KR102431868B1 - 거품제거부가 구비된 미생물 배양기 - Google Patents

거품제거부가 구비된 미생물 배양기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 거품제거부가 구비된 미생물 배양기는 오폐수에 살포되는 미생물을 배양할 수 있는 배양공간이 마련되고 상면 일측에 상기 배양공간으로 물을 공급하는 물공급 구와 배양액을 공급하는 배양액 공급구가 구비된 배양조, 상기 미생물의 배양에 필요한 열원과 광원을 상기 배양조로 공급하도록 상기 배양조의 주연부에 구비된 외통체, 상기 배양조의 저부면에 구비되어 일정량의 공기를 상기 배양조의 내부로 공급하는 공기공급기, 상기 배양공간의 중앙 영역에 직립된 형태로 배치되어 회전 구동되는 회전축과, 상기 회전축 상에 배치되어 상기 배양공간으로 공급된 물과 배양액이 교반되도록 하는 복수의 교반부재로 이루어지는 교반기, 및 상기 회전축 상에 구비되어 거품을 회전축 중심으로 유도하는 나선부재가 연결된 원반부재를 가지는 거품제거부를 포함하고, 상기 원반부재의 판면에 상기 거품이 통과하면서 제거될 수 있도록 하는 복수의 거품제거공이 관통형성되고, 상기 거품제거공은 상기 원반부재의 중심으로 갈수록 밀집되게 배치되고, 상기 나선부재의 수직한 방향으로 가압부가 형성되고, 상기 가압부는 상기 가압부와 상기 원반부재 사이의 거리가 상기 원반부재의 중심으로부터 상기 원반부재의 단부 방향으로 갈수록 길게 구비되고, 상기 가압부는 표면에 폭방향으로 가압돌기부가 형성되고, 상기 외통체는 내부에 열기를 공급하는 백열전등과, 배양조에 빛을 공급하는 형광등과, 배양액을 살균시킬때 사용하는 자외선 살균등과, 외통체의 외면 일측에 구비된 제어판넬을 포함할 수 있다.

Description

거품제거부가 구비된 미생물 배양기{Microbial incubator equipped with foam removal unit}
본 발명은 거품제거부가 구비된 미생물 배양기에 관한 것이다.
경제발전에 따른 산업활동의 급변화에 따라 최근 생활하수 및 산업폐수 등이 환경오염의 주범으로 사회적으로 큰 관심의 대상이 되고 있을 뿐만 아니라 이로 인해 발생하는 악취는 매년 많은 민원을 야기시키고 있는 실정이다.
특히 분뇨, 오·폐수 등에서 발생하는 암모니아나 황화수소와 같은 가스는 그 자체의 특유한 냄새로 인해 불쾌감을 유발할 뿐만 아니라 낮은 농도에서도 구토, 두통 등을 유발하며 농도가 높을 경우 인체에 커다란 해를 미치는 것으로 알려져 있다. 이러한 악취문제를 해결하기 위한 방법중의 하나로서 악취제거 활성 미생물을 이용한 미생물 제제가 환경친화적인 방법으로서 널리 사용되고 있다.
이러한 생물학적 처리방법은 다양한 오염물질을 분해시킬 수 있으며, 처리비용이 저렴하고, 2차 오염을 일으키지 않는다는 장점으로 널리 채택되고 있다. 미생물 제제의 가장 큰 역할은 오염　원의 자연 생분해 속도를 증가시켜 신속히 원상회복 시키는데 있다.
미생물은 환경분야에서는 수질정화, 유기성 폐기물 발효제, 각종 공업 폐기물 정화에도 이용될 수 있고, 수산양식업에 사용할 경우 수질정화, 병원균의 발생억제, 내병성 제고 등의 효과를 볼 수 있다.
종래 배양는 배양기가 동작시에 배양액 표면에 발생되는 거품을 약품으로 제거하므로 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 거품이 잘 제거되지 않아 효과적인 미생물의 배양이 이루어지지 못한다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0131930호(2013.12.04)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명은 미생물 배양기 작동시에 배양액 표면에서 발생되는 거품을 신속하고 효과적으로 제거함으로써 미생물을 효과적으로 배양할 수 있는 거품제거부가 구비된 미생물 배양기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 거품제거부가 구비된 미생물 배양기는 오폐수에 살포되는 미생물을 배양할 수 있는 배양공간이 마련되고 상면 일측에 상기 배양공간으로 물을 공급하는 물공급 구와 배양액을 공급하는 배양액 공급구가 구비된 배양조, 상기 미생물의 배양에 필요한 열원과 광원을 상기 배양조로 공급하도록 상기 배양조의 주연부에 구비된 외통체, 상기 배양조의 저부면에 구비되어 일정량의 공기를 상기 배양조의 내부로 공급하는 공기공급기, 상기 배양공간의 중앙 영역에 직립된 형태로 배치되어 회전 구동되는 회전축과, 상기 회전축 상에 배치되어 상기 배양공간으로 공급된 물과 배양액이 교반되도록 하는 복수의 교반부재로 이루어지는 교반기, 및 상기 회전축 상에 구비되어 거품을 회전축 중심으로 유도하는 나선부재가 연결된 원반부재를 가지는 거품제거부를 포함하고, 상기 원반부재의 판면에 상기 거품이 통과하면서 제거될 수 있도록 하는 복수의 거품제거공이 관통형성되고, 상기 거품제거공은 상기 원반부재의 중심으로 갈수록 밀집되게 배치되고, 상기 나선부재의 수직한 방향으로 가압부가 형성되고, 상기 가압부는 상기 가압부와 상기 원반부재 사이의 거리가 상기 원반부재의 중심으로부터 상기 원반부재의 단부 방향으로 갈수록 길게 구비되고, 상기 가압부는 표면에 폭방향으로 가압돌기부가 형성되고, 상기 외통체는 내부에 열기를 공급하는 백열전등과, 배양조에 빛을 공급하는 형광등과, 배양액을 살균시킬때 사용하는 자외선 살균등과, 외통체의 외면 일측에 구비된 제어판넬을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 거품제거부가 구비된 미생물 배양기는 미생물 배양기 작동시에 배양액 표면에서 발생되는 거품을 신속하고 효과적으로 제거함으로써 미생물을 효과적으로 배양할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미생물 배양기의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 미생물 배양기의 종단면의 구조를 도시한 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 거품제거부의 일 실시예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 나타낸 나선부재에 연결되는 가압부를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 거품제거부의 하면구조를 나타낸 도면이다.
도 6는 도 1의 거품제거부의 다른 실시예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 거품제거부의 하면구조를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미생물 배양기의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 미생물 배양기의 종단면의 구조를 도시한 종단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 의한 거품 제거부를 구비한 미생물배양기는, 미생물을 배양할 수 있는 배양공간(110)이 마련되고 상면 일측에 배양공간(110)으로 물을 공급하는 물공급구(120)와 배양액을 공급하는 배양액 공급구(130)가 구비된 배양조(100)와, 상기 미생물의 배양에 필요한 열원과 광원을 배양조(100)로 공 급하도록 배양조(100)의 주연부에 구비된 외통체(200)와, 배양조(100)의 저부면에 구비되어 일정량의 공기를 배 양조(100)의 내부로 공급하는 공기공급기(300)와, 배양공간(110)의 중앙 영역에 직립된 형태로 배치되어 회전 구동되는 회전축(410)과, 회전축(410) 상에 배치되어 배양공간(110)으로 공급된 물과 배양액이 교반되도록 하는 복수의 교반부재(420)로 이루어지는 교반기(400)와, 회전축(410) 상에 구비되어 상기 물과 배양액이 교반시에 생성되는 거품을 제거할 수 있도록 하는 거품제거부(500)를 포함하여 구성되어 있다.
배양조(100)는 원통 형상으로 형성된 부재로서, 그 내부에는 미생물을 배양할 수 있는 배양공간이 마련되어 있으며 이러한 배양공간(110)을 외부로부터 차폐시킬 수 있도록 배양조(100)의 상면에는 개폐가능한 별도의 커버 (101)가 구비되어 있다.
배양조에는 유기물 분해능이 우수하고, 각종 악취 환경의 물리·화학적 성상에 부합하는 유용 광합성 미생물 및 활성 미생물들인 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtillus), 바실러스 서큘란스(Bacillus circulans), 크리세오모나스 루테올라(Chryceomonas luteola), 티오바실러스 에스피(Thiobacillus sp.) 및 로도슈도모나스 에스피 (hodopseudomonas sp.) 등의 수용될 수 있다. 이러한, 균주들은 탄수화물, 단백질, 지질 및 섬유소와 같은 유기물 분해와 악취제거능이 우수한 미생물이다. 예를 들면, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtillits)와 바실러스 서큘란스(Bacillus circulans)는 고분자의 물질을 저분자의 수용성 유기화합물로 분해하는 효과가 있으며, 크리세오모나스 루테올라(chryceomonas luteola)는 지방산, 글리세롤, 글루코스, 초산 등의 저분자 유기화합물을 자화(자기소화)시키는 효과가 있고, 티오바실러스 종(Thiobacillus　sp.)은 황화수소, 메틸메르캅탄 등의 유황계 악취물질의 분해제거시키는 효과가 있으며, 로도슈도모나스 팔루스트리스(Rhodopseudomonas palustris)는 미생물의 대사작용에 의해 악취유발물질을 제거하는 효과가 있다. 상기 균주 중 바실러스 서큘란스 종은 바실러스 서브틸리스 종보다 리파아제 활성이 더 좋기 때문에, 바실러스 서큘란스 종만을 사용하는 것보다 바실러스 서브틸리스종을 함께 사용함으로써, 지질에 대한 분해를 더욱 좋게 할 수 있다.
배양조(100)의 상면이 되는 커버(101)에는 배양조(100)에 형성된 배양공간(110)의 내부로 물을 공급할 수 있는 물공급구(120)가 형성되어 있으며, 물공급구(120)의 일측에는 배양공간(110)으로 배양액을 공급하는 배양액 공 급구(130)가 구비되어 있다.
물공급구(120)는 호스나 혹은 다른 파이프와 연결 가능하도록 단부 외면에는 나사산이 형성되어 있으며, 단부 영역은 절곡 형성되어 있다.
배양액 공급부(130)는 커버(101)의 외측으로 일정 높이 돌출되게 구비됨으로써 배양액이 수용된 배양액 수용용 기를 안착시킬 수 있도록 하는 것이 배양액을 배양조(100)로 공급시에 효과적이다.
그리고, 커버(101)의 상면의 중앙 영역에는 회전축(410)을 회전시킬 수 있는전동모터(140)가 돌출되게 결합되어 있으며, 커버(101)의 상면 일측에는 배양공 간(110) 내부의 압력을 측정할 수 있는 별도의 압력계(150)가 마련되어 있다.
이러한 배양조(100)의 주연부에는 배양조(100)를 감싸는 형태로 외통체(200)가 구비되어 있는데, 외통체(200)는 배양조(100)에 형성된 배양공간(110)에서 미생물을 배양시에 필요한 열원과 광원을 제공하는 역할을 한다.
외통체(200)의 형상은 배양조(100)의 형상과 동일한 원통 형상으로 형성되어 있으며, 다만, 배양조(100)의 주연 부를 감쌀 수 있도록 배양조(100)보다 더 큰 직경을 갖도록 형성되어 있다.
이러한 외통체(200)의 내부에는 열기를 공급하는 백열전등(201)과 배양조에 빛을 공급하는 형광등(202)과 배양 액을 살균시킬때 사용하는 자외선 살균등(203)이 구비되어 있다.
그리고, 외통체(200)의 외면 일측에는 미생물 배양기에 설치된 다양한 부품들을 제어할 수 있는 별도의 제어판 넬(204)이 구비되어 있으며, 외면 타측에는 배양조(100) 내부를 시각적으로 확인할 수 있는 투명창(205)이 구비 되어 있다.
공기공급기(300)는 배양조(100)의 저부면에 구비되어 외부의 공기를 배양조(100)에 형성된 배양공간(110)으로 투입시킴으로써 미생물의 배양시에 필요한 공기를 공급하는 역할을 한다.
교반기(400)는 커버(101)의 상면에 구비된 전동모터(140)와 연결되어 배양공간(110)의 중앙 영역에서 회전구동 되며, 배양조(100)의 높이 방향을 따라 직립되게 배치되는 회전축(410)과, 회전축(410) 상에 고정 결합되며 배 양조(100)의 직경 방향을 따라 수평으로 배치되어 배양공간(110)에 공급된 물과 배양액을 교반시키는 교반부재 (420)로 구성되어 있다.
교반기(400)는 거품제거부(500)보다는 낮은 위치의 회전축(410)에 상에 배치되어 물과 배양액의 내부에 잠기도 록 구비되는 것이 바람직하며, 거품제거부(400)와 간섭되지 않도록 일정 간격 이격되도록 배치되는 것이 효과적이다.
거품제거부(500)는 원반 형상으로 형성되어 회전축(410)이 회전 구동시에 회전축(410)과 함께 회전 구동하는 원반부재(510)와 원반부재(510)의 하면에 원반부재(510)의 회전 중심을 기준으로 방사상으로 배치되며 굴곡지게 형성된 판상의 나선부재(520)를 포함하여 구성되어 있다.
도 3은 도 1에 도시된 거품제거부의 일 실시예의 단면을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 나타낸 나선부재에 연결되는 가압부를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 거품제거부의 하면구조를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 나선부재(520)의 단부 영역은 원반부재(510)의 외측으로 일정 길이 연장 형성되도록 함으로써 물과 배양액이 혼합된 용액의 표면에서 발생되는 거품을 원반부재(510)의 중심으로 모을 수 있도록 하는 것이 거품을 제거하는데 효과적이다. 그리고, 효과적으로 거품의 제거를 위해서 나선부재(520)는 일정 높이로 형성되는 거품과 면접촉되도록 원반부재(510)의 하면에 직립되어 일정 높이를 갖도록 배치되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상술한 바와 같이 물과 배양액이 혼합된 용액의 표면 높이와 동일한 높이에 배치되는 것이 효과적이다. 이를 위하여 원반부재(510)는 상기 회전축(410)에 설치 높이가 가변될 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 나선부재(520)는 거품이 원반부재(510)의 중심으로 모을 수 있도록 원반부재(510)가 회전되는 방향을 따라 굴곡지게 형성되는 것이 효과적인데, 이는 직립되게 배치된 나선부재(520)의 굴곡진 일측면을 따라 거품이 슬라이딩 되면서 원반부재(510)의 중심으로 모을 수 있도록 하기 위함이다.
원반부재(510)의 판면에는 상기 거품이 통과하면서 제거될 수 있도록 하는 복수의 거품제거공(511)이 관통형성 되는데, 거품제거공(511)은 원반부재(510)의 중심으로 갈수록 밀집되게 배치되는 것이 바람직하다.
거품제거공(511)은 거품이 원반부재(510)에 관통형성된 거품제거공(511)과 접촉되어 통과하면서 터지도록 함으로써 제거될 수 있도록 하는 역할을 하는데, 이러한 거품제거공(511)이 원반부재(510)의 중심으로 갈수록 밀집되게 배치됨은 나선부재(520)에 의하여 원반부재(510)의 중심으로 모인 거품을 신속하고 효과적으로 제거하기 위함이다.
가압부(530)는 나선부재(520) 일측에 연결될 수 있다. 또한, 가압부(530)는 나선부재(520)와 수직한 방향으로 연결될 수 있다. 가압부(530)는 나선부재(520)에 경사지게 연결될 수 있다. 예를 들면, 가압부(530)는 나선부재(520)가 휘어진 면에 연결될 수 있다. 가압부(530)는 나선부재(520)에 연결되되, 원판부재(510)의 중심으로부터 원판부재(510)의 단부까지로 형성될 수 있다. 이는, 거품이 나선부재(520)에 의해 원판부재(510) 중심을 향해 모아질때, 가압부(530)를 통해, 원판부재(510)와 가압부(530)사이에 거품이 모아져, 거품제거공(511)을 향해 거품이 가압되는 것을 유도하기 위함이다.
가압부(530)의 표면에는 가압돌기부(531)가 형성될 수 있다. 가압돌기부(531)는 가압부(530)의 폭방향을 따라 형성될 수 있다. 예를 들면, 가압돌기부(531)는 반원형상으로 형성될 수 있으며, 복수개가 형성될 수 있다. 또한, 가압돌기부(531)는 원판부재(510) 중심에 가까워질수록 크기가 커질 수 있다. 즉, 원심력이 작용하여 거품이 원판부재(510) 중심으로 가까워질수록 거품을 거품제거공(511)을 향해 이동시켜 보다 신속하고 효율적으로 거품 제거를 유도할 수 있다. 예를 들면, 거품제거공(511)의 크기는 가압돌기부(531)의 크기에 대응되어 원판부재(510) 중심으로 갈수록 작아질 수 있다. 상대적으로 크기가 큰 가압돌기부(531)와 원심력에 의해 거품은 거품제거공(511)을 향해 가압되므로, 거품제거공(511)의 크기를 상대적으로 작게 형성하여 보다 안정적으로 거품을 제거할 수 있다.
도 6는 도 1의 거품제거부의 다른 실시예의 단면을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 거품제거부의 하면구조를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 가압부(530)는 나선부재(520)와 나선부재(520) 사이를 연결하도록 형성될 수 있다. 즉, 나선부재(520)와 나선부재(520) 사이에 가압부(530)가 형성되며, 거품은 원판부재(510)와 가압부(530) 사이에 유입될 수 있다. 이때, 가압부(530)는 원판부재(510) 중심에서 외측으로 향하면서 원판부재(510)로부터 멀어지게 연결되므로, 보다 용이하게 거품이 유입될 수 있다. 이때, 가압돌기부(531)는 원판부재(510)의 원주방향으로 형성될 수 있다. 즉, 나선부재(520)와 나선부재(520) 사이에서 가압돌기부(531)는 휘어지도록 형성될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 일 실시예에 따른 거품제거부를 구비한 미생물 배양기는 미생물 배양기가 작동시에 배양액 표면에서 발생되는 거품을 신속하고 효과적으로 제거함으로써 미생물을 효과적으로 배양할 수 있도록 한다.
100 : 배양조 110 :배양공간
120 : 물공급구 130 : 배양액 공급구
140 : 구동모터 150 : 압력계
200 : 외통체 201 : 백열전등
202 : 형광등 203 : 자외선 살균등
300 : 공기공급기 400 : 교반기
410 : 회전축 420 : 교반부재
500 : 거품제거부 510 : 원반부재
511 : 거품제거공 520 : 나선부재
530: 가압부 531 : 가압돌기부

Claims (1)

  1. 오폐수에 살포되는 미생물을 배양할 수 있는 배양공간이 마련되고 상면 일측에 상기 배양공간으로 물을 공급하는 물공급 구와 배양액을 공급하는 배양액 공급구가 구비된 배양조;
    상기 미생물의 배양에 필요한 열원과 광원을 상기 배양조로 공급하도록 상기 배양조의 주연부에 구비된 외통체;
    상기 배양조의 저부면에 구비되어 일정량의 공기를 상기 배양조의 내부로 공급하는 공기공급기;
    상기 배양공간의 중앙 영역에 직립된 형태로 배치되어 회전 구동되는 회전축과, 상기 회전축 상에 배치되어 상기 배양공간으로 공급된 물과 배양액이 교반되도록 하는 복수의 교반부재로 이루어지는 교반기; 및
    상기 회전축 상에 구비되어 거품을 회전축 중심으로 유도하는 나선부재가 연결된 원반부재를 가지는 거품제거부를 포함하고,
    상기 원반부재의 판면에 상기 거품이 통과하면서 제거될 수 있도록 하는 복수의 거품제거공이 관통형성되고, 상기 거품제거공은 상기 원반부재의 중심으로 갈수록 밀집되게 배치되고,
    상기 나선부재의 수직한 방향으로 가압부가 형성되고,
    상기 가압부는,
    상기 가압부와 상기 원반부재 사이의 거리가 상기 원반부재의 중심으로부터 상기 원반부재의 단부 방향으로 갈수록 길게 구비되고,
    상기 가압부는,
    표면에 폭방향으로 가압돌기부가 형성되고,
    상기 외통체는,
    내부에 열기를 공급하는 백열전등과, 배양조에 빛을 공급하는 형광등과, 배양액을 살균시킬때 사용하는 자외선 살균등과, 외통체의 외면 일측에 구비된 제어판넬을 포함하는 거품제거부가 구비된 미생물 배양기.
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