KR20100006019A - Lighting unit and microbe cultivation apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 미생물 배양기에 관한 것으로서, 특히 피배양액에 대한 교반유닛을 배양조의 하측에 배치함에 의해 피배양액에 대한 광을 조사하는 조명유닛을 배양조의 상측에 배치된 커버에 설치하여 미생물에 대한 광 조사를 효율적으로 실시하여 미생물의 배양율 저하를 방지할 수 있고, 금속 배양조를 사용하여 피배양액 멸균을 위한 고온 살균을 쉽게 행할 수 있는 조명유닛 및 이를 이용한 미생물 배양기에 관한 것이다.The present invention relates to a microbial incubator, and in particular, by placing a stirring unit for the culture medium to the lower side of the culture tank, an illumination unit for irradiating light to the culture medium is installed on the cover disposed on the upper side of the culture tank to irradiate light to the microorganism The present invention relates to an illumination unit and a microbial incubator using the same, which can prevent the lowering of the microbial culture rate by efficiently performing the high temperature sterilization for sterilizing the culture medium using a metal culture tank.
최근 다양한 미생물을 이용한 농업, 축산, 수산업이 개발되어 널리 이용되고 있으며, 이러한 미생물을 이용하는 방법으로는 광합성균이나 유산균, 바실러스균, 효모균, 남조균 등을 배양하여 물에 희석시킨 다음, 종자소독, 토양에 살포, 작물에 관주 또는 엽면살포 및 가축에게 먹이는 방법으로서, 작물의 생산을 촉진시키고 병충해를 방지하며 가축의 경우 성장을 촉진시키고 질병을 예방하게 되고 육질을 좋게 하며 배설물의 악취와 오염을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 병원균의 증식을 억제하거나 유익균을 돕고 유해균을 억제시키는 효과를 얻는데 이용되고 있다.Recently, agriculture, livestock, and fisheries using various microorganisms have been developed and widely used. As a method of using these microorganisms, photosynthetic bacteria, lactic acid bacteria, Bacillus bacteria, yeast bacteria, cyanobacteria, and the like are diluted in water, followed by seed disinfection, It is a method of spraying soil, irrigation or foliar spraying of livestock and feeding livestock, which promotes crop production, prevents pests, promotes growth in livestock, prevents disease, improves meat quality and reduces odor and pollution of feces. In addition, it is used to inhibit the growth of pathogens, to help beneficial bacteria and to obtain the effect of suppressing harmful bacteria.
또한, 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.In addition, microorganisms can be used in the field of water purification, organic waste fermentation agent, various industrial waste purification, and when used in aquaculture, water purification, suppressing the occurrence of pathogens, improving disease resistance.
따라서, 본 출원인은 일반 농가, 어가 사용자들이 미생물을 손쉽게 배양하여 자신들의 목적에 맞게 안정적으로 활용할 수 있도록 국내특허등록 제732193호에 개시된 미생물 배양기를 제안한 바 있다.Therefore, the present applicant has proposed a microbial incubator disclosed in the domestic patent registration No. 732193 so that ordinary farms, fish users can easily cultivate the microorganisms and use it stably for their purposes.
이러한 미생물 배양기는 하우징을 구비하고, 하우징 내측 중앙에는 둘레가 광투과성 재질인 투명 PC(폴리카보네이트)로 이루어진 배양조가 배치되고, 하우징 내벽에는 배양조에서 배양되는 미생물에게 필요한 빛과 열을 공급하기 위한 다수의 조사램프가 설치된다. 이때 다수의 조사램프는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단필터가 다수의 조사램프 전방에 배치된다.Such a microbial incubator has a housing, and in the center of the housing, a culture tank made of a transparent PC (polycarbonate) having a light-transmissive material is disposed, and an inner wall of the housing is provided for supplying light and heat necessary for microorganisms grown in the culture tank. Multiple irradiation lamps are installed. In this case, the plurality of irradiation lamps are disposed in front of the plurality of irradiation lamps infrared cut filter for blocking infrared rays.
이 경우, 미생물 배양기는 내부의 온도가 배양조 내의 미생물이 광합성에 의해 양호하게 배양될 수 있도록 적정온도 예를 들면, 약 37℃를 유지하도록 제어한다.In this case, the microbial incubator controls the internal temperature to maintain an appropriate temperature, for example, about 37 ° C. so that the microorganisms in the culture tank can be well cultured by photosynthesis.
한편, 일반적으로 미생물 배양기는 배양조 내부의 잡균을 제거하기 위한 목적으로 미생물 배양의 전처리공정으로 배양조 내부에 물을 장입한 후 고온으로 가열하여 고온 살균하는 공정을 거친다. 그러나, 상기한 특허등록 제732193호에는 하우징 내벽에 설치된 다수의 조사램프로부터 조사되는 광을 수신하도록 광투과성 재질의 배양조를 사용하였기 때문에 이러한 고온 살균 공정을 실시하는 것이 곤란하였다. On the other hand, in general, the microbial incubator is a pretreatment step of the microbial culture for the purpose of removing various germs inside the culture tank, the water is charged to the inside of the culture tank and subjected to high temperature sterilization by heating to a high temperature. However, it is difficult to carry out such a high temperature sterilization process in Patent Registration No. 712193 because a light-transmissive culture tank is used to receive light emitted from a plurality of irradiation lamps installed on the inner wall of the housing.
따라서 종래에는 미생물 배양을 위해 미생물 배양기 외에 멸균을 행하기 위한 별도의 멸균장치를 마련해야 하므로 추가 비용이 발생하는 문제가 있었다. 결과적으로 배양조는 고온 살균 공정을 처리할 수 있도록 금속재로 이루어지는 것이 요구된다. Therefore, in the related art, in addition to the microbial incubator, it is necessary to provide a separate sterilization apparatus for sterilization. As a result, the culture tank is required to be made of a metal material so that the high temperature sterilization process can be processed.
한편, 상기와 같은 종래의 미생물 배양기를 통해 광합성 미생물을 배양하는 경우 최적 조건에서 약 80~90시간 정도가 소요되며, 유산균의 경우 최적조건에서 약 40시간 정도 소요된다.On the other hand, when culturing photosynthetic microorganisms through the conventional microorganism incubator as described above takes about 80 ~ 90 hours in optimal conditions, and in the case of lactic acid bacteria it takes about 40 hours in optimal conditions.
그런데, 이러한 종래의 미생물 배양기는, 다수의 조사램프가 배양조의 측면으로부터 광을 조사하도록 배양조의 둘레에 배치되는데, 이처럼 장시간 동안 배양이 이루어지는 경우 배양 후반부로 갈수록 배양조 내의 미생물이 빛을 흡수하기 위해 배양조 벽의 내측에 부착되는 현상이 발생한다. 이에 따라 배양조 벽에 붙은 미생물에 의해 배양조를 투과하는 빛의 양이 감소하면서 배양조 전체의 미생물의 생존수가 감소하여 결국, 배양율의 저하를 초래하는 문제가 있었다.By the way, such a conventional microbial incubator is arranged around the culture tank so that a plurality of irradiation lamps irradiate light from the side of the culture tank, in order to absorb the light from the microorganisms in the culture tank toward the second half of the culture if the culture is performed for a long time The phenomenon of attachment to the inside of the culture vessel wall occurs. Accordingly, while the amount of light passing through the culture tank is reduced by the microorganisms attached to the culture tank wall, the survival number of the microorganisms of the entire culture tank is reduced, resulting in a decrease in the culture rate.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해, 피배양액에 대한 교반유닛을 배양조의 하측에 배치함에 의해 피배양액에 대한 광을 조사하는 조명유닛을 배양조의 상측에 배치된 커버에 설치하여 미생물에 대한 광 조사를 효율적으로 실시하여 미생물의 배양율 저하를 방지할 수 있는 조명유닛 및 이를 이용한 미생물 배양기를 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the illumination unit for irradiating the light to the culture medium by arranging the stirring unit for the culture medium to the culture medium to be disposed on the cover disposed above the culture tank to irradiate light to the microorganism It is an object of the present invention to provide a microorganism incubator using the lighting unit and the same that can be carried out efficiently to prevent a decrease in the culture rate of microorganisms.
본 발명의 다른 목적은 미생물 배양기 자체적으로 미생물 배양은 물론 금속 배양조를 사용하여 배양 전 피배양액 멸균을 위한 고온 살균을 쉽게 행할 수 있는 미생물 배양기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a microorganism incubator that can easily perform high temperature sterilization for sterilization of the culture medium before culture using a microorganism culture as well as a metal culture tank itself.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상측이 개방된 배양조와 배양조 상측을 개폐하는 커버를 포함하는 미생물 배양기용 조명유닛에 있어서, 상기 배양조의 상부를 개폐하는 커버 내측으로 매입되는 매입부와 상기 커버 외측으로 노출되는 노출부를 가지며, 상기 하우징의 노출부에 외부공기가 흡입되는 공기흡입구멍과 공기흡입구멍의 대향한 위치에 공기배출구멍을 갖는 하우징; 상기 하우징의 매입부에 설치되는 램프; 상기 램프 주변에 설치되어 상기 배양조 내측으로 광을 반사하는 반사판; 상기 하우징의 매입부 하측에 설치되어 상기 램프로부터 조사되는 광을 투과시키기 위한 투명체; 상기 투명체에 부착되어 상기 투명체를 투과하는 광에 포함된 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단필름; 및, 상기 외부공기를 상기 하우징으로 강제 유출입시키기 위해, 상기 공기배출구멍에 설치된 송풍기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기용 조명유닛을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a lighting unit for a microorganism incubator comprising a cover for opening and closing the culture tank and the upper side of the upper side, the buried portion embedded in the cover to open and close the top of the culture tank A housing having an exposed portion exposed to the outside of the cover and having an air discharge hole at a position opposite to the air suction hole and the air suction hole through which the outside air is sucked into the exposed portion of the housing; A lamp installed in an embedding portion of the housing; A reflection plate installed around the lamp to reflect light into the culture tank; A transparent body installed below the embedded portion of the housing to transmit light emitted from the lamp; An infrared ray blocking film attached to the transparent body to block infrared rays included in light passing through the transparent body; And a blower installed in the air discharge hole in order to forcibly flow in and out the external air into the housing.
또한, 본 발명은 상기 조명유닛을 이용하여 배양조 내에 투입된 미생물에 조명유닛을 통해 광을 조사함으로써, 미생물을 배양하는 미생물 배양기를 구성할 수 있다.In addition, the present invention by irradiating light through the lighting unit to the microorganisms put into the culture tank using the lighting unit, it is possible to configure a microorganism incubator for culturing the microorganisms.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 배양조 내에 투입된 미생물에 조명유닛을 통해 광을 조사함으로써, 미생물을 배양하는 미생물 배양기에 있어서, 상 기 조명유닛은 상기 배양조의 상부를 개폐하는 커버에 매입된 일부에는 광을 조사하기 위한 램프가 설치되며, 상기 커버 외측으로 노출되는 나머지 부분에는 외부공기가 상기 조명유닛 내로 유입되는 공기흡입구멍 및 상기 공기흡입구멍을 통해 상기 조명유닛 내로 유입된 공기를 상기 조명유닛 외부로 강제 배출하기 위한 송풍기가 설치되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기를 제공한다.According to another feature of the invention, the present invention is a microorganism incubator for culturing microorganisms by irradiating light through a lighting unit to the microorganisms in the culture tank, the lighting unit is embedded in a cover for opening and closing the upper portion of the culture tank. A lamp for irradiating light is installed on a portion of the light source, and the remaining portion exposed to the outside of the cover includes an air suction hole through which external air flows into the lighting unit and air introduced into the lighting unit through the air suction hole. It provides a microorganism incubator characterized in that the blower for forcibly discharged to the outside of the lighting unit is installed.
상기 미생물 배양기는 피배양액을 교반시키기 위한 임펠러; 및 상기 배양조의 하측에 설치되어 임펠러를 회전 구동하기 위한 구동장치를 더 포함한다.The microbial incubator includes an impeller for stirring the culture medium; And a driving device installed at the lower side of the culture tank to rotationally drive the impeller.
상기 배양조는 금속재, 예를 들어, 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있다.The culture tank may be made of a metal material, for example, stainless steel.
상기 배양조는 배양조 내로 투입된 피배양액을 고온으로 가열하여 멸균을 행하기 위한 시즈히터를 구비한다.The culture tank is equipped with a sieve heater for sterilization by heating the culture medium introduced into the culture tank to a high temperature.
상기 미생물 배양기는 상기 배양조 일측에 형성된 냉각통로를 따라 피배양액이 일방향으로 순환될 때 상기 냉각통로에 일부가 매입 설치되어 열교환에 의해 피배양액을 냉각시키기 위한 적어도 하나의 냉각유닛; 및 상기 배양조 내부의 하단에 설치된 지지축에 회전 가능하게 설치된 임펠러를 구비하고, 피배양액과 미생물 균주의 교반과 피배양액을 상기 냉각통로로 순환시키기 위해 배양조에 설치되는 교반유닛;을 더 포함할 수 있다.The microbial incubator includes at least one cooling unit installed in a portion of the cooling passage when the culture medium is circulated in one direction along a cooling passage formed at one side of the culture tank to cool the culture medium by heat exchange; And an impeller rotatably installed on a support shaft installed at a lower end of the culture vessel, and a stirring unit installed in the culture vessel to circulate the cultured liquid and the microbial strain and the cultured liquid to the cooling passage. Can be.
상기와 같이 본 발명에 있어서는, 피배양액에 대한 교반유닛을 배양조의 하측에 배치함에 의해 피배양액에 대한 광을 조사하는 조명유닛을 배양조의 상측에 배치된 커버에 설치하여 미생물에 대한 광 조사를 효율적으로 실시하여 미생물의 배양율 저하를 방지할 수 있다.In the present invention as described above, by placing a stirring unit for the culture medium to the lower side of the culture tank, an illumination unit for irradiating the light to the culture medium is installed on the cover disposed above the culture tank to efficiently radiate light to the microorganisms. It can be carried out to prevent the reduction of the culture rate of the microorganism.
또한, 본 발명에서는 미생물 배양기 자체적으로 미생물 배양은 물론 금속 배양조와 시즈히터를 사용하여 배양 전 피배양액 멸균을 위한 고온 살균을 쉽게 행할 수 있다.In addition, the present invention can easily perform high-temperature sterilization for sterilization of the culture medium before cultivation using a microorganism cultivator itself as well as a metal culture tank and a sieve heater.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양기의 구성을 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the microorganism incubator according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양기를 나타내는 정면도, 평면도 및 측단면도이며, 도 4는 배양액 냉각통로의 출구 측을 나타내는 확대단면도이고, 도 5는 오버플로우 구조를 나타내는 확대단면도이고, 도 6은 조명유닛을 나타내는 확대단면도이고, 도 7은 배양액 냉각통로에 설치된 냉각유닛의 결합구조를 나타내는 확대단면도이고, 도 8은 마그네틱 커플러를 보여주는 도면이고, 도 9는 교반유닛의 제1 및 제2 자기구동부를 나타내는 확대단면도이다.1 to 3 is a front view, a plan view and a side cross-sectional view showing a microbial incubator according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an enlarged cross-sectional view showing the outlet side of the culture medium cooling passage, Figure 5 is an overflow structure 6 is an enlarged cross-sectional view showing an illumination unit, Figure 7 is an enlarged cross-sectional view showing a coupling structure of the cooling unit installed in the culture medium cooling passages, Figure 8 is a view showing a magnetic coupler, Figure 9 is stirring An enlarged cross-sectional view showing the first and second magnetic drive units of the unit.
본 실시예의 미생물 배양기(1)는, 바디(2)와, 바디(2) 상측에 설치된 커버(9)와, 바디(2) 내측에 설치되어 배양조(10) 내부로 광을 조사하기 위한 조명유닛(30)과, 배양조(10) 내의 피배양액을 적정온도로 냉각시키기 위한 냉각유닛(50)과, 피배양액을 교반시키기 위한 교반유닛(70)을 구비한다.The
바디(2)는 배양조(10)를 지지함과 동시에 상측에 배양조(10)의 상부를 개폐하기 위한 커버(9)가 설치된다. 또한 바디(2)는 배양조(10) 하측으로 미생물 배양기(1)를 작동시키기 위한 각종 전자장치(미도시)와 산소공급장치(5) 등이 설치되는 설치공간(2a)이 마련된다.The
커버(9)는 배지(culture medium)와 미생물 균주를 배양조(10)로 투입하기 위한 배지 투입구(9a) 및 미생물 균주 투입구(9b)가 각각 설치되고, 다수의 조명유닛(30)이 설치된다. 이 경우 배지 투입구(9a) 및 미생물 균주 투입구(9b)는 배지 및 미생물 균주 투입 후 배양조(10)로 외부 공기가 유입되지 않도록 커버(9)에 씰링 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.The
배양조(10)는 배양 전 고온으로 물과 배지가 혼합된 피배양액을 가열하여 잡균을 제거하기 위한 멸균 공정을 수행할 경우, 이때 발생하는 고온에 의해 배양조(10)가 파손되거나 변형되지 않도록 소정의 두께를 갖는 내열성 및 내식성을 갖는 불투명한 금속재 예를 들면, 스테인레스 스틸로 이루어진다. 또한 배양조(10)는 내부에 피배양액이 장입되는 공간부(10a)를 갖고, 상부는 배지 및 피배양액을 투입하고 조명유닛(30)을 통해 피배양액으로 광이 조사될 수 있도록 개방된다. 이에 따라 배양 중에 미생물이 배양조(10)의 벽에 부착되더라도 조명유닛이 배양조(10)의 개방된 상부를 통해 광을 조사하므로, 종래기술과 달리 배양시간 동안 균일한 양의 광을 지속적으로 조사할 수 있어 조사량이 감소로 인한 미생물의 감소를 방지할 수 있다.When the
상기 배양조(10)는 배양액 냉각통로(13), 공냉하우징(14), 오버플로우 파이프(15), 시즈히터(16), 물투입구(17), 청소구(18), 확인창(19) 및 드레인 파이프(20)를 구비한다.The
배양액 냉각통로(13)는 투입구(12)를 통해 배양조(10) 내로 투입된 고온의 피배양액을 냉각시키기 위해 배양조(10)의 일부를 둘러싸도록 배양조(10) 일측에 공간부(10a)와 격리되도록 형성된다. 이러한 배양액 냉각통로(13)는 배양액 냉각통로(13)와 배양조(10)가 상호 연결되는 양측에 각각 유입구(13a) 및 배출구(13b)가 형성된다. 이 경우, 배출구(13b)는, 도 4와 같이, 통과하는 혼합액의 유속을 높여 배양조(10) 내에 와류를 형성하도록 배양액 냉각통로(13)에서부터 배출구(13b) 측으로 갈수록 좁아지도록 형성된다. The culture
또한 배출구(13b)에 인접한 공간부(10a)에는 배출구(13b)에 의해 빠른 유속으로 분사되는 와류의 선회력을 향상시키도록 가이드판(13c)이 배치된다. 가이드판(13c)은 공간부(10a)의 피배양액 순환을 양호하게 유지하기 위해 배양조(10)의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는다. 한편, 본 실시예의 배양액 냉각통로(13)는 상술한 형상 이외에도 양단이 각각 배양조(10)에 연통되는 파이프 형상으로 이루어지는 것도 물론 가능하다.In addition, the
공냉하우징(14)은 배양액 냉각통로(13) 및 다수의 냉각유닛(30)을 함께 둘러싸도록 배양조(10) 일측에 형성된다. 이러한 공냉하우징(14)는 일측에 냉각공기가 유입되는 공기유입구(14a)와 타측에 공냉하우징(14)을 거쳐 냉각유닛(30)과 열교환된 더운 공기를 배출하는 공기배출구(14b)가 각각 형성된다. 이 경우 공냉하우징(14)는 내측에 배치된 냉각유닛(30)을 유지보수하기 위해 공냉하우징(14)을 개방하는 수리용 창(14c)이 형성된다.The
오버플로우 파이프(15)는 효모와 같은 호기성 미생물 배양 시 거품이 발생하여 피배양액이 적정수위 이상으로 넘칠 때, 이를 배양조(10) 외부로 배출하도록 배 양조(10) 일측 상부에 형성된다. 이 경우, 오버플로우 파이프(15)는, 도 5와 같이, 일단이 오버플로우 배출구(10c)에 연통되고 타단이 하방향으로 절곡 형성된다. 또한 오버플로우 파이프(15)는 내측에 오버플로우 배출구(10c) 주변의 밸브시트(10d)에 안착되는 개폐밸브(15a)가 스프링(15b)에 의해 오버플로우 배출구(10c)를 탄력적으로 개폐한다. 이러한 개폐밸브(15a)는 외기에 존재하는 각종 세균이 오버플로우 배출구(10c)을 통해 배양조(10) 내로 유입되는 것을 방지하도록, 피배양액이 넘칠 때만 오버플로우 배출구(10c)를 개방한다.The
시즈히터(sheath heater)(16)는 배양조(10) 일측에 설치되며, 배양 전에 배양조(10)에 투입된 피배양액을 약 95℃의 고온으로 가열하여 피배양액의 멸균을 행할 수 있다. 이 경우, 배양조(10)는 내열성을 갖는 재질로 이루어지므로 시즈히터(16)를 고온으로 가동하더라도 영향을 받지 않고 피배양액 멸균을 행할 수 있다. 아울러 시즈히터(16)는 미생물 배양 중 피배양액이 외부환경 등에 의해 배양을 위한 적정온도 이하로 떨어지지 않도록 하여 유지시키는 역할도 겸할 수 있다. 이러한 시즈히터(16)는 피배양액에 직접 접촉한 상태로 피배양액의 온도를 상승시키기 위해 일부가 배양조(10)를 관통하여 공간부(10a)로 침투한 상태로 설치된다. 시즈히터(16)의 동작과 관련하여, 배양조(10) 내측에는 피배양액의 온도를 감지하기 위한 온도센서(16a)를 구비한다.Sheath heater (16) is installed on one side of the culture tank (10), it is possible to sterilize the culture medium by heating the culture medium added to the
물투입구(17)는 배양조(10) 내부에서 배양되는 미생물의 배양을 위한 물을 공급하기 위해 배양조(10)의 일측 상부에 설치된다. 청소구(18)는 배양조(10) 내부로 소정의 청소도구를 집어넣고 청소할 수 있도록 소정 크기로 배양조(10)의 일측 에 형성된다. 확인창(19)은 배양조(10) 일측에 형성되어 사용자가 미생물 배양기(1) 작동 중에 배양조(10) 내부를 직접 육안으로 확인할 수 있도록 한다.The
드레인 파이프(20)는 일측이 배양조(10) 하부에 연통되도록 설치되며, 타측이 바디(2)의 외측으로 돌출된다. 드레인 파이프(20)를 통해 사용자는 배양조(10) 내에서 배양된 미생물을 배양조(10)로부터 배출시킬 수 있다. 이 경우, 미생물이 배양조(10)에 잔류하지 않고 모두 배출되도록 드레인 파이프(20)는 대략 반구형으로 이루어진 배양조(10) 하부의 중앙에 설치하는 것이 바람직하다. 이와 관련하여 후술하는 교반유닛(70)은 드레인 파이프(20)와 간섭하지 않도록 드레인 파이프(20)의 일측에 설치한다.
조명유닛(30)은, 도 6과 같이, 커버(12)에 다수 개가 설치되며, 각각 하우징(30a), 램프(31), 반사판(33), 투명체(35), 적외선차단필름(36) 및 송풍기(37)를 포함한다.As shown in FIG. 6, a plurality of
하우징(30a)은 커버(12) 내측으로 매입되는 매입부(30b)와 커버(12) 외측으로 노출되는 노출부(30c)을 포함한다.The
하우징(30a)의 일부(30b)에는 램프(31)가 설치되고, 램프(31) 주변으로 램프(31)에서 방사되는 광을 배양조(10) 측으로 조사하도록 광을 반사하는 반사판(33)이 설치된다. 또한, 하우징(30a)의 일부(30b) 하측에는 램프(31)를 보호하고 아울러 램프(31)로부터 조사되는 광을 투과시켜 배양조(10) 측으로 조사될 수 있도록 투명체(35)가 설치된다. 상기 투명체(35)는 예를 들면 광투과성 재질로 이루어지는 유리, 강화유리 또는 소정의 내열성을 갖는 수지로 이루어질 수 있다.A
한편, 투명체(35)에는 광에 포함된 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단필름(37)이 부착된다.On the other hand, the infrared
더욱이 하우징(30a)의 노출부(30c)에는 일측으로 외부공기가 유입되는 공기흡입구멍(30d)이 형성되고, 그 맞은 편에는 외부공기를 공기흡입구멍(30d)을 통해 흡입하여 하우징(30a) 내부를 거쳐 외부로 강제로 배출하기 위한 송풍기(37)가 설치된다. 이러한 조명유닛(30)의 공랭시스템은 램프(31)에 의해 발생하는 열이 피배양액에 영향을 주지 않도록 함은 물론, 배양 중 장시간 고온에 노출되는 램프(31)의 과열을 방지하기 위함이다.Furthermore, an
냉각유닛(50)은 공냉하우징(14) 내에 배양액 냉각통로(13)를 따라 다수 개 설치되며, 각각의 냉각유닛(50)은 냉각봉(51), 나선형 방열핀(53) 및 실링너트(55)를 포함한다.A plurality of cooling
도 5를 참고하면, 냉각봉(51)은 열 전달이 우수한 금속재질로 이루어지며, 피배양액과 직접 접촉하도록 그 하단이 배양액 냉각통로(13)에 설치된 소켓(52)을 관통하여 배양액 냉각통로(13)로 매입 설치된다.Referring to Figure 5, the cooling
나선형 방열핀(53)은 냉각유닛(50)이 냉각공기와 접촉하는 면적을 넓히도록 냉각봉(51)을 따라 나선방향으로 결합된다. 또한 나선형 방열핀(53)은 공냉하우징(14)를 통과하는 냉각공기가 나선형 방열핀(53)을 따라 냉각봉(51)의 하부에서 상부로 선회하면서 냉각봉(51)의 상단에 비해 상대적으로 고온인 냉각봉(51)의 하부의 온도를 냉각봉(51)의 상측으로 전달함으로써 전체적으로 냉각유닛(50)의 냉각성능을 향상시킬 수 있다.The
실링너트(55)는 냉각봉(51)에 나사 결합되어 냉각봉(51)을 따라 회전시켜 소켓(52)에 체결토록 함으로써, 냉각봉(51)을 배양액 냉각통로(13)에 고정시킬 뿐만 아니라 냉각봉(51)을 삽입하기 위해 형성된 삽입구멍(13d)의 기밀을 유지시킬 수 있다.The sealing
교반유닛(70)은 모터(71), 제1 및 제2 자기구동부(73,75), 지지축(77), 중공축(78) 및 다수의 임펠러 블레이드(79)를 포함한다. 이러한 교반유닛(70)은 배양조(10) 내에 투입된 피배양액과 미생물의 효과적인 교반을 위해 종래의 미생물 배양기의 순환펌프를 이용한 자연 순환방식과 달리 피배양액을 강제순환하는 방식으로 교반을 행한다. 상기 중공축(78) 및 다수의 임펠러 블레이드(79)는 임펠러를 형성한다.The stirring unit 70 includes a
아울러, 교반유닛(70)은 배양조(10) 하부의 중앙으로부터 편심되도록 배치함과 동시에 상단이 배양조(10)의 중앙에 위치하도록 소정 각도 경사지게 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 교반유닛(70)은 배양이 완료된 배양액의 수거를 위한 드레인이 배양조(10) 하단의 정중앙에 설치되고, 임펠러의 중공축(78)이 배양조(10) 하단의 정중앙으로부터 편위된 위치에 배치될 수 있다.In addition, the stirring unit 70 is preferably disposed so as to be eccentric from the center of the lower portion of the
또한, 상기 교반유닛(70)은 상기 실시예 구조 대신에 임펠러의 중공축(78)이 배양조(10) 하단의 정중앙에 설치되고, 배양이 완료된 배양액의 수거를 위한 드레인은 배양조(10) 하단의 정중앙으로부터 편위된 위치에 배치될 수 있다.In addition, the stirring unit 70 is the
모터(71)는 바디(2)의 설치공간(2a)에 배치되어 제1 자기구동부(73)에 회전력을 전가한다.The
제1 자기구동부(73)는 스텐레스 스틸, 알루미늄 등의 내식성을 갖고 비자성체로 이루어진 환형 회전체(73a)를 구비하며, 이 회전체(73a)는 바디(2)에 설치된 고정브라켓(72)에 의해 지지되고 아울러 그 중앙이 모터(71)의 구동축(71a)에 연결된다. 또한, 도 7과 같이, 제2 자기구동부(75)와 마주하는 회전체(73a)의 일면에는 구동축(71a)을 중심으로 원주방향으로 다수의 영구자석(73b) 예를 들면, 12개의 영구자석(73b)이 상호 동일간격으로 N극 및 S극이 교대로 매입 배열된다. 더욱이 도 8과 같이, 다수의 영구자석(73b)은 플라스틱 덮개(73c)를 통해 회전체(75a)에 안정적으로 장착된다.The first
제2 자기구동부(75)는 제1 자기구동부(73)와 마찬가지로 비자성체로 이루어지며 배양조(10) 하측에 회전 가능하게 설치된 회전체(75a)를 구비하고, 제1 자기구동부(73)와 마주하는 일면에는 중앙을 기준으로 원주방향으로 다수의 영구자석(75b)이 동일간격으로 배치된다. 이 경우, 다수의 영구자석(75b)은 제1 자기구동부(73)와 마찬가지로 N극 및 S극이 교대로 배열되고, 플라스틱 덮개(75c)에 의해 회전체(75a)에 장착된다.Like the first
지지축(77)은 일단이 배양조(10) 저면에 고정되고 타단이 배양조(10) 내측으로 소정 높이로 배치되며, 모터(71)의 구동축(71a)과 동축으로 배치된다.One end of the
다수의 임펠러 블레이드(79)는 지지축(77)이 슬라이딩 가능하게 삽입되는 중공축(78)에 상하로 소정 간격을 두고 배치된다. 이러한 다수의 임펠러(79)는 배양에 도움을 주기 위해 다수의 구멍(79a)을 형성하여 산소공급노즐(6)을 통해서 하측에서 공급되는 산소의 입자 크기를 잘게 부수어서 피배양액에 고르게 혼합할 수 있 다. 이 경우, 선택적으로 와류 발생을 위해 임펠러 블레이드(79)를 경사지게 할 수 있다.The plurality of
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양기(1)의 작용을 설명한다.It describes the action of the
먼저, 물과 배지로 이루어진 피배양액을 배양조(10)로 투입한 후, 시즈히터(16)를 가동하여 배양 전에 피배양액 멸균을 위해 피배양액을 약 95℃의 고온으로 가열한다. 멸균이 이루어진 경우 피배양액을 냉각시켜 배양에 적합한 온도로 냉각시킨다.First, after the culture medium consisting of water and the medium is introduced into the
이어서, 미생물 균주 투입구(9b)를 통해 미생물 균주를 투입한 후, 배지 투입구(9a) 및 미생물 균주 투입구(9b)를 씰링 상태로 폐쇄하고 배양을 실시한다.Subsequently, after the microbial strain is injected through the
이하에 피배양액 멸균 및 배양 과정에서 요구되는 피배양액의 냉각 및 교반 동작을 이하에 상세하게 설명한다.Hereinafter, the cooling and stirring operations of the cultured solution required during the sterilization and culture of the cultured solution will be described in detail.
먼저, 고온 살균된 피배양액의 냉각 및 교반을 위해 냉각유닛(50) 및 교반유닛(70)을 동작시킨다.First, the cooling
교반유닛(70)은 온(on)시키면 기어드 모터(71)가 구동하면서 구동축(71a)과 연결된 제1 자기구동부(73)가 회전한다. 이에 따라 제1 자기구동부(73)의 다수의 영구자석(73a)과 이에 대응하는 제2 자기구동부(75)의 다수의 영구자석(75a) 사이에 인력(引力)이 발생하면서 제2 자기구동부(75)가 회전한다. When the stirring unit 70 is turned on, the first
제2 자기구동부(75)는 회전력을 중공축(78)으로 전달하여 다수의 임펠러 블레이드(79)를 회전시킴으로써, 배양조(10)의 공간부(10a)에 투입된 피배양액과 미 생물을 강제 교반함으로써 종래의 자연 순환식에 비해 미생물의 배양 조건을 갖출 수 있다.The second
한편, 교반유닛(70)에 의해 배양조(10) 내에서 강제 순환되는 피배양액은 공간부(10a)에서 순환하다가 일부가 냉각통로(13)로 유입된다. 이어서 피배양액은 냉각통로(13)를 통과하면서 냉각통로(13) 내측으로 돌출된 다수의 냉각봉(51)과 접촉한다.On the other hand, the cultured liquid forcibly circulated in the
다수의 냉각봉(51)은 고온의 피배양액으로부터 전가된 열을 흡수하고, 이렇게 흡수된 열은 나선형 방열핀(53)으로 전달된다. 이 경우, 공냉하우징(14)을 통과하는 공기가 나선형 방열핀(53)을 따라 다수의 냉각봉(51)의 상측으로 이동하면서 열교환이 이루어지고, 이에 따라 다수의 냉각봉(51)은 냉각된다.The plurality of cooling
결국, 다수의 냉각유닛(50)을 통해 열교환이 지속적으로 이루어지면서 점차적으로 피배양액의 온도가 저하된다. 이에 따라 온도가 저하된 피배양액은 점차 좁아지는 냉각통로(13)의 배출구(13b)를 통해 빠른 속도로 배양조(10) 내로 유입되면서 와류를 형성하고, 이와 동시에 가이드판(13c)에 의해 선회력이 부여함으로써 피배양액의 순환을 촉진시킨다.As a result, while the heat exchange is continuously made through a plurality of cooling
한편, 본 발명의 미생물 배양기(1)는 온도센서(16a)를 통해 배양조(10) 내의 피배양액 온도를 지속적으로 감지하여, 외기의 낮은 온도 또는 다수의 냉각유닛(50)에 의해 피배양액의 온도가 미생물 배양가능 온도 이하로 감지가 되면, 시즈히터(16)를 작동시켜 피배양액의 온도를 미생물을 배양하기 위한 최적온도로 유지시킬 수 있다.On the other hand, the
미리 설정된 배양기간 동안 다수의 조명유닛(30)으로부터 조사되는 광을 통해 미생물을 배양한다. 한편, 미생물이 효모와 같은 호기성 미생물인 경우 거품이 발생하여 피배양액이 적정수위 이상으로 넘친다. 이 경우, 넘치는 피배양액을 배양조(10) 외부로 배출하기 위해, 개폐밸브(15a)가 배양조(10)의 오버플로우 배출구(10c)를 개방한 후 피배양액의 배출이 완료됨과 동시에 스프링(15b)에 의해 다시 오버플로우 배출구(10c)를 폐쇄한다. 이와 같이 넘치는 피배양액의 배출 시에만 선택적으로 오버플로우 배출구(10c)를 개폐함에 따라 외기에 존재하는 각종 세균이 오버플로우 배출구(10c)을 통해 배양조(10) 내로 유입되는 것을 차단하여 미생물이 세균에 오염되는 것을 방지할 수 있다.The microorganisms are cultured through the light irradiated from the plurality of
미생물의 배양이 완료되면 드레인 파이프(20)를 개방하여 배양된 미생물을 배양조(10) 외부로 배출한다. 그 후, 배양조(10)를 청소하는 경우 커버(9)를 열어 배양조(10)의 상부를 개방하여 손쉽게 청소를 행할 수 있다.When the culture of the microorganisms is completed, the
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양기(1)는 피배양액의 교반을 위해 자기 커플링 방식 교반유닛(70)을 사용하며, 배양조(10)의 하단 외부에 설치된 구동장치가 배양조 내측에 설치된 자기구동부를 자기 커플링 방식으로 회전시킴에 의해 임펠러를 회전 구동시킬 수 있어, 배양조(10)를 완전 실링한 상태로 임펠러의 회전 구동이 이루어지며, 따라서 회전 동력의 전달을 위해 종래와 같은 복잡한 실링 구조를 요구하지 않는다.As described above, the
또한, 교반유닛(70)을 배양조(10)의 하단에 설치함에 의해 배양조 상단의 커버에 조명유닛(30)을 쉽게 설치하는 것이 가능하게 되었고, 배양조(10)를 청소하는 경우에도 설치된 모터를 해체하는 것 없이 커버만을 열고 청소할 수 있게 되었다.In addition, by installing the stirring unit 70 at the lower end of the
상부가 개방된 배양조(10)의 상측에 다수의 조명유닛(30)을 설치함에 따라, 광이 배양조(10) 상측으로부터 배양조(10)의 내부로 조사되므로 미생물 배양시간 동안 미생물에게 균일한 양의 광을 지속적으로 조사할 수 있어 미생물 배양율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.As the plurality of
또한 본 발명은 배양조(10)가 금속재로 이루어져 있어, 시즈히터(16)를 통해 피배양액을 가열하여 멸균을 행함으로써 별도의 멸균장치를 마련할 필요 없이 미생물 배양기(1) 자체적으로 피배양액 멸균을 실시할 수 있다.In addition, the present invention is the
더욱이, 본 발명은 다수의 냉각유닛(50)을 통해 피배양액을 빠른 속도로 냉각하는 것은 물론, 외부 온도가 낮을 경우 시즈히터(16)를 통해 피배양액의 온도를 상승시킬 수 있다. 이에 따라 내/외부의 온도에 구애 받지 않고 능동적으로 온도를 조절하여 항상 미생물 배양에 알맞은 적정온도를 유지함에 따라 미생물 배양의 최적환경을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can cool the culture medium at a high speed through the plurality of cooling
아울러 본 발명은 교반유닛(70)의 다수의 임펠러 블레이드(79)를 이용하여 피배양액을 강제 순환시킴으로써 배양조(10) 내부의 모든 구역에서 피배양액과 미생물이 고르게 교반시킬 수 있다. 아울러 이러한 강제 순환방식은 피배양액이 냉각통로(13)로 원활하게 유출입시킬 수 있어 피배양액의 냉각에도 일조한다.In addition, the present invention by the forced circulation of the culture medium using a plurality of
본 발명은 피배양액에 대한 교반유닛을 배양조의 하측에 배치함에 의해 피배양액에 대한 광을 조사하는 조명유닛을 배양조의 상측에 배치된 커버에 설치하여 미생물에 대한 광 조사를 효율적으로 실시하여 미생물의 배양율 저하를 방지할 수 있고, 금속 배양조를 사용하여 피배양액 멸균을 위한 고온 살균을 쉽게 행할 수 있는 조명유닛 및 이를 이용한 미생물 배양기에 적용할 수 있다.The present invention by placing a stirring unit for the culture medium to the lower side of the culture tank to install a lighting unit for irradiating the light to the culture medium on the cover disposed on the upper side of the culture tank to perform light irradiation to the microorganisms efficiently The lowering of the culture rate can be prevented, and can be applied to a microorganism incubator using the lighting unit which can easily perform high temperature sterilization for sterilization of the culture medium using a metal culture tank.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 배양기를 나타내는 정면도,1 is a front view showing a microbial incubator according to an embodiment of the present invention,
도 2는 도 1에 표시된 Ⅱ방향에서 바라본 평면도,2 is a plan view seen from the direction II shown in FIG.
도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 나타낸 측단면도,3 is a side cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG. 2;
도 4는 도 2에 표시된 Ⅳ부분을 나타내는 확대단면도,4 is an enlarged cross-sectional view showing a portion IV shown in FIG.
도 5는 도 1에 표시된 Ⅴ부분을 나타내는 확대단면도,5 is an enlarged cross-sectional view showing part V shown in FIG. 1;
도 6은 조명유닛을 나타내는 확대단면도이고,6 is an enlarged cross-sectional view showing a lighting unit;
도 7은 도 3에 표시된 Ⅶ부분을 나타내는 확대단면도이고,FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view illustrating a portion VII shown in FIG. 3,
도 8은 마그네틱 커플러에 배치된 마그네틱의 배열구조를 보여주는 도면,8 is a view showing an arrangement structure of the magnetic disposed on the magnetic coupler,
도 9는 도 3에 표시된 Ⅸ부분을 나타내는 확대단면도이다.FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view illustrating a portion V shown in FIG. 3.
*도면 내 주요부분에 대한 부호설명** Description of Signs for Main Parts in Drawings *
2: 바디 5: 산소공급장치2: body 5: oxygen supply
6: 산소공급노즐 9: 커버6: oxygen supply nozzle 9: cover
10: 배양조 13: 냉각통로10: culture tank 13: cooling passage
14: 공냉하우징 15: 오버플로우 파이프14: air-cooled housing 15: overflow pipe
15a: 개폐밸브 16: 시즈히터15a: On-off valve 16: Sheath heater
20: 드레인 파이프 30: 조명유닛20: drain pipe 30: lighting unit
50: 냉각유닛 51: 냉각봉50: cooling unit 51: cooling rod
53: 나선형 방열핀 70: 교반유닛53: spiral heat sink fin 70: stirring unit
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KR1020080066166A KR20100006019A (en) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | Lighting unit and microbe cultivation apparatus using the same |
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Cited By (1)
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KR101287757B1 (en) * | 2012-11-02 | 2013-07-19 | 고승규 | Microorganism cultivation device |
-
2008
- 2008-07-08 KR KR1020080066166A patent/KR20100006019A/en not_active Application Discontinuation
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KR101287757B1 (en) * | 2012-11-02 | 2013-07-19 | 고승규 | Microorganism cultivation device |
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Legal Events
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |