KR102235000B1 - 미생물 고정화담체 자동 제조장치 - Google Patents

미생물 고정화담체 자동 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미생물 고정화담체 자동 제조장치에 관한 것으로서, 미생물배양액과 알지네이트 수용액이 혼합된 혼합액과 2가 양이온 용액이 반응하여 고정화담체가 생성되는 혼합액공급조(100)와; 상기 혼합액공급조(100)와 연결되게 일정 경로로 형성되며, 상기 고정화담체와 상기 2가 양이온 용액이 접촉되며 상기 고정화담체가 경화되게 하는 반응이송부(200)와;상기 반응이송부(200)의 단부에 구비되어 상기 반응이송부(200)를 따라 이송되어온 고정화담체를 세척하는 세척부(300)와; 상기 세척부(300)에서 세척된 고정화담체가 수거되는 수거부(400)를 포함하며, 상기 반응이송부(200)는, 상기 혼합액공급조(100)와 상기 세척부(300) 사이에 나란하게 배치된 복수개의 직선이송관(210)과; 이웃하게 배치된 복수개의 직선이송관(210)을 서로 연결하는 곡선연결관(240)과; 상기 세척부(300)과 연결되며, 상부를 향해 일정 각도 경사지게 형성된 경사이송관(250)을 포함하며, 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)에는 길이방향을 따라 구비되며, 회전되며 상기 고정화담체를 강제로 이송시키는 이송스크류(220)가 구비되며, 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)의 상부에는 상기 이송스크류(220)의 상부를 덮어 상기 이송스크류(220)를 통해 이송되는 고정화담체가 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250) 외부로 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지커버부(230)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

미생물 고정화담체 자동 제조장치{AUTOMATIC MICROORGANISMS IMMOBILIZATION APPARATUS}
본 발명은 미생물 고정화담체 자동 제조장치에 관한 것으로서, 보다 자세히는 고정화담체를 이송스크류관을 이용하여 강제 이송할 때, 고정화담체의 외부로 이탈 또는 이송스크류관 외 이탈을 방지하여 이송효율을 향상시킬 수 있는 미생물 고정화담체 자동 제조장치에 관한 것이다.
미생물 고정화장치는 미생물이 직접 적용 환경에서 빠르게 유실되는 것에 대해 외부 환경으로부터의 보호와 서방형 유출로 인한 지속적 작용과 미생물의 존재를 보장할 수 있도록 구슬형태로 고정화된 미생물 고정화담체를 생산하는 장치이다.
미생물 고정화장치의 미생물 고정화담체 생성원리는 미생물배양액과 소듐 알지네이트(sodium alginate) 용액이 혼합된 혼합액이 염화칼슘 수용액과 같은 2가 양이온 용액과 반응하면 고정화담체가 형성된다. 생성된 고정화담체의 최적 경도 유지를 위해서는 20분~25분간 2가 양이온용액에서 이온 교환 과정이 요구된다.
이와 관련하여 본 출원인은 등록특허 제10-1752466호 "이송스크류를 이용한 미생물 고정화담체 제조장치"를 출원한 바 있다.
도 1은 등록특허의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 종래 미생물 고정화담체 제조장치는 혼합액과 2가양이온 용액이 반응하여 형성된 초기 고정화담체(B)가 이송관(10)을 따라 이송되며 신선한 2차 양이온용액(A)과의 접촉시간과 접촉면적을 증가시켜 경화된 고정화담체(B')를 얻게 된다.
이 때, 이송관(10) 내부에는 이송스크류(20)가 구비되어 고정화담체(B)가 이송되게 한다.
그런데, 종래 미생물 고정화담체 제조장치는 도 1에 확대 도시된 바와 같이 이송관(10)의 상부가 개방되어 있으므로 이송스크류(20)가 회전되며 고정화담체(B)를 이송할 때, 고정화담체(B)가 이송관(10)의 양측으로 이탈되었다. 이에 의해 고정화담체(B)의 이송효율이 50% 이하로 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 종래 미생물 고정화담체 제조장치는 이송관(10)에 이송스크류(20)가 없는 연결관(15) 영역에 고정화담체(B)를 이송시킬 수 있는 수단이 없어 고정화담체(B)가 연결관(15) 영역에서 정체되는 문제가 있었다.
또한, 이송과정에서 경화된 고정화담체가 배출되기 위해 경사진 경사관을 따라 이동될 때, 수분이 없는 고정화담체가 경사관 바닥에 붙어 제대로 이송되지 못하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로 이송스크류에 의해 이송되는 과정에서 고정화담체가 외부로 이탈 또는 이송스크류관으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 미생물 고정화담체 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연결관 영역에서도 원활하게 고정화담체가 이송될 수 있는 미생물 고정화담체 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고정화담체가 경사관을 따라 이송될 때 바닥에 붙지 않고 이송될 수 있는 미생물 고정화담체 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 미생물 고정화담체 제조장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 미생물 고정화담체 제조장치는, 미생물배양액과 알지네이트 수용액이 혼합된 혼합액과 2가 양이온 용액이 반응하여 고정화담체가 생성되는 혼합액공급조(100)와; 상기 혼합액공급조(100)와 연결되게 일정 경로로 형성되며, 상기 고정화담체와 상기 2가 양이온 용액이 접촉되며 상기 고정화담체가 경화되게 하는 반응이송부(200)와;상기 반응이송부(200)의 단부에 구비되어 상기 반응이송부(200)를 따라 이송되어온 고정화담체를 세척하는 세척부(300)와; 상기 세척부(300)에서 세척된 고정화담체가 수거되는 수거부(400)를 포함하며, 상기 반응이송부(200)는, 상기 혼합액공급조(100)와 상기 세척부(300) 사이에 나란하게 배치된 복수개의 직선이송관(210)과; 이웃하게 배치된 복수개의 직선이송관(210)을 서로 연결하는 곡선연결관(240)과; 상기 세척부(300)과 연결되며, 상부를 향해 일정 각도 경사지게 형성된 경사이송관(250)을 포함하며, 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)에는 길이방향을 따라 구비되며, 회전되며 상기 고정화담체를 강제로 이송시키는 이송스크류(220)가 구비되며, 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)의 상부에는 상기 이송스크류(220)의 상부를 덮어 상기 이송스크류(220)를 통해 이송되는 고정화담체가 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250) 외부로 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지커버부(230)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)은 제1반경을 갖는 곡면으로 형성되고, 상기 이송스크류(220)는 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)에 수용되는 제2반경을 갖도록 형성되고, 상기 이탈방지커버부(230)는 단면이 상기 제2반경보다는 크고 상기 제1반경 보다는 작은 반경을 갖는 반원으로 형성되어 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)의 양측 내측면에 접촉되며 거치되는 반원커버(231)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 반원커버(231)의 상부에 결합되며 양단이 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)의 양측 측벽 상단에 거치되어 상기 반원커버(231)가 상기 이송스크류(220)와 이격되게 지지하는 거치커버(233)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 곡선연결관(240)의 내벽면에는 상기 고정화담체의 이송방향으로 물을 배출하여 상기 고정화담체가 이송되도록 수류를 형성하는 복수개의 수류형성물배출공(241,243)이 구비될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 경사이송관(250)을 형성하는 양측벽면의 상단에는 상기 고정화담체가 상기 경사이송관(250)의 표면에 붙지 않도록 내부로 물을 공급하는 측면물유입공(253)과, 상기 측면물유입공(253)으로 물을 공급하는 측면물공급부재(255)가 구비될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 세척부(300)는, 상기 경사이송관(250)의 상단과 연결되며, 하부로 일정 각도 경사지게 형성된 이송세척관(310)과; 상기 이송세척관(310)의 상부에 구비되어 상기 이송세척관(310)으로 세척수를 공급하는 세척수공급부(320)를 포함하며, 상기 이송세척관(310)의 하부측 바닥면에는 상기 고정화담체를 세척한 세척수를 하부로 배출하는 세척수배출공(311)이 복수개 관통형성될 수 있다.
본 발명에 따른 미생물 고정화담체 제조장치는 반응이송부의 직선이송관과 경사이송관에 이송스크류에 의해 이동되는 고정화담체가 외부로 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지커버부가 구비된다. 이에 의해 생성된 고정화담체의 손실을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 반응이송부에 형성된 이웃하는 직선이송관을 연결하는 곡선연결관 표면에 수류를 형성하는 물배출공을 형성하여, 종래 곡선연결관에서 고정화담체가 정체되던 문제를 해결할 수 있다.
또한, 경사이송관의 상단 벽에 측면물유입공을 구비하여, 종래 경사이송관을 따라 이송되며 표면에 고정화담체가 수분이 말라 달라붙던 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 종래 미생물 고정화담체 제조장치의 이송과정을 도시한 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 미생물 고정화담체 제조장치의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 미생물 고정화담체 제조장치의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 미생물 고정화담체 제조장치의 이송관에서의 고정화담체 이송과정을 도시한 단면예시도,
도 5는 본 발명에 따른 미생물 고정화담체 제조장치의 곡선연결관의 구성을 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 미생물 고정화담체 제조장치의 경사이송관과 세척부의 구성을 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 미생물 고정화담체 제조장치의 경사이송관과 세척부에서의 고정화담체의 이송과정을 도시한 단면예시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어 지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 2는 본 발명에 따른 미생물 고정화담체 제조장치(1)의 구성을 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 미생물 고정화담체 제조장치(1)는 지지테이블(30)와, 지지테이블(30)의 상부에 구비된 반응조(40)를 포함한다. 반응조(40)의 일측에는 혼합액(C)과 2가 양이온용액(A)이 반응하여 초기 고정화담체(B)를 형성하는혼합액공급조(100)와, 혼합액공급조(100)에서 형성된 초기 고정화담체(B)를 이송하며 초기 고정화담체(B)가 경화되게 하는 반응이송부(200)와, 반응이송부(200)를 따라 이동되며 경화된 고정화담체(B')를 세척하는 세척부(300)와, 세척부(300)에서 세척된 경화된 고정화담체(B')를 수거하는 수거부(400)를 포함한다.
여기서, 본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 초기 고정화담체(B)는 혼합액공급조(100)에서 혼합액(C)과 2가 양이온용액(A)이 반응하여 형성된 경화되지 않은 초기 형태의 고정화담체를 말한다.
경화된 고정화담체(B')는 혼합액공급조(100)에서 생성된 초기 고정화담체(B)가 반응이송부(200)를 거치면서 2가 양이온용액(A)과 장시간 접촉되며 경화되어 형성된 고정화담체를 말한다.
혼합액공급조(100)는 혼합액(C)과 2가 양이온용액(A)이 반응하여 초기 고정화담체(B)가 형성된다. 혼합액공급조(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 반응조(40)의 우측 상단에 구비되고, 세척부(300)는 우측 하단에 구비된다. 혼합액공급조(100)와 세척부(300) 사이에는 반응이송부(200)가 지그재그 형태의 경로로 형성된다.
혼합액공급조(100)의 상부에는 혼합액적하부(110)와 이온용액공급관(120)이 공급관프레임(130)에 결합되어 구비된다. 혼합액적하부(110)는 혼합액공급호스(미도시)와 연결되고, 이온용액공급관(120)은 이온용액공급호스(미도시)와 연결된다.
혼합액(C)은 정해진 농도에 맞게 미생물배양액과 소듐알지네이트 용액이 혼합되어 형성된다. 혼합액(C)은 혼합액저장조(미도시)에 저장된 후, 제1공급펌프(미도시)에 의해 혼합액적하부(110)로 공급되고, 혼합액적하부(110)에서 혼합액(C)을 일정량씩 혼합액공급조(100)로 떨어뜨린다.
2가 양이온용액(A)은 이온용액저장조(미도시)에 저장된 후, 제2공급펌프(미도시)에 의해 이온용액공급관(120)으로 공급된다.
이온용액공급관(120)으로 공급된 2가 양이온용액(A)은 혼합액공급조(100)와 반응이송부(200)로 공급된다.
혼합액공급조(100)에는 이온용액용액공급관(120)으로부터 공급된 2가 양이온용액(A)이 채워지고, 혼합액적하부(110)로부터 떨어지는 혼합액(C) 방울들은 2가 양이온용액(A)과 반응하여 초기 고정화담체(B)가 생성된다.
반응이송부(200)는 혼합액공급조(100)와 연결되게 구비되어 혼합액공급조(100)에서 생성된 초기 고정화담체(B)를 강제로 이송시키며 2가 양이온용액(A)과 접촉되는 시간과 접촉되는 면적을 증가시켜 초기 고정화담체(B)가 균일한 구 형상으로 보다 단단하게 경화되도록 유도한다.
도 3은 미생물 고정화담체 제조장치(1)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.
도시된 바와 같이 반응이송부(200)는 서로 나란하게 형성된 복수개의 직선이송관(210)과, 직선이송관(210) 내부에 구비되어 회전되며 초기 고정화담체(B)를 강제로 이송시키는 이송스크류(220)와, 직선이송관(210)의 상부에 결합되어 이송스크류(220)에 의해 이송되는 초기 고정화담체(B)의 외부 이탈을 방지하는 이탈방지커버부(230)와, 복수개의 직선이송관(210)을 서로 연결하는 곡선연결관(240)과, 직선이송관(210)의 단부에 구비되어 세척부(300)와 연결되는 경사이송관(250)을 포함한다.
여기서, 본 발명에서 반응이송부(200)는 수평방향으로만 형성되었으나, 경우에 따라 복수개의 층으로 형성될 수 있다. 즉, 반응이송부(200)는 반응조(40)의 크기에 따라 수평방향 뿐만 아니라 수직방향으로도 형성되어 초기 고정화담체(B)의 이송경로를 증가시킬 수 있다.
직선이송관(210)은 상부가 개방된 단면이 반원 형태로 형성된다. 직선이송관(210)의 내부에는 이온용액공급관(120)으로부터 공급된 2가 양이온용액(A)이 수용된다. 2가 양이온용액(A)은 복수개의 직선이송관(210)과 곡선연결관(240)을 통해 전체 반응조(40)에 수용된다.
비중이 있는 초기 고정화담체(B)는 직선이송관(210)의 바닥면 측에 위치한 상태로 이송스크류(220)에 의해 이동된다. 이송스크류(220)는 이송모터(223)와 이송축(221)이 연결되어 회전된다. 이송스크류(220)의 이송 날개 사이에 초기 고정화담체(B)가 위치하고, 이송스크류(323)의 회전에 의해 점차 후단 측으로 이동하게 된다.
이 때, 이송스크류(220)에 의해 초기 고정화담체(B)가 이동될 때, 초기 고정화담체(B)는 이송스크류(220)의 회전에 연동하여 계속하여 움직이고 부딪치며 이동하게 된다. 이 과정에서 초기 고정화담체(B)는 직선이송관(210) 내부에 존재하는 2가 양이온용액(A)과 다양한 영역에서 접촉하게 되고 이온반응이 진행되게 된다.
또한, 이송스크류(220)의 회전에 연동하여 초기 고정화담체(B)가 계속하여 이동하게 되므로 외표면이 물리적인 압력을 받게 되므로 단단하게 뭉쳐져 경도가 높아지게 되고 전체적으로 구형에 가까운 형상을 갖게 된다.
이탈방지커버부(230)는 직선이송관(210) 내부에서 이송스크류(220)에 의해 초기 고정화담체(B)가 이송될 때, 직선이송관(210)의 외부로 초기 고정화담체(B)가 이탈되지 않도록 직선이송관(210)의 상부를 커버한다.
이탈방지커버부(230)는 도 3에 도시된 바와 같이 직선이송관(210)의 내측으로 삽입되며 이송스크류(220)의 상부를 덮는 반원커버(231)와, 반원커버(231)의 상단에 수평하게 결합되어 직선이송관(210)의 양쪽 측벽(211)에 거치되는 거치커버(233)와, 반원커버(231)의 상부에 돌출되게 형성되는 손잡이(235)를 포함한다.
이탈방지커버부(230)는 하나의 직선이송관(210)에 길이방향을 따라 복수개가 결합된다. 즉, 하나의 직선이송관(210) 전체를 덮도록 단일 형태로 구비되지 않고 길이방향을 따라 일정 길이로 나누어진 복수개로 구비된다. 이렇게 이탈방지커버부(230)가 복수개가 구비되는 것은 조립과 분리가 용이하게 하기 위함이다.
즉, 반원커버(231)가 직선이송관(210) 내부로 삽입되며 결합되기 때문에 이탈방지커버부(230)가 전체 직선이송관(210)의 길이에 대응되게 구비될 경우 타부품들과 간섭되게 삽입 및 분리가 용이하지 않기 때문이다.
반원커버(231)는 도 4에 도시된 바와 같이 단면이 반원형태로 형성되어 직선이송관(210)의 개방된 상부를 통해 이송스크류(220)의 상부를 덮도록 직선이송관(210) 상부에 배치된다.
이 때, 반원커버(231)의 반경(r3)은 직선이송관(210)의 반경(r1) 보다 작고 이송스크류(220)의 반경(r2) 보다는 크게 형성된다. 이에 의해 반원커버(231)가 직선이송관(210) 상부에 삽입될 때, 반원커버(231)의 양단이 직선이송관(210)의 내벽면에 거치되고 이송스크류(220)와 반원커버(231) 사이에 이격공간(d)이 형성된다.
이에 의해 반원커버(231)가 이송스크류(220)의 상부를 덮게 배치되나, 이송스크류(220)와 이격되므로 이송스크류(220)의 회전에 간섭을 주지 않게 된다.
반원커버(231)가 이송스크류(220)의 상부를 덮으면서 양단이 직선이송관(210)의 내벽면과 닿게 배치되므로, 이송스크류(220)의 회전시에 이송스크류(220)에 의해 이송되는 초기 고정화담체(B)는 이송스크류(220)와 반원커버(231) 사이의 이격공간(d)을 통해 원활하게 이송되나, 반원커버(231)에 의해 막혀 직선이송관(210) 외부로 이탈되는 것이 차단된다.
이에 의해 초기 고정화담체(B)가 직선이송관(210)을 따라 이동될 때 외부로 이탈되지 않고 전량이 이송될 수 있게 된다.
거치커버(233)는 반원커버(231)의 상부에 결합되어 반원커버(231)가 하부로 하강되어 이송스크류(220)와 접촉되지 못하도록 반원커버(231)를 지지한다. 거치커버(233)는 일정 면적을 갖는 직사각형의 판상재질로 형성된다. 거치커버(233)는 반원커버(231)의 상단에 수평하게 결합된다. 거치커버(233)의 길이는 반원커버(231)의 길이와 동일하게 형성되고, 폭(W2)은 도 4에 도시된 바와 같이 직선이송관(210)의 폭(W1)에 대응되게 형성된다.
거치커버(233)는 양단이 직선이송관(210)의 양쪽 측벽(211)의 상단에 거치된다. 이에 의해 하부에 결합된 반원커버(231)가 이송스크류(220)와 갖는 이격공간(d)이 계속해서 유지될 수 있게 한다.
거치커버(233)와 반원커버(231)는 용접 등의 방식에 의해 서로 일체로 결합된다. 손잡이(235)는 반원커버(231)의 상면에 상부를 향해 돌출되게 형성된다. 손잡이(235)는 거치커버(233)를 관통하여 상부로 형성된다.
작업자는 손잡이(235)를 파지하고 이탈방지커버부(230)를 직선이송관(210)에 결합시키거나 분리하게 된다.
곡선연결관(240)은 이웃하는 직선이송관(210)의 단부를 서로 연결한다. 도 5는 곡선연결관(240)의 구성을 도시한 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 곡선연결관(240)은 이웃하는 두 개의 직선이송관(210)의 폭을 합한 직경을 갖도록 형성된 반원으로 구비된다.
곡선연결관(240)에는 이송스크류(220)가 구비되지 않는다. 이에 본 발명의 곡선연결관(240)의 내측면에는 물(D)을 배출하여 초기 고정화담체(B)의 이송이 이루어질 수 있도록 수류를 형성하는 수류형성물배출공(241,243)이 복수개 형성된다.
입구수류형성물배출공(241)은 곡선연결관(240)으로 초기 고정화담체(B)가 유입되는 방향의 내벽면에 형성된다. 입구수류형성물배출공(241)은 도시된 바와 같이 초기 고정화담체(B)가 이동되어야 할 방향, 즉 출구수류형성물배출공(243) 측을 향해 고압의 물(D)을 배출한다.
곡선연결관 내부로 유입된 초기 고정화담체(B)는 입구수류형성물배출공(241)으로부터 배출되는 고압의 물(D)에 의해 형성되는 수류에 휩쓸려 출구측으로 강제로 이동하게 된다.
출구수류형성물배출공(243)은 초기 고정화담체(B)가 배출되어야 할 방향의 내측벽면에 형성된다. 출구수류형성물배출공(243)은 출구방향을 향해 고압의 물(D)을 배출한다. 이에 의해 입구수류형성물배출공(241)에 의해 출구수류형성물배출공(243)으로 이동된 초기 고정화담체(B)가 출구로 이동된 후 직선이송관(210)의 이송스크류(220)로 유입되게 된다.
본 발명에서는 입구수류형성물배출공(241)과 출구수류형성물배출공(243)이 서로 다른 방향에 형성되나, 경우에 따라 수류를 형성할 수 있게 다양한 위치에 다양한 방향으로 수류형성물배출공이 형성될 수 있다.
이러한 수류형성물배출공(241,243)에 의해 초기 고정화담체(B)는 곡선연결관(240)에서 정체되지 않고 원활하게 이웃한 직선이송관(210)으로 이송될 수 있다.
경사이송관(250)은 반응이송부(200)의 후단에 구비되어 세척부(300)로 경화된 고정화담체(B')를 이송한다.
도 6은 경사이송관(250)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 7은 경사이송관(250)의 경화된 고정화담체(B')의 이송과정을 도시한 예시도이다.
도시된 바와 같이 경사이송관(250)은 경사지지프레임(257)에 의해 반응조(40)에 대해 일정 각도 경사지게 배치된다. 경사이송관(250)은 상부를 향해 경사지게 배치되고, 경화된 고정화담체(B')는 경사이송관(250)을 따라 이동되며 2가 양이온용액(A)과 분리되어 세척부(300)로 이동되게 된다.
경사이송관(250)의 내부에는 이송스크류(220)가 회전가능하게 구비도어, 경화된 고정화담체(B')를 이송시킨다. 경사이송관(250)을 형성하는 경사벽(251)의 양측 상단에는 측면물유입공(253)이 형성된다. 측면물유입공(253)은 측면물공급부재(255)와 연결되어 물을 공급받아 경사이송관(250)의 내부로 물을 공급한다.
측면물유입공(253)을 통해 경사이송관(250) 내부로 유입된 물은 경사이송관(250)의 바닥을 따라 상부에서 하부로 이동되며, 경사이송관(250)의 하부에서 상부로 이동되는 경화된 고정화담체(B')를 적신다. 이에 의해 종래 2가 양이온용액(A)과 분리되며 경화된 고정화담체(B')가 경사이송관(250)의 바닥에 붙어 세척부(300)로 제대로 이송이 되지 않던 문제를 해결할 수 있다.
세척부(300)는 경사이송관(250)을 따라 이송된 경화된 고정화담체(B')를 세척한다. 세척부(300)는 경사이송관(250)을 따라 상부로 이동해온 경화된 고정화담체(B')를 아래로 이동시키는 이송세척관(310)과, 이송세척관(310)의 상부에 구비되어 이송세척관(310)으로 세척수(W)를 공급하는 세척수공급부(320)를 포함한다.
이송세척관(310)은 경사이송관(250)의 상부에 연결되게 배치되며, 하부를 향해 경사지게 형성된다. 이송세척관(310)은 하부를 향해 경사지게 형성되어 경화된 고정화담체(B')가 별도의 이송수단 없이 중력에 의해 하부로 이동되게 된다.
이송세척관(310)의 하부측 바닥면에는 복수개의 세척수배출공(311)이 관통형성된다. 이에 의해 세척수공급부(320)를 통해 이송세척관(310)으로 공급되어 경화된 고정화담체(B')를 세척한 세척수(W)가 이송세척관(310)의 하부로 배출될 수 있다.
세척수배출공(311)은 경화된 고정화담체(B') 보다 작게 형성되어 경화된 고정화담체(B')는 배출되지 못하고 세척수만 배출된다. 이렇게 세척수(W)가 이송세척관(310)의 외부로 배출되면, 경화된 고정화담체(B')만 수거부(400)로 공급된다.
세척수공급부(320)는 이송세척관(310)의 상부측에 일정 높이 이격되게 배치된다. 세척수공급부(320)는 세척수공급호스(321)를 통해 세척수(W)를 공급받아 이송세척관(310)으로 공급한다.
수거부(400)는 세척부(300)에서 세척이 완료된 경화된 고정화담체(B')가 수거된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 미생물 고정화담체 제조장치(1)의 동작과정을 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
혼합액저장조(미도시)에서는 미생물 배양액과 알지네이트용액이 정해진 비율로 혼합되어 혼합액(C)을 형성한다. 혼합액(C)은 제1공급펌프(미도시)에 의해 혼합액적하부(140)로 공급된다. 혼합액적하부(140)는 혼합액(C)을 일정량씩 혼합액공급조(100)로 떨어뜨린다.
2가양이온용액공급부(미도시)는 2가 양이온용액(A)을 교반하고, 제2공급펌프(미도시)에 의해 이온용액공급관(120)으로 공급한다. 이온용액공급관(120)은 2가 양이온용액(A)을 혼압액공급조(100)로 공급한다. 2가 양이온용액(A)은 혼합액공급조(100)를 통해 반응이송부(200) 전체에 공급된다.
혼합액공급조(100)에 2가 양이온용액(A)이 수용된 상태로 혼합액(C)이 적하되면 반응하며 초기 고정화담체(B)가 생성된다.
이송스크류(220)의 회전구동에 의해 초기 고정화담체(B)는 강제로 복수개의 직선이송관(210)과 곡선연결관(240)을 따라 이동하게 된다.
이 때, 각 이송스크류들의 회전에 연동하여 초기 고정화담체(B)는 이송스크류와 외표면이 접촉 및 부딪치면서 활발하게 움직이면서 이동하게 된다. 이 과정에서 신선한 2가 양이온용액(A)과 접촉하게 되고 외표면이 이송스크류와의 접촉에 의해 가압되면서 경화가 진행된다.
여기서, 도 4에 도시된 바와 같이 이송스크류(220)의 상부는 반원커버(231)에 의해 덮여져 있어 초기 고정화담체(B)는 외부로 이탈되지 않고 이송스크류(220)를 따라 후단으로 점차 이동하게 된다.
반원커버(231)는 거치커버(233)에 의해 더 이상 하부로 낙하되지 않고 이송스크류(220)와 일정간격 이격된 상태로 위치가 유지된다.
직선이송관(210)을 따라 이동된 초기 고정화담체(B)는 도 5에 도시된 바와 같이 곡선연결관(240)으로 이동되고, 곡선연결관(240) 내벽면의 수류형성물배출공(241,243)을 통해 배출되는 물에 의해 형성되는 수류를 따라 이웃하는 직선이송관(210)으로 이동된다.
복수개의 직선이송관(210)을 따라 이동되며 단단히 경화된 고정화담체(B')는 경사이송관(250)을 따라 상부로 이동된다. 이 과정에서 도 7에 도시된 바와 같이 측면물유입공(253)을 통해 내부로 공급된 물이 경사이송관(250)을 따라 상부로 이동되는 경화된 고정화담체(B')를 적셔 경화된 고정화담체(B')가 경사이송관(250) 표면에 붙지 않고 이송스크류(220)에 의해 상부로 이동될 수 있게 한다.
경사이송관(250)을 따라 상부로 이송된 경화된 고정화담체(B')는 이송세척관(310)의 경사면을 따라 이동하게 된다. 이 때, 세척수공급호스(321)로부터 공급되는 세척수(W)와 닿으며 경화된 고정화담체(B')는 세척된다.
세척수(W)는 세척수배출공(311)을 통해 외부로 배출되고, 경화된 고정화담체(B')는 수거부(400)에 수거된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 미생물 고정화담체 제조장치는 반응이송부의 직선이송관과 경사이송관에 이송스크류에 의해 이동되는 고정화담체가 외부로 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지커버부가 구비된다. 이에 의해 생성된 고정화담체의 손실을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 반응이송부에 형성된 이웃하는 직선이송관을 연결하는 곡선연결관 표면에 수류를 형성하는 물배출공을 형성하여, 종래 곡선연결관에서 고정화담체가 정체되던 문제를 해결할 수 있다.
또한, 경사이송관의 상단 벽에 측면물유입공을 구비하여, 종래 경사이송관을 따라 이송되며 표면에 고정화담체가 수분이 말라 달라붙던 문제를 해결할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 미생물 고정화담체 제조장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 미생물 고정화담체 제조장치 30 : 지지테이블
40 : 반응조 100 : 혼합액공급조
110 : 혼합액적하부 120 : 이온용액공급관
130 : 공급관프레임 200 : 반응이송부
210 : 직선이송관 211 : 측벽
220 : 이송스크류 221 : 이송축
223 : 이송모터 230 : 이탈방지커버부
231 : 반원커버 233 : 거치커버
235 : 손잡이 240 : 곡선연결관
241,243 : 수류형성물배출공 250 : 경사이송관
251 : 경사벽 253 : 측면물유입공
255 : 측면물공급부재 257 : 경사지지프레임
300 : 세척부 310 : 이송세척관
311 : 세척수배출공 320 : 세척수공급부
321 : 세?E수공급호스 400 : 수거부
A : 2가 양이온 용액
B : 초기 고정화담체
B' : 경화된 고정화담체
C : 혼합액
D : 물
W : 세척액

Claims (6)

  1. 미생물배양액과 알지네이트 수용액이 혼합된 혼합액과 2가 양이온 용액이 반응하여 고정화담체가 생성되는 혼합액공급조(100)와;
    상기 혼합액공급조(100)와 연결되게 일정 경로로 형성되며, 상기 고정화담체와 상기 2가 양이온 용액이 접촉되며 상기 고정화담체가 경화되게 하는 반응이송부(200)와;
    상기 반응이송부(200)의 단부에 구비되어 상기 반응이송부(200)를 따라 이송되어온 고정화담체를 세척하는 세척부(300)와;
    상기 세척부(300)에서 세척된 고정화담체가 수거되는 수거부(400)를 포함하며,
    상기 반응이송부(200)는,
    상기 혼합액공급조(100)와 상기 세척부(300) 사이에 나란하게 배치된 복수개의 직선이송관(210)과;
    이웃하게 배치된 복수개의 직선이송관(210)을 서로 연결하는 곡선연결관(240)과;
    상기 세척부(300)과 연결되며, 상부를 향해 일정 각도 경사지게 형성된 경사이송관(250)을 포함하며,
    상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)에는 길이방향을 따라 구비되며, 회전되며 상기 고정화담체를 강제로 이송시키는 이송스크류(220)가 구비되며,
    상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)의 상부에는 상기 이송스크류(220)의 상부를 덮어 상기 이송스크류(220)를 통해 이송되는 고정화담체가 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250) 외부로 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지커버부(230)가 구비되는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화담체 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)은 제1반경을 갖는 곡면으로 형성되고,
    상기 이송스크류(220)는 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)에 수용되는 제2반경을 갖도록 형성되고,
    상기 이탈방지커버부(230)는 단면이 상기 제2반경보다는 크고 상기 제1반경 보다는 작은 반경을 갖는 반원으로 형성되어 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)의 양측 내측면에 접촉되며 거치되는 반원커버(231)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화담체 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반원커버(231)의 상부에 결합되며 양단이 상기 직선이송관(210)과 상기 경사이송관(250)의 양측 측벽 상단에 거치되어 상기 반원커버(231)가 상기 이송스크류(220)와 이격되게 지지하는 거치커버(233)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화담체 제조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 곡선연결관(240)의 내벽면에는 상기 고정화담체의 이송방향으로 물을 배출하여 상기 고정화담체가 이송되도록 수류를 형성하는 복수개의 수류형성물배출공(241,243)이 구비되는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화담체 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 경사이송관(250)을 형성하는 양측벽면의 상단에는 상기 고정화담체가 상기 경사이송관(250)의 표면에 붙지 않도록 내부로 물을 공급하는 측면물유입공(253)과, 상기 측면물유입공(253)으로 물을 공급하는 측면물공급부재(255)가 구비되는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화담체 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 세척부(300)는,
    상기 경사이송관(250)의 상단과 연결되며, 하부로 일정 각도 경사지게 형성된 이송세척관(310)과;
    상기 이송세척관(310)의 상부에 구비되어 상기 이송세척관(310)으로 세척수를 공급하는 세척수공급부(320)를 포함하며,
    상기 이송세척관(310)의 하부측 바닥면에는 상기 고정화담체를 세척한 세척수를 하부로 배출하는 세척수배출공(311)이 복수개 관통형성되는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화담체 제조장치.
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