KR101433351B1 - 미생물 배양기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 미생물 배양기는 주입구와 배양공간을 가지는 배양용기와, 상기 배양용기의 배양공간에 위치되는 것으로, 고정부재에 의해 지지되는 다수개의 열선지지부재들을 가지는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 열선지지부재들에 감기어 배양공간에 저장된 배양액을 순환시키기 위한 순환통로를 형성하는 가열유닛과, 상기 가열유닛에 의해 형성된 순환통로의 하부측에 지지프레임에 지지되어 버블을 발생시킴으로써 순환통로를 통하여 상승하는 버블에 의해 배양공간 내의 배양액을 순환시키는 순환버블발생유닛을 구비한다.

Description

미생물 배양기{microorganism medium}

본 발명은 미생물 배양기에 관한 것으로, 더 상세하게는 물의 순환과 가열 구조가 개선된 미생물 배양기에 관한 것이다.

최근에는 농업이나 축산에 다양한 미생물이 이용되고 있는데, 이의 사용은 선택한 미생물을 배양하여 물에 희석시킨 다음 토양에 뿌리거나 가축에게 먹이는 방법으로 작물의 생산을 촉진시키고 병충해를 방지하고 있다. 가축의 경우 성장을 촉진시키고 질병을 예방하고, 육질을 좋게 하며 배설물의 약취와 오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

따라서 이러한 미생물은 일정한 영양분과 온도와 빛을 이용하여 배양시키는 것이므로 장시간에 걸친 관리를 요하게 된다. 이러한 점을 감안하여 다양한 배양기가 제안되었다.

대한민국 특허등록 제 0604095호에는 미생물 배양기가 게시되어 있으며, 공개특허 제 2009-0054750호에는 항산화 미생물 고속배양기가 게시되어 있으며, 특허등록 제 8808250호에는 배양조 내의 미생물을 배양할 때에 배양조 외측의 히팅장치만을 사용함으로써 직접적인 가열로 인한 미생물의 손상을 방지할 수 있는 미생물 배양기가 게시되어 있다.

그리고 등록특허 제 1022755호에는 착탈식 미생물 배양장치가 게시되어 있다. 게시된 착탈식 미생물 배양장치는 대량으로 미생물을 배양시킬 수 있는 것으로, 내부 유로를 이용하여 배양액을 가열하도록 내부가 개구된 원통형 내부재 외부에 가열선을 감고, 이 가열선이 외감된 원통형 내부재가 원통형 외부재에 내부 접속되어 마련되는 원통형 가열기를 이용하며, 상기 가열선을 발열시켜 전열되는 원통형 가열기 내부로, 상기 원통형 외부재의 하부측에 매입 설치된 흡입펌프를 매개로 하부에서 상부측으로 유입되는 배양액을 가열하여, 상기 원통형 외부재의 상부측 외주면에 다수개 관통 형성된 배양액 순환구로 가열된 배양액을 배출시켜 배양탱크 내의 배양액을 간접 가열 순환시키는 구성을 가진다.

상술한 바와 같이 구성된 미생물 배양장치는 원통형의 내부재와 외부재의 사이에 가열선이 설치된 것으로, 원통형 내부재와 외부재 의해 미생물 배양을 위한 공간이 구획된다. 그리고 상부로 배출되는 순환액이 배양액 순환구를 통하여 순환하는 구조를 가지고 있으므로 순환이 원활하게 이루어지지 않게되며, 배양을 위한 용기 내에서의 온도편차가 심하게 나타나는 문제점이 있다.

그리고 배양약의 순환이 원활하게 이루어지지 않은 바닥면에는 침전물이 쌓이게 되어 원활한 배양상태를 유지할 수 없는 문제점이 있다. 미생물을 배양하는 과정에서 배양액을 살균할 수 없으며, 원통형의 내부재와 외부재가 배양용기의 유입구와 결합되는 받침대에 의해 지지되는 구조를 가지고 있으므로 사용이 불편하다. 또한 미생물 배양장치는 단순히 흡입펌프에 의해 배양액이 순환하는 구조를 가지고 있으므로 산소의 공급이 원활하게 이루어지지 않아 최상의 배양조건을 유지하기 어렵다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용이 간편하고, 배양용기 내에서의 온도 편차를 최소화 시킬 수 있는 미생물 배양기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 버블을 이용하여 물을 순환시킬 수 있으므로 물의 순환을 활성화 시킬 수 있고, 배양액에 지속적으로 산소를 공급할 수 있으며, 침전물의 침적을 방지할 수 있는 미생물 배양기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미생물 배양기는 주입구와 배양공간을 가지는 배양용기와, 상기 배양용기의 배양공간에 위치되는 것으로, 고정부재에 의해 지지되는 다수개의 열선지지부재들을 가지는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 열선지지부재들에 감기어 배양공간에 저장된 배양액을 순환시키기 위한 순환통로를 형성하는 가열유닛과,

상기 가열유닛에 의해 형성된 순환통로의 하부측에 지지프레임에 지지되어 버블을 발생시킴으로써 순환통로를 통하여 상승하는 버블에 의해 배양공간 내의 배양액을 순환시키는 순환버블발생유닛을 구비한 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 배양용기의 배양공간 하면에는 미생물 또는 배지의 침전을 방지하기 위한 침전방지유닛을 더 구비한다.

그리고 상기 배양용기의 주입구와 결합 및 분리되는 커버부재에는 히터의 전원공급 및 배양액의 온도제어, 순환버블발생유닛을 제어하기 위한 컨트롤러가 설치된다.

본 발명에 따른 미생물 배양기는 히터유닛에 의해 순환통로를 형성하게 되므로 배양액과 가열유닛을 이루는 열선과의 접촉력을 높일 수 있어 순환통로의 내측과 외측에서 동시에 가열할 수 있다. 또한 버블발생유닛으로부터 발생되는 버블을 이용하여 배양액을 순환시킬 수 있으므로 순환하는 과정에서 산소의 공급이 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 미생물 배양기의 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 지지프레임에 히터가 설치된 구조 및 침전방지유닛과 살균유닛을 발췌하여 도시한 사시도,
도 3은 버블 발생유닛의 다른 실시예를 나타내 보인 일부절제.

본 발명에 따른 미생물 배양기는 농업이나 축산농가에 설치되어 지속적으로 미생물을 배양할 수 있는 것으로, 실시예를 도 1 및 도 2에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 미생물 배양기(10)는 주입구(11)와 배양공간(12)을 가지는 배양용기(13)와, 상기 배양용기(13)의 배양공간(12)에 위치되는 것으로, 배양용기(13)에 저장된 배양액을 가열하기 위한 가열유닛(20)과, 버블을 이용하여 배양액을 순환시키기 위한 순환버블발생유닛(40)과, 상기 배지의 침전을 방지하기 위한 침전방지유닛(50)을 구비한다. 그리고 상기 배양용기(13)에는 주입구(11)를 개폐하기 위한 커버부재(14)가 설치되는데, 이 커버부재(14)에는 가열유닛(20)과 순환버블발생유닛(40) 등 미생물 배양기를 구동 및 제어하기 위한 컨트롤러(60) 및 조작패널이 설치된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 미생물 배양기(10)를 구성요소 별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 배양용기(13)는 원통형의 탱크로 형성될 수 있으며, 하부측 외주면에는 배양액을 배출하기 위한 배출구가 설치될 수 있다. 상기 배양용기(13)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 설치조건에 따라 다양한 형태로 변형가능하다.

상기 가열유닛(20)은 배양용기(13)의 배양공간에 설치되어 배양액을 가열시키기 위한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 지지프레임(30)의 일부에 열선(21)이 감겨 물이 순환하는 순환통로(25)를 형성한다. 상기 지지프레임(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 상하부에 원형 또는 다각형상의 폐곡선을 이루도록 형성된 봉상의 열선지지부재(31)들의 양단부가 고정부재(32)에 의해 고정된다. 이와 같이 구성된 지지프레임(30)은 원통형 형상의 구조체를 가지는데, 상기 열선지지부재(31)들의 사이에는 미생물을 배양하기 위한 배양액의 유출에 간섭을 받지 않도록 성글게 형성된다.

상기와 같이 구성된 지지프레임(30)에는 하부 단부측으로부터 소정간격 이격(순환되는 배양액이 유입될 수 있도록 이격)된 위치에서 열선(21)이 감겨 배양액이 순환되는 순환통로(25)를 형성한다. 상기 열선(21)은 전원의 공급으로 인하여 발열하는 코어선과, 상기 코어선을 감싸는 피복으로 이루어진다. 상기 열선에 의해 형성된 순환통로(25)의 길이는 지지프레임(30)의 길이 방향의 2/3을 넘지 않도록 함이 바람직하다. 상기 지지프레임(30)에 감기는 열선은 상호 밀착되도록 하여 열선사이로 유입되는 배양액이 순환통로(25)를 통하여 순환하는 배양액의 흐름에 간섭이 발생되지 않도록 함이 바람직하다.

그리고 상기 지지프레임(30)에 감긴 열선(21)으로의 전원공급은 상기 열선지지부재(31)들 중의 하나는 중공을 가지는 파이프와 같은 관상의 부재로 이루어지고, 이 관상의 부재에 형성된 중공부를 통하여 전원이 공급된다. 상기 열선지지부재(31)의 상단부측에는 이물의 유입이 유입되는 방지하기 위한 실링캡(미도시)이 형성될 수 있다.

상기 순환버블발생유닛(40)은 상기 지지프레임(30)과 열선(21)에 의해 형성된 순환통로(25)의 하부측에 설치되어 버블을 발생시킴으로써 버블들의 상승력에 의해 배양액을 순환시키는 것으로, 순환버블발생부(41)와, 상기 순환버블발생부(41)와 연결관(42)에 의해 연결되어 가스 즉, 에어를 공급하기 이한 가스공급펌프(43)를 구비한다. 상기 연결관(42)과 연결되어 버블을 발생시키기 가스를 공급하는 것은 가스공급펌프(43)에 의해 한정되지 않고, 가스봄베로 이루어질 수 있다. 버블발생부를 통하여 버블을 형성하기 위한 가스는 공기에 의해 한정되지 않고, 산소, 이산화탄소 등 배양하고자 하는 미생물의 특성에 따라 선택된 가스를 공급할 수 있다.
한편, 상기 가스 공급펌프(43)는 컨트롤러(60)가 설치되는 커버부재(14)에 설치될 수 있으며, 상기 연결관(42)은 상기 전선이 설치되는 열선지지부재(31)의 중공을 통하여 순환버블발생부(41)와 연결된다. 상기 순환버블발생부(41)는 도 3에 도시된 바와 같이 순환통로의 하부에 배열된 노즐관(41a)으로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 침전방지유닛(50)은 배양용기(13)의 바닥면에 설치되어 침전되는 침전물, 즉, 배지 등이 침전되는 것을 방지하기 위한 것으로, 배양액을 용기의 바닥면 측으로 펌핑하는 배양액분사펌프(51)를 구비한다. 상기 배양액분사펌프(51)는 배양액의 순환이 이루어지지 않아 침전이 발생될 수 있는 순환의 사각지대에 배양액을 분사할 수 구조이면 가능하다.

상기 침전방지유닛(50)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 상기 연결관(42)으로부터 분기관이 분기되고, 이 분기관과 연결된 보조 버블분사부재를 더 구비할 수 있다. 여기에서 상기 보조 버블분사부재는 버블의 발생 시 배양액의 순환을 방지하지 않아야 한다.

그리고 상기 배양용기(13)의 배양공간에는 배양액을 살균하기 위하 자외선 램프(70)가 더 구비될 수 있다. 이 자외선램프(70)는 자외선 C를 조사하는 램프를 사용함이 바람직하다. 상기 자외선 램프는 주입구를 개폐하는 커버부재(14)에 설치될 수 있는데, 이에 한정되지 않고, 지지프레임(30)에 설치될 수도 있다. 그리고 상기 배양용기(13)의 내부 또는 지지프레임(30)에는 배양액의 페하(Ph)값을 측정하기 위한 산도측정센서(71)가 설치되고, 이 산도측정센서는 센서는 컨트롤러(60)와 연결되어 배양액의 산성 또는 알카리 상태를 측정할 수 있다.

그리고 상기 배양용기(13)의 내부에는 배양액의 온도를 제어하기 온도검출센서가 설치되고, 배양액에 순환을 위한 가스로서 공기가 이용되지 않은 경우 필요에 따라 산소공급장치가 별도로 구비될 수도 있으며, 배양용기는 단열재에 의해 감싸여져 단열효과를 높일 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 미생물 배양기(10)는 미생물 배양 용기(13)에 담긴 배양액을 일정한 온도를 유지함과 아울러 순환시키면서 미생물을 동종 또는 다른 미생물을 연속적으로 배양시킬 수 있다. 상기 배양액의 순환은 지지프레임(30)에 감긴 열선(21)에 의해 배양용기의 중앙부에 순환통로(25)를 따라 상기 순환버블발생유닛(40)으로부터 발생되는 버블들이 상승하면서 이루어지게 된다. 즉, 상기 지지프레임(30)의 하단부와 소정거리 이격된 부위부터 열선(21)이 감겨져 있으므로 순환통로(25)를 따라 상승하는 버블은 순환통로(25) 내의 배양액을 상부로 상승시키게 되고, 순환통로의 하부측으로부터 배양액을 흡입하게 된다. 따라 배양액은 열선(21)에 의해 구획된 순환통로와 배양용기의 내주면 사이에 형성되는 순환 폐회로를 따라 순환하게 된다.

상술한 바와 같이 배양액이 순환버블발생유닛(40)으로부터 발생되는 버블에 의해 순화하는 과정에서 버블에 포함된 산소(공기에 의해 형성된 버블인 경우)가 배양액에 공급되어 미생물의 배양을 활성화 시킬 수 있다.

특히, 미생물을 배양하는 과정에서, 상기 순환통로(25)가 열선(21)에 의해 형성되어 있으므로 배양액과 열선(21)의 접촉면적을 크게 할 수 있어 가열효과를 극대화 시킬 수 있다.

그리고 상기 배양용기(13)의 바닥면에는 배양액으로부터 침전물을 부상시키기 위한 침전방지유닛(50)인 배양액분사펌프(51)가 설치되어 있으므로 침전물이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 배양액분사펌프(51)는 배양용기의 바닥면으로 배양액을 펌핑하여 분사함으로써 배양액이 순환하지 않은 영역의 배양액을 순환기류에 합류시킬 수 있다. 이는 배양액 순환의 사각 지대의 발생을 줄일 수 있으며, 나아가서는 배양용기(13) 내에서의 배양액 온도편차를 줄일 수 있다.

실험예 1.

호기성 세균인 바실러스균 서브틸러스와 배양액을 100 대 1 로 혼합한 후 미생물배양기(10)의 가열유닛을 구동시켜 가열 생육에 맞는 배양액의 온도를 22 ~ 35℃ 정도로 유지하고 5일 정도의 배양하였다. 그리고 배양된 상태를 확인하기 위해 사단법인 한국 단미사료협회에 의뢰하여 분석한 결과 바실러스 버스틸리스균이 1.0X 10■ cfu/g로 배양됨을 알 수 있었다.

실험예 2.

바실러스균 서브틸러스와 배양액을 600 대 1 로 혼합한 후 상기 실험예 2와 동일한 조건에서 배양하였다. 그리고 배양상태를 확인하기 위해 사단법인 한국 단미사료협회에 의뢰하여 분석한 결과 바실러스 버스틸리스균이 1.1X 10■cfu/g로 배양됨을 알 수 있었다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명의 미생물 배양기는 농업 및 축산농가 뿐만아니라 유가공업체, 전통발효주 생산업체, 전통발효음식을 생산하는 식품공장등에 널리 적용가능하다.

Claims (4)

1. 주입구(11)와 배양공간(12)을 가지는 배양용기(13)와, 상기 배양용기(13)의 배양공간(12)에 위치되는 것으로, 고정부재(32)에 의해 지지되는 다수개의 열선지지부재(31)들을 가지는 지지프레임(30)과, 상기 지지프레임(30)의 열선지지부재(31)들에 감기어 배양공간(12)에 저장된 배양액을 순환시키기 위한 순환통로(25)를 형성하는 가열유닛(20)과,
   상기 가열유닛(20)에 의해 형성된 순환통로(25)의 하부측에 지지프레임(30)에 지지되어 버블을 발생시킴으로써 순환통로(25)를 통하여 상승하는 버블에 의해 배양공간 내의 배양액을 순환시키는 순환버블발생유닛(40)과,
   상기 배양용기(13)의 바닥면에 설치되어 침전되는 침전물이 침전되는 것을 방지하기 위해 배양액을 용기의 바닥면 측으로 펌핑하는 배양액분사펌프(51)를 구비한 침전방지유닛(50)을 구비하며,
   상기 순환버블발생유닛(40)은 상기 지지프레임(30)과 열선(21)에 의해 형성된 순환통로(25)의 하부측에 설치되어 버블을 발생시킴으로써 버블들의 상승력에 의해 배양액을 순환시키는 것으로, 순환버블발생부(41)와, 상기 순환버블발생부(41)와 연결관(42)에 의해 연결된 가스공급펌프(43)를 구비하며, 상기 연결관(42)은 지지프레임(30)을 구성하는 열선지지부재(31)의 중공을 통하여 순환버블발생부(41)와 연결된 것을 특징으로 하는 미생물 배양기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   그리고 상기 배양용기(13)의 주입구(11)와 결합 및 분리되는 커버부재(14)에 설치된 자외선램프(70)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 미생물 배양기.
   
   
4. 삭제

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