KR102477351B1 - 절대혐기성균 동결건조장치 - Google Patents
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Abstract
마이크로바이옴 미생물 및 프로바이오틱스 미생물 등이 산소와 접촉없이 동결건조될 수 있는 절대혐기성균 동결건조장치가 개시된다. 본 발명에 따른 절대혐기성균 동결건조장치는 전공정으로부터 제공되는 절대혐기성균을 동결건조를 위하여 자동으로 투입할 수 있도록 절대혐기성균의 유입구와 유출구를 구비하고, 비산소 가스 투입구와 배기구가 구비되어 비산소 가스가 순환되는 구조를 구비함으로써 혐기 조건을 유지할 수 있는 혐기 자동 투입부; 및 상기 혐기 자동 투입부로부터 절대혐기성균을 정량으로 공급받고, 비산소 가스 투입구와 배기구가 구비되어 혐기 조건을 유지하면서 절대혐기성균의 동결건조가 이루어지는 압력 용기인 혐기 동결건조챔버;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 절대혐기성균 동결건조장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 마이크로바이옴 미생물 및 프로바이오틱스 미생물 등을 포함한 절대혐기성균이 산소와 접촉없이 동결건조될 수 있는 절대혐기성균 동결건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 절대혐기성균(절대혐기성 미생물(obligate anaerobe))은 산소가 있는 곳에서 생장할 수 없는 미생물이다. 그래서 튜브에서 배양 시 산소 농도가 낮은 밑바닥에서 자란다. 발효와 무산소 호흡(anaerobic respiration)으로 에너지를 생산한다.
절대혐기성 미생물은 초과산화물 불균등화효소(superoxide dismutase), 카탈레이스(catalase), 과산화효소(peroxidase)가 모두 없어 산소가 있는 조건에서는 살기 힘들다.
한편, 마이크로바이옴은 미생물(Microbiota)과 지놈(Genome)의 합성어로 인체 미생물을 총칭하는 말이다. 우리 몸에는 체세포보다 10배나 많은 100조개의 미생물이 각 기관마다 특이적으로 존재하며, 장, 피부, 구강, 생식기 등 외부와 맞닿아 있는 곳에 서식하고 있다. 마이크로바이옴은 이미 잘 알려진 프로바이오틱스와 혼동될 수 있는데, 프로바이오틱스는 식약처에서 정한 19개 고시형 균주라면 마이크로바이옴은 모든 균종을 의미하기에 훨씬 광범위한 개념이라고 할 수 있다. 마이크로바이옴이 주목받는 이유는 건강과의 놀라운 연관성이 계속해서 밝혀지고 있기 때문이다.
현재까지 연구결과 마이크로바이옴은 정신 질환과 관련된 신경전달물질 생성, 아토피 등 피부 질환 개선, 위·간·폐·대장암 예측, 비만 치료 등에 응용 가능성이 있는 것으로 나타났다.
그러나, 이러한 마이크로바이옴 기술에 이용되는 절대혐기성균을 이용한 개발이 늘어나고 있음에도 불구하고, 산소와 접촉없이 동결건조공정을 진행할 수 있는 동결건조 시스템(O2-free closed system)이 개발되어 있지 않은 상태이다.
본 발명에 따르면 동결건조를 위한 절대혐기성균 투입부와 동결건조를 위한 챔버에 비산소 가스를 주입하여 혐기 조건을 연속적으로 유지함으로써 절대혐기성균을 동결건조할 수 있는 절대혐기성균 동결건조장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따른 절대혐기성균 동결건조장치는, 전공정으로부터 제공되는 절대혐기성균을 동결건조를 위하여 자동으로 투입할 수 있도록 절대혐기성균의 유입구와 유출구를 구비하고, 비산소 가스 투입구와 배기구가 구비되어 혐기 상태를 유지하여 산소의 접촉을 차단한 절대혐기성균 조제액이 순환되는 구조를 구비함으로써 혐기 조건을 연속적으로 유지할 수 있는 혐기 자동 투입부; 및 상기 혐기 자동 투입부로부터 절대혐기성균을 정량으로 공급받고, 비산소 가스 투입구와 배기구가 구비되어 혐기 조건을 연속적으로 유지하면서 절대혐기성균의 동결건조가 이루어지는 압력 용기인 혐기 동결건조챔버;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 혐기 자동 투입부는, 절대 혐기 상태를 유지할 수 있도록 비산소 가스의 투입구와 배기구가 형성되고, 절대혐기성균이 공급되는 유입구와 배출구가 형성된 호퍼 챔버; 상기 호퍼 챔버에 연결되어 절대혐기성균을 공급하는 이송 펌프; 및 상기 이송 펌프에 의해 상기 호퍼 챔버의 절대혐기성균이 공급되고 복수개의 정량으로 나뉘어져 상기 혐기 동결건조챔버에 절대혐기성균을 공급하는 멀티 포트 격막식 밸브; 멀티 포트 격막식 밸브를 통해 이동한 절대혐기성균 조제액이 각 동결건조 트레이에 공급하는 노즐;을 포함할 수 있다.
이때, 상기 호퍼 챔버와 상기 혐기 동결건조챔버에는 내부의 혐기 조건을 감지할 수 있도록 가스 센서가 구비될 수 있다.
이때, 상기 혐기 자동 투입부로부터 상기 혐기 동결건조챔버에 절대혐기성균을 정량 공급할 수 있도록 상기 호퍼 챔버의 하부에는 절대혐기성균의 공급량을 감지하기 위한 로드셀이 설치될 수 있다.
이때, 상기 호퍼 챔버로부터 상기 멀티 포트 격막식 밸브로 공급되는 절대혐기성균의 유량을 측정하는 유량계가 상기 이송 펌프와 상기 멀티 포트 격막식 밸브 사이에 설치될 수 있다.
이때, 상기 호퍼 챔버, 멀티포트 격막식 밸브는 순환구조를 형성하여 일정 유속 및 압력을 유지하면서 절대혐기성균 조제액이 순환되는 배관이 설치될 수 있다.
이때, 상기 멀티 포트 격막식 밸브의 복수개의 노즐은 상기 혐기 동결건조챔버의 복수개의 트레이의 높이에 맞춰 수평으로 설치될 수 있다.
이때, 상기 멀티 포트 격막식 밸브의 복수개의 노즐은 혐기 동결건조챔버의 깊이에 따라 절대혐기성균 조제액을 투입 가능하도록 트레이의 높이에 맞춰 수평으로 자동 이동이 가능한 노즐이 설치될 수 있다.
이때, 상기 혐기 자동 투입부와 상기 혐기 동결건조챔버에 각각 설치된 가스 센서와 전공정에 설치된 가스 센서로부터 모니터링된 가스 농도 정보는 가스 제어부에 입력되고, 입력된 가스 농도 정보에 따라 상기 혐기 자동 투입부와 상기 혐기 동결건조챔버의 비산소 가스의 농도를 제어할 수 있다.
이때, 상기 비산소 가스는 이산화탄소, 질소, 수소, 헬륨 또는 비산소가스 혼합가스일 수 있다.
이때, 상기 혐기 동결건조챔버, 호퍼 챔버, 멀티포트 격막식 밸브 및 멀티포트 노즐 등 절대혐기성균 조제액이 접촉하는 모든 내부 구조는 동시 또는 개별 멸균이 가능할 수 있다.
상기의 구성에 따라, 본 발명에 따른 절대혐기성균 동결건조장치는, 발효공정 뿐만 아니라 동결건조 공정에서도 비산소 가스를 공급하여 혐기 조건에서 절대혐기성균의 동결건조가 이루어져 혐기성균의 생존율이 높은 고품질의 제품을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치를 포함하는 제조장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치의 전공정에 배치된 원심분리기와 제제탱크의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치의 상세 구성도와 제어 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치의 일부 구성요소인 멀티 포트 격막식 밸브 및 멀티포트 노즐의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치의 전공정의 발효기의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치의 전공정에 배치된 원심분리기와 제제탱크의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치의 상세 구성도와 제어 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치의 일부 구성요소인 멀티 포트 격막식 밸브 및 멀티포트 노즐의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치의 전공정의 발효기의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치의 공정도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치는, 도 1 내지 도 6을 참고하면, 혐기 자동 투입부(30), 그리고 혐기 동결건조챔버(40)를 포함한다.
먼저, 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 절대혐기성균 동결건조장치를 포함하는 전체 생산장치가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 절대혐기성균 생산장치는 원심분리기(10), 제제 탱크(20), 혐기 자동 투입부(30), 그리고 혐기 동결건조챔버(40)를 포함한다. 이중 혐기 자동 투입부(30)와 혐기 동결건조챔버(40)는 절대혐기성균 동결건조장치를 구성하게 되고, 원심분리기(10)와 제제탱크(20)는 그 전공정을 구성하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 혐기 자동 투입부(30)는, 도 1 내지 도 4를 참고하면, 전공정으로부터 제공되는 절대혐기성균을 동결건조를 위하여 자동으로 투입할 수 있도록 절대혐기성균의 유입구와 유출구를 구비하고, 비산소 가스 투입구와 배기구가 구비되어 비산소 가스가 순환되는 구조를 구비함으로써 혐기 조건을 유지할 수 있다.
이때, 상기 혐기 자동 투입부(30)는, 도 3을 참고하면, 호퍼 챔버(31), 이송 펌프(32), 유량계(33), 그리고 멀티 포트 격막식 밸브(34)를 포함할 수 있다. 상기 호퍼 챔버(31), 이송 펌프(32), 유량계(33), 그리고 멀티 포트 격막식 밸브(34)는 배관으로 연결되어 비산소 가스 및 절대혐기성균이 순환할 수 있는 구조를 가진다.
이때, 비산소 가스는 이산화탄소, 질소, 수소, 헬륨 또는 비산소가스의 혼합가스를 적용할 수 있다.
상기 호퍼 챔버(31)는, 절대 혐기 상태절대 혐기 상태절대 혐기 상태를 유지할 수 있도록 비산소 가스의 투입구와 배기구가 형성되고, 절대혐기성균이 공급되는 유입구와 배출구가 형성될 수 있다.
이때, 상기 호퍼 챔버(31)는 멀티 포트 격막식 밸브(30)의 단부와 순환관으로 연결되어 순환 구조를 가지게 된다.
이때, 상기 호퍼 챔버(31)는, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 혐기 자동 투입부(30)의 전 공정에서 생산된 절대혐기성균을 제제 탱크(20)로부터 공급받게 된다.
이때, 상기 호퍼 챔버(31)에는 내부의 혐기 조건을 감지할 수 있도록 가스 센서(31a)가 구비될 수 있다. 상기 호퍼 챔버(31)의 가스 센서(31a)에서 모니터링된 가스 농도 정보는 제어부(51, 52)로 송신되고, 그 결과 제어부(51, 52)에 의해 호퍼 챔버(31) 내부로 제공되는 비산소 가스의 양이 제어될 수 있다.
이때, 상기 호퍼 챔버(31)의 하단은 상기 혐기 동결건조챔버(40)의 최상단 트레이(42)보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 이러한 높이차에 의해 호퍼 챔버(31) 내부에 절대혐기성균 일부가 잔량으로 남는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상기 혐기 자동 투입부(30)로부터 상기 혐기 동결건조챔버(40)에 절대혐기성균을 정량 공급할 수 있도록 상기 호퍼 챔버(31)의 하부에는 절대혐기성균의 공급량을 감지하기 위한 로드셀(31b)이 설치될 수 있다. 이렇게 로드셀(31b)에 의해 호퍼 챔버(31)로부터 제공되는 절대혐기성균의 양을 무게로 측정하여 제어함으로써 정량 공급이 이루어질 수 있다.
상기 이송 펌프(32)는, 도 3을 참고하면, 상기 호퍼 챔버(31)에 연결되어 절대혐기성균을 이송시키는 압력을 제공할 수 있다.
이때, 상기 이송 펌프(32)는 정량을 이송하기 위하여 정밀한 정량 펌프가 적용될 수 있다. 즉 비산소 가스와 절대혐기성균을 정량으로 이송할 수 있도록 순환관 중간에 설치되어 유체 압력을 제공하여 비산소 가스와 절대혐기성균의 정량 흐름을 제공하게 된다.
상기 유량계(33)는, 도 3을 참고하면, 상기 호퍼 챔버(31)로부터 상기 멀티 포트 격막식 밸브(34)로 공급되는 절대혐기성균의 유량을 측정할 수 있도록 상기 이송 펌프(32)와 상기 멀티 포트 격막식 밸브(34) 사이에 설치될 수 있다.
이때, 상기 유량계(33)에서 측정된 비산소 가스와 절대혐기성균의 유량 정보는 제어부(51, 52)로 입력되어 제어부(51, 52)에서 그 유량 정보, 가스 농도 정보, 그리고 무게 정보를 통합하여 비산소 가스와 절대혐기성균의 이송량을 제어할 수 있다.
상기 멀티 포트 격막식 밸브(34)는, 도 3 및 4를 참고하면, 상기 이송 펌프(32)에 의해 상기 호퍼 챔버(31)의 절대혐기성균이 공급되고 복수개의 정량으로 나뉘어져 상기 혐기 동결건조챔버(31)에 절대혐기성균을 공급할 수 있다.
이때, 상기 멀티 포트 격막식 밸브(34)는, 몸체(34a)에 유입구(34b)가 유출구(34b)가 양단에 각각 설치되어 있고, 중간에는 복수개의 포트들이 형성되어 노즐(34c)로 연결된다. 각 포트들의 후방에는 유량을 조절하기 위한 액추에이터(34d)가 설치되어 있고, 액추에이터(34d)를 작동하여 노즐(34c)로 토출되는 유체의 양을 조절할 수 있다. 노즐(34c)는 같은 높이에서 수평으로 자동이동이 가능하다.
이때, 상기 멀티 포트 격막식 밸브(34)의 내부에는 격막이 설치되어 있기 때문에 절대혐기성균 조제액은 몸체(34a) 내부로 유입된 다음 격막을 통과하여 혐기 동결건조챔버(40)로 토출이 가능하고, 절대혐기성균 조제액이 설정된 정량으로 공급이 완료되면 격막이 닫히고 격막에 걸려 토출되지 않은 절대혐기성균 조제액을 유출구(34b)로 배출되어 순환한다. 혐기자동투입부(30)의 멸균은 멀티 포트 밸브를 배관 내에 데드존(dead zone)이 없는 격막식 형식을 사용함으로써 가능하다.
상기 혐기 동결건조챔버(40)는, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 혐기 자동 투입부(30)로부터 절대혐기성균을 정량으로 공급받고, 비산소 가스 투입구와 배기구가 구비되어 혐기 조건을 유지하면서 절대혐기성균의 동결건조가 이루어지는 압력 용기일 수 있다.
이때, 상기 혐기 동결건조챔버(40)에는 내부의 혐기 조건을 감지할 수 있도록 가스 센서(41)가 구비될 수 있다. 따라서 혐기 동결건조챔버(40) 내부의 가스 농도는 가스 센서(41)에 의해 모니터링될 수 있고, 그 가스 농도 정보는 상기 제어부(51, 52)에 입력된 다음 그 결과 혐기 동결건조챔버(40) 내부의 비산소 가스 농도를 제어할 수 있다.
이때, 상기 혐기 동결건조챔버(40)에는 절대혐기성균을 수용하는 복수개의 트레이(42)가 상하 방향으로 배치될 수 있다. 상기 트레이(42)는 각각 선반(43)에 의해 지지되는 구조를 가질 수 있다.
이때, 상기 멀티 포트 격막식 밸브(34)의 복수개의 노즐(34c)은 상기 혐기 동결건조챔버(40)의 복수개의 트레이(42)의 높이에 맞춰 수평으로 설치될 수 있다. 따라서 각 트레이(42)로 제공되는 절대혐기성균이 정량 공급되어 균질한 품질을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 절대혐기성균 제조장치는 전공정의 원심분리기(10)와 제제 탱크(20)를 통해 제조된 절대혐기성균을 혐기 자동 투입부(30)로 공급하게 된다. 이때 도 2를 참고하면, 원심분리기(10)와 제제 탱크(20) 각각의 내부에도 가스 센서(11, 21)가 설치되어 있고, 그 가스 농도 정보는 제어부(51, 52)로 입력될 수 있다. 이때, 상기 혐기 자동 투입부(30)와 상기 혐기 동결건조챔버(40)에 각각 설치된 가스 센서(31a, 41)와 전공정에 설치된 가스 센서(11, 21)로부터 모니터링된 가스 농도 정보는 가스 제어부(51, 52)에 입력되고, 입력된 가스 농도 정보에 따라 상기 혐기 자동 투입부(30)와 상기 혐기 동결건조챔버(40)의 비산소 가스의 농도를 제어할 수 있다.
이때, 혐기 동결건조챔버(40)와 혐기 자동 투입부(30)는 멸균가능하기 때문에 무균 상태로 절대혐기성균의 동결건조가 가능하다.
도 3을 참고하면, 호퍼 챔버(31), 이송 펌프(32), 유량계(33), 그리고 멀티 포트 격막식 밸브(34)를 포함하는 혐기 자동 투입부(30)가 비산소가 가스가 순환할 수 있는 순환구조를 가진다. 호퍼 챔버(31)는 내부에 가스 센서(31a)가 설치되어 있고, 이는 제어부(51, 52)로 감지된 정보를 송신하게 된다. 이때 호퍼 챔버(31)에는 로드셀(31b)이 하부에 설치되어 절대혐기성균을 정량 공급할 수 있다. 호퍼 챔버(31)에는 절대혐기성균을 순환하기 위한 유입구와 유출구가 형성되어 있고, 또한 비산소 가스를 투입 및 배기하기 위한 가스 투입구와 배기구가 형성되어 있다. 호퍼 챔버(31)에는 이송 펌프(32)가 연결되어 있고, 절대혐기성균을 이송하기 위한 유체 압력을 제공하게 된다. 이송 펌프(32)에 의해 절대혐기성균은 유량계(33)를 거쳐 멀티 포트 격막식 밸브(34)로 공급된다. 멀티 포트 격막식 밸브(34)로 공급된 절대혐기성균은 복수개의 노즐(34c)을 통하여 자동 수평 이동으로 혐기 동결건조챔버(40) 내부의 각 트레이(42)로 공급될 수 있다. 이때 절대혐기성균은 모두 트레이(42)로 이송되고 남은 절대혐기성균 조제액의 경우에는 밸브(34) 내부의 몸체(34a)를 통과하여 순환관을 통해 호퍼 챔버(31)로 회수된다. 따라서 절대혐기성균 조제액은 호퍼 챔버(31)로부터 시작하여 멀티 포트 격막식 밸브(34)까지 통과한 다음 다시 호퍼 챔버(31)로 복귀하는 순환 구조를 따르게 된다.
상기 혐기 동결건조챔버(40)는 압력 용기 내부에 복수개의 선반(43)이 상하방향으로 설치되어 있고, 각 선반(43)에는 트레이(42)가 설치되어 있으며, 각 트레이(42)에는 멀티 포트 격막식 밸브(34)의 각 노즐(34c)이 연결되어 정량의 절대혐기성균을 공급받게 된다. 물론 혐기 동결건조챔버(40) 내부에도 가스 센서(41)가 설치되어 있고, 비산소 가스를 투입 및 배기하기 위한 투입구와 배기구가 형성되어 있다. 이러한 비산소 가스의 투입 및 배기는 제어부(51, 52)에 의해 감지된 가스 농도에 따라 제어될 수 있다.
도 4를 참고하면, 상기 멀티 포트 격막식 밸브(34)는 몸체(34a) 양단에 유입구(34b)와 유출구(34b), 멀티포트노즐(34c)이 형성되어 있고, 몸체(34a) 내부에는 격막이 설치되어 비산소가스는 유입구로부터 유출구까지 통과할 수 있으나 절대혐기성균은 격막이 열린 후 노즐(34c)을 통하여 혐기 동결건조챔버(40)의 각 트레이(42)로 공급된다. 트레이(42)의 수평 위치에 따라 멀티포트노즐(34c)는 수평으로 자동으로 이동하여 같은 높이의 선반(43)에 위치한 여러 개의 트레이(42)에 절대혐기성균을 공급한다.
도 5를 참고하면, 참고도면으로서 발효기(60)의 혐기 제어를 위한 구조를 가진다. 기 설치된 용존 산소 센서(64)와 스파저 또는 헤드 스페이스에 비산소가스를 가스투입기(67)가 투입하여 혐기 배양하고 배기구(68)를 갖는 구조이다. 또한 내부에는 모터(62)에 연결된 교반기(63)가 설치되어 있으면, 외면에는 재킷(65)과 압력계(66)가 구비되어 있다.
이러한 발효공정과의 차이는 발효공정 전 공정시간 동안 혐기 조건을 유지하기 위해 기존 가스 공급 장치를 이용하여 비산소 가스를 투입하면 혐기 조건을 조성할 수 있기 때문에 발효기의 기계적 개조 없이 혐기 배양 조건을 구현할 수 있다. 또한 발효공정의 경우 배양액 내에 혐기 조건을 맞추는 것이 초점이 있는 것이고, 기상에 가스 센서가 없다.
도 6의 공정도를 참고하면, 먼저 절대혐기성균의 발효가 이루어지고 세포가 회수된 후 코팅이 이루어진다. 이러한 공정은 본 발명의 동결건조장치의 전공정으로 이루어지게 된다. 그 후 본 발명에 따른 동결건조장치를 이용하여 절대혐기성균의 동결건조가 이루어지고, 그 다음 분쇄, 제제, 포장이 차례로 이루어진다. 이때, 현재 혐기 조건을 구현할 수 있는 시스템은 아직 없고, 본 발명은 이를 구현한 시스템이라 할 수 있다.
이때, 동결건조공정 시간은 54 ~ 82시간이고, 혐기성균의 동결건조의 중요한 시간(critical time)은 5 ~ 8 시간이다. 즉 공정시작 첫 5 ~ 8 시간에서의 산소 접촉이 혐기성균의 동결건조공정의 성패를 좌우하게 된다. 기존 동결건조공정에는 가스 공급장치가 아예 존재하지 않았고, 본 발명은 혐기 가스의 공급, 혐기 환경 자동 제어 등을 가능하게 할 수 있다.
도 3의 구성된 절대혐기성균이 접촉하는 모든 부분-호퍼 챔버, 멀티포트 격막식 밸브, 멀티포트 노즐, 가스 센서, 정량펌프, 유량계, 혐기 동결건조챔버는 청정 증기를 이용하여 동시 멸균 및 개별 멸균이 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 : 원심 분리기 20 : 제제탱크
30 : 혐기 자동 투입부 31: 호퍼 챔버
31a, 41 : 가스 센서 31b : 로드셀
32 : 이송 펌프 33 : 유량계
34 : 멀티 포트 격막식 밸브 40 : 혐기 동결건조챔버
42 : 트레이 43 : 선반
51, 52 : 제어부
30 : 혐기 자동 투입부 31: 호퍼 챔버
31a, 41 : 가스 센서 31b : 로드셀
32 : 이송 펌프 33 : 유량계
34 : 멀티 포트 격막식 밸브 40 : 혐기 동결건조챔버
42 : 트레이 43 : 선반
51, 52 : 제어부
Claims (11)
- 전공정으로부터 제공되는 절대혐기성균을 동결건조를 위하여 자동으로 투입할 수 있도록 절대혐기성균의 유입구와 유출구를 구비하고, 비산소 가스 투입구와 배기구가 구비되어 혐기 상태를 유지하여 산소의 접촉을 차단한 절대혐기성균 조제액이 순환되는 구조를 구비함으로써 혐기 조건을 유지할 수 있는 혐기 자동 투입부; 및
상기 혐기 자동 투입부로부터 절대혐기성균을 정량으로 공급받고, 비산소 가스 투입구와 배기구가 구비되어 혐기 조건을 유지하면서 절대혐기성균의 동결건조가 이루어지는 압력 용기인 혐기 동결건조챔버;를 포함하고,
상기 혐기 자동 투입부는,
절대 혐기 상태를 유지할 수 있도록 비산소 가스의 투입구와 배기구가 형성되고, 절대혐기성균이 공급되는 유입구와 배출구가 형성된 호퍼 챔버;
상기 호퍼 챔버에 연결되어 절대혐기성균을 이송시키는 압력을 제공하는 이송 펌프;
상기 이송 펌프에 의해 상기 호퍼 챔버의 절대혐기성균이 공급되고 복수개의 정량으로 나뉘어져 상기 혐기 동결건조챔버에 절대혐기성균을 공급하는 멀티 포트 격막식 밸브;를 포함하고,
상기 호퍼 챔버, 멀티포트 격막식 밸브는 순환구조를 형성하여 일정 유속 및 압력을 유지하면서 절대혐기성균 조제액이 순환되는 배관이 설치되며,
상기 멀티 포트 격막식 밸브의 복수개의 노즐은 상기 혐기 동결건조챔버의 복수개의 트레이의 높이에 맞춰 수평으로 설치되고, 혐기 동결건조챔버의 깊이에 따라 절대혐기성균 조제액을 투입 가능하도록 수평으로 자동 이동이 가능한 노즐이 설치되며, 복수개의 포트들이 형성되어 상기 복수개의 노즐로 연결되고, 각 포트들의 후방에는 유량을 조절하기 위한 액추에이터가 각각 설치됨으로써,
각 트레이로 제공되는 절대혐기성균이 정량 공급되어 균질한 품질을 제공하고, 각 포트마다 제공되는 유량을 개별 제어 가능하며, 상기 동결건조챔버로 투입되지 않는 일부 용액은 상기 호퍼 챔버로 회수되는 동시에, 멀티 포트 격막식 밸브의 격막에 의해 완벽한 멸균에 대비한 구조적를 갖는, 절대혐기성균 동결건조장치. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 호퍼 챔버와 상기 혐기 동결건조챔버에는 내부의 혐기 조건을 감지할 수 있도록 가스 센서가 구비된, 절대혐기성균 동결건조장치. - 제1 항에 있어서,
상기 혐기 자동 투입부로부터 상기 혐기 동결건조챔버에 절대혐기성균을 정량 공급할 수 있도록 상기 호퍼 챔버의 하부에는 절대혐기성균의 공급량을 감지하기 위한 로드셀이 설치된, 절대혐기성균 동결건조장치. - 제1 항에 있어서,
상기 호퍼 챔버로부터 상기 멀티 포트 격막식 밸브로 공급되는 절대혐기성균의 유량을 측정하는 유량계가 상기 이송 펌프와 상기 멀티 포트 격막식 밸브 사이에 설치된, 절대혐기성균 동결건조장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 혐기 자동 투입부와 상기 혐기 동결건조챔버에 각각 설치된 가스 센서와 전공정에 설치된 가스 센서로부터 모니터링된 가스 농도 정보는 가스 제어부에 입력되고, 입력된 가스 농도 정보에 따라 상기 혐기 자동 투입부와 상기 혐기 동결건조챔버의 비산소 가스의 농도를 제어하는, 절대혐기성균 동결건조장치. - 제1 항에 있어서,
상기 비산소 가스는 이산화탄소, 질소, 수소, 헬륨 또는 비산소가스로 구성한 혼합가스인, 절대혐기성균 동결건조장치. - 제1 항에 있어서,
상기 혐기 동결건조챔버, 호퍼 챔버, 멀티포트 격막식 밸브 및 멀티포트 노즐 등 절대혐기성균 조제액이 접촉하는 모든 내부 구조는 동시 또는 개별 멸균이 가능한, 절대혐기성균 동결건조장치
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| KR1020210146922A KR102477351B1 (ko) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | 절대혐기성균 동결건조장치 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20160080936A (ko) * | 2014-12-30 | 2016-07-08 | 국민대학교산학협력단 | 동결 건조기 |
| KR101863685B1 (ko) | 2017-09-18 | 2018-06-01 | 한국생명공학연구원 | 절대혐기성 고세균 및 극한 환경미생물 배양을 위한 혐기배지 제조장치 |
| KR20210010568A (ko) * | 2018-05-21 | 2021-01-27 | 주펑 바이오 인코포레이티드 | 박테리아 발효 공정으로부터 단백질-풍부 영양 보충제를 수득하기 위한 시스템 |
-
2021
- 2021-10-29 KR KR1020210146922A patent/KR102477351B1/ko active IP Right Grant
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