KR102645885B1 - 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원 및 이를 이용한 광배양기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원 및 이를 이용한 광배양기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 설치공간부를 갖는 광투과성 광원몸체, 상기 광투과성 광원몸체의 설치공간부 중앙에 구비되어 광투과성 광원몸체가 부상되는 것을 방지하기 위한 무게추, 상기 무게추에 구비되는 적어도 하나이상의 광모듈, 상기 설치공간부에 충진되는 광투과성 충진재, 및 상기 광모듈로 전원을 무선으로 공급하기 위한 무선전원부,를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 내부광을 무선으로 전원을 공급함에 따라, 배양기 내부에 수납된 상태에서 밀폐시킬 수 있어 방수, 살균, 오염가능성 및 온도상승의 문제가 없고, 배양공간부로 고르게 광을 전달함으로써 광의존성이 높은 미세조류의 성장이 빠르면서 배양밀도를 높여 생산성을 극대화할 수 있다.

Description

광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원 및 이를 이용한 광배양기{Inner light source which wirelessly can supply the power for photoreactor and photoreactor comprising the same}

본 발명은 내부광원 및 이를 이용한 광배양기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부광을 무선으로 전원을 공급함에 따라, 배양기 내부에 수납된 상태에서 완전 밀폐시킬 수 있어 배양공간부로 고르게 광을 전달함으로써 광의존성이 높은 미세조류의 성장이 빠르면서 배양밀도를 높여 생산성을 극대화할 수 있는 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원 및 이를 이용한 광배양기에 관한 것이다.

일반적으로, 최근 해조류에 포함된 성분이 인체 건강에 유익하다는 연구 결과가 보고되고 있다. 특히, 푸코잔틴 성분은 갈조류에서 풍부하게 발견되는 특유의 카로티노이드로, 항-비만 효과를 갖는 것으로 보고되고 있다(K. Miyashita, Lipid Technology, August/September 2009, Vol. 21, No. 8/9).

푸코잔틴의 항-비만 메커니즘은 백색 체지방(white adipose tissue: WAT) 미토콘드리아에서 탈 결합 단백질1(uncoupling protein 1: UCP 1)의 발현을 유도하여 WAT에서 지방산 산화 및 열 생성을 일으킴으로써 지방 세포의 아포토시스(apoptosis) 작용을 일으키는 것을 특징으로 한다.

UCP 1은 항-비만 효과에 있어 핵심 분자이다. UCP 1의 발현은 신체 에너지 소모의 중요 요소로 알려져 있고, UCP 1이 기능 장애를 일으킬 경우에 비만이 발생하기 쉽다.

푸코잔틴과 UCP 1 발현의 관련성을 나타내는 실험 및 그 실험 결과가 상기 문헌에 개시되어 있다. 동 문헌에 의하면 푸코잔틴이 WAT에서 UCP 1의 단백질 및 mRNA 발현을 유도한다는 것을 알 수 있다. 이는 푸코잔틴의 구조적 특징, 즉, 푸코잔틴 대사물질인 푸코잔틴올 및 아마로우시아잔틴 A의 측쇄기 위에 있는 부가적인 하이드록시 치환기 및 알렌 결합에 기인한 것으로 보인다.(H. Maeda, Molecular Medicine Reports 2: 897-902, 2009; 및 K. Miyashita, 상동).

이러한 푸코잔틴은 종래 갈조류로부터 분리정제하여 왔으나, 그 농도가 크지 않고 분리 정제에 있어 시간과 비용이 많이 드는 문제가 있어, 미세조류로부터 푸코잔틴을 분리하고자 하는 시도가 있어 왔다.

하지만, 미세조류는 배지 및 배양기술의 한계로 인해 충분한 양의 푸코잔틴을 분리할 수 있는 만큼의 생산량을 확보하기에 많은 시간과 비용이 투입되고 있다.

일부 실험실 수준에서 합성배지를 이용하여 미세조류를 배양하려는 시도가 있어왔으나, 이는 산업적인 스케일로 확장하기에는 무리가 따르고, 고가의 합성배지를 구입하여야 하므로 비용적인 면에서도 불리한 한계가 있다.

미세조류는 빛을 이용해 광합성을 하는 미생물로 빛 의존성이 매우 크며, 빛 제한조건에서 배양 시 배양밀도가 급격히 낮아지는 문제점이 있음이 알려져 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 배양기 내부에 내부광을 설치하는 방안이 연구되고 있으나 내부광의 방수문제, 전선관리, 내부광 살균 문제 및 내부광의 설치로 배양기의 차폐성이 낮아져 오염가능성이 높아지는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 내부에 설치공간부를 갖는 광투과성 광원몸체, 상기 광투과성 광원몸체의 설치공간부 중앙에 구비되어 광투과성 광원몸체가 부상되는 것을 방지하기 위한 무게추, 상기 무게추에 구비되는 적어도 하나이상의 광모듈, 상기 설치공간부에 충진되는 광투과성 충진재, 및 상기 광모듈로 전원을 무선으로 공급하기 위한 무선전원부,를 포함하여 내부광을 무선으로 전원을 공급함에 따라, 배양기 내부에 수납된 상태에서 밀폐시킬 수 있어 방수, 살균, 오염가능성 및 온도상승의 문제가 없고, 배양공간부로 고르게 광을 전달함으로써 광의존성이 높은 미세조류의 성장이 빠르면서 배양밀도를 높여 생산성을 극대화할 수 있는 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원 및 이를 이용한 광배양기를 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 내부에 설치공간부를 갖는 광투과성 광원몸체, 상기 광투과성 광원몸체의 설치공간부 중앙에 구비되어 광투과성 광원몸체가 부상되는 것을 방지하기 위한 무게추, 상기 무게추에 구비되는 적어도 하나이상의 광모듈, 상기 설치공간부에 충진되는 광투과성 충진재, 및 상기 광모듈로 전원을 무선으로 공급하기 위한 무선전원부,를 포함한다.

바람직하게, 상기 광투과성 광원몸체는 원통형으로 형성된다.

그리고 상기 충진재는, 투명한 에폭시, 투명한 레진 중 어느 하나 이상으로 형성된다.

또한, 상기 무선전원부는, 배양수조 저면에 돌출되도록 구비되는 급진부몸체, 상기 급진부몸체의 외주면을 감싸도록 상기 광원몸체의 하단부에 구비되는 집진부몸체, 상기 급진부몸체 내부에 구비되는 급진코일, 및 상기 급진코일에 대응되도록 상기 집진부몸체 내부에 구비되는 집진코일,을 포함한다.

그리고 상기 집진부몸체를 급진부몸체에 장착시키기 위한 장착부,를 더 포함한다.

또한, 상기 장착부는, 상기 급진부몸체에 형성되는 장착홈, 및 상기 장착홈에 대응되도록 상기 집진부몸체에 형성되는 장착돌기,를 포함한다.

그리고 밀폐커버를 갖는 배양수조, 및 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 내부광원,을 포함한다.

또한, 상기 내부광원의 급진부몸체와 급진코일부는 상기 배양수조의 저면에 복수 구비되고, 상기 집진부몸체와 집진코일을 갖는 광원몸체는 어느 하나의 급진부몸체에 장착된다.

그리고 미세조류 배양을 위한 배양기이다.

본 발명에 의한 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원 및 이를 이용한 광배양기에 의하면, 내부광을 무선으로 전원을 공급함에 따라, 배양기 내부에 수납된 상태에서 밀폐시킬 수 있어 방수, 살균, 오염가능성 및 온도상승의 문제가 없고, 배양공간부로 고르게 광을 전달함으로써 광의존성이 높은 미세조류의 성장이 빠르면서 배양밀도를 높여 생산성을 극대화할 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 무선전원부의 장착부를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 장착부의 조작을 위한 조작부가 더 구비된 상태를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 광배양기를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 반사체가 더 구비된 내부광원을 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 외부광원과 광확산부를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 무선전원부의 장착부를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 장착부의 조작을 위한 조작부가 더 구비된 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 광배양기를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 반사체가 더 구비된 내부광원을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 외부광원과 광확산부를 도시한 도면이다.

도면에서 도시한 바와 같이, 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원(10)은 광원몸체(100)와 무게추(200), 광모듈(300), 충진재(400) 및 무선전원부(500)를 포함한다.

광원몸체(100)는 광투과성 재질로, 내부에 설치공간부가 형성된다.

이 광투과성 광원몸체(100)는 원통형으로 형성된다.

그리고 무게추(200)는 광투과성 광원몸체(100)의 설치공간부 중앙에 구비되어 광투과성 광원몸체(100)가 부상되는 것을 방지하기 위해 구비된다.

광모듈(300)은 무게추(200)에 구비되는 적어도 하나 이상 구비된다.

또한 충진재(400)는 광투과성 재질로, 설치공간부에 충진된다.

무선전원부(500)는 광모듈(300)로 전원을 무선으로 공급하기 위해 구비된다.

이 무선전원부(500)는 전자기 유도방식으로 전원을 공급하는 것으로, 인가되는 전원에 의해 광모듈(300)로 전원을 무선으로 공급하여 배양을 위한 광을 조사한다.

여기서, 충진재(400)는 투명한 에폭시, 투명한 레진 중 어느 하나 이상으로 형성된다.

이 충진재(400)는 비중이 높은 재질로 형성되어 무게추(200)와 함께 내부광원(10)이 부상되는 것을 방지한다.

그리고 무선전원부(500)는 급진부몸체(510)와 집진부몸체(520), 급진코일(530) 및 집진코일(540)을 포함한다.

급진부몸체(510)는 배양수조 저면에 돌출되도록 구비된다.

또한 집진부몸체(520)는 급진부몸체(510)의 외주면을 감싸도록 광원몸체(100)의 하단부에 구비된다.

급진코일(530)는 급진부몸체(510) 내부에 구비된다.

그리고 집진코일(540)은 급진코일(530)에 대응되도록 집진부몸체(520) 내부에 구비된다.

이에, 배양수조가 밀폐된 상태에서 외부에서 인가되는 전원으로 광모듈(300)로 전원을 공급하여 광을 조사한다.

그리고 무선전원부(500)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 장착부(550)를 더 포함한다.

이 장착부(550)는 집진부몸체(520)를 급진부몸체(510)에 장착시키기 위해 구비된다.

이러한 장착부(550)는 장착홈(552)과 장착돌기(554)를 포함한다.

장착홈(552)은 급진부몸체(510)에 형성된다.

또한 장착돌기(554)는 장착홈(552)에 대응되도록 집진부몸체(520)에 형성된다.

여기서, 장착돌기(554)는 집진부몸체(520)에서 인출 가능하게 구비되되, 탄성부(556)에 의해 돌출된 상태가 유지되며, 도 3에서 도시한 바와 같이, 조작부(560)에 의해 집진부몸체(520)로 유입된다.

다시 말해, 장착돌기(554)는 탄성부(556)에 의해 돌출되어 장착홈(552)에 걸려지되, 광원몸체(100)의 상단부에 구비된 조작부(560)에 의해 집진부몸체(520)로 유입되어 장착홈(552)에서 이탈됨에 따라, 광원몸체(100)가 급진부몸체(510)에서 용이하게 분리된다.

이에, 집진부몸체(520)과 집진코일(540)이 포함된 광원몸체(100)를 용이하게 설치 및 분리시켜 교체나 수리를 위한 관리를 용이하게 할 수 있다.

이와같은, 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원을 이용한 광배양기(1)는 도 4에서 도시한 바와 같이, 배양수조(2)와 내부광원(10)을 포함한다.

배양수조(2)는 밀폐커버를 갖고, 내부에 내부광원(10)이 구비되는 배양공간부가 형성되어 미세조류를 배양한다.

여기서, 내부광원(10)의 급진부몸체(510)와 급진코일(530)은 배양수조(2)의 저면에 복수 구비되고, 집진부몸체(520)와 집진코일(540)을 갖는 광원몸체(100)는 어느 하나의 급진부몸체(510)에 장착된다.

다시 말해, 하나의 배양수조(2)에 급진부몸체(510)와 급진코일(530)이 복수 구비되고, 집진부몸체(520)와 집진코일(540)을 갖는 광원몸체(100) 역시, 적어도 하나 이상 구비되어 필요한 조도에 따라, 필요한 위치에 구비된 급진부몸체(510)에 장착시켜 미세조류를 배양한다.

이에, 미세조류 배양 시, 배양수조(2)가 밀폐된 상태를 유지하며, 광을 조사할 수 있어 종래 전원선에 의해 발생되는 누수문제를 해소할 수 있어 배양효율을 향상시킬 수 있다.

그리고 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원(10)은 도 5에서 도시한 바와 같이, 반사체(600)를 더 포함한다.

이 반사체(600)는 충진재(400)와 함께 광원몸체(100)의 설치공간부에 복수 구비되며, 광을 반사시킬 수 있는 소재로 제작된다.

일 실시 예로, 반사체(600)는 플라스틱 비드, 글라스 비드 중 어느 하나 이상으로 제작되며, 0.1 ~ 5mm로 혼합형성된다.

이에, 광모듈(300)에서 조사되어 충진재(400)를 투과하는 광이 다양한 크기의 반사체(600)에 반사되어 고르게 조사됨에 따라, 빛 접촉면적을 높여 배양밀도를 향상시킬 수 있다.

또한 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원을 이용한 광배양기(1)는 도 6에서 도시한 바와 같이, 외부광원(20)과 광확산부(30)를 더 포함한다.

외부광원(20)은 광모듈(22)을 갖고, 배양수조(2) 외측에 구비되어 배양공간부로 광을 조사하고, 광확산부(30)는 배양수조(2)의 외면에 형성된다.

다시 말해, 광확산부(30)는 외부광원(20)의 광모듈(22)에 대응되는 위치에 형성되어 조사된 광을 배양공간부로 광을 확산시켜 조사한다.

이러한 광확산부(30)는 반구형 확산홈(32)으로, 광을 더욱 효과적으로 확산시킬 수 있다.

1 : 광배양기 2 : 배양수조
10 : 내부광원 100 : 광원몸체
200 : 무게추 300 : 광모듈
400 : 충진재 500 : 무선전원부

Claims (9)

1. 내부에 설치공간부를 갖는 광투과성 광원몸체;
   상기 광투과성 광원몸체의 설치공간부 중앙에 구비되어 광투과성 광원몸체가 부상되는 것을 방지하기 위한 무게추;
   상기 무게추에 구비되는 적어도 하나이상의 광모듈;
   상기 설치공간부에 충진되는 광투과성 충진재; 및
   상기 광모듈로 전원을 무선으로 공급하기 위한 무선전원부;를 포함하고,
   상기 충진재는,
   투명한 에폭시, 투명한 레진 중 어느 하나 이상으로 형성되며,
   상기 무선전원부는,
   배양수조 저면에 돌출되도록 구비되는 급진부몸체;
   상기 급진부몸체의 외주면을 감싸도록 상기 광원몸체의 하단부에 구비되는 집진부몸체;
   상기 급진부몸체 내부에 구비되는 급진코일;
   상기 급진코일에 대응되도록 상기 집진부몸체 내부에 구비되는 집진코일; 및
   상기 집진부몸체를 급진부몸체에 장착시키기 위한 장착부;를 포함하고,
   상기 장착부는,
   상기 급진부몸체에 형성되는 장착홈; 및
   상기 장착홈에 대응되도록 상기 집진부몸체에 형성되는 장착돌기;를 포함하는 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광투과성 광원몸체는 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광배양기용 무선전원공급 가능한 내부광원.
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