험관을 덮는 커버;를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 실시예인 상기 시험관 홀더는 각 파장에 대하여 하나 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예인 상기 커버는 센서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예인 상기 미세조류 성장장치는 온도 조절기능을 갖는 외부커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 미세조류 성장장치는 어떤 파장에서 미세조류가 효과적으로 성장이 가능한지 알 수 있다. 또한, 미세조류를 작은 공간에서 고밀도로 배양할 수 있고, 최적의 배양환경을 단시간 내에 용이하게 알아내는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예인 미세조류 성장장치이다.
도 2는 본 발명의 실시예인 미세조류 성장장치의 시험관 홀더의 내부에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예인 일체화된 미세조류 성장장치의 시험관에 커버가 씌여진 모습에 대한 개요도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 시험관에 커버와 외부커버가 씌여진 모습의 단면도이다.
도 5는 종래의 기술적 구성에 대한 개략적인 도시이다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예인 미세조류 성장장치의 개요도이다. 본 발명의 실시예인 미세조류 성장장치는 각 파장별 광출력을 조절하는 복수의 조절스위치(knob)(1)와 발광시간을 조절하는 타이머(2)가 장착된 컨트롤러(controller)(3); 배양액과 미세조류가 담기는 시험관(4)을 지지하며 하나 이상의 발광소자(5)가 장착된 시험관 홀더(6)를 포함하는 지지대(24); 상기 시험관을 덮는 커버(7);를 포함하며, 상기 컨트롤러(3)의 설정에 따라 상기 발광소자(5)로부터 하나 이상의 특정파장을 각 시험관에 방출하여 미세조류의 성장을 촉진할 수 있다.
상기 조절스위치(1)는 여러 파장에 대하여 각각의 광출력을 조절할 수 있도록 여러 채널을 가질 수 있다(예: 644, 623, 660, 590, 568, 525, 585, 405nm의 경우 8채널). 상기 타이머(2)는 명암주기를 조절할 수 있다(예:12시간의 명주기, 12시간의 암주기).
상기 컨트롤러(3)는 상기 시험관(4)내의 미세조류의 성장에 따른 형광량과 입자량을 확인할 수 있는 형광값과 입자값을 나타내는 디스플레이창(21, 22)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 시험관(4)의 온도를 모니터링 할 수 있도록 설정온도 및 현재온도를 표시하는 디스플레이창(23)을 포함할 수 있다.
이때, 도 1의 상기 컨트롤러(3)와 상기 시험관 지지대(24)는 도 3과 같이 하나의 구성으로 합체될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예인 미세조류 성장장치는 각 파장별 광출력을 조절하는 복수의 조절스위치(knob)(1), 발광시간을 조절하는 타이머(2), 형광값 디스플레이창(21), 입자량 디스플레이창(22) 및 설정온도 및 현재온도 디스플레이창(23)을 구비하는 컨트롤러(controller)(3); 배양액과 미세조류가 담기는 시험관(4)을 지지하며 하나 이상의 발광소자(5)가 장착된 시험관 홀더(6); 상기 시험관을 덮는 커버(7);를 포함하여 일체형으로 구성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 시험관 홀더(6)는 원통형 실린더를 자른 형태이며, 각 파장에 대하여 시험관별 편차를 확인하기 위하여 복수로 설치할 수 있다. 각각의 파장별(예: 644, 623, 660, 590, 568, 525, 585, 405nm)로 시험관 홀더(6)를 제작하고, 상기 시험관 홀더(6)에는 각각의 시험관(4)을 위치시켜 지지하게 된다. 이러한 시험관 홀더(6)는 적용할 파장의 숫자와 시험관별 편차 확인 등을 감안하여 필요한 숫자만큼 확장하여 적용할 수 있다(예: 12, 18, 24 등).
이때 시험관 홀더(6)의 하부에는 의도하는 파장의 빛을 방출하는 하나 이상의 발광소자(5)가 장착될 수 있으며(도 2), 본 발명의 실시예에서는 LED를 사용한다. 상기 발광소자(5)는 조사면에 비춰지는 빛의 균일도를 향상시키기 위하여 인쇄 배선 회로 기판(printed circuit board ; PCB)상에 일정간격을 두고 규칙적으로 배치하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
배양액과 미세조류가 담기는 상기 시험관(4)을 덮는 커버(7)는 실험을 위해 특정 파장 외의 다른 파장을 차단할 목적으로 사용된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 커버(7)는 시험관(4)을 완전히 밀폐시키기 위해 하부에 커버 홀더(10)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 커버(7)에는 센서(8)가 설치될 수 있다. 형광(fluorescent)센서와 입자(particle)센서 등이 그 예이다. 상기 센서(8)는 상기 커버(7)의 내부에 여러 종류가 복수로 설치될 수 있다.
형광센서는 광합성량 증가에 따른 형광량증가를 감지하기 위하여 설치한다. 즉, 광합성을 하면 형광이 발생하는 점을 이용하여 미세조류의 성장량과 미세조류의 생물량의 증감에 영향을 주는 최적파장을 모니터링하는 용도로 사용된다.
입자센서는 시험관 내의 입자수 증가가 개체수의 증가이므로, 이의 모니터링을 통해 미세조류의 생물량 증가에 적합한 파장을 모니터링하는 용도로 사용된다.
상기 센서(8)들은 상기 컨트롤러(3)와 연결되어, 상기 센서(8)들을 통해 측정된 형광값과 입자값은 상기 컨트롤러(3)의 형광값을 나타내는 디스플레이창(21)과 입자값을 나타내는 디스플레이창(22)을 통해 확인할 수 있다.
상기 커버(7) 외에 온도조절기능을 갖는 외부커버(9)가 별도로 설치될 수 있다(도 4). 상기 외부커버(9)는 자체적으로 온도조절기능을 구비하거나, 별도의 온도조절장치를 포함할 수 있다.
상기 온도조절기능을 갖는 외부커버(9)나 별도의 온도조절장치는 상기 컨트롤러(3)와 연결되어, 상기 컨트롤러(3)의 디스플레이창(23)을 통해 상기 시험관(4)의 설정온도 및 현재온도를 표시할 수 있다.
펠티어 소자(peltier element)를 이용한 냉장 및 온장기능을 가지는 형태로 상기 온도조절용 외부커버(9)를 설치하는 경우, 배양기(17) 내에서 실험해야 하는 제약에서 벗어날 수 있다. 펠티어 소자는 2종의 서로 다른 금속을 결합시키거나 또는 n형 반도체와 p형 반도체를 상호 접합시켜서 이루어진 소자로서, 이 소자에 직류 전류를 가하면 양 금속표면에서 흡열반응과 방열반응이 일어나는 특성을 가진다.
또한, 상기 온도조절기능은 열선(예: 히팅코일(heating coil))을 이용하거나, 컴프레서(compressor) 등을 이용하여 냉매가 압축, 응축, 팽창, 증발의 냉동사이클을 거치는 시스템으로 구성된 소형냉동장치를 이용할 수 있다.
상기 커버(7)는 자체적으로 온도조절기능을 구비하거나, 별도의 온도조절장치를 포함할 수 있으며, 그렇게 되면 별도의 외부커버(9)가 필요하지 않게 된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
1 : 파장별 광출력 조절장치 2 : 타이머
3 : 컨트롤러 4 : 시험관
5 : 발광소자 6 : 시험관 홀더
7 : 커버 8 : 센서
9 : 외부커버 10 : 커버 홀더
11 : 시험관 12 : 시험관 지지용 비이커
13 : 광출력조절기 14 : 파워서플라이
15 : LED가 장착된 히트싱크 16 : LED
17 : 배양기 21 : 형광값 디스플레이창
22 : 입자값 디스플레이창 23 : 온도 디스플레이창
24 : 시험관 지지대

Claims (4)

  1. 각 파장별 광출력을 조절하는 복수의 조절스위치와 발광시간을 조절하는 타이머가 장착된 컨트롤러;
    시험관을 지지하며 하나 이상의 발광소자가 장착된 시험관 홀더;
    상기 시험관을 덮는 커버;를 포함하는 미세조류 성장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시험관 홀더는 각 파장에 대하여 하나 이상인 것을 특징으로 하는 미세조류 성장장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커버가 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 성장장치.
  4. 제1항에 있어서,
    온도 조절기능을 갖는 외부커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 성장장치.
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