KR101483596B1

KR101483596B1 - 선반형 미세조류 중간배양장치

Info

Publication number: KR101483596B1
Application number: KR20140113735A
Authority: KR
Inventors: 허영백; 조기채; 변원호; 김은경
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2015-01-20

Abstract

본 발명은 조명기구를 이용하여 미세조류를 배양시키도록 한 배양장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수 개의 층을 이루는 선반프레임상에 미세조류의 배양용기를 올려놓을 수 있도록 투명한 소재인 열차단형 배양선반을 바닥판 형태로 배치시키고, 선반프레임의 상측부에는 컨트롤러와 에어펌프와 공기정화살균기구 및 컨트롤부가 장착된 구동부케이싱을 설치하며, 상기 구동부케이싱과 배양선반의 하부측에 조명기구를 배치하고, 상기 에어펌프로부터 공기정화살균기구를 거쳐 배출된 공기를 에어주입호스를 통하여 배양용기로 분배시키기 위한 에어주입관을 선반프레임상에 수직 방향으로 배치시킴으로서, 다양한 용량의 배양용기로 다양한 종류의 미세조류를 하나의 배양장치에서 동시 다발적으로 배양시킬 수 있도록 하고, 투명한 소재인 열차단형 배양선반을 조명기구와 함께 적용시켜 배양용기 전체를 감싸는 조명의 유도와 조명기구로부터 발생한 열기의 적절한 차단을 통하여 배양성능의 향상을 도모하며, 특히 패류를 포함하는 수산생물의 인공종묘 배양장과 같이 각종 오염에 노출되기 쉬운 환경조건에서도 미세조류를 중규모의 중간배양단계에 맞추어 안정적으로 배양 및 관리할 수 있고, 각종 연구나 실험 등을 위하여 좁은 공간에서 다양한 종류의 미세조류를 소량으로 신속하고 경제적으로 배양하는 용도에 맞추어 최적화시킨 선반형 미세조류 중간배양장치에 관한 것이다.

Description

선반형 미세조류 중간배양장치{Apparatus for intermediary-culture of micro-algae with shelf type}

본 발명은 다수 개의 층을 이루는 선반프레임상에 미세조류의 배양용기를 올려놓을 수 있도록 투명한 소재인 열차단형 배양선반을 각각의 층마다 바닥판 형태로 배치시키고, 선반프레임의 상측부에는 배양장치의 작동수단과 공기정화살균기구가 구비된 구동부케이싱을 설치하며, 상기 구동부케이싱과 배양선반의 하부측에 조명기구를 배치하고, 살균 및 정화된 공기를 배양용기로 분배시키기 위한 에어주입관을 선반프레임을 따라 수직 방향으로 배치시킴으로서, 실질적인 대량배양단계 이전의 중간배양단계 또는 각종 실험이나 연구 등을 위하여 다양한 종류의 미세조류를 하나의 배양장치에서 중,소 규모로 신속하고 안전하며 경제적으로 배양 및 관리할 수 있도록 한 선반형 미세조류 중간배양장치에 관한 것이다.

일반적으로 클로렐라나 아이오크라이시스 또는 키토세로스 등의 미세조류는 패류나 갑각류 또는 해삼과 같은 유용한 수산생물의 인공종묘를 생산하는 과정에서 필수적인 먹이원으로 이용되고 있으며, 어류 등의 먹이가 되는 동물성 플랑크톤을 대량으로 생산하는 과정에 있어서도 이러한 미세조류가 필수적인 먹이원으로 활용되고 있다.

뿐만 아니라, 미세조류 자체에 함유되어 있는 각종 유용인자로 인하여 건강식품개발, 하수처리, CO₂제거, 바이오 연료 등으로도 활용될 수 있기 때문에 미래의 성장산업으로 주목받고 있으며, 이로 인하여 유용한 미세조류를 대량으로 배양시켜 그 이용성을 높이고자 하는 연구가 전 세계적으로 진행되고 있는 한편, 미세조류의 대량배양에 유용한 배양시스템을 구축하고자 하는 연구개발 역시 다양한 각도로 진행되고 있다.

현재 국내에서 수산생물의 인공종묘생산에 필요한 먹이생물로서의 미세조류 배양규모는 연간 약 100만 톤 내외로 추정되지만, 여전히 안정적인 배양기법과 배양시스템이 구축되지 못하여 매우 제한적으로 생산되고 있는 실정이며, 미세조류의 다양한 활용성과 각종 연구 등의 추세를 감안한다면 향후 배양규모가 지속적으로 증가할 것으로 판단되는 바, 이에 대한 신속한 대응방안이 모색되고 있다.

지금까지 수산생물의 인공종묘생산 과정에서 먹이생물로 사용되는 미세조류의 배양방법은 크게 3단계로 나누어지며, 그 1단계는 300~500mL 수준의 배양규모를 가지는 유리플라스크 등을 이용하여 배양종자를 관리하는 원종배양단계이고, 2단계는 1단계의 원종을 활용하여 5~20L 수준의 배양규모를 가지는 원형 또는 사각 형태의 투명수조에서 중간규모의 배양을 수행하는 중간배양단계이며, 마지막 3단계로서 중간배양된 배양체를 이용한 0.5~수 톤 단위의 대량배양단계를 거친 후 먹이 등으로 활용되는 바, 체계적인 배양관리를 위해서는 각 배양단계에 부합되는 배양수조 또는 배양시스템이 구축되어야 한다.

상기와 같은 기존의 배양단계에서 원종관리에 이용되는 배양시스템은 자동배양기 등의 다양한 기기가 개발되어 현장에서 적용되고 있으며, 수톤 단위의 대량배양은 광반응기 등의 다양한 고밀도 배양시스템이 개발되어 상업적인 현장적용을 시도하고 있는 상황이며, 본 출원인 또한 LED를 이용한 미세조류 고밀도 대량배양 장치를 2012년 특허출원 제 138025호로 선출원하여 특허등록(제 10-1270648호)을 받아 놓은 상태이다.

그러나, 기존의 배양단계 중 2단계에 해당하는 중간배양단계 역시 대량배양의 시발점이 되는 매우 중요한 단계임에도 불구하고 중간배양단계를 안전하고 효율적으로 수행할 수 있는 배양시스템이 제공되지 못하였으며, 이로 인하여 대부분의 경우는 수산종묘의 생산현장에서 목재나 철근을 활용해 간이로 중간배양시스템을 구축함에 따라, 배양해수의 누출에 따른 누전 등의 전기적 사고 뿐만 아니라 공기의 오염에 따른 미세조류의 사멸과 같이 배양과정에서 관리상의 많은 문제점이 노출되어 배양에 실패하는 경우가 빈번하게 발생하였다.

상기와 같은 상황에 입각하여, 수산생물의 인공종묘를 생산하는 현장에서 중규모의 배양단위로 미세조류의 중간배양을 보다 위생적이고 안전하며 효율적으로 수행할 수 있는 한편, 각종 실험이나 연구 등을 목적으로 다양한 종류의 미세조류를 비교적 소규모의 배양단위로 하여 하나의 배양장치에서 신속하고 경제적이며 동시 다발적으로 배양 및 관리할 수 있는 배양장치의 필요성이 대두되었다.

본 발명은 상기와 같은 요구사항에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 다수 개의 층을 이루는 선반프레임상에 미세조류의 배양용기를 올려놓을 수 있도록 투명한 소재인 열차단형 배양선반을 바닥판 형태로 배치시키고, 선반프레임의 상측부에는 컨트롤러와 에어펌프와 공기정화살균기구 및 컨트롤부가 장착된 구동부케이싱을 설치하며, 상기 구동부케이싱과 배양선반의 하부측에 조명기구를 배치하고, 상기 에어펌프로부터 공기정화살균기구를 거쳐 배출된 공기를 에어주입호스를 통하여 배양용기로 분배시키기 위한 에어주입관을 선반프레임상에 수직 방향으로 배치시킴으로서, 다양한 용량의 배양용기로 다양한 종류의 미세조류를 하나의 배양장치에서 동시 다발적으로 배양시킬 수 있도록 하고, 투명한 소재인 열차단형 배양선반을 조명기구와 함께 적용시켜 배양용기 전체를 감싸는 조명의 유도와 조명기구로부터 발생한 열기의 적절한 차단을 통하여 배양성능의 향상을 도모하며, 특히 패류를 포함하는 수산생물의 인공종묘 배양장과 같이 각종 오염에 노출되기 쉬운 환경조건에서도 미세조류를 중규모의 중간배양단계에 맞추어 안정적으로 배양 및 관리할 수 있고, 각종 연구나 실험 등을 위하여 좁은 공간에서 다양한 종류의 미세조류를 소량으로 신속하고 경제적으로 배양하는 용도에 맞추어 최적화시킨 선반형 미세조류 중간배양장치를 제공하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명에 따른 선반형 미세조류 중간배양장치는, 금속 재질의 프레임을 수직 방향과 수평 방향으로 연결시켜 최소 2개 이상의 층을 이루도록 설치되는 선반프레임과, 상기 선반프레임의 상단측에 설치되는 구동부케이싱과, 상기 구동부케이싱의 내,외부에 설치되는 배양장치의 작동수단과, 상기 선반프레임에 제공된 각각의 층마다 미세조류의 배양용기를 올려놓을 수 있도록 해당 층의 바닥판 형태로 배치되는 열차단형 배양선반과, 상기 구동부케이싱 및 각각의 배양선반 하부측에서 선반프레임을 따라 일정한 간격을 두고 수평 방향으로 설치되는 조명기구를 포함하여서 이루어지고, 상기 배양선반과 배양용기는 투명한 소재가 되며, 상기 배양장치의 작동수단은, 구동부케이싱의 내부에 삽입 설치되는 컨트롤러와 에어펌프와 공기정화살균기구 및 상기 컨트롤러와 접속된 상태로 구동부케이싱의 외측면에 설치되는 배양장치 조작용 컨트롤부를 포함하여서 이루어지고, 상기 각각의 조명기구는 케이블에 의하여 컨트롤러와 접속 설치되며, 상기 공기정화살균기구의 출구측에는 구동부케이싱을 관통하여 선반프레임을 따라 수직 하방으로 연장되는 에어주입관이 연결 설치되고, 상기 에어주입관에는 선반프레임에 제공된 각각의 층을 기준으로 하여 최소 2개 이상의 에어밸브가 연결 설치되며, 상기 각각의 에어밸브에는 배양용기의 내부까지 연장되는 에어주입호스가 연결 설치되고, 상기 에어주입호스의 끝단부에는 기포분산기가 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

이와 더불어, 상기 배양선반으로서는 열차단형 투명 소재인 폴리카보네이트 또는 강화유리 중에서 택일한 것이 사용됨을 특징으로 하며, 상기 조명기구는 형광등이 사용되는 한편, 상기 구동부케이싱의 컨트롤러는 형광등의 안정기를 추가로 포함하여서 이루어지고, 상기 각각의 층을 이루는 선반프레임의 내측면에는 형광등의 양측 접속단자를 케이블에 의하여 컨트롤러와 접속시키기 위한 한 쌍의 전원접속기가 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 전원접속기의 일측에는 형광등의 접속단자 부분이 삽입되는 접속관부가 돌출 형성되고, 상기 접속관부의 내주면에는 형광등의 접속단자 외주면과 밀착되는 링 형상의 방수팩킹이 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 전원접속기의 타측면은 방수패드를 개재시킨 상태로 각각의 층을 이루는 선반프레임의 내측면과 밀착 설치되고, 상기 전원접속기의 타측면 부분이 해당 선반프레임을 관통하여 연장되는 케이블과의 접속을 위한 케이블접속부를 제공하도록 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 공기정화살균기구는 에어펌프로부터 토출된 공기의 배출경로를 따라 에어필터와 자외선살균기가 순차적으로 연결 설치된 것이고, 상기 에어주입관은 자외선살균기의 출구측과 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 선반프레임의 외측면에는 조명기구용 케이블의 배선과 보호를 위한 케이블몰딩이 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 선반프레임의 하단측에는 배양장치의 이동을 위한 이동바퀴가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 각각의 배양선반위에 다양한 용량의 배양용기를 투입하여 다양한 종류의 미세조류를 하나의 배양장치에서 동시 다발적으로 배양시킬 수 있고, 투명한 소재인 열차단형 배양선반으로서 폴리카보네이트 선반 또는 강화유리 선반을 조명기구와 함께 적용시켜 배양용기 전체를 감싸는 조명의 유도와 조명기구로부터 발생한 열기의 적절한 차단을 통하여 배양성능의 향상을 도모할 수 있는 효과를 제공한다.

다시 말해서, 조명기구로부터 발생한 열기로 인하여 배양선반의 온도가 미세조류의 적정 배양수온인 20±2℃를 넘어 30℃ 수준까지 상승할 수 있고, 해당 온도가 배양선반에 놓여진 배양용기로 직접 전달될 수 있으므로, 배양용기의 용량(부피)이 상대적으로 적게 될 경우, 배양해수의 온도 상승을 유발하여 미세조류의 사멸 등이 발생할 수 있으나, 폴리카보네이트 또는 강화유리 소재의 열차단형 투명선반을 적용시키게 되면, 조명기구로부터 발생하는 열기를 적절하게 차단시켜 배양환경을 보다 안정적으로 유지시킬 수 있는 동시에, 배양용기를 상,하로 감싸는 조명을 유도하여 배양성능을 향상시킬 수 있다는 것이다.

상기와 같이 투명 소재인 열차단형 배양선반의 적용으로 배양성능을 향상시킬 수 있으므로, LED보다 가격이 저렴한 형광등을 적용시키더라도 선출원과 거의 동등한 수준의 배양효과를 달성할 수 있고, 필요시 형광등을 LED로 교체 사용하는 것과 같이 조명기구의 적용범위 또한 폭넓게 확보하는 효과를 제공하며, 컨트롤러와 연계된 배양장치의 작동수단을 선반프레임의 상부측에 배치하는 한편, 조명기구의 접속부위에 대한 수밀처리와 케이블몰딩에 의한 배선처리를 수행함으로서, 배양용기의 투입과 배출시 누설되는 해수 성분으로 인한 전기,전자부품의 고장이나 오작동을 최소화시킬 수 있는 효과를 제공한다.

뿐만 아니라, 선출원의 방식과 같이 미세조류의 배양에 사용되는 외부공기를 물리적 여과 및 자외선 살균을 거쳐 오염을 제거시킨 상태로 공급함으로서, 외부공기로 인한 배양해수의 오염과 이로 인한 미세조류의 사멸을 미연에 방지하는 효과를 제공하며, 실험실과 같은 장소의 내부공간에서 배양장치를 요구하는 위치로 손쉽게 이동시켜 배양용기의 투입과 배출작업 역시 보다 더 손쉽게 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

궁극적으로는, 패류를 포함하는 수산생물의 인공종묘 배양장과 같이 각종 오염에 노출되기 쉬운 환경조건에서도 미세조류를 중규모의 중간배양단계에 맞추어 안정적으로 배양 및 관리할 수 있고, 각종 실험이나 연구 등을 위하여 실험실의 내부에서 비교적 소량으로 다양한 종류의 미세조류를 하나의 배양장치에서 동시 다발적으로 배양시킬 수 있으며, 보다 저렴한 비용으로 제작이 가능하면서도 높은 수준의 배양효율을 달성할 수 있고, 배양장치의 사용과 배양용기의 취급 또한 매우 손쉽고 용이하게 수행할 수 있는 중,소 규모의 다목적 고효율 중간 배양장치를 제공할 수 있는 매우 유용한 효과를 가지는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 선반형 미세조류 중간배양장치의 일부 분해 사시도.
도 2는 도 1의 요부 확대도.
도 3은 본 발명에 적용되는 구동부케이싱의 내부구조를 나타내는 요부 발췌 정단면도.
도 4는 선반프레임상에 배양용기가 투입된 상태를 나타내는 요부 발췌 정단면도.
도 5는 조명기구의 설치상태를 나타내는 요부 확대 단면도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 선반형 미세조류 중간배양장치(이하, "배양장치"라 한다)는 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 최소 2개 이상의 층을 이루도록 설치되는 선반프레임(1)과, 상기 선반프레임(1)의 상단측에 설치되는 구동부케이싱(5)과, 상기 선반프레임(1)에 제공된 각각의 층마다 미세조류의 배양용기를 올려놓을 수 있도록 해당 층의 바닥판 형태로 배치되는 배양선반(2)과, 상기 구동부케이싱(5) 및 각각의 배양선반(2) 하부측에서 선반프레임(1)을 따라 일정한 간격을 두고 수평 방향으로 설치되는 조명기구(3)를 포함하여서 이루어진다.

도면상 상기 선반프레임(1)은 총 4개의 수직프레임(1a)과, 상기 수직프레임(1a)의 높이 방향을 따라 다수 개의 층(도면상 4층)을 구획하도록 사각 테두리 형태를 이루면서 수평 방향으로 조립 설치되는 층간프레임(1b)으로 이루어지고, 상기 구동부케이싱(5)은 선반프레임(1)의 최상단층 부분을 이루는 수직프레임(1a)과 층간프레임(1b)을 따라 판상의 케이싱패널(5a)이 조립 설치되어서 이루어지며, 상기 조명기구(3)는 구동부케이싱(5)의 바닥측에 제공된 층간프레임(1b)으로부터 선반프레임(1)의 하단측 층간프레임(1b) 사이마다 설치된다.

상기 수직프레임(1a)과 층간프레임(1b)은 내부식성과 기계적 강도가 우수한 알루미늄 소재의 조립식 프레임을 사용하는 것이 바람직하며, 이외에도 스테인레스 스틸 프레임 등의 다른 금속 소재가 사용될 수도 있고, 필요시 강도가 우수한 플라스틱 프레임을 사용하는 것도 가능하며, 상기 케이싱패널(5a)은 재질에 상관없이 적용이 가능하지만 각각의 프레임과 동일 소재로 하는 것이 바람직하다.

또한, 구동부케이싱(5)을 이루는 케이싱패널(5a) 중 상부측 패널이나 후방측 패널은 선반프레임(1)과 착탈 가능하게 설치함으로서, 구동부케이싱(5)의 내부에 삽입 설치되는 배양장치(10)용 작동수단의 수리나 교체 등의 편의성을 도모하는 것이 바람직하고, 상기 각각의 배양선반(2)은 열차단형 투명 소재로서 폴리카보네이트 또는 강화유리 중에서 택일한 소재를 이용하여 소정의 두께(5~10mm)를 가지는 판형의 선반으로 제작하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 투명한 소재의 열차단형 배양선반(2)을 적용시킴으로서, 조명기구(3)로부터 발산되는 빛(조명)이 배양용기의 상,하부에 걸쳐 배양용기를 감싸는 형태로 조사(照射)될 수 있도록 하는 한편, 배양선반(2)의 바로 아래에 위치하는 조명기구(3)로부터 발생되는 열기가 배양선반(2)을 거쳐 배양용기로 직접 전도(傳導)되는 것을 적절하게 차단시킬 수 있도록 한다.

따라서, 위와 같은 기능을 달성할 수 있는 것이라면 폴리카보네이트나 강화유리 이외의 다른 소재 또한 배양선반(2)에 적용될 수 있음은 물론이고. 각각의 배양선반(2)이 층간프레임(1b)의 상부면에 걸쳐 정확하고 안전하게 놓여질 수 있도록, 배양선반(2)의 모서리 부분은 수직프레임(1a)에 걸리는 부분이 잘려 나간 형태의 장착모서리(2a)를 이루고 있다.

상기와 같이 배양선반(2)을 포함하는 선반프레임(1) 자체의 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 사각 형태의 골조구조물 외에도 원형 또는 다각형 골조구조물로 제작될 수 있고, 상기 조명기구(3)로서는 LED와 형광등을 대표적인 예로 들 수 있지만, 이외에도 다양한 종류의 조명기구가 적용될 수 있으며, 조명기구(3)의 설치에 지장을 초래하지 않는 범위내에서 층간프레임(1b)의 사이에 보강프레임을 추가로 적용시키는 것도 가능하다.

그리고, 도 2 및 도 3에 각각 도시된 바와 같이, 구동부케이싱(5)의 전방측에 해당하는 케이싱패널(5a)의 외측면에는 컨트롤부(20)가 설치되고, 구동부케이싱(5)의 내부에는 컨트롤러(21)를 포함하는 배양장치(10)의 작동수단이 삽입 설치되며, 상기 컨트롤부(20)는 컨트롤러(21)와 접속되어 사용자가 배양장치(10)의 작동상태를 전반적으로 제어할 수 있는 조작수단을 제공한다.

한편, 구동부케이싱(5)의 내부에 삽입 설치되는 배양장치(10)의 작동수단은, 상기 컨트롤러(21)를 포함하여 에어펌프(8)와 공기정화살균기구로서의 에어필터(9) 및 자외선살균기(12)가 되며, 상기 에어필터(9)는 에어펌프(8)의 출구측에 연결 설치되어 있고, 상기 자외선살균기(12)는 램프케이싱(13)의 내부에 자외선램프(14)가 삽입된 통로구조로 하여 에어필터(9)의 출구측과 연결관(11)으로 연결 설치되어 있으며, 자외선살균기(12)의 출구측에는 각각의 배양용기로 정화 및 살균처리된 공기를 분배시키기 위한 에어주입관(6)이 연결 설치되어 있다.

따라서, 상기 컨트롤부(20)는, 배양장치(10)의 전원공급용 메인스위치(22) 및 이와 연계된 작동램프(28)와, 조명기구(3)의 개별적인 ON/OFF 조작을 위한 조명스위치(24)와, 에어펌프(8) 및 자외선램프(14)의 ON/OFF 조작을 위한 펌프스위치(26) 및 램프스위치(27)와, 배양시간의 설정을 위한 타이머(23)와, 조명기구(3)로부터 발생하는 열에 의한 선반 내부측 온도 및/또는 배양용기에 저장된 해수의 온도를 표시하는 온도계(25) 등으로 구성된다.

그러나, 상기 컨트롤부(20)는 도 2에 도시된 형태로 한정되지 않고 매우 다양한 방식으로 설치될 수 있으며, 각각의 배양용기로 정화 및 살균처리된 공기를 공급시킬 수 있는 것이라면 에어펌프(8)를 포함하는 공기정화살균기구 역시 도 3에서와 같은 에어필터(9) 및 자외선살균기(12) 이외에도, 전기집진, 이온살균, 오존처리 또는 이들의 복합방식과 같은 다양한 공기정화살균기구가 적용될 수 있음을 밝혀두는 바이다.

이와 더불어, 상기 에어주입관(6)은 자외선살균기(12)의 출구측으로부터 구동부케이싱(5)의 바닥측 케이싱패널(5a)에 형성된 관통구멍(5b)을 거쳐 선반프레임(1)의 하단측까지 수직 하방으로 연장 설치되는 바, 상기 에어주입관(6)은 선반프레임(1)의 수직프레임(1a)을 기초로 하여 그 내측면상에 배치시키는 것이 가장 바람직하고, 배양용기의 적용개수 등을 고려하여 에어주입관(6)을 2개 이상 설치하는 것도 가능하다.

상기와 같은 에어주입관(6)의 배치를 고려하여, 배양선반(2)의 장착모서리(2a) 부분은 도 1에서와 같이 에어주입관(6)의 설치에 지장을 초래하지 않도록 형성되었으며, 도 3 및 도 4에서와 같이 상기 에어주입관(6)에는 선반프레임(1)에 제공된 각각의 층을 기준으로 하여 최소 2개 이상(도면상 5개)의 에어밸브(6a)를 설치함으로서, 각각의 배양용기(15)를 통한 공기의 배분 및 공급을 수행토록 하게 된다.

상기 에어밸브(6a)는 소형의 레버식 볼밸브를 사용하는 것이 바람직하고, 에어주입관(6)은 PVC파이프를 사용하는 것이 바람직하며, 각각의 에어밸브(6a)에는 배양용기(15)의 내부까지 연장되는 에어주입호스(16)가 연결 설치되고, 상기 에어주입호스(16)의 끝단부에는 배양용기(15)의 바닥부에 위치하여 배양용기(15)에 저장된 해수중으로 공기를 폭기시키는 기포분산기(17)가 연결 설치된다.

상기 배양용기(15)는 선반프레임(1)과 배양선반(2)에 의하여 구획된 각각의 층마다 최소 2개에서 최대 10개 정도의 개수로 배치함으로서, 패류를 포함하는 수산생물의 인공종묘생산에 필요한 중규모의 미세조류 배양작업 뿐만 아니라, 각종 실험이나 연구 등의 목적으로 다양한 종류의 미세조류를 동시 다발적으로 배양시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 각각의 배양용기(15) 또한 배양선반(2)과 마찬가지로 투명 소재의 플라스틱 용기나 유리용기 등을 사용하게 된다.

그리고, 각각의 배양용기(15)에는 개폐 가능한 용기덮개(15a)를 설치함으로서, 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 하는 한편, 배양된 미세조류를 해수와 함께 요구하는 량만큼 배출시켜 사용할 수 있도록 하며, 상기 에어주입호스(16)는 배양용기(15)의 용기덮개(15a)를 관통시켜 설치하는 것이 바람직하고, 기포분산기(17)를 통한 공기의 공급 및 이에 따른 내압상승과 배양생물이 공기중으로 유출됨에 따른 타배양종의 오염을 방지할 수 있도록, 에어주입호스(16)가 관통되는 부위에 미세필터 등을 적용시키는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 배양장치(10)에 따르면, 각각의 배양선반(2)위에 다양한 용량의 배양용기(15)를 투입하여 다양한 종류의 미세조류를 하나의 배양장치(10)에서 동시 다발적으로 배양시킬 수 있고, 투명한 소재인 열차단형 배양선반(2)으로서 폴리카보네이트 선반 또는 강화유리 선반을 조명기구(3)와 함께 적용시켜 배양용기(15) 전체를 감싸는 조명의 유도와 조명기구(3)로부터 발생한 열기의 적절한 차단을 통하여 배양성능의 향상을 도모할 수 있다.

다시 말해서, 배양용기(15)가 올려지는 배양선반(2)의 바로 아래에 조명기구(3)를 배치하면 조명기구(3)에 의한 조명효과 자체는 크게 향상시킬 수 있지만, 조명기구(3)로부터 발생한 열기로 인하여 배양선반(2)의 온도가 미세조류의 적정 배양수온인 20±2℃를 넘어 30℃ 수준까지 상승할 수 있고, 해당 온도가 배양선반(2)에 놓여진 배양용기(15)로 직접 전달되는 단점이 발생할 수 있다는 것이다.

특히, 본 발명에 사용되는 배양용기(15)는 그 용량(부피)이 상대적으로 적게 되는 것이므로, 조명기구(3)로부터 배양선반(2)을 거쳐 전도된 열기가 배양해수의 온도상승을 유발하여 미세조류를 사멸시킬 수도 있는 바, 이러한 점에 입각하여 폴리카보네이트 또는 강화유리 소재의 열차단형 투명선반을 적용시킴으로서, 조명기구(3)로부터 발생하는 열기를 적절하게 차단시켜 배양환경을 보다 안정적으로 유지시키는 한편, 배양용기(15)를 상,하로 감싸는 조명을 유도하여 배양성능을 향상시킬 수 있도록 하였다.

상기와 같이 투명 소재인 열차단형 배양선반(2)을 적용시켜 미세조류의 배양성능을 향상시킬 수 있으므로, LED보다 가격이 저렴한 형광등을 조명기구(3)로 사용하더라도 비교적 높은 수준의 배양효과를 달성할 수 있고, 배양조건에 맞추어 형광등과 LED를 필요시마다 교체 사용하는 것과 같이 조명기구(3)의 적용범위 또한 폭넓게 확보할 수 있다.

상기와 같이 조명기구(3)로서 형광등을 사용하는 경우에는 도 2 내지 도 4에서와 같이 일정한 간격을 두고 다수 개(도면상 4개)의 형광등을 동시에 장착시킬 수 있는 멀티콘센트 형식의 전원접속기(4)를 좌,우측 층간프레임(1b)의 내측면에 설치하는 것이 바람직하며, 구동부케이싱(5)의 건트롤러(21)에는 형광등의 안정기(미도시)를 추가로 적용시키는 것이 바람직하다.

상기 전원접속기(4)는 도 5에 보다 구체적으로 도시된 바와 같이, 형광등의 양측 접속단자(3a)를 케이블(7a)에 의하여 컨트롤러(21)와 접속시키는 수단이 되고, 전원접속기(4)의 내측에는 형광등의 접속단자(3a)로부터 돌출되는 접속플러그(3b)가 끼워질 수 있는 소켓구멍(미도시)이 제공되며, 상기 케이블(7a)은 도 2에서와 같이 구동부케이싱(5)의 좌,우측 케이싱패널(5a)에 제공된 구멍을 따라 구동부케이싱(5)의 외부로 연장된 다음 각각의 전원접속기(4)와 연결 설치된다.

도면상 형광등의 설치갯수에 맞추어 전원접속기(4)마다 4개의 케이블(7a)이 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 해당 전원접속기(4)에 장착되는 형광등으로의 전력공급을 하나의 케이블(7a)로 수행토록 하는 것도 가능하며, 해수가 저장된 배양용기(15)를 수시로 출납시키는 사용 여건에 맞추어, 형광등이 전원접속기(4)와 접속되는 부위로 해수 성분이 침투되지 않도록 하는 것이 요구된다.

위와 동일한 관점에서, 컨트롤러(21)가 포함된 배양장치(10)의 작동수단을 선반프레임(1)의 상부측에 배치시킨 것이며, 이에 추가적으로 형광등의 접속부위에 대한 수밀처리와 케이블몰딩(Cable molding)(7)에 의한 배선처리를 적용시킴으로서, 배양용기(15)의 투입과 배출시 누설되는 해수 성분으로 인한 전기,전자부품의 고장이나 오작동을 미연에 방지토록 하였다.

상기와 같이 형광등의 접속부위에 대한 수밀처리의 일환으로, 전원접속기(4)의 일측(도 5에서 우측)에는 형광등의 접속단자(3a) 부분이 삽입되는 접속관부(4a)가 돌출 형성되고, 상기 접속관부(4a)의 내주면에는 형광등의 접속단자(3a) 외주면과 밀착되는 링 형상의 방수팩킹(18)이 설치되며, 보다 더 확실한 방수기능을 제공할 수 있도록 방수팩킹(18)과 인접한 접속관부(4a)의 내주면을 따라 보조밀폐링(18a)이 추가로 설치되어 있다.

이와 더불어, 전원접속기(4)의 타측면(도 5에서 좌측면)은 방수패드(19)를 개재시킨 상태로 장착볼트(19a)에 의하여 층간프레임(1b)의 내측면과 견고하게 밀착 설치되고, 전원접속기(4)의 타측면 중앙 부분이 케이블몰딩(7)으로부터 해당 측면프레임(1b)을 관통하여 연장되는 케이블(7a)과 접속되도록 설치함에 따라, 전원접속기(4)의 케이블접속부(4b) 또한 방수패드(19)에 의하여 해수와의 접촉이 차단된 상태로 안전하게 보호된다.

다른 한편으로, 선반프레임(1)을 이루는 각각의 수직프레임(1a) 하단에는 배양장치(10)를 요구하는 위치로 손쉽게 이동시킬 수 있도록 이동바퀴(1c)를 설치하는 것이 바람직하고, 각각의 이동바퀴(1c)에는 통상의 경우와 마찬가지로 바퀴의 고정수단을 적용시키는 것이 바람직하며, 상기 케이블몰딩(7)은 각종 케이블의 배선에 사용되는 공지의 부품으로서, 선반프레임(1)의 외측면에 부착 설치되어 조명기구(3)용 케이블(7a)의 배선 및 보호기능을 수행하게 된다.

위에서 설명되어진 바와 같이, 본 발명의 배양장치(10)는 패류를 포함하는 수산생물의 인공종묘 배양장과 같이 각종 오염에 노출되기 쉬운 환경조건에서도 미세조류를 중규모의 중간배양단계에 맞추어 안정적으로 배양 및 관리할 수 있고, 각종 실험이나 연구 등을 위하여 실험실의 내부에서 비교적 소량으로 다양한 종류의 미세조류를 하나의 배양장치에서 동시 다발적으로 배양시키는 측면에도 부합될 수 있으며, 저렴한 비용으로 제작이 가능하고 배양환경이 열악한 장소에서도 안정적인 배양효율을 달성할 수 있다.

뿐만 아니라, 선출원의 방식과 같이 미세조류의 배양에 사용되는 외부공기를 물리적 여과 및 자외선 살균을 거쳐 오염을 제거시킨 상태로 공급함으로서, 외부공기로 인한 배양해수의 오염과 이로 인한 미세조류의 사멸을 미연에 방지할 수 있으며, 배양장치(10)의 사용과 배양용기(15)의 취급 또한 매우 손쉽고 용이하게 수행할 수 있는 중,소 규모의 다목적 고효율 배양장치(10)를 제공할 수 있는 것이다.

1 : 선반프레임 1a : 수직프레임 1b : 층간프레임
1c : 이동바퀴 2 : 배양선반 2a : 장착모서리
3 : 조명기구 3a : 접속단자 3b : 접속플러그
4 : 전원접속기 4a : 접속관부 4b : 케이블접속부
5 : 구동부케이싱 5a : 케이싱패널 5b : 관통구멍
6 : 에어주입관 6a : 에어밸브 7 : 케이블몰딩
7a : 케이블 8 : 에어펌프 9 : 에어필터
10 : 배양장치 11 : 연결관 12 : 자외선살균기
13 : 램프케이싱 14 : 자외선램프 15 : 배양용기
15a : 용기덮개 16 : 에어주입호스 17 : 기포분산기
18 : 방수팩킹 18a : 보조밀폐링 19 : 방수패드
19a : 장착볼트 20 : 컨트롤부 21 : 컨트롤러
22 : 메인스위치 23 : 타이머 24 : 조명스위치
25 : 온도계 26 : 에어펌프스위치 27 : 램프스위치
28 : 작동램프

Claims

조명기구를 이용하여 미세조류를 배양시키도록 한 배양장치에 있어서,
금속 재질의 프레임을 수직 방향과 수평 방향으로 연결시켜 최소 2개 이상의 층을 이루도록 설치되는 선반프레임(1)과, 상기 선반프레임(1)의 상단측에 설치되는 구동부케이싱(5)과, 상기 구동부케이싱(5)의 내,외부에 설치되는 배양장치의 작동수단과, 상기 선반프레임(1)에 제공된 각각의 층마다 미세조류의 배양용기(15)를 올려놓을 수 있도록 해당 층의 바닥판 형태로 배치되는 열차단형 배양선반(2)과, 상기 구동부케이싱(5) 및 각각의 배양선반(2) 하부측에서 선반프레임(1)을 따라 일정한 간격을 두고 수평 방향으로 설치되는 조명기구(3)를 포함하여서 이루어지고, 상기 배양선반(2)과 배양용기(15)는 투명한 소재가 되며,
상기 배양장치의 작동수단은, 구동부케이싱(5)의 내부에 삽입 설치되는 컨트롤러(21)와 에어펌프(8)와 공기정화살균기구 및 상기 컨트롤러(21)와 접속된 상태로 구동부케이싱(5)의 외측면에 설치되는 배양장치 조작용 컨트롤부(20)를 포함하여서 이루어지고, 상기 각각의 조명기구(3)는 케이블(7a)에 의하여 컨트롤러(21)와 접속 설치되며,
상기 공기정화살균기구의 출구측에는 구동부케이싱(5)을 관통하여 선반프레임(1)을 따라 수직 하방으로 연장되는 에어주입관(6)이 연결 설치되고, 상기 에어주입관(6)에는 선반프레임(1)에 제공된 각각의 층을 기준으로 하여 최소 2개 이상의 에어밸브(6a)가 연결 설치되며,
상기 각각의 에어밸브(6a)에는 배양용기(15)의 내부까지 연장되는 에어주입호스(16)가 연결 설치되고, 상기 에어주입호스(16)의 끝단부에는 기포분산기(17)가 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 선반형 미세조류 중간배양장치.
제 1항에 있어서, 상기 배양선반(2)으로서는 열차단형 투명 소재인 폴리카보네이트 또는 강화유리 중에서 택일한 것이 사용됨을 특징으로 하는 선반형 미세조류 중간배양장치.
제 1항에 있어서, 상기 조명기구(3)는 형광등이 사용되고, 상기 구동부케이싱(5)의 컨트롤러(21)는 형광등의 안정기를 추가로 포함하여서 이루어지며,
상기 각각의 층을 이루는 선반프레임(1)의 내측면에는 형광등의 양측 접속단자(3a)를 케이블(7a)에 의하여 컨트롤러(21)와 접속시키기 위한 한 쌍의 전원접속기(4)가 설치되는 것을 특징으로 하는 선반형 미세조류 중간배양장치.
제 3항에 있어서, 상기 전원접속기(4)의 일측에는 형광등의 접속단자(3a) 부분이 삽입되는 접속관부(4a)가 돌출 형성되고, 상기 접속관부(4a)의 내주면에는 형광등의 접속단자(3a) 외주면과 밀착되는 링 형상의 방수팩킹(18)이 설치되는 것을 특징으로 하는 선반형 미세조류 중간배양장치.
제 4항에 있어서, 상기 전원접속기(4)의 타측면은 방수패드(19)를 개재시킨 상태로 각각의 층을 이루는 선반프레임(1)의 내측면과 밀착 설치되고, 상기 전원접속기(4)의 타측면 부분이 해당 선반프레임(1)을 관통하여 연장되는 케이블(7a)과의 접속을 위한 케이블접속부(4b)를 제공하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 선반형 미세조류 중간배양장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기정화살균기구는 에어펌프(8)로부터 토출된 공기의 배출경로를 따라 에어필터(9)와 자외선살균기(12)가 순차적으로 연결 설치된 것이고, 상기 에어주입관(6)은 자외선살균기(12)의 출구측과 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 선반형 미세조류 중간배양장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선반프레임(1)의 외측면에는 조명기구(3)용 케이블(7a)의 배선과 보호를 위한 케이블몰딩(7)이 설치되는 것을 특징으로 하는 선반형 미세조류 중간배양장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선반프레임(1)의 하단측에는 배양장치의 이동을 위한 이동바퀴(1c)가 설치되는 것을 특징으로 하는 선반형 미세조류 중간배양장치.