KR101916449B1 - Microalgae culture system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a microalgae culture apparatus. The present invention relates to a culture apparatus for culturing microalgae by circulating water containing microalgae in the interior of a tube as circulating water, comprising: two or more outer vertical tubes disposed at regular intervals for culturing the microalgae; an inner vertical tube inserted into each of the outer vertical tubes; an oxidant pipe inserted into the outer vertical tube below each of the inner vertical tubes to raise the circulating water into the inside of the tubes by the air bubbles generated by the air and the carbon dioxide supplied to a separate supplying device; and a circulation unit for alternately circulating the circulating water in order of the inner vertical tube, the outer vertical tube, and the inner vertical tube between the adjacent outer vertical tubes. Circulation of the circulating water can be made much easier than conventional microalgae culturing apparatus, so that the microalgae culture conditions can be sufficiently satisfied and thus the quality of the microalgae is enhanced and the yield is greatly increased.

Description

미세조류 배양장치{Microalgae culture system}{Microalgae culture system}

본 발명은 미세조류 배양장치에 관한 것으로서, 상세히는 내부 수직관체가 내부에 삽입된 다수개의 외부 수직관체를 일정간격을 두고 배치하여, 상기 각 외부 수직관체 내에 삽입된 산기관으로 발생시킨 기포에 의해 인접하는 외부 수직관체 사이에서 번갈아 연결된 내부 수직관체와 외부 수직관체 및 내부 수직관체의 순으로 미세조류가 포함된 순환수를 순환시켜 상기 미세조류를 배양하고 수확하도록 한 미세조류 배양장치에 관한 것이다.The present invention relates to a microalgae culture apparatus, and more particularly, to a microalgae culture apparatus in which a plurality of external vertical tubes having internal vertical tubes inserted therein are arranged at regular intervals, The present invention relates to a microalga culturing apparatus for circulating circulating water containing microalgae in the order of an inner vertical tubular body, an outer vertical tubular body and an inner vertical tubular body alternately connected between adjacent outer vertical tubular bodies to cultivate and harvest the microalgae.

일반적으로, 미세조류는 지구상에 가장 오래된 생물로 그 수가 수천 종에 달하나, 이 가운데 약 0.1% 정도의 생리활성이 알려져 있어 극히 일부만이 산업적 규모로 배양되고 있는데, 그 중 클로렐라(chlorella)나 스피루리나(spirulina)와 같은 미세조류는 식이보조제, 건강보조식품, 수산양식용사료, 대체의약품 및 에너지자원 등의 다양한 소재물질로 개발되고 있다.In general, microalgae are the oldest organisms on the planet, numbering several thousands of them, but about 0.1% of them are known to have physiological activity, so only a few are cultivated on an industrial scale. Among them, chlorella and spirulina microalgae such as spirulina are being developed as diverse materials such as dietary supplements, dietary supplements, feed for aquaculture, alternative medicines and energy resources.

상기의 미세조류는 담수 또는 해수에 서식하며 뿌리, 줄기, 잎이 없는 단세포형의 식물로서 엽록소를 가지고 광합성을 하며, 식물성 지방산, 단백질, 미네랄 및 각종 비타민이 함유되어 있어 건강식품 등에 활용도가 크며, 환경조건에 따라 빠른 성장과 번식활동으로 단시일내 많은 양을 수확할 수 있는 장점이 있어 바이오디젤 원료로서의 활용에 무한한 잠재성을 가지고 있다. 미세조류는 배양조건에 따라 큰 차이를 보이므로 성장가능한 최적의 조건을 필요로 한다.The microalgae are living in fresh water or seawater and are single-celled plants without roots, stems and leaves. They are photosynthetic with chlorophyll. They are highly utilized for health foods because they contain vegetable fatty acids, proteins, minerals and various vitamins. It has an unlimited potential to utilize it as raw material for biodiesel because it can harvest a large amount in a short time due to rapid growth and breeding activity according to environmental conditions. The microalgae show a great difference depending on the culturing conditions, so they need optimal conditions for growth.

담수 조건하에서 바이오디젤의 원료를 얻기 위한 미세조류의 대량 배양방법으로는, 운전유지비가 저렴하고 간단한 개방형 배양장치(open culture system)와 고가의 장비시설이 필요로 한 밀폐형 탱크배양장치로 나누어 볼 수 있다.Large-scale microalgae cultivation methods for obtaining biodiesel raw materials under fresh water conditions are classified into open culture system (open culture system) and closed tank culture system have.

상기의 개방형 배양의 경우에는 생산비가 저렴한 장점이 있으나, 계절상 기후조건에 따라 수확량에 큰 영향을 미침으로 생산량이 크게 떨어지며, 밀폐형 탱크배양의 경우 미세조류의 성장시 광합성 작용을 원활하게 하여 증식에 도움을 주는 탄소원 및 미량원소를 포함하는 영양분을 별도로 공급하여 미세조류의 체세포 성장 및 번식을 도와야 하며 적정온도 및 배양조건을 맞추어야 한다.In the case of the above-mentioned open type culture, the production cost is advantageous, but the production amount is greatly decreased due to seasonal climate conditions and the yield is greatly decreased. In the case of closed tank culture, the photosynthesis is smoothly performed during the growth of microalgae, Nutrients, including carbon sources and trace elements, should be provided separately to aid in the growth and reproduction of somatic cells of microalgae, and the appropriate temperature and culture conditions must be met.

이는 운영상의 고가의 장비구입 및 고비용의 운전자금이 필요하여 바이오디젤의 원료로 사용되기에는 아직까지는 무리가 있어 건강식품, 의약품 제조에 주로 이용되고 있다.This is mainly used in the production of health foods and medicines because it is not possible to use them as a raw material of biodiesel due to the necessity of purchasing expensive equipment for operation and operating funds at a high cost.

상기에서 언급했듯이 미세조류를 이용한 다양한 연구개발이 이루어지고 있으나, 에너지원으로서의 미세조류의 배양시설 및 생산방법은 생산원가가 높아 연구개발이 미비한 실정으로 생산원가를 낮추면서 대량생산이 가능한 배양방법 및 시설이 절실하며, 이러한 조건을 충족하기 위해 본 발명의 출원인은 특허 제10-1721448호로 특허등록한 '미세조류 배양장치'를 제안한바 있다.As mentioned above, various research and development using microalgae have been carried out. However, cultivation facilities and production methods of microalgae as energy sources have not been developed due to high production cost, so that cultivation methods capable of mass production while lowering production costs In order to meet such a condition, the applicant of the present invention has proposed a 'microalga culturing device' which is patented as Patent No. 10-1721448.

그러나 상기 등록특허의 '미세조류 배양장치'는 높게 배치되는 다수개의 수직관체로만 미세조류가 포함된 물을 순환시켜 상기 미세조류를 배양하다 보니, 전체적으로 물을 원만하게 순환시키는데 다소 어려움이 있고, 이에 따라 미세조류의 배양에도 영향을 미쳐 상기 미세조류의 수확량을 대폭적으로 늘리는데 한계가 있다. However, in the 'microalgae culture apparatus' of the above-mentioned patent, when micro-algae are cultivated by circulating water containing microalgae only with a plurality of highly linearly arranged water pipes, it is somewhat difficult to circulate water as a whole, As a result, it also affects the cultivation of microalgae, which limits the amount of microalgae to be harvested.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 미세조류가 포함된 물의 원활한 순환을 위해 외부 수직관체의 내부에 별도의 내부 수직관체를 삽입하여, 이산화탄소와 공기를 공급하는 산기관에 의해 발생시킨 기포로 내부 수직관체 내로 순환수를 공급하여 상승시킨 후, 상승된 순환수가 외부 수직관체로 자연낙하하고, 자연낙하하는 순환수는 같은 방식에 의해 인접하는 다른 외부 수직관체 내의 내부 수직관체와 상기 외부 수직관체의 순으로 번갈아 이동하여 계속해서 순환수를 순환시키도록 한 미세조류 배양장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for inserting a separate vertical vertical tube into an outer vertical tube for smooth circulation of water containing microalgae, The circulating water is naturally dropped into the external vertical tube body after the circulation water is supplied to the internal vertical tube body by the air bubbles generated by the air tube provided in the other vertical tube body The inner vertical tubular body and the outer vertical tubular body are alternately moved in this order to circulate the circulating water continuously.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 미세조류 배양장치는, 관체의 내부에 미세조류가 포함된 물을 순환수로 공급하여 순환시킴으로써 미세조류를 배양하는 배양장치에 있어서, 상기 미세조류의 배양을 위해 적어도 2개 이상이 일정간격을 두고 각각 배치된 외부 수직관체; 상기 각 외부 수직관체의 내에 각각 삽입된 내부 수직관체; 상기 각 내부 수직관체 아래의 외부 수직관체 내에 각각 삽입되어 별도의 공급장치로 공급되는 이산화탄소와 공기로 발생시킨 기포에 의해 관체의 내부에 상기 순환수를 유입시켜 상승시키는 산기관; 및 인접하는 외부 수직관체 사이에서 내부 수직관체와 외부 수직관체 및 내부 수직관체의 순서로 번갈아 상기 순환수를 계속 순환시키도록 하는 순환부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.In order to achieve the above object, a microalgae culture apparatus of the present invention is a culture apparatus for culturing a microalgae by supplying water containing microalgae to the inside of a pipe as circulation water and circulating the microalgae, An outer vertical body disposed at least two or more at regular intervals for culturing; An inner vertical tube inserted into each of the outer vertical tubes; An oxidant pipe inserted into the outer vertical tube below each of the inner vertical tubes for introducing the circulating water into the interior of the tube by the air bubbles generated by the carbon dioxide and the air supplied to the separate supplying device; And a circulation unit for continuously circulating the circulating water in the order of the inner vertical tube, the outer vertical tube and the inner vertical tube between adjacent outer vertical tubes.

또 상기 산기관은 외부관과 상기 외부관의 상면에 부착된 내부관으로 구성되어, 상면에 다공성 세라믹판이 각각 부착된 상기 외부관 또는 내부관의 상기 다공성 세라믹판을 통해 선택적으로 이산화탄소 또는 공기를 공급하거나, 상기 외부관 및 내부관의 다공성 세라믹판을 통해 이산화탄소 또는 공기를 동시에 공급할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the acid furnace is composed of an outer pipe and an inner pipe attached to the upper surface of the outer pipe, and selectively supplies carbon dioxide or air through the porous ceramic plate of the outer pipe or the inner pipe, Or to simultaneously supply carbon dioxide or air through the porous ceramic plates of the outer tube and the inner tube.

또 상기 순환부는, 상기 순환수를 저장하여 공급하며, 순환의 마지막 외부 수직관체와 연결된 순환탱크; 및 상기 순환탱크와 순환 시작의 외부 수직관체 사이에 연결되어 상기 순환수를 강제펌핑으로 순환시키는 순환펌프;로 이루어지는 것이 바람직하다.The circulation unit may include a circulation tank for storing and supplying the circulation water and connected to the last external vertical pipe of the circulation; And a circulation pump connected between the circulation tank and an external vertical pipe body at the start of circulation to circulate the circulation water through forced pumping.

또 상기 순환부는 순환탱크와 순환탱크 사이에 연결되어 순환수를 살균처리하는 자외선(UV) 필터를 더 포함하는 것이 바람직하다.The circulation unit may further include an ultraviolet (UV) filter connected between the circulation tank and the circulation tank to sterilize the circulation water.

또 상기 순환부는 순환탱크에 연결되어 순환수의 온도를 높이는 히터를 더 포함하는 것이 바람직하다.The circulation unit may further include a heater connected to the circulation tank to increase the temperature of the circulation water.

또 상기 순환부는 순환탱크에 연결되어 순환수에 영양제를 공급하는 영양제 공급부를 더 포함하는 것이 바람직하다.The circulation unit may further include a nutrient supply unit connected to the circulation tank to supply nutrients to the circulation water.

또 상기 순환부는 순환탱크에 연결되어 순수 물을 공급하는 순수 공급부를 더 포함하는 것이 바람직하다.The circulation unit may further include a pure water supply unit connected to the circulation tank to supply pure water.

또 상기 순수 공급부와 순환탱크 사이에 연결되어 순수 공급부로부터 순환탱크로 공급되는 순수 물을 정화하는 역삼투압(RO) 필터를 더 포함하는 것이 바람직하다.And a reverse osmosis (RO) filter connected between the pure water supply unit and the circulation tank for purifying pure water supplied from the pure water supply unit to the circulation tank.

또 상기 각 외부 수직관체의 상부는 서로 연결되어 연결도상에 에어배출공이 되는 단방향 흡배기밸브와 미세조류 수확구를 연결하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the upper portions of the outer vertical pipes are connected to each other to connect the unidirectional intake and exhaust valves and the microalgae harvesting ports, which are air discharge holes on the connection path.

또 상기 미세조류 수확구로 배출되는 미세조류는 항균처리되어 배출되는 것이 바람직하다.The microalgae discharged to the microalgae harvesting port are preferably antimicrobially treated and discharged.

본 발명의 미세조류 배양장치에 의하면, 순환수의 순환이 종래 미세조류 배양장치보다 훨씬 수월하게 이루어져 미세조류의 배양조건을 충분히 충족시킬 수 있고, 이에 따라 미세조류의 품질도 향상될 뿐만 아니라 수확량도 대폭적으로 늘어나는 효과가 있다. According to the microalgae culture apparatus of the present invention, the circulation of the circulating water can be made much easier than the conventional microalgae culture apparatus to sufficiently satisfy the microalgae culture conditions, thereby improving the quality of the microalgae, There is a significant increase in the effect.

도 1은 본 발명에 따른 미세조류 배양장치의 개략적인 측단면도
도 2는 본 발명에 따른 미세조류 배양장치의 산기관을 보여주는 상기 도 1의 'A' 부분의 확대 사시도
도 3은 본 발명에 따른 미세조류 배양장치의 외부 수직관체 배치도로, (a)는 상기 외부 수직관체가 일렬로 배치되는 미세조류 배양장치, (b)는 상기 외부 수직관체가 서로 엇갈림 배열로 배치되는 미세조류 배양장치1 is a schematic side cross-sectional view of a microalgae culture apparatus according to the present invention
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the 'A' portion of FIG. 1 showing the diffuser of the microalgae culture apparatus according to the present invention.
The present invention relates to a microalgae culture apparatus for culturing a microalgae culturing apparatus according to the present invention, which comprises: (a) a microalgae culture apparatus in which the outer vertical tubes are arranged in a row; (b) Microalgae culture device

이하, 본 발명에 따른 미세조류 배양장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of a microalgae culture apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to inform.

도 1은 본 발명에 따른 미세조류 배양장치의 개략적인 측단면도를 도시한 것이다.1 is a schematic side cross-sectional view of a microalgae culture apparatus according to the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 미세조류 배양장치는 다수개의 외부 수직관체(1), 다수개의 내부 수직관체(2), 다수개의 산기관(3) 및 순환부(4)를 포함하여 이루어져, 하부가 연결라인(1a)으로 서로 연결되는 상기 각 수직관체(1) 내부에 수직관체(1)보다 길이와 직경이 작은 내부 수직관체(2)가 일정간격을 두고 각각 삽입되고, 상기 각 내부 수직관체(2)의 아래의 외부 수직관체(1) 내에 산기관(3)이 각각 삽입되며, 상기 순환부(4)는 순환탱크(4a)와 순환펌프(4b)를 포함하여 미세조류가 포함된 물로 상기 순환탱크(4a)에 저장된 순환수를 상기 순환펌프(4b)로 외부 수직관체(1)와 내부 수직관체(2)를 통해 계속 순환시킨다.1, the microalgae culture apparatus according to the present invention includes a plurality of external vertical tubes 1, a plurality of internal vertical tubes 2, a plurality of diffusers 3, and a circulation unit 4 The inner vertical tubular body 2 having a length and a diameter smaller than that of the vertical tubular body 1 is inserted into the respective vertical tubular bodies 1 connected to each other at a lower part by a connection line 1a at predetermined intervals, An air diffuser 3 is inserted into the outer vertical tubular body 1 under each of the inner vertical tubular bodies 2 and the circulating unit 4 includes a circulation tank 4a and a circulation pump 4b, The circulation water stored in the circulation tank 4a is continuously circulated through the external vertical tubular body 1 and the internal vertical tubular body 2 by the circulation pump 4b.

상기 각 외부 수직관체(1)는 특수 폴리카보네이트 등의 다양한 재질로 이루어질 수 있고, 상하길이가 5,000mm, 직경 140mm의 햇빛이 투과될 수 있는 투명관 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 내부 수직관체(2)는 외부 수직관체(1)와 동일한 재질이나 상기한 바와 같이 그 길이와 직경은 작을 것이다.Each of the outer vertical tube bodies 1 may be made of various materials such as special polycarbonate or the like and may be formed of a transparent tube which can transmit sunlight having a vertical length of 5,000 mm and a diameter of 140 mm, Is the same material as the outer vertical tube 1, but its length and diameter will be small as described above.

상기 외부 수직관체(1) 내에 삽입된 산기관(3)은 외부의 이산화탄소(CO2) 공급장치(5) 및 공기 공급장치(6)와 연결되어, 상기 이산화탄소 또는 공기를 상기 산기관(3)에 선택적으로 공급하기도 하고, 상기 이산화탄소가 포함된 공기를 상기 산기관(3)에 공급하기도 한다. 상기 공기 공급장치(6)는 압축공기를 발생시키는 컴프레셔(6a)와 함께 상기 컴프레셔(6a)로 공기를 산기관(3)에 공급하는 도상에 일렬로 연결된 마이크로 필터(6b), 라인 필터(6c), 사후 냉각기(6d), 프리 필터(6e), 및 공기 건조기(6f)를 포함하여 이루어지며, 상기 공기 건조기(6f)가 컴프레셔(6a)와 연결된다. 이와 같은 상기 공기 공급장치(6)는 일반적인 것으로, 상기 공기 건조기(6f)는 수증기가 포함된 공기를 건조시키고, 상기 사후 냉각기(6d)는 압축에 의해 온도가 높아진 공기를 냉각시키며, 상기 라인 필터(6c)와 마이크로 필터(6b) 및 프리 필터(6e)는 컴프레셔(6a)를 구동하기 위한 오일이 공기에 혼합되어 있을 때, 상기 오일을 여과하는 역할을 하게 된다.The air diffuser 3 inserted in the outer vertical tube body 1 is connected to an external carbon dioxide (CO 2) supply device 5 and an air supply device 6 to supply the carbon dioxide or air to the air diffuser 3 Alternatively, the air containing carbon dioxide may be supplied to the air diffusing pipe 3. The air supply device 6 includes a microfilter 6b connected in series with a compressor 6a for generating compressed air and supplying air to the air diffuser 3 to the compressor 6a, a line filter 6c A post-cooler 6d, a pre-filter 6e, and an air dryer 6f, and the air dryer 6f is connected to the compressor 6a. The air supply device 6 is generally used, and the air dryer 6f dries air containing water vapor. The post-cooler 6d cools the air whose temperature has been raised by compression, The micro filter 6c, the micro filter 6b and the pre-filter 6e serve to filter the oil when the oil for driving the compressor 6a is mixed with air.

상기 순환부(4)로 순환펌프(4b)가 연결된 순환탱크(4a)에는 미세조류가 접종된 물이 저장될 수 있으며, 미세조류가 접종된 물은 이산화염소 또는 오존(Oz)으로 멸균한 해수, 담수, 기수 등으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 미세조류는 클로렐라(chlorella)나 스피루리나(spirulina) 등으로 이루어질 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 지방산의 함유가 다소 높고 농지의 억초농법에 적합한 클로렐라 불가리스(chlorella vulgaris)종, 스푸루니나, 해마로 등의 다양한 종류로 이루어질 수 있다. 또한 상기 순환탱크(4a)에는 순수 물을 공급하기 위한 순수 공급부(7)와 미세조류의 성장을 위한 영양제를 공급하기 위한 영양제 공급부(8)가 연결된다. 상기 순수 공급부(7)와 순환탱크(4a) 사이의 연결도상에는 역삼투압(RO) 필터(7a)를 설치하여, 상기 순환탱크(4a)에 순수 물을 공급할 때 상기 역삼투압(RO) 필터(7a)에 의해 순수 물을 정화시킨 후 공급하도록 하는 것이 바람직하다. 그에 더해 상기 순환탱크(4a)에는 미세조류 및 영양제가 포함된 물인 순환수의 온도를 높여 미세조류가 원활하게 성장하도록 하기 위한 히터(9)가 연결된다.The circulation tank 4a to which the circulation pump 4b is connected to the circulation unit 4 can store water in which the microalgae are inoculated and the water in which the microalgae are inoculated can be stored in the seawater , Fresh water, nose water, and the like. The microalgae may be chlorella, spirulina, or the like, but the present invention is not limited thereto. The microalgae may be chlorella vulgaris species suitable for farming of agricultural land, Rooney, hippocampus, and the like. The circulation tank 4a is connected to a pure water supply unit 7 for supplying pure water and a nutrient supply unit 8 for supplying a nutrient for growth of microalgae. An RO filter 7a is provided on the connection between the pure water supply unit 7 and the circulation tank 4a so that when the pure water is supplied to the circulation tank 4a, the reverse osmosis RO filter It is preferable to purify pure water and supply it. In addition, the circulation tank 4a is connected with a heater 9 for increasing the temperature of the circulating water, which is the water containing the microalgae and the nutrient, so as to smoothly grow the microalgae.

한편 상기 순환탱크(4a)와 상기 순환펌프(4b) 사이의 연결도상에는 자외선(UV) 필터(10)를 설치하여, 순환탱크(4a)로부터 배출되는 순환수를 순환시키기 전에 상기 자외선(UV) 필터(10)에 의해 살균처리하는 것이 바람직하다.On the other hand, an ultraviolet (UV) filter 10 is installed on the connection between the circulation tank 4a and the circulation pump 4b to circulate the ultraviolet rays UV before circulating the circulation water discharged from the circulation tank 4a. It is preferable to perform the sterilization treatment with the filter 10.

상기 각 수직관체(1)의 상부는 미세조류의 수확을 위해 2개씩 한조가 되어 배출라인(1b)으로 서로 연결되며, 상기 각 수직관체(1) 상부의 배출라인(1b) 상에는 관체 내부의 공기를 일부 빼주는 공기배출공의 역할을 하는 단방향 흡배기밸브(11)가 각각 설치되고, 배출라인(1b) 중간에는 밸브에 의해 개폐되는 미세조류 수확구(12)가 각각 연결된다. 이러한 단방향 흡배기밸브(11)는 수직관체(1)의 내부에서 외부의 일방향으로만 공기를 배출하도록 한 것이지만, 상기 수직관체(1)의 청소 등의 필요에 따라 외부에서 내부로 공기를 주입할 때에는 안쪽으로 공기가 통하는 흡입밸브의 역할도 한다.The upper part of each of the vertical tubes 1 is connected to each other by a discharge line 1b for collecting the microalgae, and on the discharge line 1b above each vertical tube 1, And a microalgae harvesting port 12, which is opened and closed by a valve, is connected to the middle of the discharge line 1b, respectively. The unidirectional intake and exhaust valve 11 discharges air only in one direction from the inside to the outside of the vertical tubular body 1. When air is injected from the outside to the inside according to the necessity of cleaning the vertical tubular body 1, It also acts as a suction valve that allows air to flow inward.

도 2는 본 발명에 따른 미세조류 배양장치의 산기관을 보여주는 상기 도 1의 'A' 부분의 확대 사시도를 도시한 것이다.FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion 'A' of FIG. 1 showing an aerofoil of a microalgae culture apparatus according to the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 내부 수직관체(2) 아래의 각 외부 수직관체(1) 내부에 삽입되어 바닥에 고정된 산기관(3)은 상면에 다공성 세라믹판(14b)이 부착된 외부관(3b)과, 상기 외부관(3b) 상면의 다공성 세라믹판(14b) 중심부에 형성된 삽입공에 삽입되어 고정된 내부관(3a)으로 구성되며, 상기 내부관(3a)의 상면에도 다공성 세라믹판(14a)이 부착된다.2, an air diffusing pipe 3 inserted into each of the outer vertical pipes 1 under the inner vertical pipe body 2 and fixed to the floor is provided with a porous ceramic plate 14b, And an inner tube 3a inserted and fixed in an inserting hole formed at the center of the porous ceramic plate 14b on the upper surface of the outer tube 3b. On the upper surface of the inner tube 3a, The plate 14a is attached.

이러한 산기관(3)은 상기 외부관(3b)의 바깥둘레가 외부 수직관체(1)의 내벽 둘레와 일정간격을 두고 삽입되어, 상기 간격을 통해 이산화탄소 및/또는 공기가 통과할 수 있도록 한다. 또한 상기 산기관(3)의 내부관(3a)과 외부관(3b)의 상면에부착된 다공성 세라믹판(14a)(14b)을 통해 이산화탄소와 공기를 선택적으로 공급하거나, 상기 내부관(3a)과 외부관(3b)의 다공성 세라믹판(14a)(14b)을 통해 이산화탄소와 공기를 동시에 공급할 수 있도록 한다. 이산화탄소와 공기를 공급할 때 상기 다공성 세라믹판(14a)(14b)을 원활히 통과할 수 있도록 1∼3기압의 압력으로 공급을 하게 된다. 그리고 상기 산기관(3)의 하단부로는 이산화탄소 및/또는 공기를 공급하기 위한 배관라인(13)이 연결된다.The outer pipe 3b is inserted into the air pipe 3 at a predetermined distance from the inner wall of the outer vertical pipe body 1 so that carbon dioxide and / or air can pass through the gap. In addition, carbon dioxide and air are selectively supplied through the porous ceramic plates 14a and 14b attached to the upper surface of the inner pipe 3a and the outer pipe 3b of the air diffusing pipe 3, And the porous ceramic plates 14a and 14b of the outer tube 3b to simultaneously supply carbon dioxide and air. When carbon dioxide and air are supplied, it is supplied at a pressure of 1 to 3 atm so as to smoothly pass through the porous ceramic plates 14a and 14b. A pipe line (13) for supplying carbon dioxide and / or air is connected to the lower end of the aeration pipe (3).

상기한 바와 같은 본 발명의 미세조류 배양장치의 각 구성들은 일반적인 배관라인(13)에 의해 서로 수밀하게 연결될 것이고, 순환탱크(4a)와 각 수직관체(1) 사이의 연결도 배관라인(13)으로 연결하되, 이는 순환수가 순환하는 라인이므로 순환라인이 될 것이다.The respective constitutions of the microalgae culture apparatus of the present invention as described above are to be watertightly connected to each other by a general piping line 13 and the connection between the circulation tank 4a and each vertical tubular body 1 is also connected to the piping line 13, , Which will be a circulating line since the circulating water circulates.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 미세조류 배양장치의 미세조류가 포함된 물로 된 순환수를 각 외부 수직관체(1)와 내부 수직관체(2) 등을 통해 순환시키는 과정 및 미세조류 수확 과정을 설명하도록 한다.Describing the process of circulating water containing microalgae in the microalgae culture apparatus according to the present invention constructed as described above through each of the outer vertical tube 1 and the inner vertical tube 2 and harvesting the microalgae .

먼저 순환수의 순환을 보면 순환탱크(4a)에서 순환펌프(4b)에 의해 순환수가 첫 번째 수직관체(1)에 공급되고, 이어서 예컨대 산기관(3)의 내부관(3a) 상면의 다공성 세라믹판(14a)을 통해 이산화탄소를 공급하고 외부관(3b) 상면의 다공성 세라믹판(14b)을 통해 산소를 공급하면, 상기 내부관(3a)과 마주보는 내부 수직관체(2) 내로 상기 내부관(3a)으로 공급하는 이산화탄소에 의해 발생하는 기포가 상승하면서 순환수도 같이 상승시키게 된다. 물론 필요에 따라 상기 산기관(3)의 내부관(3a) 상면의 다공성 세라믹판(14a)를 통해 산소를 공급하고 외부관(3b) 상면의 다공성 세라믹판(14b)을 통해 이산화탄소를 공급할 수도 있을 것이다.The circulation water is firstly supplied to the first vertical tube 1 by the circulation pump 4b in the circulation tank 4a and then the circulation water is supplied to the first vertical tube 1 through the porous ceramic When carbon dioxide is supplied through the plate 14a and oxygen is supplied through the porous ceramic plate 14b on the upper surface of the outer tube 3b, the inner tube (2) facing the inner tube (3a) The air bubbles generated by the carbon dioxide supplied to the adsorbing tubes 3a and 3a are increased and the circulating water is increased. Of course, oxygen may be supplied through the porous ceramic plate 14a on the upper surface of the inner pipe 3a of the aeration pipe 3 and carbon dioxide may be supplied through the porous ceramic plate 14b on the upper surface of the outer pipe 3b if necessary will be.

다음에 내부 수직관체(2)의 상단까지 상승한 순환수는 상기 내부 수직관체(2)를 벗어나 외부 수직관체(1) 내로 자유낙하하면서 자연스럽게 인접하는 다른 외부 수직관체(100)로 이동한다.Next, the circulating water which has risen to the upper end of the inner vertical tube body 2 moves away from the inner vertical tube body 2 to fall into the outer vertical tube body 1 and moves to another adjacent outer vertical tube body 100 naturally.

다음에 다른 외부 수직관체(100)에서 상기한 바와 같은 산기관(3)의 내부관(3a)과 외부관(3b) 상면의 다공성 세라믹판(14a)(14b)을 통한 이산화탄소 및/또는 공기의 공급에 의해 같은 방식으로, 내부 수직관체(200)와 외부 수직관체(100)의 순서로 번갈아가면서 계속해서 인접하는 수직관체로 순환수가 이동하여 순환하게 된다.Next, in the other outer vertical tube 100, the inner tube 3a of the air diffusing tube 3 and the outer tube 3b are filled with the carbon dioxide and / or air through the porous ceramic plates 14a and 14b on the upper surface The circulation water is alternately circulated in the vertical pipe body 200 and the outer vertical pipe body 100 alternately in succession in the same manner by the supply to the adjacent vertical pipe body.

다음에 순환의 마지막 수직관체(1000)에서 순환탱크(4a)와 연결되어 순환수는 다시 상기 순환탱크(4a)로 되돌아와, 상기의 과정을 다시 계속해서 반복하게 된다.Next, the circulation water is connected to the circulation tank 4a in the last vertical pipe 1000 of the circulation, and the circulation water is returned to the circulation tank 4a again, and the above process is repeated again and again.

이렇게 계속해서 내부 수직관체와 외부 수직관체의 순서로 번갈아 순환수의 순환이 원활하게 이루어지면 미세조류의 배양조건이 그만큼 잘 충족되어 양질의 미세조류를 많이 수확할 수 있게 된다.Thus, if circulation of circulating water is alternately performed in order of the internal vertical tubular body and the external vertical tubular body, the culture condition of the microalgae can be satisfactorily satisfied and the microalgae of high quality can be harvested.

상기 순환수의 순환을 멈춘 후 각 수직관체(1) 내의 미세조류를 수확할 때에는 각 산기관(3)의 내부관(3a)과 외부관(3b) 상면의 다공성 세라믹판(14a)(14b)을 통한 이산화탄소 및/또는 공기의 동시 공급으로 발생하는 기포로 각 외부 수직관체(1) 및 내부 수직관체(2) 내부의 순환수를 동시에 상승시켜, 상기 순환수에 포함된 미세조류를 각 미세조류 수확구(12)를 통해 수확하고, 수확 전 미세조류는 항균처리를 한 후에 배출하도록 한다.The porous ceramic plates 14a and 14b on the upper surface of the inner tube 3a and the outer tube 3b of each diffusing tube 3 are collected when the circulation of the circulating water is stopped and the microalgae in the respective vertical tubes 1 are harvested. The circulation water in each of the external vertical tube body 1 and the internal vertical tube body 2 is simultaneously raised by the bubbles generated by the simultaneous supply of carbon dioxide and / or air through the micro-algae Harvested through harvesting port (12), and the microalgae before harvesting are discharged after antimicrobial treatment.

도 3은 본 발명에 따른 미세조류 배양장치의 외부 수직관체 배치도로, (a)는 상기 외부 수직관체가 일렬로 배치되는 미세조류 배양장치, (b)는 상기 외부 수직관체가 서로 엇갈림 배열로 배치되는 미세조류 배양장치를 도시한 것이다.The present invention relates to a microalgae culture apparatus for culturing a microalgae culturing apparatus according to the present invention, which comprises: (a) a microalgae culture apparatus in which the outer vertical tubes are arranged in a row; (b) The micro-algae culturing apparatus according to the present invention.

도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 내부 수직관체를 내부에 포함하고 있는 10개의 외부 수직관체(1)가 햇빛을 받기 좋게 일정간격을 두고 일렬로 배치되어, 상기 각 외부 수직관체(1) 사이는 순환수의 순환라인(13)으로 서로 연결되어 있다.As shown in FIG. 3 (a), ten external vertical tubes 1, each of which includes an internal vertical tube, are arranged in a line at a predetermined interval so as to receive sunlight, and each of the external vertical tubes 1 Are connected to each other by a circulation line 13 of circulating water.

또한 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 내부 수직관체를 내부에 포함하고 있는 10개의 외부 수직관체(1)가 햇빛을 받기 좋게 일정간격을 두고 5개씩 서로 엇갈려 배치되어, 상기 각 외부 수직관체(1) 사이는 순환수의 순환라인(13)으로 서로 연결되어 있다.As shown in FIG. 3 (b), ten outer vertical tubes 1, each of which includes an inner vertical tube, are staggered by five at regular intervals so as to receive the sunlight, The tubes 1 are connected to each other by a circulation line 13 of circulating water.

이러한 10개의 외부 수직관체(1)가 한 세트가 되어 미세조류 배양장치로 설치되며, 필요에 따라 여러 세트의 미세조류 배양장치를 설치할 수도 있다. These ten vertical vertical tubular bodies 1 may be set as a set of microalgae culturing apparatuses, and several sets of microalgae culture apparatuses may be installed as necessary.

이상과 같이 본 발명에 따른 미세조류 배양장치에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.As described above, the microalgae culture apparatus according to the present invention has been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed in the present specification, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art.

1,100,1000 : 외부 수직관체 1a : 연결라인
1b : 배출라인 2,200 : 내부 수직관체
3 : 산기관 3a : 내부관
3b : 외부관 4 : 순환부
4a : 순환탱크 4b : 순환펌프
5 : 이산화탄소 공급장치 6 : 공기 공급장치
6a : 컴프레셔 6b : 마이크로 필터
6c : 라인필터 6d : 사후 냉각기
6e : 프리 필터 6f : 공기 건조기
7 : 순수 공급부 7a : 역삼투압(RO) 필터
8 : 영양제 공급부 9 : 히터
10 : 자외선(UV) 필터 11 : 단방향 흡배기밸브
12 : 미세조류 수확구 13 : 배관라인
14a,14b : 다공성 세라믹판 1,100,1000: External vertical tube 1a: Connection line
1b: discharge line 2,200: internal vertical tube
3: diffuser 3a: inner tube
3b: outer tube 4: circulation part
4a: circulation tank 4b: circulation pump
5: carbon dioxide supply device 6: air supply device
6a: Compressor 6b: Micro filter
6c: line filter 6d: post-cooler
6e: prefilter 6f: air dryer
7: pure water supply part 7a: reverse osmosis (RO) filter
8: nutrient supply part 9: heater
10: ultraviolet (UV) filter 11: unidirectional intake and exhaust valve
12: Microalgae harvesting area 13: Pipeline line
14a, 14b: Porous ceramic plate

Claims (10)

관체의 내부에 미세조류가 포함된 물을 순환수로 공급하여 순환시킴으로써 미세조류를 배양하는 배양장치에 있어서,
상기 미세조류의 배양을 위해 적어도 2개 이상이 일정간격을 두고 각각 배치된 외부 수직관체;
상기 각 외부 수직관체의 내에 각각 삽입된 내부 수직관체;
상기 각 내부 수직관체 아래의 외부 수직관체 내에 각각 삽입되어 별도의 공급장치로 공급되는 이산화탄소와 공기로 발생시킨 기포에 의해 관체의 내부에 상기 순환수를 유입시켜 상승시키는 산기관; 및
인접하는 외부 수직관체 사이에서 내부 수직관체와 외부 수직관체 및 내부 수직관체의 순서로 번갈아 상기 순환수를 계속 순환시키도록 하는 순환부;
를 포함하여 이루어지되,
상기 산기관은 외부관과 상기 외부관의 상면에 부착된 내부관으로 구성되어, 상면에 다공성 세라믹판이 각각 부착된 상기 외부관 또는 내부관의 상기 다공성 세라믹판을 통해 선택적으로 이산화탄소 또는 공기를 공급하거나, 상기 외부관 및 내부관의 다공성 세라믹판을 통해 이산화탄소 또는 공기를 동시에 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.1. A culture apparatus for culturing a microalgae by circulating water containing microalgae as circulating water in a tube,
An outer vertical body disposed at least two or more at regular intervals for culturing the microalgae;
An inner vertical tube inserted into each of the outer vertical tubes;
An oxidant pipe inserted into the outer vertical tube below each of the inner vertical tubes for introducing the circulating water into the interior of the tube by the air bubbles generated by the air and the carbon dioxide supplied to the separate supply device; And
A circulation unit for alternately circulating the circulating water between the adjacent outer vertical tubular bodies in the order of the inner vertical tubular body, the outer vertical tubular body and the inner vertical tubular body;
, ≪ / RTI >
The air diffusing pipe is composed of an outer pipe and an inner pipe attached to the upper surface of the outer pipe, and selectively supplies carbon dioxide or air through the porous ceramic plate of the outer pipe or the inner pipe to which the porous ceramic plate is attached, , And carbon dioxide or air can be simultaneously supplied through the porous ceramic plates of the outer tube and the inner tube. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 순환부는,
상기 순환수를 저장하여 공급하며, 순환의 마지막 외부 수직관체와 연결된 순환탱크; 및
상기 순환탱크와 순환 시작의 외부 수직관체 사이에 연결되어 상기 순환수를 강제펌핑으로 순환시키는 순환펌프;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치. The method according to claim 1,
The circulation unit includes:
A circulation tank for storing and supplying the circulation water and connected to the last external vertical pipe of the circulation; And
A circulation pump connected between the circulation tank and an external vertical pipe body at the start of circulation to circulate the circulation water through forced pumping;
And a micro-algae culture device. 제3항에 있어서,
상기 순환부는 순환펌프와 순환탱크 사이에 연결되어 순환수를 살균처리하는 자외선(UV) 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 3,
Wherein the circulation unit further comprises an ultraviolet (UV) filter connected between the circulation pump and the circulation tank to sterilize the circulation water. 제3항에 있어서,
상기 순환부는 순환탱크에 연결되어 순환수의 온도를 높이는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 3,
Wherein the circulation unit further comprises a heater connected to the circulation tank to increase the temperature of the circulation water. 제3항에 있어서,
상기 순환부는 순환탱크에 연결되어 순환수에 영양제를 공급하는 영양제 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 3,
Wherein the circulation unit further comprises a nutrient supply unit connected to the circulation tank to supply nutrients to the circulation water. 제3항에 있어서,
상기 순환부는 순환탱크에 연결되어 순수 물을 공급하는 순수 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 3,
Wherein the circulation unit further comprises a pure water supply unit connected to the circulation tank to supply pure water. 제7항에 있어서,
상기 순수 공급부와 순환탱크 사이에 연결되어 순수 공급부로부터 순환탱크로 공급되는 순수 물을 정화하는 역삼투압(RO) 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치. 8. The method of claim 7,
Further comprising a reverse osmosis (RO) filter connected between the pure water supply unit and the circulation tank for purifying pure water supplied from the pure water supply unit to the circulation tank. 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 외부 수직관체의 상부는 서로 연결되어 연결도상에 에어배출공이 되는 단방향 흡배기밸브와 미세조류 수확구를 연결한 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein an upper portion of each of the outer vertical pipes is connected to a unidirectional intake and exhaust valve connected to a micro-algae harvesting port, the air discharge hole being connected to the connection port. 제9항에 있어서,
상기 미세조류 수확구로 배출되는 미세조류는 항균처리되어 배출되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.10. The method of claim 9,
Wherein the microalgae discharged to the microalgae harvesting port are antimicrobially treated and discharged.
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