KR101640674B1 - 광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치에 관한 것으로서,
배양액이 담기는 내부 저수부, 그리고 상기 저수부와 연결되도록 상방 개방된 개구부를 갖는 챔버;
상기 개구부의 상측에 설치되고, 광합성 미생물이 담기는 수용부, 그리고 상기 수용부와 상기 개구부를 연결하는 투습부(透濕部)를 갖는 배양트레이; 및
상기 챔버의 저수부에 배치되어, 저수부에 담긴 배양액을 무화(霧化)시키는 가습유닛;을 포함하여 이루어진 배양장치를 개시한다.
본 발명에 의한 가습식 배양장치에 의하면 배양액이 무화된 상태로 광합성 미생물에 공급됨으로써 광합성 미생물에 제공되는 빛의 손실을 최소화할 수 있으며, 따라서 광합성 미생물의 배양속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치{Humidification type culture apparatus}

본 발명은 광합성 미생물을 위한 배양장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배양액을 무화(霧化)하여 광합성 미생물에 공급하도록 한 가습식 배양장치에 관한 것이다.

광합성 미생물을 위한 배양장치에 관한 기술로는 [대한민국 공개특허공보 제10-2010-0130657호(2010.12.14.공개, 이하 '선행기술'이라고 함) "고효율 배양장치"]가 제시되어 있다.

상기 선행기술은

"내부에 용수와 원균, 배지를 교반시켜 배양하기 위해 원통형상으로 이루어진 배양탱크와;

상기 배양탱크의 상단에 개폐 가능하게 힌지 결합된 커버와;

배양 전 상기 배양탱크의 내부를 살균하여 원균의 생존율을 높이게 하는 살균수단과;

상기 배양탱크의 하단과 내부에 구비되어, 배양탱크에 수용된 용수와 원균, 배지를 교반시키는 교반수단과;

상기 배양탱크가 간접 가열될 수 있게 열을 가하는 가열수단과;

원균에 따른 배양시간을 설정할 수 있고, 설정된 배양시간에 따라 배양탱크의 내부 온도가 자동으로 유지되게 상기 가열수단을 제어하는 제어수단으로 이루어진 것을 특징"으로 하는 기술이다.

상기 선행기술은 배양탱크의 내부에 원균의 광합성을 위한 LED램프를 장착함으로써 배양률을 높이고자 하고는 있으나,

원균이 배지 및 용수에 잠기어 배양됨에 따라 LED램프에서 조사되는 빛이 배지 및 용수에 흡수되어 원균의 광합성이 원활하게 이루어지지 못할 뿐만 아니라, LED램프와의 거리가 멀어질수록 원균에 도달하게 되는 빛이 급격히 줄어들게 됨으로써 배양속도가 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

광합성 미생물에 제공되는 빛의 손실을 최소화하여 광합성 미생물의 배양속도를 향상시킬 수 있도록 한 가습식 배양장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치는,

배양액이 담기는 내부 저수부, 그리고 상기 저수부와 연결되도록 상방 개방된 개구부를 갖는 챔버;

상기 개구부의 상측에 설치되고, 광합성 미생물이 담기는 수용부를 갖는 배양트레이; 및

상기 챔버의 저수부에 배치되어, 저수부에 담긴 배양액을 무화(霧化)시키는 가습유닛;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치는,

배양액이 무화(霧化)된 상태로 광합성 미생물에 공급됨으로써 광합성 미생물에 제공되는 빛의 손실을 최소화할 수 있으며, 따라서 광합성 미생물의 배양속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치의 단면 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

'도 1' 내지 '도 3'에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치는 크게 챔버(100), 배양트레이(200), 가습유닛(300), 투광부(400), 급기유닛(500) 및 수온조절유닛(600)로 이루어진다.

챔버(chamber, 100)는 직육면체의 수조(水槽) 형태로 이루어지며, 내부에 배양액이 담기는 저수부(110), 상단부에 분리 가능하게 장착된 상판(140), 그리고 저수부(110)와 연결되도록 상방 개방된 개구부(120)를 갖는다.

여기서 배양액은 미생물의 광합성을 위한 물로만 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 광합성 미생물의 배양에 필요한 각종 영양소를 물과 혼합한 것이 적용될 수 있다.

챔버(100)는 하측에 배치된 이동식 테이블(700)에 얹히어 이동이 용이하게 설치된다.

챔버(100)의 각 측면은 저수부(110)를 외부에서 육안으로 관찰할 수 있도록 투명 또는 반투명하게 형성되는 것이 바람직하며, 또한 이에 의하여 실내 또는 실외의 인공광이나 자연광이 챔버(100)의 각 측면과 개구부(120)를 통해 챔버(100)의 내부로 진입하게 된다.

개구부(120)는 챔버(100)의 상판(140)을 관통하도록 형성된다. 여기서 상판(140)은 후술될 가습유닛(300)을 저수부(110)에 용이하게 설치할 수 있도록 챔버(100)의 상단부에 분리 가능하게 장착된다.

챔버(100)의 저수부(110)에는 상하 방향으로 연장된 가이드(130)가 형성된다. 이 가이드(130)는 저수부(110)의 네 모서리 부분에 각각 배치되어 후술될 플로터(310)의 승강 동작을 안내하게 된다. 가이드(130)는 저수부(110)의 바닥에서부터 상방 돌출되는 형태로 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이 상판(140)의 하면에 결합되어 하방 돌출되는 형태로 형성될 수 있다.

또한, '도 2'에 도시된 바와 같이 챔버(100)에는 후술될 개폐도어(150) 및 투광부(400)의 내측에 맺힌 후 상판(140)으로 흘러내린 배양액이 다시 저수부(110)로 유입될 수 있도록 상판(140) 및 이에 결합된 각 가이드(130)를 관통하는 배수공(160)이 형성된다.

배양트레이(200)는 개구부(120)의 상측에 설치되는 것으로서, 광합성 미생물이 담기는 수용부(210)를 갖는다.

도시된 바에 의하면, 배양트레이(200)는 개구부(120)를 가리게 되는 스트레이너(strainer, 220), 그리고 이 스트레이너(220)의 가장자리를 지지하는 프레임(230)을 포함하여 이루어진다.

여기서 스트레이너(220)는 투습성(透濕性) 섬유로 이루어지며, 이에 의하여 광합성 미생물을 받치되, 저수부(110) 측의 습기가 스트레이너(200)를 통과하여 광합성 미생물에 공급될 수 있게 한다.

스트레이너(220)는 특히 씨실과 날실이 촘촘하게 짜진 직물(織物)로 이루어지는 것이 바람직하며, 이에 따라 각 씨실과 날실 사이의 공간에 수 내지 수십 마이크로미터(㎛) 크기를 갖도록 스트레이너(220)의 전반(全般)에 걸쳐 투습부(透濕部)가 형성된다.

가습유닛(300)은 챔버(100)의 저수부(110)에 배치되어 저수부(110)에 담긴 배양액을 무화(霧化, atomization)시키는 것으로서,

챔버(100)의 저수부(110)에 배치되어 배양액의 수면을 부유하게 되는 판형(板形)의 플로터(floater, 310); 그리고

플로터(310)에 장착된 초음파진동자(320);를 포함하여 이루어진다.

플로터(310)는 부력이 우수한 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 필요에 따라 공기주머니와 같은 부유수단을 포함하여 이루어질 수 있다.

플로터(310)의 각 모서리에는 챔버(100)의 각 가이드(130)에 승강 가능하게 결합되는 대응가이드(311)가 형성된다. 따라서 플로터(310)는 이의 대응가이드(311)가 챔버(100)의 가이드(130)에 승강 가능하게 결합되는 것에 의하여, 배양액의 수면에서 요동되지 않고 배양액의 수위에 따라 원활하게 승강 동작할 수 있다.

한편, 도시된 바에 의하면 상기 가이드(130)는 원형의 기둥 형태로 이루어지고 상기 대응가이드(311)는 가이드(130)에 끼워지는 구멍 형태로 이루어지지만, 가이드(130) 및 대응가이드(311)는 이와 같은 구조로 한정되지 아니하고 플로터(310)가 요동이 방지되되 원활하게 승강 동작할 수 있는 범위 내에서 다양한 구조로 이루어질 수 있을 것이다.

초음파진동자(320)는 배양액에 잠길 수 있도록 플로터(310)의 하부에 장착된다. 따라서 초음파진동자(320)는 플로터(310)에 의해 항상 배양액의 수면 바로 아래에 위치하게 됨으로써 배양액을 더욱 효율적으로 무화시킬 수 있다.

초음파진동자(320)는 무화된 배양액이 저수부(110)에 고루 분포될 수 있도록 플로터(310)의 하부에 둘 이상이 장착되는 것이 바람직하다. 그리고 초음파진동자(320)에 의해 무화된 배양액이 플로터(310)를 통과하여 원활하게 분포될 수 있도록, 플로터(310)에는 상하 관통된 유통부(312)가 형성된다.

한편, '도 3'에 도시된 바와 같이 가습유닛(300)은 초음파진동자(320)에 전력을 공급하기 위한 전선(330), 그리고 챔버(100)의 저수부(110)에 기립 설치되어 상기 전선(330)을 감싸는 튜브(340)를 더 포함하여 이루어진다.

전선(330)은 초음파진동자(320)를 테이블(700)에 설치된 조작부(800), 또는 별도의 전원공급부와 연결하여 초음파진동자(320)에 전력을 공급하게 되며, 튜브(340)는 전선(330)을 감싸 전선(330)이 저수부(110) 내에 안정적으로 설치될 수 있게 한다.

결국, 가습유닛(300)은 저수부(100)에 담긴 배양액을 무화시킴으로써 배양액이 연무(煙霧)와 같은 상태로 스트레이너(220)를 통과하여 광합성 미생물에 공급될 수 있게 한다.

가습유닛(300)은 본 실시예에서와 같이 초음파진동자(320)를 포함하는 구조로 이루어지게 함으로써 적은 전력으로 많은 양의 배양액을 신속하게 무화시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 배양액을 가열하여 증발시키는 구조로 이루어지거나, 배양액을 스트레이너(220) 측으로 분무하는 구조로 이루어지는 등, 배양액을 무화시켜 광합성 미생물에 공급할 수 있는 범위 내에서 다양한 구조로 이루어질 수 있을 것이다.

투광부(400)는 챔버(100)의 상측에 설치되는 것으로서, 투명 또는 반투명한 돔(dome) 형상으로 이루어져 배양트레이(200)를 덮게 된다.

투광부(400)는 배양트레이(200)를 내측으로 집어넣거나 꺼낼 수 있도록 개폐 가능한 구조로 설치되는 것이 바람직하다.

도시된 바에 의하면, 챔버(100)는 이의 상단부를 덮되 힌지에 의해 회전 가능하게 장착된 개폐도어(150)를 더 포함하여 이루어지고, 투광부(400)는 이 개폐도어(150)에 결합됨으로써, 결국 투광부(400)는 개폐도어(150)의 회전 동작에 의해 챔버(100)의 상단부를 개폐할 수 있는 구조를 갖는다.

급기유닛(500)은 저수부(110) 내로 공기를 주입하기 위한 것으로서,

'도 3'에 도시된 바와 같이,

저수부(110)와 연결되도록 챔버(100)의 하측에 설치되는 급기배관(510); 그리고

급기배관(510)에 설치된 공기공급부(520);를 포함하여 이루어진다.

공기공급부(520)는 압축가스가 저장된 고압용기, 송풍기, 공기압축기 등 상기 급기배관(510)을 통하여 저수부(110) 내로 공기를 주입할 수 있는 다양한 장치가 적용될 수 있다.

공기공급부(520)는 조작부(800)와 연결되어 조작부(800)의 신호에 의해 작동된다.

결국, 급기유닛(500)은 저수부(110)의 하부로 공기를 주입하여 저수부(110)에서 무화된 배양액을 밀어올리게 됨으로써 무화된 배양액이 광합성 미생물에 더욱 원활하게 공급될 수 있게 한다.

수온조절유닛(600)은 저수부(110)에 담긴 배양액의 온도를 조절하기 위한 것으로서,

'도 3'에 도시된 바와 같이,

챔버(100)의 하측에 설치되고, 양단부가 각각 저수부(110)와 연결되는 순환배관(610);

순환배관(610)에 설치되는 펌프(620); 그리고

순환배관(610)에 설치되는 펠티에소자(630);를 포함하여 이루어진다.

펌프(620)는 조작부(800)와 연결되며, 조작부(800)의 신호에 의해 순환배관(610)을 통하여 저수부(110)에 담긴 배양액을 순환시키게 된다.

펠티에소자(630)는 펌프(620)와 마찬가지로 조작부(800)와 연결되며, 조작부(800)의 신호에 의해 흡열 또는 발열하여 순환배관(610)을 지나는 배양액의 온도를 조절하게 된다.

결국, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 배양장치에 의하면, 저수부(110)에 담긴 배양액이 무화(霧化)된 상태로 배양트레이(200)의 광합성 미생물에 공급됨으로써 광합성 미생물에 제공되는 빛의 손실을 최소화할 수 있으며, 따라서 광합성 미생물의 배양속도를 대폭 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

100 ; 챔버
110 ; 저수부 120 ; 개구부
130 ; 가이드 140 ; 상판
150 ; 개폐도어 160 ; 배수공
200 ; 배양트레이
210 ; 수용부 220 ; 스트레이너
230 ; 프레임
300 ; 가습유닛
310 ; 플로터 320 ; 초음파진동자
330 ; 전선 340 ; 튜브
400 ; 투광부
500 ; 급기유닛
510 ; 급기배관 520 ; 공기곱급부
600 ; 수온조절유닛
610 ; 순환배관 620 ; 펌프
630 ; 펠티에소자
700 ; 테이블
800 ; 조작부

Claims (7)

1. 배양액이 담기는 내부 저수부(110), 상단부에 분리 가능하게 장착된 상판(140), 그리고 상기 저수부(110)와 상통하도록 상기 상판(140)을 관통하여 형성된 개구부(120)를 갖는 챔버(100);
   상기 개구부(120)의 상측에 설치되고, 투습성 섬유로 이루어져 상기 개구부(120)를 가리게 되는 스트레이너(220), 그리고 상기 스트레이너(220)의 가장자리를 지지하는 프레임(230)을 포함하는 배양트레이(200);
   상기 챔버(100)의 저수부(110)에 배치되어 배양액의 수면을 부유하게 되는 판형의 플로터(310), 그리고 상기 플로터(310)에 장착되어 상기 저수부(110)에 담긴 배양액을 무화(霧化)시키는 초음파진동자(320)를 포함하는 가습유닛(300); 및
   상기 배양트레이(200)를 덮도록 상기 챔버(100)의 상측에 설치된 돔형의 투광부(400);를 포함하되,
   상기 챔버(100)의 저수부(110)에는 상기 상판(140)의 하면에 결합되어 하방 돌출된 가이드(130)가 형성되고,
   상기 플로터(310)에는 상기 가이드(130)에 승강 가능하게 결합되는 대응가이드(311)가 형성되며,
   상기 챔버(100)에는 상기 상판(140) 및 상기 가이드(130)를 관통하는 배수공(160)이 형성된 것을 특징으로 하는 광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 저수부(110)로 공기를 주입하는 급기유닛(500)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 저수부(110)에 담긴 배양액의 온도조절을 위한 수온조절유닛(600)을 더 포함하되,
   상기 수온조절유닛(600)은
   상기 챔버(100)의 하측에 설치되고, 양단부가 각각 상기 저수부(110)와 연결되는 순환배관(610);
   상기 순환배관(610)에 설치되는 펌프(620); 그리고
   상기 순환배관(610)에 설치되는 펠티에소자(630);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광합성 미생물을 위한 가습식 배양장치.
   
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