KR102358784B1 - 미생물 전용 고상 발효 용기 - Google Patents

미생물 전용 고상 발효 용기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용기 본체부의 개구를 덮는 커버부에 필터부가 구비된 개방창을 형성하여, 기능성 미생물의 생산을 위한 발효 과정 중 효율적인 습도 조절 및 잡균의 오염을 최소화할 수 있는 미생물 전용 고상 발효 용기에 관한 것이다.

Description

미생물 전용 고상 발효 용기{MICROBIAL SOLID FERMENTATION CONTAINER}
본 발명은 미생물 전용 고상 발효 용기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기능성 미생물의 생산을 위한 발효 과정 중 습도 조절 및 잡균의 오염을 최소화할 수 있는 미생물 전용 고상 발효 용기에 관한 것이다.
일반적으로, 미생물 배양기에 있어 중요한 요소는 온도, 산소, pH, 광원 등이 있으며, 배양하는 균주에 따라 위 조건들을 조절할 수 있어야 한다.
종래의 배치(Batch) 타입 고상 발효 용기는 그 내부에 배양액을 수용할 수 있는 수용공간을 가지며, 용기 상부가 개방형 또는 밀폐형으로 제작된다.
그러나 종래의 고상 발효 용기는 발효 과정에서 공기 유통이 원활하지 않으며, 특히 상부 개방형의 경우 고상 발효 시 수분 증발 및 공기 중 잡균 오염에 취약한 점이 있다.
또한 밀폐형의 경우 외부 공기 오염의 빈도는 적으나, 발효 과정에서 발생하는 수분의 배출이 원활하지 않아 이상발효 가능성이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1645018호(공고일: 2016.08.04.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 용기 본체부의 개구를 덮는 커버부에 필터부가 구비된 개방창을 형성하여, 기능성 미생물의 생산을 위한 발효 과정 중 효율적인 습도 조절 및 잡균의 오염을 최소화할 수 있는 미생물 전용 고상 발효 용기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 미생물 전용 고상 발효 용기는, 내부에 미생물이 배양되는 수용공간이 마련되며, 적어도 상측이 개구되는 본체부; 상기 개구에 개폐 가능하게 결합되며, 상기 본체부의 내외로 수분 및 공기 순환이 가능하도록 적어도 하나의 개방창이 구비되는 커버부; 및 상기 개방창에 복수의 다공성 필터가 적층 설치되는 필터부;를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 다공성 필터는, 2 ~ 5개가 적층될 수 있다.
또한 상기 다공성 필터는, 스테인리스 재질로 형성될 수 있다.
또한 상기 다공성 필터의 공극(Pore)은, 1 ~ 2㎛ 크기로 형성될 수 있다.
또한 상기 복수의 필터는, 위에서 아래로 갈수록 공극이 점차 작게 형성될 수 있다.
또한 상기 복수의 필터는, 아래에서 위로 갈수록 공극이 점차 작게 형성될 수 있다.
또한 상기 개방창의 크기는, 상기 용기 체적의 0.3 ~ 1%로 형성될 수 있다.
또한 상기 커버부의 상면은, 상기 개방창 측으로 하향 경사지게 형성될 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 미생물 전용 고상 발효 용기는, 본체부의 개구를 덮는 커버부에 개방창을 형성하고, 상기 개방창에 복수의 다공성 필터가 적층된 필터부를 설치해줌으로써, 기능성 미생물의 생산을 위한 발효 과정 중 효율적으로 습도 조절을 할 수 있으며, 이에 따라 잡균의 오염을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미생물 전용 고상 발효 용기의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 미생물 전용 고상 발효 용기의 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 미생물 전용 고상 발효 용기의 측단면도,
도 4는 본 발명에 따른 커버부의 다른 실시예를 보여주는 측단면도,
도 5는 도 3의 'A' 부분상세도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 필터부의 적층 방향에 따라 공극의 크기가 다르게 형성된 상태를 보여주는 분해사시도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 미생물 전용 고상 발효 용기의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 미생물 전용 고상 발효 용기의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 미생물 전용 고상 발효 용기의 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 미생물 전용 고상 발효 용기(100)는, 본체부(110), 커버부(120), 필터부(130)를 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 본체부(110)는 기능성 물질(모나콜린 K)을 생산하는 미생물이 배양될 수 있도록 내부에 수용공간(S)이 마련되며, 적어도 상측에 개구(111)가 형성될 수 있다.
이러한 본체부(110)는 설치 장소에 따라 원기둥이나, 직육면체 등의 형상으로 형성될 수 있다. 본 발명에서는 본체부(110)가 직육면체로 형성된 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하기로 한다.
커버부(120)는 본체부(110)의 개구(111)에 개폐 가능하게 결합되는 것으로, 본체부(110)와 커버부(120)는 스테인리스 재질로 형성될 수 있다.
이러한 커버부(120)에는 본체부(110)의 수용공간(S) 내외로 수분 및 공기 순환이 가능하도록 적어도 하나의 개방창(121)이 구비될 수 있다. 개방창(121)은 커버부(120)의 중앙에 배치될 수 있다. 아울러 개방창(121)은 경우에 따라 복수 개가 형성될 수 있다. 본 발명에서는 상기 개방창(121) 하나가 커버부(120) 중앙에 형성된 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 커버부(120)는 개방창(121)의 바로 아래쪽 구역보다 개방창(121)을 둘러싸는 수용공간(S) 내부 외둘레에 기능성 물질이 더 잘 배양될 수 있다. 다시 말해, 개방창(121)의 직하방 구역은 그 구조상 수분 손실 등 개방창(121)의 영향을 직접 받을 수 있으며, 이에 따라 기능성 물질의 수율에 영향을 미칠 수 있다.
이 경우 상기 커버부(120)는 상면이 평평하게 형성될 수 있으나, 바람직하게는 커버부(120)의 상면이 개방창(121) 측으로 소정각도(θ) 하향 경사지게 형성될 수 있다(도 4 참조). 이에 따라 커버부(120)의 저면에 물방울 형태로 응축되어 부착되는 응축수가 중앙의 개방창(121)으로 모이게 할 수 있으며, 상기 개방창(121) 부근의 공간이 쉽게 건조되는 것을 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 필터부(130)는 커버부(120)의 개방창(121)에 탈착 가능하게 설치되는 것으로, 필터부(130)는 복수의 다공성 필터(131)가 적층되는 구조로 형성될 수 있다.
이러한 필터부(130)는 수용공간(S) 내의 과도한 수분 증발을 막아줄 수 있다. 아울러 수용공간(S) 내에 수분 공급 시 공급되는 수분을 미세화하여 안개 형태로 분사 공급해줄 수 있다. 또한 필터부(130)는 공기 중의 곰팡이, 효모 등의 미생물이 본체부(110) 내 수용공간(S)으로 유입되는 것을 필터링 해줄 수 있다.
구체적으로, 상기 필터부(130)의 다공성 필터(131)는 공극(Pore)이 1 ~ 2㎛ 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 즉 필터(131)의 공극이 1㎛ 이하인 경우 공극이 너무 작게 형성됨에 따라 수분이 공극을 통화하기 어려울 수 있다. 반대로 필터(131)의 공극이 2㎛ 이상으로 형성되는 경우엔 공기 중의 곰팡이, 호모 등의 미생물을 필터링하기 어려울 수 있다.
이러한 상기 필터(131)는 2 ~ 5개가 적층될 수 있다. 본 발명에서는 상기 필터(131) 3개가 적층된 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하기로 한다.
이 경우 상기 복수로 적층되는 필터(131)는 공극 사이즈가 서로 다르게 형성될 수 있다.
일례로, 도 6을 참조하면, 상기 복수의 필터(131)는 위에서 아래로 갈수록 공극(131a)이 점차 작게 형성될 수 있다. 즉 상기 필터부(130)를 통해 수용공간(S) 내에 수분 공급 시, 공급되는 물방울 형태의 수분이 필터부(130)의 최상측 필터(131)에서 최하측 필터(131) 까지 점차 작아지게 형성된 공극(131a)을 따라 이동하게 된다. 이에 따라 최초 필터부(130)에 물방울 형태로 공급되는 수분이 복수의 필터(131)를 거치면서 점차 미세화되고, 결국 용기(100) 내에 안개 형태로 공급될 수 있다.
다른 예로, 도 7을 참조하면, 상기 복수의 필터(131)는 아래에서 위로 갈수록 공극(131a)이 점차 작게 형성될 수 있다. 즉 상기 필터부(130)의 최하측 필터(131)에서 최상측 필터(131)로 갈수록 공극이 점차 작아짐에 따라, 용기(100) 내 수분이 증발하는 것을 억제할 수 있다.
또한 상기 복수의 필터(131)는 스테인리스 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라 멸균이나 세척을 통한 재사용이 가능할 수 있다. 멸균이나 세척은 열처리나 초음파 세척을 이용할 수 있다.
참고로, 상기 필터(131) 재질에 따른 기능성 물질의 함량 변화를 시험한 결과, 상기 필터(131)가 종이 재질로 형성된 경우 기능성 물질의 함량(mg/g)이 8.4인데 반해, 상기 필터(131)가 스테인리스 재질로 형성된 경우 기능성 물질의 함량(mg/g)이 10.3(mg/g)으로 증가되는 것을 확인할 수 있었다.
이러한 필터부(130)와 개방창(121) 사이의 틈새에는 패킹(미도시)이 개재되어 밀폐될 수 있다. 따라서 사이 틈새를 통해 수분이나 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기와 같은 필터부(130)가 설치되는 개방창(121)은 용기(100) 체적의 0.3 ~ 1%의 크기, 바람직하게는 0.3 ~ 0.6%의 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 즉 상기 개방창(121)의 크기가 용기(100) 체적의 0.3% 이하로 형성되거나, 1% 이상의 크기로 형성되는 경우 효율적인 습도 유지 및 공기 순환이 이루어지기 어렵다.
구체적으로, 스테인리스 재질로 형성된 용기(100)의 개방창(121)에 한 개의 다공성 필터(131)를 설치한 후 개방창(121)의 크기(체적)에 따른 기능성 물질의 함량을 비교해보았다. 참고로, 개방창(121)의 체적(%) 계산식은 아래 <수학식 1>과 같다.
<수학식 1>
체적(%) 계산식:
Figure 112020124120837-pat00001
구분 기능성 물질 함량(mg/g) 비고
0.3% 이하 8.7
전체 용기 부피 대비 체적 비율
0.3 ~ 0.6% 10.5
0.6 ~ 1% 10.3
1% 이상 8.1
그 결과 위의 [표 1]에서와 같이 개방창(121)의 크기가 용기(100) 체적의 0.3 ~ 0.6%인 경우 기능성 물질 함량이 더 많은 것을 확인할 수 있었다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 미생물 전용 고상 발효 용기(100)는, 본체부(110)의 개구(111)를 덮는 커버부(120)에 개방창(121)을 형성하고, 상기 개방창(121)에 복수의 다공성 필터(131)가 적층된 필터부(130)를 설치해줌으로써, 기능성 미생물의 생산을 위한 발효 과정 중 효율적으로 습도 조절을 할 수 있다. 이에 따라 용기(100) 내 잡균의 오염을 최소화할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 구체적인 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.
100 : 발효 용기 110 : 본체부
S : 수용공간 111 : 개구
120 : 커버부 121 : 개방창
130 : 필터부 131 : 다공성 필터
131a : 공극

Claims (8)

  1. 내부에 미생물이 배양되는 수용공간이 마련되며, 적어도 상측이 개구되는 본체부;
    상기 개구에 개폐 가능하게 결합되며, 상기 본체부의 내외로 수분 및 공기 순환이 가능하도록 적어도 하나의 개방창이 구비되는 커버부; 및
    상기 개방창에 복수의 다공성 필터가 적층 설치되는 필터부;를 포함하되,
    상기 복수의 필터는,
    위에서 아래로 갈수록 공극이 점차 작게 형성되고,
    상기 개방창의 크기는 상기 용기 체적의 0.3 ~ 1%로 형성되며,
    상기 커버부의 상면은 상기 개방창 측으로 하향 경사지게 형성되는 것인 미생물 전용 고상 발효 용기.
  2. 내부에 미생물이 배양되는 수용공간이 마련되며, 적어도 상측이 개구되는 본체부;
    상기 개구에 개폐 가능하게 결합되며, 상기 본체부의 내외로 수분 및 공기 순환이 가능하도록 적어도 하나의 개방창이 구비되는 커버부; 및
    상기 개방창에 복수의 다공성 필터가 적층 설치되는 필터부;를 포함하되,
    상기 복수의 필터는,
    아래에서 위로 갈수록 공극이 점차 작게 형성되고,
    상기 개방창의 크기는 상기 용기 체적의 0.3 ~ 1%로 형성되며,
    상기 커버부의 상면은 상기 개방창 측으로 하향 경사지게 형성되는 것인 미생물 전용 고상 발효 용기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 다공성 필터는,
    스테인리스 재질로 형성되는 것인 미생물 전용 고상 발효 용기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 다공성 필터의 공극(Pore)은,
    1 ~ 2㎛ 크기로 형성되는 것인 미생물 전용 고상 발효 용기.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 다공성 필터는,
    2 ~ 5개가 적층되는 것인 미생물 전용 고상 발효 용기.
  7. 삭제
  8. 삭제
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