KR101863834B1 - 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치 - Google Patents

이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일정 부피를 가지며 상부에 개구부가 형성되고, 하부 일측에는 배양액 배출밸브가 형성된 배양수조, 상기 배양수조 내부에 위치하며 배양수조의 외주곡면과 평행하게 내부에 배치된 곡면으로 형성되어 기체공급에 의한 사육수 순환을 극대화하는 순환판 상기순환판은 배양수조 내측 하부에 형성되고 다단식으로 높이조절 가능한 지지체에 의하여 배양수조 바닥면에서 이격되며, 상기 배양수조의 하부 측면에 일단이 연결되고 타단은 기체공급장치에 연결되는 복수개의 기체공급관; 상기 각각의 기체공급관을 통해 제공된 기체를 배양수조의 공급을 조절하는 기체공급밸브가 각각 형성되며 기체공급밸브의 일측에는 타이머와 연결되어 개폐가 제어되어 복수개의 기체공급밸브가 동시 또는 시간차를 두고 개폐됨으로써 배양수조로 기체가 순차적 또는 시간차를 두고 공급되도록 하며 상기 배양수조의 상부 또는 측부에 형성되고 배양수조 내로 빛을 공급하는 조명장치 및 상기 조명장치가 부착 고정되어 상기 조명장치의 위치와 각도를 조절할 수 있는 프레임으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치를 제공함으로써 코클로디니움 등과 같은 적조생물 종의 세포수준의 생리적 활성 뿐만 아니라, 어류와의 상호작용기작 등을 연구할 수 있어 적조 연구에 도움이 될 수 있다.

Description

이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치{HIGH-DENSITY MASS CULTIVATION APPARATUS FOR PHYTOPLANKTON}
본 발명은 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 대량 배양하기 위한 장치에 관한 것으로, 배양수조와 배양수조 하부에 복수개의 기체공급장치가 형성되어 배양액으로 시간차를 두고 기체를 공급할 수 있는 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치에 관한 것에 관한 것이다.
적조(赤潮, Red tide)는 플랑크톤의 이상 증식하거나 생물·물리적으로 집적되어 바다와 강, 운하, 호수 등을 변색시키고 수중 생물에 나쁜 영향을 미치는 현상이다. 적조가 발생되면 생태계, 특히 해양 생태계에 문제를 일으키며 인간의 생활에도 여러 가지 피해를 준다. 적조가 일어나는 가장 큰 요인은 물의 부영양화, 즉 물에 유기양분이 너무 많은 경우에 있다. 과거에는 비누나 세제에 포함된 인 성분이 문제가 되었으나 최근에는 영양물질이 공급되어 일어나는 원인 이외에도 연안 개발로 인한 갯벌의 감소가 큰 문제로 떠오르고 있다. 갯벌에 사는 여러 생물은 물 속에 있는 미생물이나 플랑크톤을 먹이로 함으로써 이러한 수준을 어느 정도 유지해 주는 자연 정화 역할을 담당하고 있었으나, 간척사업 같은 활동에 의해 갯벌이 줄어들면서 부영양화가 심해져서 적조가 더욱 심하게 일어나는 것으로 추측되고 있다. 이외에도 기온의 변화로 인해 수온이 상승하여 미생물이 더욱 왕성하게 번식하는 경우나 바람이 적게 불어서 바닷물이 잘 섞이지 않는 경우에도 적조가 일어나는 것으로 알려져 있다. 특히 최근 엘니뇨 같은 지구 환경 변화에 따른 수온 상승으로 적조가 더욱 자주 나타나는 것으로 알려져 있다.
적조가 일어나면 물속에 녹아 있는 산소 농도가 낮아지기 때문에, 물속의 산소를 이용해서 호흡을 하는 어패류가 질식하여 폐사하는 일이 많이 발생한다. 그뿐만 아니라 물고기의 아가미에 플랑크톤이 끼여 물리적으로 질식하는 경우도 있으며, 적조를 일으키는 플랑크톤 중 독성을 가진 조류(藻類)가 있어서 이 독성 때문에 폐사하기도 한다. 이 때문에 적조가 일어나면 어업, 특히 양식어업에 큰 타격을 줄 뿐만 아니라 독성물질이 축적된 어패류를 사람이 섭취함으로써 중독증상을 보일 수도 있다.
적조는 일반적으로 플랑크톤의 색깔에 따라서 다르게 나타나는데, 오렌지색이나 적갈색, 갈색 등이 되기도 하며 이는 적조를 일으키는 생물이 엽록소 이외에도 카로테노이드(carotenoid)류의 붉은색, 갈색 색소를 가지고 있기 때문이다. 적조를 일으키는 플랑크톤은 규조류(珪藻: diatom), 편모조류(鞭毛藻: dinoflagellate)같은 식물성 플랑크톤이 가장 일반적이며 한국에서의 적조 기준도 이 두 가지 플랑크톤의 양을 이용한다. 이외에도 남조류(藍藻: cyanobacteria)나 원생생물인 야광충(noctiluca), 섬모충(mesodinium)에 의해서 적조가 일어나기도 한다.
우리나라의 경우 1990년도에 들어서는 대규모 수산피해를 일으키는 코클로디니움(Cochlodinium polykrikoides)적조가 발생하기 시작하여 광범위 해역에서 장기간 발생하는 경향을 보이고 있다. 우리나라의 경우 해안선 부근의 내해에 양식장이 밀집되어 적조의 양식장 유입이 용이하여 적조 발생 시 피해가 크게 발생한다. 특히, 1995년도에는 약 764억원의 막대한 수산피해를 일으킨 이후로 거의 매년 적조가 발생하여 수억원 이상의 수산피해를 발생시키고 있다.
적조로 인한 수산피해를 최소화하기 위하여 적조생물의 생리·생태, 어류폐사기작 연구 및 적조생물을 구제 할 수 있는 다양한 물질 및 장비 개발 등이 연중 지속적으로 진행되어야 한다. 지속적인 연구를 위해서는 고밀도 적조생물이 연중 공급 되어야 하며, 특히, 어류 등의 크기가 큰 생물을 대상으로 적조에 대한 연구를 수행하기 위해서는 대량으로 고밀도 적조생물 배양이 필요하다. 그러나, 현재의 기술로는 코클로디니움 등과 같은 종은 고밀도 배양이 어려워 여름철 적조발생시기에 현장에 발생한 적조를 채취하여 한시적으로 연구가 진행되고 있는 실정이다. 이러한 적조생물의 고밀도 대량배양은 국내외로 기술이 확보되어 있지 않은 상태이며, 따라서 적조생물 고밀도 기술 확보의 일환으로 배양장치를 개발이 시급한 실정이다.
대한민국 등록특허 10-0500651호에서는 제 1측면에 의한 본 발명은 개폐가 가능한 연결관로로 순차적으로 연결되는 다단의 원생생물성 포식자 배양용기; 및 개폐가 가능한 연결관로로 순차적으로 연결되는 다단의 먹이인 적조원인생물 배양용기를 포함하며, 상기 적조원인생물 배양용기는 하단의 원생생물성 포식자 배양용기와 개폐가 가능한 연결관로로 연결되는 원생생물성 포식자 대량 배양 장치를 포함하는 적조원인생물 및 원생생물성 포식자 대량 배양 장치를 개시하고 있다. 대한민국 등록특허 10-0903691호에서는 담수호로부터 공급된 원수를 저장하는 원수탱크와; 원수탱크에서 배출되는 원수에 포함된 식물 플랑크톤과 동물성 플랑크톤을 분리하는 여과부와 여과부에서 여과된 식물 플랑크톤을 수용하여 배양하는 하나 이상의 제1배양조와 여과부에서 여과되지 않은 동물성 플랑크톤이 수용되어 배양되며, 제1배양조에서 배양된 식물 플랑크톤을 공급받도록 연결된 하나 이상의 제2배양조를 포함하며, 제2배양조에서 배양된 동물성 플랑크톤은 담수로 배출되는 것을 특징으로 하는 적조 또는 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치를 개시하고 있다. 대한민국 등록특허 10-1290810에서는 이산화탄소가 용해된 방류수를 배양수로 사용하여 미세조류를 배양시키는 배양조 및 상기 배양조를 통해 배양된 미세조류 내 유용물질 축적을 유도하기 위한 유용물질 축적조를 포함하여 구성되되, 상기 유용물질 축적조는, 적어도 두개 이상의 구역으로 나누어지며, 상기 배양조의 둘레를 따라 일정한 폭을 가지는 용기형태로 시설되되, 내측 공간이 배양조로 사용되며, 내측에는 개폐장치가 각각 구비되어 상기 배양조로부터 배양된 미세조류가 각각의 구역으로 나뉘어진 유용물질 축적조로 직접적인 투입이 이루어지도록 구성되고, 배지 양분조성의 변화, 광 및 온도변화, 특정성분의 주입 중 적어도 한개 이상을 상기 배양조와는 상이하게 조성하여 미세조류가 상기 배양조를 통한 배양기간과는 별도의 유용물질 축적기간을 갖도록 구성되며, 미세조류의 배양과 유용물질 축적을 순환시킴에 따라 하나의 배양조에서 연속적으로 미세조류 배양이 가능한 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템을 개시하고 있다. 대한민국 공개특허 10-2012-0095826호에서는 폐쇄형 구조로 제작되고, 하단의 소정 위치에 배양액 배출구가 형성된 미세조류 배양 반응기; 미세조류 배양 반응기의 상단에 탈부착 가능하게 결합되는 반응기 마개; 상기 반응기 마개에 미세조류 배양 반응기의 내부와 연통되도록 삽입되는 배양액 유입관 및 공기배출관; 미세조류 배양 반응기의 하단에 탈부착 가능하게 결합되어, 미세조류 배양 반응기내에 공기 또는 연소가스를 공급하는 공기주입부; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 미세조류 고밀도 배양용 광생물 반응기와, 이를 이용한 미세조류 배양 및 수확 방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 발명들은 식물플랑크톤을 배양할 수 있는 배양조 하부에 배양조 하부에 복수개의 가지가 형성되어 배양액으로 시간차를 두고 기체를 공급하는 것을 특징으로 하는 식물플랑크톤 고밀도 대량배양장치와는 그 구성 및 효과에서 차이를 보인다.
종래의 광배양기 또는 광반응기는 배양하는 식물플랑크톤의 배양을 위하여 배양조와 광조건, 온도조건, 배양액 내로의 기체 공급 및 배양액과 배양생물의 교반 등을 맞추기 위한 여러 장치로 배양되는 양에 비하여 배양장치의 규모가 크고 복잡해지는 문제가 있었다. 따라서 본 발명은 적조생물을 포함하는 식물플랑크톤의 연구를 위하여 실험실에서 빠르게 고밀도로 대량 배양하고 배양기 내부에 식물플랑크톤이 정체되거나 내부의 암모니아 등 성장저해 가스를 제거하고 강력한 빛을 공급하여 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 식물플랑크톤 고밀도 대량배양장치는 일정 부피를 가지며 상부에 개구부가 형성되고, 하부 일측에는 배양액 배출밸브가 형성된 배양수조, 상기 배양수조의 하부 측면에 일단이 연결되고 타단은 기체공급장치에 연결된 기체공급관, 상기 기체공급관을 통해 제공된 기체를 배양수조의 공급을 조절하는 기체공급밸브, 상기 배양수조의 상부 또는 측부에 형성되고 배양수조 내로 빛을 공급하는 조명장치 및 상기 조명장치가 부착 고정되어 상기 조명장치의 위치와 각도를 조절할 수 있는 프레임으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치를 제공한다.
본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치를 통하여 적조생물을 포함하는 식물플랑크톤을 대량배양함으로써, 식물플랑크톤, 특히 적조생물의 연구를 위하여 실험실에서 고속으로 대량 배양할 수 있으며, 단순하고 간단한 방법으로 배양액과 배양생물의 교반을 유도하고 배양생물이 배양기 내에서 정체 또는 정지되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 구성을 간단히 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 배양수조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 순환판을 나타낸 도면이다.
도 6은 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 정면사진이다.
도 7은 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 사진이다.
도 8은 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 측면사진이다.
도 9는 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 배양수조 정면사진이다.
도 10은 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 공기공급밸브 사진이다.
도 11은 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 배양액 배출밸브 사진이다.
도 12는 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 조명장치의 정면사진이다.
도 13은 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 조명장치의 측면사진이다.
도 14는 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 조명등인 메탈할라이드, 형광등 사진이다.
도 15는 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 조명장치 높이조절장치를 나타낸 사진이다.
도 16은 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치를 이용하여 코클로디니움을 대량배양하는 것을 나타낸 사진이다.
도 17은 하부에 교반장치를 포함하는 본 발명의 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 사시도이다.
도 18은 교반장치에 의해 교반되는 본 발명의 포함하는 본 발명의 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 사시도이다.
도 19는 본 발명의 교반장치를 포함하는 본 발명의 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 사시도이다.
본 발명에 따른 식물플랑크톤 고밀도 배양장치는 식물플랑크톤, 특히 적조를 발생시키는 적조원인 식물플랑크톤을 실험실 등에서 고속으로 대량배양시키기 위하여 안출된 것이다. 이하 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 자세히 설명한다.
적조를 일으키는 원인생물은 식물성플랑크톤이며, 해마다 반복되는 적조로 인한 피해를 방지하고 적조구제 방법을 연구하기 위하여 적조 원인생물의 배양이 필수적이다. 특히 적조 원인생물은 해수 내에서 일정한 조건이 되었을 때 폭발적으로 성장하기 때문에, 주변에 저산소 환경을 만들어 수생생물에게 치명적이다. 이러한 적조 원인생물의 생장조건을 구현하기 위하여 일정한 광조건, 영양염류 등이 필요하다. 이러한 광조건, 영양염류 등은 비교적 제공이 용이하나, 공간적으로 광범위하게 개방되어 있는 해양조건과 달리, 실험실이나 육상의 기내에서 적조 원인생물을 자연에서와 동일하게 성장시키는 것이 용이하지 않았다. 본 발명은 적조 원인생물을 포함하는 식물플랑크톤을 기내 배양하면서 협소한 공간의 제약에도 불구하고 자연상태와 유사하게 고속으로 대량배양할 수 있는 배양장치를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 사시도이며, 도 2는 이의 정면도, 도 3은 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 구성을 간단히 나타낸 정면도이다. 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치는 일정 부피를 가지며 상부에 개구부가 형성되고, 하부 일측에는 배양액 배출밸브가 형성된 배양수조(100), 상기 배양수조(100)의 하부 측면에 일단이 연결되고 타단은 기체공급장치에 연결된 기체공급관(200), 상기 기체공급관(200)을 통해 제공된 기체를 배양수조의 공급을 조절하는 기체공급밸브(210), 상기 배양수조의 상부 또는 측부에 형성되고 배양수조 내로 빛을 공급하는 조명장치(300) 및 상기 조명장치가 부착 고정되어 상기 조명장치의 위치와 각도를 조절할 수 있는 프레임(310)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치를 제공한다.
배양수조(100)는 적조 원인생물을 포함하는 식물플랑크톤이 포함된 배양액을 수용한다. 식물플랑크톤을 고밀도로 성장시키기 위하여 광합성 작용을 원활히 할 수 있도록 배양수조(100)는 투명 또는 반투명한 재질로 형성하여 배양용기 내의 배양액으로 빛이 잘 투과되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 배양수조(100)는 투명 또는 반투명 유리, 파이렉스, 빛 투과율이 좋고 물리적인 충격에 강한 파이렉스(Pyrex) 재질등을 사용할 수 있으며, 대량배양을 용이하게 하고 파손의 위험이 적은 투명 아크릴을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 바다라는 환경은 해수가 정체되어 있지 않고 항상 움직이므로, 식물플랑크톤이 자연과 유사한 환경에서 성장할 수 있도록 배양수조(100) 내의 배양액이 정체되지 않고 항상 움직이도록 공기방울을 주입하여 버블의 움직임으로 해수가 순환되도록 하였다. 이를 위하여 배양수조(100)는 누운 원통모양으로 형성되어 하부의 아치형 바닥을 통해 수류가 용이하게 이동할 수 있도록 하였으나 이에 한정하는 것은 아니다. 배양수조(100)의 상부는 개구부(101)가 형성되어 배양수조(100) 내부로 공급되었던 기체가 배양액에 용해되고 일부는 상부로 빠져나가 기체의 소통이 용이하도록 하고, 배양액 또는 식물플랑크톤의 주입을 용이하게 수행할 수 있도록 하였다. 개구부(101)에는 투명덮개를 형성하여 개폐할 수 있다.
배양수조(100)의 하부에는 배양액 배출밸브(102)가 형성되어 배양수조(100)에서 배양된 식물플랑크톤의 회수를 용이하게 할 수 있다. 또한 배양수조(100)의 세척 등에도 용이하게 사용할 수 있도록 하였다.
도 4는 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 배양수조를 나타낸 도면이다. 배양수조(100)의 하부에는 기체공급관(200)에서 기체를 공급받아 배양수조로 기체를 주입하는 기체공급밸브(210)가 형성되는데, 여과필터, 타이머 등이 형성될 수 있다. 이때 배양수조(100)의 하부에 좌우 또는 전후로 복수개의 기체공급밸브(210)가 규칙적으로 형성된다.
복수개의 기체공급밸브(210)는 각각 타이머와 연결되어 타이머에 의하여 제어될 수 있으며, 이때 배양수조(100)에 연결된 기체공급밸브가 시간을 달리하여 순차적으로 또는 일면과 타면에 연결된 기체공급밸브(210)가 번갈아 가며 개폐함으로써 배양수조(100) 내부의 배양액이 공급되는 기포에 의하여 순식간에 교반되는 효과를 얻을 수 있다. 상기 공급되는 기체는 압축이산화탄소일 수 있으며, 공기압축기를 사용할 경우 전원공급부를 프레임(310)에 연결하여 사용할 수 있다.
또한 식물플랑크톤의 대량배양을 위해서는 식물플랑크톤의 성장에 필요한 광합성을 위하여 빛을 공급하여야 한다. 본 발명에서는 식물플랑크톤, 특히 적조 원인 플랑크톤 중 하나인 코클로디니움 종을 고밀도로 대량배양하기 위하여 배양수조(100) 내부에 식물플랑크톤이 고밀도를 형성하여도 양식수조 내부까지 광합성을 위한 빛이 도달할 수 있도록 하였다. 이를 위하여 본 발명의 조명장치(300)에서 사용하는 광원은 메탈할라이드, 또는 형광등일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
도 5는 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 순환판을 나타낸 도면이다. 배양수조(100) 내의 사육수를 보다 빠른 속도로 효율적으로 순환시키기 위하여 배양수조(100) 내부에 사육수 순환을 유도할 수 있는 순환판(103)을 설치할 수 있다. 순환판(103)은 배양수조(100)의 외주곡면과 평행하게 내부에 배치된 곡면으로, 배양수조(100)의 하부에 설치된다. 배양수조(100)의 하부에 연결된 기체공급밸브(210)로 기체가 공급되면, 기체는 순환판(103)과 배양수조(100)의 벽면 사이에 형성된 좁은 공간을 따라 빠른 속도로 움직이게 됨으로써, 사육수를 지체없이 빠른 속도로 순환시킬 수 있다. 또한 배양수조(100)의 좌우로 대칭되어 형성된 기체공급밸브(210)에 의해 기체가 순차적으로 공급됨으로써, 배양수조(100) 내의 사육수 순환을 극대화할 수 있다.
상기 순환판(103)은 배양수조(100) 내측 하부에 형성된 지지체(104)에 의해 배양수조(100) 바닥면에서 이격되며, 지지체(104)는 사육수 및 기포 순환을 방해하지 않도록 기둥형태로 형성될 수 있다.
도 6은 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 정면사진이며, 도 7은 비스듬히 찍은 사진, 도 8은 측면사진이다. 배양수조(100)의 하부에는 배양수조(100)와 여기에 수용된 배양액을 안정되게 지지할 수 있도록 수조받침(110)이 형성될 수 있으며, 여기에 바퀴가 형성되어 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 이동을 용이하게 할 수 있다.
도 9는 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 배양수조 정면사진이며, 도 10은 공기공급밸브 사진이고, 도 11은 배양액 배출밸브 사진이다. 수조받침(100)에는 배양수조(100)와 기체공급관(200)이 안정되게 수용할 수 있는 홈을 형성할 수 있다. 수조받침(110)은 배양수조(100)를 바닥으로부터 일정 높이로 이격시켜 배양액배출밸브(102)가 형성되는 공간을 마련하여 배양액 회수를 용이하게 할 수 있다. 배양수조(100)의 하부 일측, 수조받침(110)과 만나는 부위에는 수조고정장치가 더 형성될 수 있다.
도 12는 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 조명장치의 정면사진이며, 도 13은 이의 측면사진이다.
적조로 인한 수산피해를 최소화하기 위한 지속적인 연구를 위해서는 고밀도 적조생물이 연중 공급 되어야 하는데, 특히, 어류 등의 크기가 큰 생물을 대상으로 적조에 대한 연구를 수행하기 위해서는 대량으로 고밀도 적조생물 배양이 필요하며, 현재의 기술로는 코클로디니움 등과 같은 적조를 일으키는 주종은 고밀도 배양이 어려워 여름철 적조발생시기에 현장에 발생한 적조를 채취하여 한시적으로 연구가 진행되고 있는 실정이다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 대량의 식물플랑크톤이 기포의 순차적 폭기에 의하여 쉴새없이 교반되면서도 원통형 배양수조바닥에 의해 식물플랑크톤이 파괴되는 응력을 받지 않고 배양됨으로써 고밀도 배양을 가능하게 하였다.
도 14는 실물로 제작된 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 조명등으로 사용된 메탈할라이드, 형광등 사진이며, 도 15는 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 조명장치 높이조절장치를 나타낸 사진이다. 효과적인 광합성을 위하여 됨으로써, 식물플랑크톤의 배양상태, 밀도에 따라 조명장치의 위치, 높이, 각도를 자유롭게 움직일 수 있도록 하며, 교반되는 식물플랑크톤에 고르게 조사하도록 함으로써 적조 원인생물의 고밀도 배양이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 특히 메탈할라이드램프는 광합성에 최적의 파장 및 강력한 밝기를 갖고 있으며, 연색성이 뛰어난 장점이 있어 식물플랑크톤의 고밀도 대량배양에 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
도 16은 본 발명에 따른 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치를 이용하여 코클로디니움을 대량배양하는 모습을 나타낸 사진이다. 본 발명의 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치를 이용함으로써 코클로디니움 등과 같은 적조를 일으키는 원인 생물을 고밀도 대량배양함으로써, 적조생물 종의 세포수준의 생리적 활성뿐만 아니라, 어류와의 상호작용기작 등을 연구할 수 있어 적조 연구에 도움될 수 있다.
도 17은 하부에 교반장치를 포함하는 본 발명의 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 사시도이다. 상기 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치는 하부에 배양수조교반장치(400)를 더 형성하여 순환판과 함께 수조내의 배양액 순환을 극대화할 수 있다. 도 17는 상기 배양수조교반장치의 일실시예를 보여주고 있으며, 원통형의 배양수조 하부에 원주면을 따라 롤러를 배치하고, 교반콘트롤러(410)를 이용하여 롤러를 작동하여 배양수조를 일정 각도 회전시켜 배양액을 교반한다. 이때 배양액 내로 주입되는 기체가 순환판을 따라 회전하면서 사육수를 교반하면서 배양수조 자체가 일정 각도 회전하기 때문에 배양액의 교반이 극대화된다.
도 18은 교반장치에 의해 교반되는 본 발명의 포함하는 본 발명의 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 사시도이다. 롤러의 회전에 따라 배양수조가 원통형의 수조의 축을 중심으로 일정각도로 회전하며, 이때, 롤러의 과회전에 의하여 배양수조가 이탈되지 않도록 가이드를 더 형성할 수 있다(미도시). 교반컨트롤러(410)에는 롤러의 회전속도, 회전량 등을 조절한다.
도 19는 본 발명의 교반장치를 포함하는 본 발명의 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치의 사시도이다. 상기 교반장치는 도 19에서 보는 바와 같이 피스톤형태로 형성될 수 있다. 배양수조의 원통형을 따라 배양수조안착부가 형성되고 이를 복수개의 피스톤이 높이를 다르게 하여 상하운동을 함으로써 배양수조(100)가 원통형의 수조의 축을 중심으로 일정각도로 회전운동하여 배양액의 교반을 극대화시킨다. 교반컨트롤러(410)에는 피스톤의 운동속도, 빈도 등을 조절한다.
본 발명에 따른 식물플랑크톤 고밀도 배양장치는 적조생물뿐만 아니라, 해산 패류의 치패 먹이생물인 식물플랑크톤의 고밀도 배양이나, 다양한 생리활성물질 생산이 가능한 식물플랑크톤 등의 고밀도 배양에 활용 가능하다.
본 발명은 식물플랑크톤, 특히 적조생물의 연구를 위하여 실험실에서 고속으로 대량배양할 수 있는 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치를 제공하므로, 적조구제의 연구와 식물플랑크톤의 활용산업에 도움이 되므로 산업상 이용가능성이 있다.
100 : 배양수조 101 : 배양수조개구부
102 : 배양액배출밸브 103 : 순환판
104 : 지지체 110 : 수조받침
200 : 기체공급관 210 : 기체공급밸브
300 : 조명장치 310 : 프레임
400 : 배양수조교반장치 410 : 교반컨트롤러

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 일정 부피를 가지며 상부에 개구부가 형성되고, 하부 일측에는 배양액 배출밸브가 형성된 배양수조;
    상기 배양수조 내부에 위치하며 배양수조의 외주곡면과 평행하게 내부에 배치된 곡면으로 형성되어 기체공급에 의한 배양액 순환을 극대화하는 순환판; 상기순환판은 배양수조 내측 하부에 형성되고 다단식으로 높이조절 가능한 지지체에 의하여 배양수조 바닥면에서 이격되며,
    상기 배양수조의 하부 측면에 일단이 연결되고 타단은 기체공급장치에 연결되는 복수개의 기체공급관; 상기 각각의 기체공급관을 통해 제공된 기체를 배양수조의 공급을 조절하는 기체공급밸브가 각각 형성되며 기체공급밸브의 일측에는 타이머와 연결되어 개폐가 제어되어 복수개의 기체공급밸브가 동시 또는 시간차를 두고 개폐됨으로써 배양수조로 기체가 순차적 또는 시간차를 두고 공급되도록 하며;
    상기 배양수조의 상부 또는 측부에 형성되고 배양수조 내로 빛을 공급하는 조명장치;와 배양수조 하부에 배양수조교반장치를 더 형성하여 순환판과 함께 배양액 순환을 극대화시키도록 한 것을 특징으로 하는 적조생물 고밀도 배양장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 배양수조교반장치는 롤러형 또는 피스톤형의 교반장치인 것을 특징으로 하는 적조생물 고밀도 배양장치.
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그러나 상기 발명들은 식물플랑크톤을 배양할 수 있는 배양조 하부에 배양조 하부에 복수개의 가지가 형성되어 배양액으로 시간차를 두고 기체를 공급하는 것을 특징으로 하는 식물플랑크톤 고밀도 대량배양장치와는 그 구성 및 효과에서 차이를 보인다.

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