KR200357747Y1 - 2리터 플라스틱 생물반응기 - Google Patents

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KR200357747Y1
KR200357747Y1 KR20-2004-0005570U KR20040005570U KR200357747Y1 KR 200357747 Y1 KR200357747 Y1 KR 200357747Y1 KR 20040005570 U KR20040005570 U KR 20040005570U KR 200357747 Y1 KR200357747 Y1 KR 200357747Y1
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이범수
인준교
박명한
이종철
박태형
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(주)바이오피아
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    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
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Abstract

본 고안은 액체배지를 수용하는 생물반응기에 관한 것으로서 외부 공기를 강제로 생물반응기의 바닥에서 상부로 공급시 세라믹 공기발생장치에서 발생되는 기포로 액체배지에 공기가 공급되며 미생물, 버섯균사체, 식물조직배양 산물과 액체배지가 균일하게 혼합되므로 대량으로 생산할 수 있도록 한 것이다. 본 고안은 기존의 생물반응기에서 사용한 유리, 스텐레스 재질의 대량 배양시스템들이지만 본 고안의 재질은 고압멸균이 가능한 플라스틱(PC) 재질이기 때문에 가격이 저렴하며, 파손이나 이동 등 소규모 공간에서 활용도가 매우 높다.
또한, 외부의 무균 상태의 공기를 강제로 생물반응기의 바닥에서 상부로 공급하여, 발생되는 기포로 액체배지에 공기가 공급되며 액체배지가 균일하게 혼합되므로 미생물, 버섯균사체류, 식물조직배양체 등을 배양할 수 있도록 하였다.
상·하단의 마개의 착탈이 가능하며, 액체배지를 수용하는 몸체와 무균상태의 공기를 미세한 기포 형태로 만들어주는 장치가 몸체 바닥면에 장착되어 있다.
본 고안의 생물반응기는 배양물을 교반하지 않고 공기 부양장치에 의하여 배양하는 미생물, 버섯균사체류, 식물조직배양체 등의 배양에 유용하게 적용할 수 있다.

Description

2리터 플라스틱 생물반응기{2 liter Polycarbonate bioreactor}
본 발명은 미생물, 버섯균사체류, 식물조직배양체 등을 배양할 수 있도록 된 생물반응기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미생물 배양, 상황버섯, 동충하초 등의 버섯균사체류와 산삼, 장뢰삼, 인삼, 기타식물의 캘러스, 유묘, 부정근 등을 대량으로 증식시킬 수 있도록 고안된 공기부양식 생물반응기에 관한 것이다.
본 발명은 부가가치가 높은 미생물, 상황버섯, 동충하초, 산삼, 장뢰삼, 인삼 등의 대량 증식방법을 적용하여 의약품 및 식품의 원료용으로써 공급 가능하게 하며, 계절에 관계없이 대량 증식 방법을 제공하는데 있다.
생물반응기에 대한 공지기술들로서는 미생물 배양용 생물반응기(한국특허출원 10-2000-0018176), 액체종균 배양장치(한국실용신안 20-2002-0030566)등 생물반응기에 관한 것들이 있으나 재질이 유리이거나 스텐레스이며, 대형 생물반응기에 관한 것이다.
한편, 세포 배양용 풍선형 공기 반응식 생물반응기(한국특허출원 10-1997-035751)에서, 주목, 인삼, 담배, 당근 등의 세포를 배양하는 반응기에 관한 것이 있으나, 100L 이상 규모의 반응기는 몸체의 재질이 스텐레스로 되어 있어 빛을 필요로하는 부분에서는 적용이 어렵다.
기존의 미생물, 세포배양에 사용되고 있는 도1과 같은 10L 규모의 반응기는 몸체 재질이 유리로 되어 있어 빛을 공급할 수 있으나, 제작비용이 많이 들며, 깨지기 쉽고 무거워서 운반 및 관리에도 어려운 점이 있다.
본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위해, 기존의 반응기 보다 제작비용이 저렴하며 가볍고 충격에 강해 관리하기가 편리하면서 습열 멸균이 가능한 효율적인 생물반응기를 제공한다.
또한, 생물반응기의 용량이 소형(2리터)이며, 설치와 조작이 간편하기 때문에 소규모의 공간에서 다양한 조건의 생물반응기를 설치하여 관리 및 유지할 수 있어 연구분야의 실험실, 초·중·고등학교에서의 실험·실습 교육용 기자재로 사용이 가능하다.
본 고안의 생물반응기의 몸체 저면에는 공기 주입구(11)를 설치하여 배지 생육시 공기공급(41)을 할 수 있도록 구성된 것으로서, 본 고안은 장소와 계절의 영향 없이 미생물, 버섯균사체류, 식물조직배양시 증식 조건 중 적정 배지, 배지의 pH, 배양온도 등과 같은 최적 조건을 확립하고, 산업화하여 기후 및 환경 조건에 영향을 받지 않고 고부가가치의 미생물, 버섯균사체류, 식물조직배양 등의 원료를 년중 생산할 수 있도록 한 생물반응기를 제공할 수 있도록 한 것이다.
도1은 종래 기술에 의한 유리재질의 생물반응기의 개략도.
도2은 본 고안에 따른 생물반응기의 구성도.
도3는 본 고안에 따른 생물반응기의 공기 주입장치의 구성도.
도4는 본 고안에 따른 생물반응기의 공기 배출장치의 구성도.
도5는 본 고안에 따른 생물반응기의 받침대 구성도.
도6는 본 고안에 따른 생물반응기의 사용상태도.
*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명
10. 유리 생물반응기 몸체
11. 공기 주입구
12. 공기 배출부
13. 생물반응기 공기 주입부 몸체
14. 생물반응기 공기 주입부 마개
15. 공기 정화용 무균 필터
16. 공기량 조절기
17. 공기 배출부 오염방지용 솜
18. 공기 배출부 오염방지용 알류미늄호일19. 공기 배출용 실리콘튜브
20. 유리 생물반응기 튜브
21. 세라믹 공기발생장치
22. 오링
23. 받침대
24. 생물반응기 공기 배출부 마개
25. 생물반응기 공기 배출부 몸체
26. 오링27. 생물반응기 플라스틱 몸체
41. 공기방울
42. 산삼배양근
44. 에어 컴퓨레셔
본 고안의 생물반응기는 투명한 플라스틱 재질(PC)로 된 원통형 생물반응기 몸체(27)와 공기 주입부(11), 공기 배출부(12) 및 연결부품들로 되어 있다.
이하 도2 내지 도6을 참조하여 상세히 설명한다.
원통형 생물반응기 몸체(27)의 재질은 투명하고 내충격성을 갖으며 고압멸균이 가능한 폴리카보네이트(polycarbonate)같은 플라스틱으로 되어 있으며, 몸체의 모양은 하단 목부분의 공기 주입부(13)의 크기는 여러번의 실험을 거쳐 액체 부상형 배양에 적합하도록 설계하였고, 생물반응기의 상단 목부분에는 공기 배출부(25)가 있으며 배양산물를 수거할 수 있도록 하단보다 큰 직경으로 되어 있다.
공기 주입부(11)의 목부분 끝에, 돌려서 여닫는 플라스틱(PP) 공기 주입부 마개(14)가 달려 있으며, 공기 주입부 마개 한가운데 원형 세라믹 공기발생장치(21)가 부착되어 있으며, 공기 주입부 마개의 내부 끝단에 오링(22)이 있어 마개를 돌려 닫았을 때 생물반응기의 몸체와 견고하게 밀착되어, 배양액의 누수를 방지하도록 되어 있다.
세라믹 공기발생장치의 형태는 십자형, 마름모형, 쌍원형 등 다양한데, 수 차례의 실험결과 액체 부상형 배양에는 원형 세라믹 공기발생장치가 가장 적합하였다. 하단의 마개에 연결되는 실리콘튜브를 통해서 공기 정화용 무균필터(15) 및 공기량 조절기(16)와 연결되어 있어 공기의 공급량을 조절하거나, 사용하지 않을시 공기의 공급을 차단하도록 되어 있다.
한편 생물반응기 몸체(27)의 상부의 공기 배출부(12) 마개 내부 끝단에 오링(26)이 있어 마개를 돌려 닫았을 때 생물반응기의 몸체와 견고하게 밀착되며, 공기 배출기에 연결된 실리콘튜브(19)에는 내부에는 오염방지를 위한 솜(17)이 들어 있으며, 실리콘튜브(19)의 끝에는 오염방지를 위하여 알류미늄호일(18)이 덮여 있다.
생물반응기는 받침대(23)에 위치하며 외부의 에어 컴퓨레셔(44)를 통해 공기 정화용 무균필터(15)를 거쳐 무균 상태의 공기가 공급된다.
상술한 바와 같은 구조의 본 고안의 생물반응기는 미생물, 상황버섯, 동충하초 등의 다양한 유용 버섯균사체류와 산삼, 장뢰삼, 인삼 등의 부정근 대량 배양에 아주 효율적이고, 또한 교반시키지 않고 공기 부양장치에 의하여 배양하는 담배, 당근 등의 식물세포를 배양하는 데도 유용하다.
본 고안의 생물반응기를 이용한 산삼 배양의 실시예를 설명한다(도6 참조).
<실시예> 본 고안의 생물반응기를 이용한 산삼배양근(42)의 배양
(1) 생물반응기를 무균상에서 마개를 열고 무균상태의 배양배지와 산삼배양근 50 g을 넣는다.
(2) 마개를 돌려서 닫은 후 받침대(23) 위에 생물반응기를 세워 거치시킨 다음, 공기주입튜브를 연결한다.
(3) 공기배출용 실리콘튜브(19) 끝단부에 알루미늄호일(18)을 감싼다.
(4) 공기량 조절기(16)를 열어 세라믹 공기발생장치(21)를 통해 미세한 공기(41)를 공급한다.
(5) 적정온도를 유지하며 빛과 공기를 공급하면서 42일간 배양한다.
(6) 양호한 품질의 산삼배양근 약 500g을 수확한다.
본 고안에 의해 기존의 생물반응기 보다 제작비용이 매우 저렴하며 가볍고 충격에 강해 관리하기가 편리하면서도 배양에 효율적인 생물반응기가 제공된다.
또한, 본 고안의 생물반응기에 의하여 미생물, 버섯균사체류, 산삼, 장뢰삼, 인삼 등의 부정근을 기후나 장소에 장애를 받지 않고 단기간 내에 대량생산 할 수 있도록 함으로서, 부가가치가 높은 생산물을 공급할 수 있으며, 공기부양 생물반응기를 사용함으로서 생산물의 생육에 바람직한 조건을 부여 할 수 있게 되며, 생산성을 상업적인 측면에서 확립할 수 있다.
또한, 다양한 수요층에 저렴한 가격으로 공급할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

  1. 생물반응기 몸체(27)와 공기 주입부(11), 공기 배출부(12) 및 연결 부품들로 구성된 폴리카보네이트(polycarbonate)같은 투명한 플라스틱 재질로 되어 있는 원통형의 생물반응기
  2. 제1항에 있어서 생물반응기 공기 주입부 몸체(13)에 공기 주입부(11)가 있고, 공기 주입부의 끝에 실리콘튜브를 통해 공기 정화용 무균필터(15) 및 공기량 조절기(16)와 연결되고, 생물반응기 몸체(27) 상부 측면 주연에 공기 배출부(12)가 있으며, 공기 배출부의 직경이 몸체 직경의 절반정도 크기이며, 공기 배출부의 끝에 연결된 실리콘튜브(19) 내부 끝 부분에 솜(17)이 채워져 있고 실리콘튜브 외부 끝단부를 알루미늄호일(18)로 덮고 있는 구조로 된 것이 특징인 생물반응기
  3. 제1항에 있어서 공기 주입부(11)의 구조는 생물반응기 공기 주입부 마개(14)의 중심부에 원형 세라믹 공기발생장치(21)가 붙어있으며, 외부로 공기 정화용 무균 필터(15)를 연결할 수 있는 생물반응기
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100843510B1 (ko) * 2006-11-07 2008-07-04 김용기 생물배양기
KR20160019998A (ko) * 2014-08-12 2016-02-23 (주)에이씨티 식물 조직배양체 무균 배양용기 및 이를 포함하는 가정용 무균 배양장치
CN106879461A (zh) * 2015-12-16 2017-06-23 爱术特有限公司 植物组织培养体的培养装置

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