KR101446512B1 - 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기 - Google Patents

광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 상부 및 측부에 물과 스팀 및 에어의 유입을 허용하고 실내에 서식하는 유해균에 대한 멸균 이후 미생물 균주를 배양하는 내식성의 금속재질로 이루어진 배양조, 상기 배양조의 측부를 개폐하는 멘홀, 상기 멘홀에 설치되어 배양조 내부로 광을 조사하여 상기 배양조의 내부 온도를 승온시키는 한편, 배양조의 상부에 구비된 다수의 투시창 내부에 설치되어 균주를 광합성으로 배양하는 조명유닛, 상기 배양조의 측부에 설치되어 유입되는 물과 스팀을 가열하여 상기 배양조의 내부 온도를 승온시킴에 따라 서식하는 유해균을 멸균시키고, 멸균 이후 일정한 온도를 유지시킴에 따라 미생물 균주를 배양 유도하는 가열유닛, 상기 배양조의 상부 및 측부에 설치되어 에어 유입에 의한 상기 배양조의 내부 온도를 냉각시키는 냉각유닛, 상기 배양조의 피배양액과 미생물 균주를 고르게 혼합시키는 교반유닛과, 상기 배양조 내부의 멸균과 균주 배양을 위한 공정에서 요구되는 물 공급에서부터 온도의 상승과 하강 및 에어 공급에서부터 온도 유지에 대한 개방 또는 폐쇄를 선택하여 조절하게 되는 개폐밸브유닛을 포함하여, 균주 배양 이전에 배양조 내부의 세척 및 멸균을 수행하여 균주 배양에 대한 최적 환경을 조성하고, 아울러, 배양조의 이중 벽 구조로 인한 단면 효율에 따른 멸균에 요구되는 온도상승이나 멸균 이후 요구되는 온도하강과 함께 균주 배양에 요구되는 온도유지의 효율을 높여 양질의 균주를 배양시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기{Sterilization Incubator having Photosynthesis Culture Function}
본 발명은 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배양에 앞서 교반실 내에 생활하는 균을 죽여 교반실 내를 청결하게 한 후 적절한 배양을 이루고자 하는 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기에 관한 것이다.
일반적으로, 종래의 배양기는 미생물의 배양시 순수 미생물의 대사활동을 확인하기 위하여 일정조건(특정미생물만 배양)을 제공하기 위해 반응조 내부를 멸균해야만 한다. 이에 따라 상기 반응조 내부를 멸균하기 위해서는 반응조에 연결된 스팀으로 멸균을 하고 일정시간 멸균을 해서 무균 상태로 만든 다음 본 배양을 실시한다.
상기 반응조의 멸균을 위한 멸균 방식으로는 종래에는 대부분 스팀을 탱크의 외주면에 투입하고 또는 완전 멸균을 위해 탱크의 내부에 직접적으로 스팀이 투입되도록 연결되어 모든 라인에 스팀이 직접 투입된다.
그리고, 상기 반응조는 멸균을 위해 필요한 최소 온도를 반응기 전체에 보내주기 위해서는 짧은 시간 많은 양의 스팀을 일정 라인을 통해서 높은 압력과 온도를 유지해야 한다.
그러나, 상기 배양기는 멸균을 위해 필요한 최소 온도를 반응기 전체에 보내주기 위해서는 짧은 시간 많은 양의 스팀을 일정 라인을 통해서 높은 압력과 온도를 유지함으로써, 상기 배양기 자체에 큰 무리를 줄 뿐만 아니라 배양기 내부에 있는 배양액의 성분에도 많은 변형을 가져와 실질적인 목적산물(미생물)을 얻고자 하는 운용자의 정확한 산출물을 얻는데 문제점이 발생한다.
또한, 상기 스팀을 반응기 모든 인입 라인에 직접 투여함으로써, 상기 인입 라인 주변에 구성되어 있는 각각의 요소에 열전달 등으로 무리를 주고, 고온 고압으로 투입되는 스팀에서는 많은 양으로 배출되는 응축수의 영향으로 공기정화 시스템에 필요한 에어필터를 젖게 하여 수명이 단축되며, 그에 따른 자재 및 수리비용이 많이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 멸균기의 단일 기능으로 인한 과다 설비 투자의 문제점과 아울러 광합성 배양 기능에 대한 추가 별도의 설비 투자 비용이 발생하는 문제점도 있다.
이렇듯, 상기 반응기의 멸균 방식은 복잡하고 번거로운 과정뿐만 아니라 배양에 있어 가장 중요한 배양액 성분에 영향을 주는 치명적인 오류를 범한다. 또한, 상기 스팀의 반응기 내부로 인한 응축수의 증가로 인해 정확한 볼륨을 유지하기 힘들고 볼륨의 증가로 인한 성분의 변형을 가져와 정확한 목적산물을 얻기가 어려울 뿐만 아니라 초기 인입 단계에서 들어오는 스팀의 열로 인하여 반응기 인입 부위 내부에 있는 배양액이 반응기 내부에 눌러 붙어 성분이 파괴되는 현상으로 정확한 발효 공정에 차질을 빚는 문제점이 발생한다.
한편, 종래의 배양기에 대한 기술들로는 등록특허 제10-1052625호, 등록특허 제10-0614257호, 등록특허 제10-0968029호 등이 개시된바 있다.
등록특허 제10-1052625호, 등록특허 제10-0614257호, 등록특허 제10-0968029호.
전술된 문제점을 해소하기 위한 본 발명은, 균주의 배양 이전에 배양조에 서식하는 유해균들의 멸균과 아울러 오염물질들을 깨끗이 세척하여 균주 배양의 최적 환경 조건을 조성하여 주는 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기를 제공하는 데에 그 목적을 두고 있다.
전술된 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부 및 측부에 물과 스팀 및 에어의 유입을 허용하고 실내에 서식하는 유해균에 대한 멸균 이후 미생물 균주를 배양하는 내식성의 금속재질로 이루어진 배양조, 상기 배양조의 측부를 개폐하는 멘홀, 상기 멘홀에 설치되어 배양조 내부로 광을 조사하여 상기 배양조의 내부 온도를 승온시키는 한편, 배양조의 상부에 구비된 다수의 투시창 내부에 설치되어 균주를 광합성으로 배양하는 조명유닛, 상기 배양조의 측부에 설치되어 유입되는 물과 스팀을 가열하여 상기 배양조의 내부 온도를 승온시킴에 따라 서식하는 유해균을 멸균시키고, 멸균 이후 일정한 온도를 유지시킴에 따라 미생물 균주를 배양 유도하는 가열유닛, 상기 배양조의 상부 및 측부에 설치되어 에어 유입에 의한 상기 배양조의 내부 온도를 냉각시키는 냉각유닛, 상기 배양조의 피배양액과 미생물 균주를 고르게 혼합시키는 교반유닛, 상기 배양조 내부의 멸균과 균주 배양을 위한 공정에서 요구되는 물 공급에서부터 온도의 상승과 하강 및 에어 공급에서부터 온도 유지에 대한 개방 또는 폐쇄를 선택하여 조절하게 되는 개폐밸브유닛을 포함하고, 상기 배양조는, 상부측에 미생물 균주를 투입하기 위한 종균투입구, 상기 배양조에 투입된 피배양액의 온도를 감지하는 온도센서, 내부 벽 둘레를 따라 덧대어 보강됨에 따라 이중벽 구조를 갖도록 하는 재킷, 상측에 장착되어 물과 스팀 및 에어를 한 곳으로 집중하여 배양조 내부로 유입시키는 멀티노즐, 및 상측에 장착되어 배양조의 내부로 투입된 물과 스팀 및 에어에 대한 압력 수치를 실시간으로 제공하는 압력게이지와 배양조의 압력이 규정 이상일 때 외부로 압력을 방출하는 압력안전변으로 구성된 안전수단을 더 포함하며, 상기 온도센서는 RTD 센서를 이용하는 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기에 일례의 특징이 있다.
상기 가열유닛은, 상기 배양조에 설치되어 투입되는 물과 스팀을 가열하는 히터, 상기 히터의 외주를 감싸는 형태로 구비되어 상기 배양조의 내부 전열을 촉진 유도하는 배플을 포함하고, 상기 배플은, 투입된 물과 스팀의 원활한 흐름을 유도하도록 공기를 외부로 배출시키는 에어벤트, 투입된 물과 스팀의 량을 점검하여 일정한 수위 정도로 투입될 경우 수위 정도의 상하한을 관리하며 신호를 출력하는 레벨 스위치, 상기 레벨 스위치의 출력 신호 지시에 따라 구동되어 투입된 물과 스팀을 상기 배양조에서 순환시키는 순환펌프를 더 포함하는 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기에 일례의 특징이 있다.
멸균용 배양기는, 멸균과 세척 및 균주 배양을 함께 수행 가능하도록 상기 배양조, 멘홀, 조명유닛, 가열유닛, 교반유닛, 및 개폐밸브유닛에 대한 구성품들이 일체형으로 제작되는 것을 특징으로 하는 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기에 일례의 특징이 있다.
상기 배플 내부에 설치된 채 사전 작동을 통하여 배양조의 내의 온도를 상승시키는 히터와, 상기 배플의 외측에 구비된 채 상기 배양조와 연결되어 상기 히터에 의해 상승하는 온수를 상기 배양조에 공급하는 순환펌프에 의해, 배양조의 목표도달온도 시간에 대한 단축과 동시 전력소모량을 줄이게 되는 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기에 일례의 특징이 있다.
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이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기는, 균주의 배양 이전에 배양조 내부의 깨끗한 세척 및 멸균을 수행함에 따라 균주 배양의 최적 환경을 조성하여, 균주 배양의 최상 상태를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기는, 배양조에 내부재킷순환방식을 채택 적용함으로써, 이중 벽 구조 형상을 지님에 따라, 단면 효율을 높이고, 이로 인하여 멸균 시에 요구되는 온도상승이나 멸균 이후 요구되는 온도하강과 함께 균주 배양에 요구되는 온도유지의 효과를 제고할 수 있다.
아울러, 본 발명에 의한 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기는, 배양조 내부의 청결과 멸균 기능뿐 아니라 광합성 배양 기능까지 가능하도록 배양조 내의 온도 승강과 유지 및 매체(물,스팀,에어)의 원활한 대류를 수행하는 구성품들을 일체형으로 구성되게 함으로써, 과설비 투자로 인한 설치 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기를 정면으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 측면을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 평면 상태를 도시한 도면.
도 4는 도 1에 도시된 M-M 절개선의 단면을 도시한 도면.
도 5는 도 1 내지 2를 참고로 개폐밸브유닛들을 상세히 도시한 도면이다.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 후술되는 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하며, 다른 여러 형태로 변형 실시되는 점까지 감안한 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
아울러, 본 발명은 후술되는 실시 예로 한정되는 것이 아니라, 명세서 전반에 기재된 기술적 사상을 토대로 해석한 확장 범위에 이르는 권리범위까지 인정되어야만 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 균주를 배양하기 위한 배양조(10)와, 상기 배양조의 측부에 형성된 멘홀(12)과, 상기 멘홀(12) 및 배양조의 상부에 설치된 조명유닛과, 상기 배양조의 측부에 설치된 가열유닛과, 상기 배양조의 상부나 측부에 설치된 냉각유닛과, 상기 배양조의 내부로 물과 스팀 및 에어를 한 개의 동일 노즐을 통하여 유입시키며 배출시키는 개폐밸브유닛과, 상기 배양조에 투입된 미생물 균주를 고르게 혼합시키는 교반유닛으로 구성된다.
상기 배양조(10)는 상측의 일측에 균주를 투입하기 위한 종균투입구(13) 및 내부 상태를 파악할 수 있게 다수의 투시창(13a)들을 형성하고, 배양조(10)의 저부에 배양조(10)를 지지하는 지지다리(19)들로 구성되는 한편, 배양조(10) 내측 둘레를 따라 재켓()이 구비되어 이중벽 구조를 갖게 된다.
또한, 상기 배양조(10)는 상측에 내부 압력에 대한 안전수단이 장착되는바, 상기 안전수단은 배양조(10) 내부의 멸균 및 위생을 위한 세척 수행 시 배양조(10) 내부로 투입되는 물과 스팀이나 에어에 대한 압력에 배양조(10)가 견딜 수 있는 정도의 압력 측정을 수시로 체크 점검하여 배양조(10)의 안전성을 도모한다.
즉, 상기 안전수단은 압력게이지(14)와 압력안전변(14a)으로 구성되는바, 상기 압력게이지(14)는 눈금으로 배양조(10)의 현 압력 상태를 실시간으로 작업자에게 알림으로써 배양조(10) 내부의 안정적인 압력 상태를 유지 가능하도록 도우며, 상기 압력안전변은 배양조(10)의 내부 압력이 위험한 수준인 규정 이상으로 상승 시 외부로 압력을 방출토록 하여 배양조(10) 내부 압력을 규정 이하로 떨어트리게 하는 역할을 수행한다.
또한, 상기 배양조(10)는 상측에 장착된 멀티노즐(15)을 구비함에 따라 물과 스팀 및 에어를 한 곳으로 집중하여 배양조(10) 내부로 이들을 유입시키는 역할을 수행하게 된다.
또한, 상기 배양조(10)는 하부 일측에 장착된 온도센서(18)를 구비함에 따라 균주의 배양 과정에서 배양조(10) 내부의 일정한 온도 유지를 파악하는 데에 도움을 주게 됨으로써 양질의 균주 배양에 일조한다.
상기 온도센서(18)는, RTD센서(Resistance Temperature Detectors, RTD)인 것이 바람직한바, 이는 정확한 온도 측정에 적합하기 때문이다. RTD센서는 소자의 저항 값으로 온도를 측정하는 센서로서, 금속의 전기저항은 온도에 따라 변화하고 그 중에서 고순도의 백금은 이 관계가 다른 금속에 비교하여 직선적이고 온도계수도 커서 온도측정용으로 적합하다.
RTD센서는 화학적 물리적으로도 우수한 성질을 가지고 있어서 공업적으로 쉽게 정밀한 저항값을 얻을 수 있는 온도 측정용 저항소자로서 장기간 안정된 사용이 가능하다.
또한, 상기 RTD 센서의 종류에는 세라믹 소자, MICA소자, FILM소자 방식으로 보호관 안에 고정시켜 사용할 수도 있는바, 이들 종류를 포함하는 것으로 해석될 수 있고, 이러한 상기 RTD센서는 가장 정확한 온도 센서인 것으로 안전성과 반복성을 제공하기 때문에 온도와 민감한 상관관계가 있는 균주의 배양과 같은 작업성에 적격이다.
한편, 상기 배양조(10)의 내측 둘레는 이중벽으로 구성될 수 있게 재킷(16)이 구비되어 배양조(10) 내부의 단면 효율을 높임으로써 배양조(10) 내부의 온도 상승 및 하강이나 온도의 유지를 구현하는 데에 효과적이다.
상기 재킷(16)은 배양조(10)의 외벽에 열교환을 목적으로 설치한 이중벽 구조인 것으로, 외벽에 간격을 두고 이중벽을 설치하고, 이중벽 사이의 간격을 통해 가열매체(수증기 또는 고온의 물이나 기름)를 흘려 배양조(10) 내부를 가열시킴에 따라, 내부에 서식하는 유해균들을 살균하는데에 도움을 준다.
상기 재킷(16)에 스팀을 흘려보내면 스팀의 응축잠열을 배양조(10)의 벽면을 통해 내부로 전달하고, 응축수는 재킷에서 배출된다. 또한, 배양조(10)의 내부 세척이 용이하고, 내용물(오염물질)의 회수가 용이하다.
상기 멘홀(12)은 배양조(10) 내에서 일정한 기간을 경과한 균주를 꺼내기 위한 개폐 수단의 역할과 아울러 멘홀(12) 내에 구성된 조명유닛을 통하여 균주의 배양 이전에 배양조(10)의 내부 온도를 승온시켜 서식하는 유해균을 멸균시키는 역할을 함께 수행한다.
상기 조명유닛은 상기의 멘홀(12) 뿐만 아니라 배양조(10)의 상측에 다수로 형성된 투시창(13a)들의 내측에 내장된 LED 램프와 함께 상기 LED 램프의 냉각을 위한 송풍기를 포함하고 있다.
여기서, 상기 멘홀(12) 내에 설치된 LED 램프는 배양조(10)의 내부 온도를 상승시키는 역할을 수행하고, 상기 투시창(13a)들의 내측에 설치된 LED 램프들은 균주 배양에 대한 광합성 배양을 수행하게 된다.
즉, 상기 LED 램프는 점등되어 배양조(10) 내부의 온도를 상승시킴은 물론, 균주 배양에 대한 광합성 배양 기능을 수행하고, 점멸된 LED 램프는 점등 시 가열로 인한 자체의 상승 온도를 낮추기 위하여 상기 송풍기로 LED 램프를 냉각시킨다.
한편, 상기 가열유닛은 상기 배양조(10)의 측부에 설치되어 균주의 배양 이전에 배양조(10) 내부에 서식하는 유해균들의 멸균을 위해 배양조(10) 내부 온도를 승온시킨다.
상기 가열유닛은 상기 배양조(10)의 측부에 설치되어 투입되는 물과 스팀을 가열하는 히터(21) 및, 상기 히터(21)의 외주를 감싸는 형태로 구비되어 상기 배양조의 내부 전열을 촉진 유도하는 배플(22)로 구성된다.
상기 배플(22)은, 일종의 방지판(baffle)인 것으로서, 매개체(액상, 기체)의 흐름 방향을 바꾸는 판으로서 배양조(10)의 벽이나 바닥면에 설치하여 원주 방향의 흐름을 상하 방향으로 바꾸어 배양조(10) 내의 피배양액과 균주간의 고른 혼합상태를 유지하도록 유도하면서, 단면 효율이 높아 전열을 촉진시킨다.
한편, 상기 배플(22)의 상측에는 에어벤트(24)가 구비되고, 측부에는 레벨 스위치(23)가 구비되며, 하부에는 순환펌프(17)로 구성된다.
상기 배플(22)에는 투입된 물이 채워지게 되는데, 이때 설정된 수위 정도에 의거 물이 이르게 되면 상기 레벨 스위치(23)가 동작되어 상기 순환펌프(17)의 구동을 지시하게 되고, 이로 인하여 순환펌프(17)의 구동에 따라 투입된 물은 배양조(10) 내부를 순환하며 균주 배양 이전의 멸균과 오염물질의 세척을 수행하게 된다.
상기 에어벤트(24)는, 일종의 통기공(air vent)으로서, 배양조(10)에 유체(물)을 넣거나 빼게 되면 내부에 있는 에어가 이동하기 위한 공기 통로인바, 유체의 원활한 흐름을 유도하도록 하기 위하여 공기를 외부로 배출시킨다.
상기 레벨 스위치(23)는 유체(물)이 규정 수위에 이를 때 신호를 출력하여 상기 순환펌프(17)의 구동을 지시하고, 규정 미만일 경우 순환펌프(17)의 구동을 단속하게 되는 것으로, 유체의 수위 상하한을 관리하는 목적에 부합된다.
상기 순환펌프(17)는 상기 레벨 스위치(23)의 출력 신호에 따라 구동되어 물과 스팀을 배양조(10) 내부에서 순환하도록 도와 배양조(10) 전체의 균일한 온도 상승을 촉진시키고 이로 인한 내부에 서식하는 유해균들에 대한 멸균의 진행을 재촉시킬 수 있다.
한편, 상기 냉각유닛은 균주의 배양 이전에 배양조(10) 내부의 상승된 온도를 낮춰 균주를 배양하는 수행에 무리가 없도록 하기 위함인 것으로, 상기 배양조 내부로 투입되는 에어로 배양조(10)의 내부 온도를 낮춘다. 이러한 냉각 유닛은 밸브가 구비된 배관에 연결되는 관 이음쇠와, 상기 관 이음쇠 후미에 연결되는 냉풍기로 구비될 수 있다. 물론, 냉풍기를 대체할만한 다른 냉각장치들로 대체하여 설치될 수도 있다.
상기 개폐밸브유닛은 균주의 배양 이전에 배양조(10)의 내부 위생을 위한 멸균에 부합하는 온도 상승 매개체인 물과 스팀과 함께, 균주 배양에 무리가 없도록 상승된 온도를 냉각하기 위한 매개체인 에어를 개방하거나 폐쇄하는 솔레노이드밸브(SV01, SV02, SV03, SV04, SV05, SV06, SV07, SV08)들로 구성된다.
한편, 상기 교반유닛은 배양조(10)에 서식하는 유해균이나 오염물질들을 깨끗이 세척하는 동시 세척 이후 투입된 균주를 피배양액과 고르게 혼합시켜 균주의 배양을 원활하게 이끈다.
이러한 상기 교반유닛은 상기 배양조 상부 중앙에 설치된 구동모터(31)와, 상기 배양조 중앙을 관통하는 형태로 축설되어 상기 구동모터의 축과 연결되어 회전되는 메인샤프트(32)와, 상기 메인샤프트의 길이를 따라 일정한 간격으로 배열되어 수평 형태로 결합되는 임펠러(33), 및 상기 메인샤프트의 하단 및 임펠러의 하단에 다수로 형성되어 물을 분사하여 상기 배양조의 균주 배양 이전에 배양조 바닥 부위를 청결히 세척 유도하는 분사노즐(34)을 포함한다.
상기 구동모터(31)의 구동으로 상기 메인샤프트(32) 및 임펠러(33)의 회전에 따라 배양조(10) 내부에 투입된 피배양액과 균주는 균일하게 혼합되어 양질의 균주 배양을 이룰 수 있게 된다.
또한, 상기 메인샤프트(32)의 하단이나 임펠러의 하단에 다수로 형성된 상기 분사노즐(34)들은 투입된 물을 강하게 분사하여 균주 배양 이전에 배양조(10)에 서식하는 유해균들 및 오염물질들을 깨끗이 세정하여 배양조(10)의 내부를 청결케 유지하는 역할을 수행한다.
한편, 상기 배양조(10)의 목표도달온도시간을 단축함과 동시 전력소모량을 줄일 수 있게 한 것은, 상기 배플(22)에 설치된 히터(21)의 사전 작동을 통하여 온도 상승을 이루고, 상기 순환펌프(17)를 구동시켜 공급되는 물의 온도를 상승시켜 온수 공급을 이루게 하는 것에 기인한다.
이러한 본 발명의 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기는, 멸균과 세척 및 균주 배양을 함께 수행 가능하도록 상술된 배양조, 멘홀, 조명유닛, 가열유닛, 교반유닛, 및 개폐밸브유닛에 대한 구성품들이 일체형으로 제작되는 것으로, 상기 배양조를 기반으로 일체형의 구성품으로 구성된바, 멸균과 세척 및 균주 배양에 대하여 광합성 배양 기능을 함께 수행하는 점에서 과 설비 투자로 인한 비용 증가와 같은 단점을 해결 가능하게 된다.
하기에서는 본 발명의 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기에 대한 작동을 설명하기로 한다.
먼저, PC모니터(HMI)의 메인화면에서 멸균(살균)온도, 멸균(살균)시간, 배양온도가 맞게 설정되어 있는지 확인한다. 이후에, 보일러의 전원을 확인한 후 보일러를 켠다.
배양조(10)에 배양할 리터량에 따라 급수를 시작한다. 이때, 급수 자동밸브의 열림을 확인한다.
급수 완료 후에, PC모니터(HMI)의 배양시작(자동모드)를 터치한 후, 상술된 작동 과정들이 정상으로 동작되었을 때, 밸브들이 열리면서 스팀이 재킷(16)으로 투입되면서 설정된 온도만큼 상승한다. 물론, 이 과정에서 히터(21)는 물과 스팀에 대하여 열을 가하여 배양조(10) 내부의 온도 상승을 돕게 된다.
또한, 순환펌프(17)는 레벨 스위치(23)의 출력 신호에 의해 구동되면서 배양조(10) 내부의 물과 스팀에 대한 대류를 원활하게 촉진시키는 한편, 압력게이지(14) 및 압력안전변(14a)을 통하여 배양조(10) 내부의 적정한 압력을 파악할 수 있게 된다.
상기 모니터에는 멸균중으로 표시되고, 멸균온도는 약 121도, 살균온도는 약 95도의 설정값까지 온도가 상승된 후, 설정된 멸균(살균) 시간만큼 온도(10분 ~ 20분)를 유지하게 된다. 이때, PC모니터(HMI)는 멸균 지연 중으로 표시된다.
멸균지연시간 타임 이후, 재킷(16)의 압을 배출하기 위하여 압배출을 시작한다(소요시간 : 약 2분 ~ 5분), 모니터에는 압력배출로 표시된다.(압배출밸브(냉각OUT밸브) 열림확인)
재킷(16)의 압배출이 끝나면 설정된 배양온도만큼 내리기 위해 냉각이 실시된다. 이때, 에어밸브 자동으로 열리고, 모니터에는 냉각중으로 표시된다.(냉각 IN OUT, 에어밸브 열림확인)
설정된 배양온도만큼의 냉각이 끝난 후, 배양온도(30도 ~ 35도)를 유지하고, 이 경우, 온도 유지를 위해 히터(21)가 작동되고, 순환펌프(17)도 함께 작동한다.(상온IN OUT, 에어밸브 열림), 모니터에는 배양유지로 표시된다.
상기에서 멸균(살균 방법)에 있어서는, 히터(21)의 가열과 스팀과 광(LED 램프) 조사로 구현될 수 있고, 상기 재킷(16)은 단면효율이 좋아 배양조(10)의 온도 상승이나 하강에 효율적이며, 멀티노즐(15)은 스팀과 에어 및 물을 한 곳으로 집중하여 투입하는데에 효율적이다.
상기에서와 같은 배양기의 작동에 있어서, 급수(물공급) 시에는 도면 5에 도시된 바와 같이, 솔레노이드밸브(SV01)는 개방되고 일정량 설정값 도달 시 폐쇄된다.
배양조(10)의 온도를 높이는 경우에, 솔레노이드밸브(SV02)는 개방되고, 솔레노이드밸브(SV07)은 폐쇄되며, 솔레노이드밸브(SV03)은 개방되고, 솔레노이드밸브(SV05)는 폐쇄됨을 이루게 된다. 이후 온도의 목표 설정값 도달 시에 솔레노이드밸브(SV02)는 폐쇄되고, 솔레노이드밸브(SV03)도 폐쇄되며, 솔레노이드밸브(SV05) 역시 폐쇄된다.
이후, 배양조(10)의 온도를 낮출 경우에, 솔레노이드밸브(SV04, SV05, SV06)은 개방되고, 배양조(10)의 온도를 유지할 경우에, 솔레노이드밸브(SV04, SV07)는 개방되고, 솔레노이드밸브(SV06)은 폐쇄된다.
에어 공급 시에는 솔레노이드밸브(SV08)은 개방되고, 솔레노이드밸브(SV1)는 폐쇄되어 배양기의 멸균에서부터 균주 배양에 이르는 과정을 수행할 수 있다.
10 : 배양조, 11 : 모터베이스
12 : 멘홀 13 : 종균투입구
13a : 투시창 14 : 압력게이지
14a : 압력안전변 15 : 멀티노즐
16 : 재켓 17 : 순환펌프
18 : 온도센서 19 : 지지다리
21 : 히터, 22 : 배플
23 : 레벨 스위치, 24 : 에어벤트
31 : 구동모터 32 : 메인샤프트
33 : 임펠라 34:분사노즐

Claims (9)

  1. 상부 및 측부에 물과 스팀 및 에어의 유입을 허용하고 실내에 서식하는 유해균에 대한 멸균 이후 미생물 균주를 배양하는 내식성의 금속재질로 이루어진 배양조, 상기 배양조의 측부를 개폐하는 멘홀, 상기 멘홀에 설치되어 배양조 내부로 광을 조사하여 상기 배양조의 내부 온도를 승온시키는 한편, 배양조의 상부에 구비된 다수의 투시창 내부에 설치되어 균주를 광합성으로 배양하는 조명유닛, 상기 배양조의 측부에 설치되어 유입되는 물과 스팀을 가열하여 상기 배양조의 내부 온도를 승온시킴에 따라 서식하는 유해균을 멸균시키고, 멸균 이후 일정한 온도를 유지시킴에 따라 미생물 균주를 배양 유도하는 가열유닛, 상기 배양조의 상부 및 측부에 설치되어 에어 유입에 의한 상기 배양조의 내부 온도를 냉각시키는 냉각유닛, 상기 배양조의 피배양액과 미생물 균주를 고르게 혼합시키는 교반유닛, 상기 배양조 내부의 멸균과 균주 배양을 위한 공정에서 요구되는 물 공급에서부터 온도의 상승과 하강 및 에어 공급에서부터 온도 유지에 대한 개방 또는 폐쇄를 선택하여 조절하게 되는 개폐밸브유닛을 포함하고,
    상기 배양조는, 상부측에 미생물 균주를 투입하기 위한 종균투입구, 상기 배양조에 투입된 피배양액의 온도를 감지하는 온도센서, 내부 벽 둘레를 따라 덧대어 보강됨에 따라 이중벽 구조를 갖도록 하는 재킷, 상측에 장착되어 물과 스팀 및 에어를 한 곳으로 집중하여 배양조 내부로 유입시키는 멀티노즐, 및 상측에 장착되어 배양조의 내부로 투입된 물과 스팀 및 에어에 대한 압력 수치를 실시간으로 제공하는 압력게이지와 배양조의 압력이 규정 이상일 때 외부로 압력을 방출하는 압력안전변으로 구성된 안전수단을 더 포함하며,
    상기 온도센서는 RTD 센서를 이용하는 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 가열유닛은,
    상기 배양조에 설치되어 투입되는 물과 스팀을 가열하는 히터, 상기 히터의 외주를 감싸는 형태로 구비되어 상기 배양조의 내부 전열을 촉진 유도하는 배플을 포함하고,
    상기 배플은, 투입된 물과 스팀의 원활한 흐름을 유도하도록 공기를 외부로 배출시키는 에어벤트;
    투입된 물과 스팀의 량을 점검하여 일정한 수위 정도로 투입될 경우 수위 정도의 상하한을 관리하며 신호를 출력하는 레벨 스위치; 및,
    상기 레벨 스위치의 출력 신호 지시에 따라 구동되어 투입된 물과 스팀을 상기 배양조에서 순환시키는 순환펌프;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 멸균용 배양기는,
    멸균과 세척 및 균주 배양을 함께 수행 가능하도록 상기 배양조, 멘홀, 조명유닛, 가열유닛, 교반유닛, 및 개폐밸브유닛에 대한 구성품들이 일체형으로 제작되는 것을 특징으로 하는 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 배플 내부에 설치된 채 사전 작동을 통하여 배양조의 내의 온도를 상승시키는 히터와, 상기 배플의 외측에 구비된 채 상기 배양조와 연결되어 상기 히터에 의해 상승하는 온수를 상기 배양조에 공급하는 순환펌프에 의해, 배양조의 목표도달온도 시간에 대한 단축과 동시 전력소모량을 줄이게 되는 것을 특징으로 하는 광합성 배양 기능을 갖는 멸균용 배양기.
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