KR101606434B1 - 바이오리액터 장치, 바이오리액터 시스템, 및 광 에너지 의존 생물학 종을 성장시키기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 생물학 종(2)의 성장을 위한 바이오리액터 장치(1)로서, 제1 종(2a)에 대한 제1 서식지(4a)를 정의하는 적어도 하나의 수조 장치(3), 및 제1 스펙트럼을 갖는 광(L)을 방출함으로써 상기 제1 종(2a)에 대해 적응되는, 적어도 하나의 발광 고체 광원(6)을 구비하는 제1 조명 장치(5a)를 포함하고, 상기 고체 광원(6)은 상기 고체 광원(6)으로부터 방출되는 광 에너지를 이용하여 상기 서식지(4)를 조명하며, 상기 바이오리액터 장치(1)는 제2 종(2b)에 대해 적응되는 제2 서식지(4b)를 포함하며, 제2 서식지(4b)는 상기 제1 조명 장치(5a)의 스펙트럼과는 상이한 스펙트럼을 갖는 광(L)을 방출함으로써 상기 제2 종(2b)에 대해 적응되는, 적어도 하나의 발광 고체 광원(6)을 갖는 제2 조명 장치(5b)를 포함하며, 상기 서식지들(4)은 연속적으로 배열되어, 먹이 사슬의 연속 종들(2)에 대해 채용되고, 상기 배열은 인공 먹이 사슬을 형성하기 위해, 상기 종들(2)이 따르는 먹이 사슬의 단계에 대응한다. 본 발명은 또한, 복합적인 인공 생태 영역을 형성하도록 결합되는 적어도 2개의 바이오리액터 장치(1a, 1b), 즉 수중 생태 영역으로서 채용되는 바이오리액터 장치와 지상 생태 영역으로서 채용되는 바이오리액터 장치를 포함하는 바이오리액터 시스템(20), 및 하나의 바이오리액터 장치(1)에서 광 에너지 의존 생물학 종(2)을 성장시키기 위한 방법으로서, 제1 조명 장치(5a)에 의해 제1 서식지(4a) 내의 제1 종(1)을 조명하는 단계; 성장된 제1 종(2a)을, 연결 시스템(7)을 통해, 이전 서식지(4)로부터 분리된 연속하는 서식지(4b, 4c, 4d,...)로 전달하는 단계; 연속하는 조명 장치(5b, 5c,...)에 의해 상기 연속하는 서식지(4b, 4c, 4d,...) 내의 연속하는 종(2b, 2c,...)을 조명하는 단계; 및 원하는 종(2)이 최적으로 성장할 때까지 상기 전달 및 조명 단계들을 반복하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.

Description

바이오리액터 장치, 바이오리액터 시스템, 및 광 에너지 의존 생물학 종을 성장시키기 위한 방법{BIOREACTOR APPARATUS, BIOREACTOR SYSTEM, AND METHOD FOR GROWING LIGHT ENERGY DEPENDANT BIOLOGICAL SPECIES}

본 발명은 청구항 1의 전문에 따른 바이오리액터 장치, 적어도 2개의 바이오리액터 장치를 포함하는 바이오리액터 시스템, 및 광 에너지 의존 생물학 종을 성장시키기 위한 방법에 관한 것이다.

바이오리액터 장치 및 바이오리액터 장치를 포함하는 바이오리액터 시스템이 종래 기술에서 공지되어 있다.

예를 들어, US 7,220,018 B2에는, LED 광 시스템을 이용하여 성장을 위해 해양 서식지를 조명하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 광 시스템은 LED 광원, 그러한 광원에 대한 전원 및 LED 광원의 활성화 상태 및 강도를 제어하기 위한 제어기를 포함한다. 장치는 하나의 단일 폐쇄 영역을 포함하며, 그곳에 해양 서식지가 수용된다. 광원은 하나의 장치 내의 한 종류의 종에 대해서만 채택된다. 따라서, US 7,220,018 B2에 따른 장치는 둘 이상의 종에 대해, 특히 완전한 먹이 사슬들에 대해 적합하지 않다.

따라서, 본 발명은 전술한 단점들을 고려하여 이루어졌다. 구체적으로, 본 발명의 목적은 낮은 비용으로 수행되는 둘 이상의 광 의존 종의 최적화된 성장을 위한 효율적인 장치, 효율적인 시스템 및 효율적인 방법을 제공하는 것이다.
WO 2007/070452 A1은 외면 및 내면을 갖는 컨테이너를 포함하는, 광합성 유기체를 배양하기 위한 바이오리액터를 개시하고 있으며, 상기 내면은 복수의 광합성 유기체 및 배양 매체를 보유하도록 구성되는 분리 공간을 정의한다. 관련된 바이오리액터 시스템은 복수의 광합성 유기체를 보유하는 하나의 단일 서식지만을 포함한다.
US 4,077,158는 강화 시멘트 주입재가 채워진 플라스틱 파이프의 상호 연결 프레임들로 이루어진 구조적 골격과, 바닥(floor) 위 그리고 서스펜딩된 화분(planter)들 사이에 서스펜딩된 수평의 라이딩 오퍼레이터 액세스(riding operator access)와 안전하게 부착된 반투명 플라스틱 스킨 덮개(covering)에 대한 지지 및 통합을 제공하는 바닥 상에 장착된 상호 연결된 플라스틱 파이프 피팅들을 포함하는 온실에 대해 개시하고 있다. 이 개시된 온실은 성장중인 광 에너지 의존형 생물학종을 배양하는 데 적합하지 않다.
US 2003/0154926 A1은 밀폐된 수경 재배 시스템 내의 소비자의 소비를 위한 수중 종을 생성하는 장치를 개시하고 있다. 이는, 조류(algae) 서브시스템 내의 제어된 조건 하에서 인공 염수 내에서 조류를 성장시키고, 성장한 알테미아(artemia)에게 먹이를 공급하기 위해 성장한 알테미아를 포함하는 알테미아 서브시스템에 상기 조류를 흘려보내고 - 이에 의해 보다 작은 알테미아가 생성됨 - , 상기 조류 및 알테미아를 덜 자란 종을 포함하는 수중 종 서브시스템에 흘려보내는 것을 제공한다. 따라서, 먹이 사슬의 서로 다른 단계에 대응하는 종들을 제공하는 디바이스가 개시되고, 비효율적인 인공 먹이 사슬이 생성된다. 불행하게도, 이 디바이스는 광 에너지 의존형 생물학종을 배양하는 데 적합하지 않다.

상기 및 다른 목적들은 독립 청구항에 설명된 장치, 시스템 및 방법에 의해 달성될 수 있다. 종속 청구항들은 본 발명의 더 이롭고 예시적인 조합들을 정의한다.

본 발명의 목적은 광 에너지 의존 생물학 종의 성장을 위한 바이오리액터 장치에 의해 달성되며, 상기 바이오리액터 장치는 제1 종을 수용하기 위한 제1 서식지를 정의하는 적어도 하나의 수조 장치, 및 제1 스펙트럼을 갖는 광, 특히 상기 제1 종의 최적 성장을 위해 설정된 스펙트럼을 갖는 광을 방출함으로써 상기 제1 종에 대해 적응되는 적어도 하나의 발광 고체 광원을 구비하는 제1 조명 장치를 포함하고, 상기 고체 광원은 상기 고체 광원으로부터 상기 제1 종로 방출되는 광 에너지를 이용하여 상기 서식지를 조명하고, 상기 바이오리액터 장치는 하나의 바이오리액터 시스템에서 적어도 2개의 상이한 종류의 종을 성장시키기 위해 제2 종에 대해 적응되는 적어도 제2 서식지를 포함하며, 제2 서식지는 제1 조명 장치의 스펙트럼과는 상이한 스펙트럼을 갖는 광을 방출함으로써 제2 종에 대해 적응되는, 적어도 하나의 발광 고체 광원을 갖는 제2 조명 장치를 포함하며, 상기 서식지들은 연속적으로 배열되어, 먹이 사슬의 연속 종들에 대해 채용되고, 상기 배열은 인공 먹이 사슬을 형성하기 위해, 상기 종들이 따르는 먹이 사슬의 단계에 대응한다.

광 에너지 의존 생물학 종은 성장을 위해 광을 필요로 하는 모든 생물이다. 그러한 광 에너지 의존 생물학 종의 예는 1차 생산자, 독립 영양 생물, 소비자, 종속 영양 생물, 분해자, 부식자, 식물성 플랑크톤, 동물성 플랑크톤, 해조류, 어류, 나노 플랑크톤, 마이크로 동물성 플랑크톤, 매크로 동물성 플랑크톤, 메가 동물성 플랑크톤, 동물성 플랑크톤 포식어, 대형 육식 어류, 마이크로 식물성 플랑크톤, 저생 초식 동물, 저생 육식 동물, 매크로 식물성 플랑크톤, 소형 플랑크톤 식성 어류, 메가 플랑크톤, 소형 플랑크톤 식성 고래 등을 포함한다.

본 발명의 관점에서 수조 장치는 광 에너지 의존 생물학 종을 수용하기에 적합한 모든 하우징을 포함한다. 바람직하게는, 수조 장치는 밀봉된 수조 장치, 특히 적어도 부분적 방수 수조 장치, 적어도 비침투성의 수조 장치 및/또는 적어도 공기가 통하지 않는 수조 장치이다. 수조 장치는 하나의 단일 부품으로 설계되거나, 서로 결합된 적어도 2개의 부품의 배열일 수 있다. 하나의 바람직한 실시예에서, 수조 장치는 방수 기부 및 상부를 포함한다. 기부는 방수 제조될 수 있으며, 수조 장치의 내부를 정의하는 바닥 판 및 벽을 구비한다. 상부는 기부 상에 분리 가능하게 배열된 뚜껑일 수 있다. 하나의 바람직한 실시예에서, 수조 장치는 수족관이다. 수조 장치는 하나의 단일 수조 유닛을 포함할 수 있다. 대안으로, 수조 장치는 적어도 2개, 바람직하게는 여러 개의 수조 유닛을 포함할 수 있다. 수조 유닛(들)은 수조 장치와 동일한 방식으로 배열될 수 있다.

수조 장치의 내부는 제1 서식지를 포함한다. 서식지는 수조 장치의 전체 내부와 동일하거나, 수조 장치에 의해 둘러싸인 영역의 단지 일부일 수 있다.

조명 장치는 적어도 하나의 발광 고체 광원을 포함한다. 고체 광원은 LED 광원, OLED 광원, SSL 레이저 광원 등을 포함할 수 있다. 조명 장치는 하나의 단일 고체 광원 또는 여러 개의 고체 광원을 포함할 수 있다. 여러 개의 고체 광원은 모두 동일한 종류일 수 있거나, 개별적으로, 예를 들어 하나는 OLED 광원, 하나는 LED 광원 등으로 구성될 수 있다.

조명 장치는 제1 서식지에 수용되는 제1 종에 대해 적응된다. 즉, 조명 장치에 의해 방출되는 광은 제1 종의 성장을 위해 최적화된 스펙트럼을 갖는다. 각각의 최적화는 스펙트럼이 종의 광합성 활동, 종의 특수 주변 조건들, 광 강도, 광 파장, 박테리아 감염의 방지, 균류 감염의 방지, 환경에 대한 가열 효과, 환경에 대한 투과성(예를 들어, 공기, 물 등), 조명의 시간 길이 등에 관하여 최적화되는 것을 포함한다.

조명 장치는 제1 서식지 및 대응하는 종을 조명한다. 이러한 조명 광에 의해 에너지가 종 및 서식지로 전달된다. 이러한 광 에너지는 종의 최적 성장에 적응된다.

본 발명의 바이오리액터 장치는 제2 종에 대해 적응되는 적어도 제2 서식지를 포함한다. 이러한 방식에 의해, 2개의 상이한 종류의 종이 단일 바이오리액터 장치 내에서 성장될 수 있다. 제2 서식지는 제1 조명 장치에 의해 조명되거나, 제2 조명 장치에 의해 조명될 수 있다. 제2 조명 장치는 제1 조명 장치와 동일하거나, 상이하게 구성될 수 있다. 제2 조명 장치는 하나의 바람직한 실시예에서 제2 종의 최적 성장을 위해 적응된다.

바람직한 실시예에서, 바이오리액터 장치는 적어도 하나의 서식지를 각각 구비하는 적어도 2개의 수조 장치를 포함한다. 대안으로, 장치는 적어도 2개의 서식지를 구비하는 적어도 하나의 수조 장치를 포함한다. 서식지들은 각각의 수조 장치의 내부에 삽입되는 분리 벽들에 의해 서로 분리될 수 있다. 서식지들은 서로 분리되거나, 서로 통할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 서식지들은 연속적으로 배열되어, 먹이 사슬의 연속 종에 대해 채용되며, 이러한 배열은 인공 먹이 사슬을 형성하기 위해, 종이 따르는 먹이 사슬의 단계에 대응한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 서식지는 1차 생산자 및/또는 독립 영양 생물을 포함하는 먹이 사슬의 제1 단계의 종을 하우징하기 위해 채용된다. 물론, 제1 서식지는 다른 종, 예컨대 종속 영양 생물들에 대해 채용될 수도 있다. 이러한 채용은 제1 단계의 종을 하우징하는 데 필요한 모든 파라미터, 예를 들어 광, 분위기 등과 같은 환경 파라미터들을 포함한다. 특히, 광 환경은 1차 종에 대해 조정된다. 즉, 제1 서식지를 조명하는 방출 광은 바람직하게는 200nm 내지 1000nm의 범위 내에 있는 특정 스펙트럼을 갖는다. 더 바람직하게는, 방출 광은 적색 광, 특히 약 666nm의 파장을 갖는 적색 광이다. 바람직하게는, 조명 장치는 특히 약 666nm의 파장을 갖는 적색 광을 방출하도록 각각 조정되는 여러 개의 LED 광원을 포함한다. LED 광원은 예를 들어 물을 분위기로서 포함하는 서식지 내에 직접 배치될 수 있다. 1차 종은 먹이 사슬의 후속 단계의 종에 대한 먹이로서 사용된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 제2 서식지는 소비자 및/또는 종속 영양 생물을 포함하는 먹이 사슬의 제2 단계의 종을 하우징하기 위해 채용된다. 이러한 채용은 제2 단계의 종을 하우징하는 데 필요한 모든 파라미터, 예컨대 광, 분위기 등과 같은 환경 파라미터들을 포함한다. 특히, 광 환경은 2차 종에 대해 조정된다. 즉, 제2 서식지를 조명하는 방출 광은 바람직하게는 200nm 내지 1000nm의 범위 내에 있는 특정 스펙트럼을 갖는다. 더 바람직하게는, 방출 광은 소정의 다른 광과 결합되는 적색, 특히 약 625-520nm의 파장을 가진 오렌지, 노랑 및/또는 녹색 광과 결합되는 적색 광이다. 조명 장치는 바람직하게는 특히 약 625-520nm의 파장을 갖는 적색 스펙트럼 내지 녹색 스펙트럼의 광을 방출하도록 각각 조정되는 여러 개의 LED 광원을 포함한다. LED 광원은 예를 들어 물을 분위기로서 포함하는 서식지 내에 직접 배치될 수 있다. 2차 종은 먹이 사슬의 후속 종의 먹이로서 이용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 제3 서식지는 종속 영양 생물, 바람직하게는 제2 단계의 종속 영양 생물과 다른 종속 영양 생물을 포함하는 먹이 사슬의 제3 단계의 종을 하우징하기 위해 채용된다. 이러한 채용은 제3 단계의 종을 하우징하는 데 필요한 모든 파라미터, 예컨대 광, 분위기 등과 같은 환경 파라미터들을 포함한다. 특히, 광 환경은 3차 종에 대해 조정된다. 즉, 제3 서식지를 조명하는 방출 광은 바람직하게는 200nm 내지 1000nm의 범위 내에 있는 특정 스펙트럼을 갖는다. 더 바람직하게는, 방출 광은 녹색 광, 특히 약 520-565nm의 파장을 가진 녹색 광이다. 조명 장치는 바람직하게는 특히 약 540nm의 파장을 갖는 녹색 광을 방출하도록 각각 조정되는 여러 개의 LED 광원을 포함한다. LED 광원은 예를 들어 물을 분위기로서 포함하는 서식지 내에 직접 배치될 수 있다. 다시, 제3 종은 후속 단계의 종에 대한 먹이로서 이용될 수 있다. 또한, 조명 장치는 제3 단계의 종의 균에 의한 질병들을 치료하도록 설치되는 펄스식 UV LED 광원들을 포함한다. 제3 단계는 먹이 사슬의 최종 단계일 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에서, 최종 서식지는 종속 영양 생물 등의 배설물을 하우징하고, 배설물을 재생 이용하기 위해 채용된다. 최종 서식지는 먹이 사슬의 제4, 제5 등의 서식지, 또는 복수의 후속 서식지의 배열의 최종 서식지일 수 있다. 이러한 채용은 최종 서식지의 종을 하우징하는 데 필요한 모든 파라미터, 예를 들어 광, 분위기 등과 같은 환경 파라미터들을 포함한다. 특히, 광 환경은 최종 종 또는 대응하는 배설물에 대해 조정된다. 즉, 최종 서식지를 조명하는 방출 광은 바람직하게는 200nm 내지 1000nm의 범위 내에 있는 특정 스펙트럼을 갖는다. 조명 장치는 바람직하게는 여러 개의 LED 광원을 포함한다. LED 광원은 예를 들어 물을 분위기로서 포함하는 서식지 내에 직접 배치될 수 있다. 또한, 조명 장치는 제3 단계의 종의 균에 의한 질병들을 치료하기 위해 설치되는 펄스식 UV LED 광원들을 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서, 서식지들은 서식지들을 연결하고 분리하기 위한 잠금 수단을 구비하는 연결 시스템을 통해 연결된다. 서식지들은 분리 벽들에 의해 분리되는 하나의 공통 수조 장치 내에 배열될 수 있다. 분리된 서식지들을 연결하기 위하여, 연결 시스템은 상이한 서식지들을 연결하는 파이프, 도관 등을 포함할 수 있다. 파이프, 도관 등은 문 또는 자물쇠를 통해 차단되거나 잠겨질 수 있으며, 따라서 서식지들은 통하거나 분리될 수 있다. 연결 시스템은 하나의 서식지에서 다른 서식지로 종 및/또는 분위기를 운반하는 컨베이어들을 포함할 수 있다. 또한, 운반을 조절하기 위해 제어 유닛이 설치될 수 있다.

서식지들은 개별 수조 장치들, 특히 이격된 수조 장치들 내에 배열될 수 있다. 이 경우, 연결 시스템은 서식지들의 연결을 위해 수조 장치들을 연결할 수 있다.

상이한 서식지들은 분리 벽들에 의해 적어도 부분적으로 정해진다. 분리 벽들은 수조 장치 내의 추가 벽들이거나, 수조 장치들의 벽들의 일부일 수 있다. 분리 벽들은 각각의 수조 장치의 형상에 부분적으로 의존하여 판형이거나, 튜브 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에서, 고체 광원은 적어도 하나의 LED, 특히 하나의 무기 LED, 하나의 OLED, 하나의 레이저 다이오드, LED에 접속된 하나의 광 도체 및/또는 광 도체에 접속된 하나의 발광 구조를 포함한다. 광 도체 및/또는 발광 구조는 옵션이며, 부가적으로 추가될 수 있다. LED들의 사용은 다음과 같은 이익들을 갖는다.

첫째, LED들/OLED들의 성능이 높고, 계속 빠르게 개선되고 있다. 둘째, LED/OLED 광 출력의 파장은 적은 에너지를 소비하면서 최상의 성장 속도를 달성하기 위해 종의 흡수 스펙트럼들로 튜닝될 수 있다. 셋째, LED들/OLED들은 매우 쉽게 제어될 수 있다(디밍, 펄싱, 파형, 주파수 등). 넷째, 특정 파장을 가진 LED들/OLED들을 사용하여 해로운 박테리아를 제거함으로써 종의 균류 감염을 치료하고, 분위기, 예를 들어 물을 깨끗이 할 수 있다. 다섯째, LED들/OLED들은 쉽게 냉각될 수 있으며, 생성된 열이 재사용될 수 있다. 여섯째, OLED들은 이들의 우수한 폼팩터로 인해 바이오리액터 응용들에 매우 적합하다.

최적 성장을 위한 조명 장치의 사용은 성장을 태양광 및/또는 기상 조건들에 무관하게 한다. 특히, 광 강도 및 스펙트럼 조건들은 필요에 따라 제어될 수 있다. 광원들은 최적의 성장을 실현하기 위해 원하는 만큼 종에 가까이 제공될 수 있으며, 따라서 예를 들어 물에 의해 광이 전혀 또는 거의 흡수되지 않는다. 전체 백색 스펙트럼 대신에 좁은 스펙트럼을 사용함으로써, 단지 일 타입의 종 또는 생물에 대한 최적 조건들을 생성하기 위해, 광의 스펙트럼 구성의 제어가 쉽게 구현될 수 있다. 이것은 다른 종로부터의 영양소들에 대한 경쟁을 방지할 수 있다.

다수의 수조 장치를 사용함으로써, 완전한 어류 먹이 사슬 등이 형성될 수 있으며, 상이한 종이 LED들/OLED들에 의해 개별적으로 그리고 최적으로 제어될 수 있다.

전술한 고체 광원은 매우 작으며, 수조 장치들 내에 쉽게 통합될 수 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서, LED, 특히 무기 LED, OLED, 레이저 다이오드, LED에 접속된 광 도체 및/또는 광 도체에 접속된 발광 구조는 하나의 수조 장치 또는 여러 개의 수조 장치의 분리 벽(들)은 물론, 수조 장치의 다른 벽들 내에 통합된다. 대응하는 벽은 바람직하게는 광을 운반하는 재료로 형성된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 장치는 서식지 및 그의 내용물을 조명하기 위해 대응 서식지에 대면하는 분리 벽(들)의 표면에 배열되는 발광 구조를 포함한다. 이러한 배열에 의해, 고체 광원은 수조 장치 내에 매우 쉽게 통합될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예는 적어도 조명 장치를 제어하기 위한 제어기를 포함하며, 따라서 각각의 고체 광원은 관련 종의 최적 성장에 대응하는 특정 스펙트럼 및/또는 특정 강도의 광을 방출한다. 고체 광원들은 방출 광에 관하여 쉽게 제어될 수 있다. 따라서, 한 종류의 고체 광원이 제1 서식지는 물론, 제2 서식지에 대한 광원으로서 사용될 수 있으며, 이 경우에 방출 광은 상이한 스펙트럼들을 가질 수 있다. 제어기는 방출될 광의 하나 이상의 파라미터를 제어할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 바이오리액터 장치는 조명 장치를 적어도 부분적으로 냉각하기 위한 냉각 시스템을 더 포함한다. 효율적인 작업을 위해, 조명 장치는 냉각될 수 있다. 조명 장치에 의해 생성된 열은 재사용될 수 있다. 예컨대, 생성된 열은 서식지를 가열하는 데 사용될 수 있다.

하나의 바람직한 예는 냉각을 위해 대응 서식지의 내용물을 이용하는 내부 냉각 시스템으로서 채용되는 냉각 시스템을 포함한다. 서식지의 내용물이 예를 들어 물인 경우, 조명 장치에 의해 생성된 열은 물을 가열하는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 냉각 시스템은 분리 벽들을 포함하는 대응 서식지의 내용물 밖으로 열을 전달하기 위한 도관들을 구비하는 외부 냉각 시스템으로서 채용된다. 이러한 방식으로, 열은 필요에 따라 서식지 밖의 장소로 전달될 수 있다. 따라서, 대응 서식지 내에서의 열의 정확한 조절이 실현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 바이오리액터 장치는 특히 어류 양식장, 홍합 또는 대합 양식장, 바닷가재 양식장 등을 형성하기 위한 수중 생태 영역으로서 채용된다. 각각의 서식지는 수중 생태 영역으로서 채용될 수 있으며, 상이한 서식지들은 예를 들어 상이한 종에 대해 채용되는 상이한 수중 생태 영역들을 형성할 수 있다. 수중 생태 영역은 해저 상태 영역 또는 민물 영역일 수 있다. 하나의 서식지 내에 해저 생태 영역이 설정될 수 있고, 다른 서식지 내에 민물 생태 영역이 설정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 바이오리액터 장치는 특히 온실을 형성하기 위한 지상 생태 영역으로서 채용된다. 상이한 서식지들이 예를 들어 상이한 종에 대한 상이한 지상 상태 영역으로서 채용될 수 있다. 물론, 상이한 서식지들은 상이한 생태 영역들로서 배열될 수 있으며, 예를 들어 하나의 서식지는 수중 생태 영역으로서 배열될 수 있고, 다른 서식지는 지상 생태 영역으로서 배열될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 바이오리액터 장치는 원하지 않는 종의 성장 방지, 대응하는 종에 대한 최적화된 스펙트럼 구성, 펄스 주파수 및/또는 주야 사이클 광의 제공을 포함하는 질병, 감염 및 다른 최적 성장 방해 효과들의 처리를 위하여 UV-LED, UV-OLED, 펄스식 UV-LED, 펄스식 UV-OLED 등과 같은 발광 장치들을 포함한다. 이러한 발광 장치들의 사용에 의해, 하나의 소정 종의 최적 성장이 실현될 수 있다. 하나의 공통 수조 내의 제2 종의 성장을 위해 에너지가 낭비되지 않는다. 서식지는 하나의 소정 종을 성장시키기 위해 최적화되어, 균에 의한 질병, 박테리아 또는 다른 감염과 같은 임의의 성장 방지 효과들을 방지한다.

본 발명의 목적은 또한 복합 인공 생태 영역을 형성하도록 결합되는 적어도 2개의 바이오리액터 장치, 즉 수중 생태 영역으로서 채용되는 하나와 지상 생태 영역으로 채용되는 하나를 포함하는 바이오리액터 시스템에 의해 달성된다. 각각의 바이오리액터 장치는 각각 상이한 종류의 수중 및 지상 생태 영역들을 가질 수 있다.

게다가, 본 발명의 목적은 또한 적어도 하나의 바이오리액터 장치에서 광 에너지 의존 생물학 종을 성장시키기 위한 방법에 의해 달성되며, 이 방법은 제1 파장을 갖는 광을 방출하는 제1 조명 장치에 의해 제1 서식지 내의 제1 종을 조명하는 단계, 성장된 제1 종을 연결 시스템을 통해 이전 서식지로부터 분리된 연속하는 서식지로 전달하는 단계, 이전 조명 장치의 광과 다른 스펙트럼을 갖는 광을 방출하는 연속하는 조명 장치에 의해 연속하는 서식지 내의 연속하는 종을 조명하는 단계, 및 원하는 종이 최적으로 성장할 때까지 상기 전달 단계 및 조명 단계를 반복하는 단계를 포함한다.

전술한 바이오리액터 장치는 물론, 청구되는 컴포넌트들 및 설명되는 실시예들에서 본 발명에 따라 사용될 컴포넌트들은 기술적 개념으로서의 크기, 형상, 재료 선택에 관하여 어떠한 특별한 예외도 갖지 않으며, 따라서 관련 분야에 공지된 선택 기준들이 제한 없이 적용될 수 있다. 본 발명의 목적의 추가 상세들, 특성들 및 이익들은 종속항들 및 본 발명의 바람직한, 그러나 비제한적인 실시예들을 나타내는 도면들에 대한 아래의 설명에서 개시된다.

도 1은 바이오리액터 장치의 일 실시예의 개략 측면도.
도 2는 수조 장치의 일 실시예의 개략 측면도.
도 3은 수조 장치의 다른 실시예의 개략 측면도.
도 4는 바이오리액터 장치의 다른 실시예의 개략 사시도.
도 5는 바이오리액터 장치의 또 다른 실시예의 개략 사시도.
도 6은 바이오리액터 장치의 또 다른 실시예의 개략 사시도.
도 7은 온실 및 어장의 조합을 갖는 개략적인 바이오리액터 시스템의 도면.

도 1은 3개의 수조 장치(3)를 포함하는, 상이한 종들(2)을 성장시키기 위한 바이오리액터 장치(1)의 일 실시예의 개략 측면도를 나타낸다. 각각의 수조 장치(3)는 상이한 종류의 종들(2a, 2b, 2c)에 대해 채용된다. 제1 수조 장치(3a)는 제1 종(2a)을 수용하기 위해 채용되고, 제2 수조 장치(3b)는 제2 종(2b)을 수용하기 위해 채용되며, 제3 수조 장치(3c)는 제3 종(2c)을 수용하기 위해 채용된다.

제1 종(2a)은 1차 생산자 및/또는 독립 영양 생물 등을 포함하는 먹이 사슬의 제1 단계의 제1 종이다.

제2 종(2b)은 소비자 및/또는 종속 영양 생물을 포함하는 먹이 사슬의 제2 단계의 제2 종이다.

제3 종(2c)은 종속 영양 생물, 특히 제2 단계와 같이 제1 단계의 종속 영양 생물과 다른 종속 영양 생물을 포함하는 먹이 사슬의 제3 단계의 제3 종이다. 이 실시예에서, 제3 단계는 먹이 사슬의 최종 단계이다.

각각의 수조 장치(3a-3c)는 각각의 종(2a-2c)이 위치하는 서식지(4a-4c)를 정의한다.

또한, 바이오리액터 장치(1)는 적어도 하나의 수조 장치(3) 내에 적어도 하나의 조명 장치(5)를 포함한다. 도 1에 따른 예에서, 제1 수조 장치(3a)는 제1 조명 장치(5a)를 포함하고, 제2 수조 장치(3b)는 제2 조명 장치(5b)를 포함하며, 제3 수조 장치(3c)는 제3 조명 장치(5c)를 포함한다. 조명 장치들(5a-5c)은 상이하게 배열되며, 각각의 조명 장치(5)는 각각의 수조 장치(3) 내에 위치하는 종(2)에 따라 채용된다. 상이한 조명 장치들(5)의 차이는 사용되는 광원의 종류 또는 광원이 방출하는 광의 강도 및/또는 스펙트럼 및/또는 임의의 다른 파라미터에 있을 수 있다.

각각의 조명 장치(5)는 적어도 하나의 고체 광원(6)을 포함한다. 도 1에 따른 고체 광원(6)은 LED 광원, 특히 OLED 광원이다. 도시된 광원들(6)은 상이한 조명 장치들(5a-5c)에서 다르다. 예를 들어, 광원들(6)은 수, 배열, 방출되는 광의 스펙트럼 등에서 다르다.

상이한 수조 장치들(3), 특히 상이한 서식지들(4)은 연결 시스템(7)을 통해 연결된다. 연결 시스템은 화살표로 개략적으로 도시되며, 이 화살표는 서식지(4)의 종 및/또는 다른 내용물을 다른 서식지(4)로 운반하기 위한 튜브 시스템 또는 임의의 다른 운반 시스템을 나타낸다. 수조 장치의 배열은 아래의 도면들에서 더 상세히 설명된다.

도 2는 수조 장치(3)의 일 실시예의 개략 측면도를 나타낸다. 수조 장치(2)는 서식지(4)를 정의하는 유리 벽들 또는 광 전도 재료로 제조된 벽들을 갖는 블록 형상의 수족관으로서 형성된다. 도 2의 예는 도 1에 따른 먹이 사슬의 제3 단계를 나타내며, 따라서 인덱스 "c"는 대부분의 참조 번호들에서 사용된다. 수조 장치(3c)는 이 예에서 물고기들인 제3 종(2c)에 대해 채용된다. 따라서, 서식지(4c)는 물고기들에 대한 적절한 환경인 물을 수용한다. 조명 장치(5c)는 여러 개의 LED 광원(6c)을 포함하며, 광원들(6c)은 서로 부분적으로 다르다. 가능한 차이들은 방출 스펙트럼, 상이한 형태, 상이한 강도 등을 포함한다. 조명 장치(5c)는 수조 장치(3c)의 서식지(4c)를 정의하는 수조 장치(3c)의 분리 벽들(8)에 배열된다. 이 경우, 서식지(4c)는 수조 장치(3c)의 전체 내부를 포함하며, 분리 벽들(8)은 수조 장치(3c)의 외벽들에 대응한다.

도 3은 수조 장치(3)의 다른 실시예의 개략 측면도를 나타내며, 도 3의 수조 장치는 도 1에 따른 제3 수조 장치(3c)를 나타낸다. 단일 고체 광원(6)은 조명의 주요 방향을 또한 나타내는 작은 화살표들로 표현된다. 수조 장치(3c)는 제3 단계 종(2c)에 대해 채용된다. 구체적으로, 조명 장치(5)는 종(2c)에 대해 채용되는데, 즉 최적 성장을 위해 종(2c)에 의해 완전히 흡수되는 광(L)이 방출된다. 조명 장치(5)는 적어도 하나의 LED(9)를 포함한다. LED(9)는 하나의 분리 벽(8)에 인접 배열되며, 도시된 예에서 하나의 분리 벽(8)에 통합되는 광 도체(10)를 따라 광을 방출한다. 광(L)을 각각의 서식지(4)로 방출하기 위해, 조명 장치(5)는 광 도체에 접속되는 발광 구조(11)를 포함한다. 발광 구조는 광(L)을 서식지로 안내하는 임의의 구조일 수 있다. 광(L)의 생성은 (도 6에 도시된) 제어기(12)에 의해 제어될 수 있다. LED에 의해 생성된 열을 사용하기 위해, 조명 장치(5)는 내부 냉각 시스템 또는 외부 냉각 시스템일 수 있는 냉각 시스템(13)을 포함한다. 도 3의 냉각 시스템은 분리 벽에 통합되며, 생성된 광을 튜브 시스템을 통해 운반하는 도관들을 포함한다. 적절한 열 에너지 전달 매체는 서식지(4)로부터의 물일 수 있다.

도 4는 바이오리액터 장치(1)의 다른 실시예의 개략 사시도를 나타낸다. 바이오리액터 장치(1)는 수조 장치(3)를 포함한다. 수조 장치(3)는 임의의 형상 또는 형태를 가질 수 있다. 도 4에서, 수조 장치(3)는 튜브형 분리 벽(8)에 의해 서로 분리된 제1 방향의 고리형 단면을 갖는 2개의 서식지(4a, 4b)를 구비하는 일종의 튜브 형태를 갖는다. 즉, 제1(원통형) 서식지(4a)는 이격된 원통 벽에 의해 둘러싸인 튜브형 분리 벽(8)의 내부에 의해 정의되며, 이에 따라 제2(튜브형) 서식지(4b)가 형성된다. 2개의 서식지(4a, 4b)에 의해 샌드위치되어 있는 분리 벽(8)에는 조명 장치(5)가 통합된다. 조명 장치(5)는 서식지(4a) 또는 서식지(4b), 또는 이들 양자를 동시에 조명할 수 있다. 서식지들(4a, 4b)은 연결 시스템(도 4에 도시되지 않음)에 의해 연결될 수 있으며, 따라서 양 서식지들의 내용물의 전달이 이루어질 수 있으며, 예를 들어 서식지(4a)의 내용물이 서식지(4b)로 흐른다.

도 5는 바이오리액터 장치(1)의 또 다른 실시예의 개략 사시도를 나타낸다. 바이오리액터 장치(1)는 4개의 서식지(4a-4d)를 정의하는 수조 장치(3)를 포함한다. 수조 장치(3)는 서로 이격 배치된 2개의 판형 부품(50, 51)으로 구성된다. 판형 부품들 중 적어도 하나(50)는 서식지들(4)을 위한 공동을 정의하는 홈들 및 돌기들을 구비하며, 서식지들(4)은 제2 부품(51)에 의해 커버된다. 부품들(50, 51)의 길이 방향으로 연장하는 홈들은 연결 시스템(7)(도시되지 않음)에 의해 연결될 수 있으며, 따라서 상이한 서식지들(4) 사이의 전달이 이루어질 수 있다. 조명 장치(5)는 수조 장치(3)를 정의하는 2개의 부품 중 적어도 하나 내에 통합된다.

도 6은 바이오리액터 장치(1)의 다른 실시예의 개략 사시도를 나타낸다. 바이오리액터 장치(1)는 하나의 수조 장치(3)를 포함한다. 수조 장치(3)는 그의 내부에 4개의 분리 벽(8)을 갖는 블록 형상의 수족관으로서 형성된다. 서식지들(4)은 수조 장치(3)의 분리 벽들(8) 및 외벽들에 의해 서로 분리된다. 이 예에서, 각각의 분리 벽(8)은 통합된 조명 장치(5)를 구비한다. 조명 장치(5)는 2개의 상이한 서식지(4) 내에 있는 적어도 2개의 방향의 광(L)을 방출할 수 있다. 각각의 종에 따라 채용된 광(L)의 방출을 위해, 조명 장치들(5)은 제어기(12)에 의해 제어된다. 제어기(12)는 스펙트럼, 파장, 강도, 조명 시간, 조명 빈도 등을 제어한다.

도 7은 온실 및 어장의 조합을 갖는 개략적인 바이오리액터 시스템(20)을 나타낸다. 온실은 제1 바이오리액터 장치(1a)를 나타내고, 어장은 제2 바이오리액터 장치(1b)를 나타낸다. 조명 장치(5), 열(H), 영양소(N) 및 광(L)에 관한 2개의 바이오리액터 장치(1a, 1b)의 상호 의존성이 도시되어 있다.

제1 종(2a)을 포함하는 제1 바이오리액터(1a)는 조명 장치(5)에 의해 방출되는 광(L) 및 열(H)을 수신한다. 제1 종(2a)은 식물 등일 수 있다. 제1 바이오리액터 장치(1a)는 열(H)을 제2 바이오리액터 장치(2b)로 전달한다. 제2 바이오리액터 장치(2b)는 또한 조명 장치(5)로부터 열(H) 및 광(L)을 수신한다.

조명 장치(5)는 2개의 종(2a, 2b)의 성장을 최적화하기 위해 채용된다. 제1 종(2a)은 종(2b)의 먹이로서 사용된다. 종(2b)은 종(2a)에 대한 공급원일 수 있다. 따라서, 복합 생태 영역이 실현될 수 있다. 바람직하게는, 제1 바이오리액터 장치(1a)는 지상 생태 영역이고, 제2 바이오리액터 장치(1b)는 수중 생태 영역이다.

바이오리액터 장치(1)는 다음 컴포넌트들, 즉 어류 먹이 사슬의 적어도 하나의 종을 성장시키기 위한 적어도 하나의 수조, 어류 먹이 사슬의 적어도 하나의 종, 적어도 하나의 유기(OLED) 및/또는 무기 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다.

또한, 아래의 특징들, 즉 OLED들/LED들, 태양광을 이용하는 적어도 하나의 기부에 대한 적어도 하나의 냉각 시스템, HPS 램프들과 같은 다른 광원들(이 경우에, LED들 또는 OLED들은 누락된 파장(들)을 갖는 광을 생성하는 데 사용될 수 있다), 태양광의 변화에 관계없이 일정한 광 출력을 보장하기 위한 제어기, 및/또는 OLED들/LED들에 대한 제어 시스템이 추가될 수 있으며, 제어 시스템은 광(강도, 온/오프, 펄싱, 주야 사이클, 스펙트럼 등), 물 온도, 물 첨가제(영양소, 의약 용액, 미네랄 등)의 농도, 물 안의 CO₂ 농도, 물의 이동/순환을 제어할 수 있다.

바이오리액터 시스템(20)은 예를 들어 다음 컴포넌트들, 즉 온실, 온실 내의 식물들을 포함하는 식물들에 대한 번식실, 온실 내의 해조류 및/또는 어류를 성장시키기 위한 해조류 및/또는 어류 수조 장치(3), 바람직하게는 HPS 램프들을 포함하는 제1 조명 장치(5), 최적의 식물 성장을 위해 온실 내에 그리고/또는 최적의 어류/해조류 성장을 위해 수조 장치(3)의 물속에 위치하는 LED들/OLED들을 포함하는 제2 조명 장치(5)를 포함한다.

어류 수조 장치(3)는 어장이거나, 상이한 바이오리액터일 수 있다.

어류/해조류는 온실 내의 광은 물론, 조명 장치(5)에 의해 생성될 열을 재사용한다. 대안으로, 어류/해조류는 바이오 오일, 의약용 색소 및 단백질, 및 미용 산업용 단백질과 같은 다른 목적들에도 사용될 수 있다. 조합된 시스템은 다음과 같은 이익들을 제공한다.

어류는 해조류/식물을 위한 물의 영양(N, P, C 등)을 풍부하게 한다. 물이 폐기되지 않고 사용된다. 에너지가 이상적으로 사용된다. 어류 및 식물 양자의 기원이 쉽게 추적되며, 이는 안전성을 증가시킨다. 공간이 최적으로 사용된다. 물이 이중으로 사용된다.

1: 바이오리액터 장치
2: 종
2a: 제1 종
2b: 제2 종
2c: 제3 종
3: 수조 장치
3a: 제1 수조 장치
3b: 제2 수조 장치
3c: 제3 수조 장치
4: 서식지
4a: 제1 서식지
4b: 제2 서식지
4c: 제3 서식지
4d: 제4 서식지
4e: 제5 서식지
5: 조명 장치
5a: 제1 조명 장치
5b: 제2 조명 장치
5c: 제3 조명 장치
6: 고체 광원(들)
7: 연결 시스템
8: 분리 벽(들)
9: LED
10: 광 도체
11: 발광 구조
12: 제어기
13: 냉각 시스템
20: 바이오리액터 시스템
50: (제1 판형) 부품
51: (제2 판형) 부품
L: 광
H: 열
N: 영양소

Claims (22)

1. 하나의 바이오리액터 시스템에서의 적어도 두 개의 상이한 종류의 광 에너지 의존 생물학 종(2a, 2b)의 성장을 위한 바이오리액터 장치(1)로서,
   제1 종(2a)을 수용하기 위한 제1 서식지(4a) 및 제2 종(2b)을 수용하기 위한 제2 서식지(4b)를 정의하는 적어도 하나의 수조 장치(3),
   제1 스펙트럼을 갖는 광(L)을 방출함으로써 상기 제1 종(2a)에 대해 적응되는, 적어도 하나의 발광 고체(solid-state) 광원(6)을 구비하는 제1 조명 장치(5a) - 상기 고체 광원(6)은 상기 고체 광원(6)으로부터 상기 제1 종(2a)으로 방출되는 광 에너지를 이용하여 상기 서식지(4)를 조명함 -, 및
   상기 제1 조명 장치(5a)의 스펙트럼과는 상이한 스펙트럼을 갖는 광(L)을 방출함으로써 상기 제2 종(2b)에 대해 적응되는, 적어도 하나의 발광 고체 광원(6)을 갖는 제2 조명 장치(5b)
   를 포함하며,
   상기 서식지들(4)은 연속적으로 배열되어, 먹이 사슬의 연속 종들(2)에 대해 채용되고, 상기 배열은, 인공 먹이 사슬을 형성하기 위해, 상기 종들(2)이 따르는 먹이 사슬의 단계에 대응하며,
   상기 제1 서식지(4a)와 상기 제2 서식지(4b)는 상기 적어도 하나의 수조 장치(3)에 삽입된 적어도 하나의 분리 벽(8)에 의해 적어도 부분적으로 분리되어 있으며, 상기 적어도 하나의 분리 벽(8)은 상기 제1 조명 장치(5a) 및 상기 제2 조명 장치(5b)를 수용하도록 구성된, 바이오리액터 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 서식지(4a)는 1차 생산자 및/또는 독립 영양 생물을 포함하는 먹이 사슬의 제1 단계의 종(2a)을 하우징하기 위해 채용되는 것을 특징으로 하는 바이오리액터 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2 서식지(4b)는 소비자 및/또는 종속 영양 생물을 포함하는 먹이 사슬의 제2 단계의 종(2b)을 하우징하기 위해 채용되는 것을 특징으로 하는 바이오리액터 장치.
4. 제3항에 있어서,
   종속 영양 생물을 포함하는 먹이 사슬의 제3 단계의 종(2c)을 하우징하기 위해 제3 서식지(4c)가 채용되는 것을 특징으로 하는 바이오리액터 장치.
5. 제4항에 있어서,
   종속 영양 생물 등의 배설물을 하우징하고 상기 배설물을 재생 사용하기 위해 최종 서식지(4d)가 채용되는 것을 특징으로 하는 바이오리액터 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 서식지들(4)은 상기 서식지들(4)을 연결하고 분리하기 위한 잠금 수단을 구비하는 연결 시스템(7)을 통해 연결되는 것을 특징으로 바이오리액터 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 고체 광원(6)은 적어도 하나의 LED(9), 하나의 OLED, 하나의 레이저 다이오드, 상기 LED에 접속되는 하나의 광 도체(10) 및/또는 상기 광 도체(10)에 접속되는 하나의 방사 구조체(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오리액터 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 LED(9), 상기 OLED, 상기 레이저 다이오드, 상기 LED에 접속되는 상기 광 도체(10) 및/또는 상기 광 도체(10)에 접속되는 상기 방사 구조체(11)는 상기 적어도 하나의 분리 벽(8)에 통합되는 것을 특징으로 하는 바이오리액터 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 방사 구조체(11)는 대응 서식지(4) 및 그의 내용물을 조명하기 위해 상기 서식지(4)에 대면하는 상기 적어도 하나의 분리 벽(8)의 표면에 배열되는 것을 특징으로 하는 바이오리액터 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 바이오리액터 장치(1)는, 각각의 고체 광원(6)이 관련된 종(2)의 최적 성장에 대응하는 특정 스펙트럼 및/또는 특정 강도의 광(L)을 방출하도록 적어도 상기 조명 장치(5)를 제어하기 위한 제어기(12)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오리액터 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 바이오리액터 장치(1)는 상기 조명 장치(5)를 적어도 부분적으로 냉각시키기 위한 냉각 시스템(13)을 더 포함하며,
    상기 냉각 시스템(13)은 냉각을 위해 대응 서식지(4)의 내용물을 이용하는 내부 냉각 시스템으로서 채용되고, 또한/또는 상기 냉각 시스템(13)은 대응 서식지(4)의 내용물 밖으로 열을 전달하기 위한 도관들을 구비하는 외부 냉각 시스템으로서 채용되는 것을 특징으로 하는 바이오리액터 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 바이오리액터 장치(1)는 어류 양식장(fish farm), 홍합 또는 대합 양식장(mussel or clam farm), 또는 바닷가재 양식장(lobster farm)을 형성하기 위한 수중 생태 영역(aquatic ecoregion)으로서 채용되고, 또한/또는 상기 바이오리액터 장치(1)는 온실을 형성하기 위한 지상 생태 영역으로서 채용되는 것을 특징으로 하는 바이오리액터 장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 바이오리액터 장치(1)는 원하지 않는 종의 성장 방지, 대응하는 종에 대해 최적화된 스펙트럼 구성, 펄스 주파수 및/또는 주야 사이클 광의 제공을 포함하는 질병, 감염 및 다른 최적 성장 방해 영향들의 처리를 위하여 UV-LED, UV-OLED, 펄스식 UV-LED, 펄스식 UV-OLED 등과 같은 발광 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오리액터 장치.
14. 적어도 하나의 바이오리액터 장치(1)에서 광 에너지 의존 생물학 종(2)을 성장시키기 위한 방법으로서,
    제1 종(2a)을 수용하기 위한 제1 서식지(4a) 및 연속적인 종(2b, 2c ...)을 수용하기 위한 연속적인 서식지(4b, 4c, ...)를 정의하는 적어도 하나의 수조 장치(3)를 제공하는 단계 - 상기 제1 서식지(4a)와 상기 연속적인 서식지(4b, 4c, ...)는 상기 적어도 하나의 수조 장치(3)에 삽입된 적어도 하나의 분리 벽(8)에 의해 적어도 부분적으로 분리되어 있음 - ;
    제1 스펙트럼을 갖는 광(L)을 방출하는 제1 조명 장치(5a)에 의해 제1 서식지(4a) 내의 제1 종(1)을 조명하는 단계 - 상기 제1 조명 장치(5a)는 상기 적어도 하나의 분리 벽(8)에 의해 수용됨 - ;
    성장된 제1 종(2a)을, 연결 시스템(7)을 통해, 이전 서식지(4)로부터 분리된 연속하는 서식지(4b, 4c, ,...)로 전달하는 단계;
    이전 조명 장치(5)의 광(L)과는 상이한 스펙트럼을 갖는 광(L)을 방출하는 연속하는 조명 장치(5b, 5c,...)에 의해 상기 연속하는 서식지(4b, 4c, 4d,...) 내의 연속하는 종(2b, 2c,...)을 조명하는 단계 - 상기 연속적인 조명 장치(5b, 5c,...)는 상기 적어도 하나의 분리 벽(8)에 의해 수용됨 - ; 및
    원하는 종(2)이 최적으로 성장할 때까지, 상기 전달하는 단계 및 상기 조명하는 단계를 반복하는 단계
    를 포함하는 방법.
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