KR20110065953A - 미생물 배양기의 원격제어 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각의 시·군 단위 또는 미생물 배양센터 내의 다수의 미생물 배양기를 자체 로컬 네트워크를 통해 중앙집중식으로 관리 및 배양 데이터의 수집과 활용이 가능한 미생물 배양기의 원격제어 시스템 및 그 제어방법을 개시한다.

배양실이 형성된 배양탱크, 상기 배양탱크에 물과 배양액을 공급하고 공급된 물과 배양액을 순환시켜 증식시키는 배양기, 상기 배양탱크와 배양기의 작동을 제어하는 로컬제어 컴퓨터, 상기 로컬제어 컴퓨터와 네트워크로 연결되어 상기 배양탱크와 배양기의 운전 상태에 대한 데이터를 송수신 하고 상기 배양탱크와 배양기의 작동을 원격으로 제어하는 데이터베이스 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은 원격지에 있는 데이터베이스 서버에 의해 미생물 배양기(배양탱크 및 배양기)를 원격으로 제어할 수 있고, 미생물이 배양되는 배양환경, 배양조건에 대한 데이터를 지속적으로 저장할 수 있으며, 저장된 데이터에 의해 미생물의 배양환경, 배양조건에 대한 최적의 데이터를 산출할 수 있는 유용한 효과가 있다.

미생물 배양기, 배양탱크, 배양기, 로컬제어 컴퓨터, 데이터베이스 서버

Description

미생물 배양기의 원격제어 시스템 및 그 제어방법{Remote Control System of Microbial incubator and Control Method Thereof}

본 발명은 미생물 배양기의 원격제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 지역에 있는 미생물 배양기를 원격으로 제어하는 원격제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 미생물은 농업, 축산, 수산업 등에 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 먹이게 된다.

이와 같은 미생물을 통해 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.

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.

이러한 미생물은 일정한 영양분과 온도와 경우에 따라 빛을 이용하여 배양시키는 것이므로, 종래 미생물 배양기는 광원 충족을 위해 다수의 발열램프 등을 주로 사용하여 장시간에 걸친 관리를 요하게 되는데, 이때 미생물을 오랜 시간 배양하다 보면 발열램프 등과 같은 조사램프에 의해 광원은 충족이 되지만, 온도는 계속 상승하여 적정한 온도로의 제어가 원활하지 못하는 문제점이 있었다.

이에 따라 본 출원인은 특허등록 제866985호로 "미생물 배양장치 및 방법"을 출원하였으며, 이를 간략하게 설명하기로 한다.

상기 미생물 배양장치는 내부에 배양실을 형성하는 배양탱크, 상기 배양탱크에 물 및 배양액을 공급하고 공급된 물과 배양액을 순환시켜 증식시키는 배양기를 포함하며, 상기 배양기는 상기 배양탱크 상면과 하면에 양측 단부가 각각 연결 설치되는 연결관과 상기 연결관을 통해 배양실에 물을 공급하는 급수관과 상기 배양실에 저장되는 물을 상기 연결관을 통해 순환시키는 펌프와 상기 연결관을 통과하는 물을 가열하는 가열부와 상기 연결관을 통해 배양실 내부로 배양액을 공급하는 배양액 공급부로 구성되어 있다.

또 상기 가열부는 스팀보일러와 상기 스팀보일러와 열 교환이 가능하게 연결되는 제1 열교환기와 일측은 상기 연결관과 열 교환이 가능하게 연결되고 타측은 제1 열교환기와 열 교환이 가능하게 연결되는 제2 열교환기를 구비하며, 상기 스팀보일러는 상기 배양탱크의 상면과 스팀 공급관을 통해 연결되어 배양실 내부에 스 팀을 공급하도록 설치되어 있다.

이러한 미생물 배양장치를 이용하여 여러 종류의 미생물을 배양하기 위해서는 각각의 미생물에 관한 포괄적인 지식과 배양환경 및 장비를 운영 할 수 있는 전문인력을 필요로 한다.

아울러 미생물에는 여러 종류가 있으므로 다수의 미생물 배양장치를 이용하여 여러 종류의 미생물을 배양 생산한다면 전문인력을 미생물 배양실에 상주시키는 것이 효율적일 수 있으나, 면 단위 또는 일반 농가에서 단일장비를 운영하여 비주기적으로 필요시마다 미생물을 배양하는 경우에는 전문인력의 상주 및 지원에 어려움이 있다.

또한 미생물의 배양 및 관리담당자가 아닌 인력을 단기교육을 통해 어느 정도 전문지식을 갖출 수는 있으나 지속적으로 업무를 수행하지 않으면 교육시점의 배양기술 및 장비운영 방법 그리고 변화되는 배양환경과 산출된 배양데이터(data)의 관리 및 변경이 어렵게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 각각의 시·군 단위 또는 미생물 배양센터 내의 다수의 미생물 배양기를 자체 로컬 네트워크를 통해 중앙집중식으로 관리 및 배양 데이터의 수집과 활용이 가능한 미생물 배양기의 원격제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 각각의 시·군 단위의 배양장치를 배양센터 이외에 원격지에서 배양환경 설정 및 배양을 진행함은 물론 각 센터 또는 미생물 배양장치의 배양 데이터를 취합하고 실시간으로 배양과정을 모니터링 할 수 있는 미생물 배양기의 원격제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각 지역(로컬: 면 단위 또는 일반 농가) 단위의 배양장치의 운영을 원격지에서 모니터링 함은 물론 기술적인 지원을 가능하게 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 관리자가가 원격지에서 원격으로 미생물 배양기를 직접 제어함은 물론 자동 모드 또는 수동 모드로 제어하는 미생물 배양기의 원격제어 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 미생물 배양기의 원격제어 시스템은 배양실이 형성된 배양탱크, 상기 배양탱크에 물과 배양액을 공급하고 공급된 물과 배양액을 순환시켜 증식시키는 배양기, 상기 배양탱크와 배양기의 작동을 제어하는 로컬제어 컴퓨터, 상기 로컬제어 컴퓨터와 네트워크로 연결되어 상기 배양탱크와 배양기의 운전 상태에 대한 데이터를 송수신 하고 상기 배양탱크와 배양기의 작동을 원격으로 제어하는 데이터베이스 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배양탱크에는 상기 배양실의 온도를 측정하는 온도센서, 상기 배양실의 수위를 측정하는 수위센서, 상기 배양실의 pH를 측정하는 pH센서, 상기 배양실에 산소를 공급하는 산소공급관, 상기 배양실에 광원을 조사하는 광합성등이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 배양기에는 상기 배양탱크의 상측과 하측에 각각 연결되는 연결관, 상기 연결관을 통해 상기 배양실에 물을 공급하는 급수관, 상기 배양실에 저장되어 있는 물을 상기 연결관을 통해 순환시키는 펌프, 상기 연결관을 통과하는 물을 가열하는 가열부, 상기 연결관을 통해 상기 배양실 내부로 배양액을 공급하는 배양액 공급부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 가열부에는 스팀을 발생시키는 스팀보일러, 상기 스팀보일러와 열교환이 가능하게 연결되는 제1열교환기, 일측은 상기 연결관과 열교환이 가능하게 연결되고 타측은 상기 제1열교환기와 열교환이 가능하게 연결되는 제2열교환기가 구비되어 있고, 상기 스팀보일러는 상기 배양실 내부에 스팀이 공급되도록 상기 배양탱크와 스팀공급관으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제1열교환기와 제2열교환기 사이에는 이들 사이를 순환하는 열원을 냉각시키는 냉동기가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 배양탱크에는 상기 배양실을 가열하기 위한 히팅코일이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 배양탱크에는 상기 연결관을 통과한 배양액을 상기 배양실에 분사하는 분사노즐이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 배양탱크에는 상기 배양실에서 발생된 가스를 배출하는 가스제거부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결관에는 상기 연결관을 통과하는 배양액을 외부로 배출시키는 배출관이 연결 설치되며, 상기 배출관에는 상기 배출관을 통과하는 용액을 저장하는 저장탱크가 연결 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 배양탱크에는 상기 배양실에 투입된 물과 배양액을 혼합하는 교반기가 설치되어 있고, 상기 배양실의 수위를 적정 높이로 유지시키는 수위 리미트 센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 배양탱크에는 상기 배양실의 산도를 조절하기 위한 pH조절용 투입기가 설치되어 있고, 상기 배양탱크의 작동 상태를 모니터링 하는 카메라가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 배양탱크에는 제어패널이 설치되어 있고, 상기 제어패널은 로컬제어 컴퓨터와 통신으로 연결되어 상기 로컬제어 컴퓨터에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 미생물 배양기의 원격 제어방법은 배양실이 형성된 배양탱크, 상기 배양탱크에 물과 배양액을 공급하고 공급된 물과 배양액을 순환시켜 증식시키는 배양기, 상기 배양탱크와 배양기의 작동을 제어하는 로컬제어 컴퓨터, 상기 로컬제어 컴퓨터와 네트워크로 연결되어 상기 배양탱크와 배양기의 동작 상태에 대한 데이터를 송수신 하고 상기 배양탱크와 배양기의 작동을 원격으로 제어하는 데이터베이스 서버를 포함하는 미생물 배양기의 원격 제어방법으로서, 상기 배양탱크 및 배양기와 네트워크로 연결된 로컬제어 컴퓨터에 의해 상기 배양탱크 및 배양기를 자동제어 모드 또는 수동제어 모드로 제어하는 단계, 상기 로컬제어 컴퓨터와 네트워크로 연결된 데이터베이스 서버에 상기 로컬제어 컴퓨터를 통해 전송된 데이터를 저장하며 상기 배양탱크 및 배양기가 상기 데이터베이스 서버의 제어신호에 따라 상기 배양탱크와 배양기를 원격제어하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 수동제어 모드는 상기 배양탱크와 배양기를 관리자가 직접 조작하여 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 수동제어 모드는 상기 배양탱크에 설치되어 있는 제어패널의 스위치를 관리자가 조작하며, 상기 배양탱크의 동작 상태는 상기 로컬제어 컴퓨터를 통해 데이터베이스 서버로 전송되는 것을 특징으로 한다.

상기 자동제어 모드는 상기 배양탱크를 배양탱크 급수 모드, 멸균온도 설정 모드, 배양온도 설정 모드, 압력설정 모드, pH설정 모드, 배양액 순환 모드 중 어느 하나의 대기모드로 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 자동제어 모드는 미생물을 배향하는 배양 모드로써, 상기 배양 모드는 급수 모드, 가온 모드, 배지투입 모드, 멸균 모드, 냉각 모드, 종균투입 모드, 배 양 알고리즘이 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 배양 알고리즘은 배양온도 유지, 배양액 순환, 배양 pH 유지, 배양압력이 유기적으로 조절되는 것을 특징으로 한다.

상기 원격제어 모드는 로컬제어 컴퓨터의 고유 ID를 확인하는 단계, 상기 데이터베이스 서버에서 로컬제어 컴퓨터로 프로토콜을 전송하는 단계, 상기 로컬제어 컴퓨터에서 수신된 프로토콜을 해석하는 단계, 상기 로컬제어 컴퓨터의 제어 권한을 제한하는 단계, 상기 수신된 프로토콜에 의해 수동제어 모드, 자동제어 모드, 원격제어 모드 중 어느 하나의 모드에 의해 배양탱크와 배양기를 제어하는 단계, 상기 배양탱크와 배양기의 배양상태가 모니터링된 데이터를 상기 로컬제어 컴퓨터를 통해 상기 데이터베이스 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은 원격지에 있는 데이터베이스 서버에 의해 미생물 배양기(배양탱크 및 배양기)를 원격으로 제어할 수 있고, 미생물이 배양되는 배양환경, 배양조건에 대한 데이터를 지속적으로 저장할 수 있으며, 저장된 데이터에 의해 미생물의 배양환경, 배양조건에 대한 최적의 데이터를 산출할 수 있는 유용한 효과가 있다.

또 미생물 배양기는 그 동작되는 상태를 지속적으로 모니터링할 수 있어 미생물의 생육 상태를 실시간으로 제어할 수 있고, 각 센터 또는 지역 단위에 관리자 가 불필요하게 되어 미생물 배양에 따른 관리 인원을 획기적으로 줄일 수 있으며, 미생물 배양에 필요한 배양환경과 산출된 배양데이터에 따라 미생물 배양 수준을 한층 높일 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도1은 본 발명에 의한 미생물 배양기의 원격제어 시스템을 도시한 전체 구성도이다.

본 발명에 의한 미생물 배양기는 배양탱크(100), 상기 배양탱크(100)에 물 및 배양액을 공급하여 배양액을 증식시키는 배양기(200), 상기 배양탱크(100)와 배양기(200)를 제어하는 로컬제어 컴퓨터(300), 상기 배양탱크(100)와 배양기(200) 및 로컬제어 컴퓨터(300)를 원격 제어하는 데이터베이스 서버(400)을 포함한다.

상기 배양탱크(100)는 단열성을 향상시키기 위해 2중 구조로 이루어지며, 내부에는 미생물을 배양하기 위한 배양실(110)이 형성되어 있고, 하부에는 배양탱크(100)를 지지하기 위한 다수개의 다리가 등간격으로 구비되어 있다.

또 외측면 일측에는 상기 배양실(100)에 저장된 배양액의 양을 식별하기 위한 게이지(111)가 구비되어 있고, 외측면 타측에는 배양실(100)에 저장된 배양액의 발효 및 배양 상태를 확인하기 위한 검출기(112)가 구비되어 있고, 상기 검출기(112)는 PH 검출기를 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 배양탱크(100) 정면에는 투명 또는 반투명한 투시창(120)이 형성 되어 있으며, 상기 투시창(120)의 외측에 광합성등(121)이 설치되어 있다.

아울러 상기 배양탱크(100)에는 연결관(210)을 통과한 배양액을 상기 배양실(110)에 분사하는 분사노즐(211)이 더 구비되며, 상기 분사노즐(211)은 상기 배양실(110)의 내측으로 배양액을 골고루 분사한다.

더불어 상기 배양탱크(100)의 배양실(110)은 미생물의 배양 시 가스가 발생되며, 이를 배출하기 위해 상기 배양탱크(100)에는 가스제거부(113)가 구비되고, 상기 가스제거부(113)는 제어신호에 의해 개폐되는 밸브로 구성된다.

한편 상기 가스제거부(113)는 배양탱크(100)에 구비된 압력계(114) 또는 압력센서(115)에 의해 전자동으로 개폐동작을 수행한다.

상기 배양탱크(100)에는 투입된 배양액, 종균 등을 혼합하기 위한 교반기(130)가 모터 등의 구동원에 의해 회전 가능하게 설치되어 있고, 배양실(110)의 수위를 측정하는 수위센서(131)가 설치되어 있으며, 배양실(110)의 내부 온도를 측정하는 온도센서(132)가 설치되어 있다.

또 배양탱크(100)에는 배양액의 산도를 측정하는 pH센서(133)가 설치되어 있고, 배양탱크(100) 상측에는 수위 리미트센서(134)가 설치되어 있어 배양실(110)의 수위가 일정 이상으로 올라가지 않도록 유지되게 한다.

또한 배양탱크(100) 상측에는 배양액의 산도를 조절하도록 pH조절용 정량주입기(135)가 설치되어 있고, 이들 각각의 모든 센서들은 제어패널(140)에 연결되어 있으며, 배양탱크(100) 상부에는 배양탱크(100)의 상태를 모니터링 하기 위한 카메라(141)가 설치되어 있다.

상기 제어패널(140)에는 배양탱크(100)에 물을 공급하는 급수밸브와 2급수밸브, 하부밸브, 교반 압력, 교반 에어, 원료 투입, 종균 투입, 순환밸브, 순환펌프, 탱크 에어, 히터, 탱크 드레인, 광합성, 이송밸브, 세척밸브, 스팀 토출, 스팀 보일러, 가스제거 밸브, 열교환 스팀, 코일 냉각, 코일 스팀 드레인, 코일냉각 드레인, 코일 스팀을 제어하는 스위치가 설치되어 있다.

상기 급수밸브는 미생물 배양기(배양탱크(100) 및 배양기(200))에서 사용하는 용수의 메인 밸브이고, 2급수밸브는 배양탱크(100)에 용수를 공급하기 위한 밸브이며, 하부밸브는 배양탱크(100)에 저장되어 있는 액체(용수 또는 배양액 등)를 순환 또는 드레인시키기 위한 밸브이다.

또 교반 압력은 배양탱크(100)의 온도를 상승시킨 용수를 교반기(130)에 공급하여 배지 등을 용해시키기 위한 밸브이고, 교반 에어는 교반기(130)에서 배지의 용해 및 배양탱크(100)로의 공급을 원활하게 하기 위해 에어를 공급하는 것이며, 원료 투입은 교반기(130)에서 용해된 배지를 배양탱크(100)로의 공급 또는 배양탱크(100)와의 교반 작업을 하기 위한 밸브이다.

또한 종균 투입은 배지투입 완료, 멸균 완료, 적정 배양온도 도달 시 미생물 배양을 위한 종균투입 밸브이고, 순환밸브는 상기 하부밸브 및 순환펌프와 함께 배양탱크(100)의 액체를 순환시키기 위한 밸브이며, 순환펌프는 액체를 이동 또는 순환시키기 위한 것이다.

아울러 탱크 에어는 미생물의 호기 배양 또는 빠른 이송, 액체의 드레인 동작을 원활히 하기 위한 장치이며, 히터는 배양탱크(100)의 온도를 상승시키기 위한 보조장치이고, 탱크 드레인은 배양탱크(100)의 액체를 외부 즉, 사용하고 남은 액체를 배출시키기 위한 장치이다.

또 광합성은 빛을 이용하여 미생물의 배양이 필요한 경우 광합성등(121)을 온/오프하기 위한 스위치이며, 이송밸브는 배양탱크(100)에서 배양이 완료된 미생물을 저장고(290)로 이송하기 위한 밸브이고, 세척 밸브는 배양된 미생물을 저장고(290)로 이송한 후 배양탱크(100)를 세척하기 위한 용수를 공급하는 밸브이다.

또한 스팀 토출은 배양탱크(100)의 멸균 시 고온에서 발생된 잔여 스팀을 배양탱크(100) 내부에서 제거하기 위한 것이고, 스팀 보일러(241)는 용수 및 배지의 멸균을 위하여 열을 발생시키는 장치이며, 가스 제거는 미생물 배양 시 발생되는 가스로 인한 배양탱크(100)의 압력 상승을 방지하기 위한 장치이다.

상기 열교환 스팀은 스팀 보일러(241)에서 생성된 고열을 배양기(200) 내부의 스팀 공급관(241a)으로 전송하기 위한 것이고, 코일 냉각은 배양탱크(100)의 고온 멸균 후 배양온도로 냉각하기 위한 냉각수를 공급하기 위한 것이다.

상기 코일 스팀 드레인은 배양탱크(100)의 멸균 후 남아있는 스팀을 제거하는 것이고, 코일 냉각 드레인은 냉각수로 사용된 용수를 미생물 배양기의 외부로 제거하기 위한 것이며, 코일 스팀은 스팀보일러(241)에서 발생한 열을 배양탱크(100) 내부의 코일관(도면상 미도시됨)에 공급하기 위한 것이다.

상기 배양기(200)는 배양탱크(100)의 외측에 설치되고 상기 배양실(110)에 물 및 배양액을 공급하며, 상기 공급된 물과 배양액을 순환시켜 증식시키는 것이다.

상기 배양기(200)는 양측단이 상기 배양탱크(100)의 상면과 하면에 각각 연결되는 연결관(210)과 상기 배양탱크(100)에 물을 공급하는 급수관(220)과 상기 배양탱크(100)에 저장되는 물을 상기 연결관(210)을 통해 순환시키는 펌프(230)와 상기 연결관(210)을 통과하는 물을 가열하는 가열부(240)와 상기 배양탱크(100) 내부에 미생물 배양액을 공급하는 배양액 공급부(250)와 상기 배양탱크(100) 내부에 공기를 공급하는 에어 공급부(260)와, 상기 배양탱크(100) 내부에 빛을 발생시키는 광합성등(121)을 포함한다.

즉 상기 배양기(200)는 연결관(210), 급수관(220), 펌프(230), 가열부(240), 배양액 공급부(250), 에어 공급부(260) 및 광합성등(121)을 포함하며, 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.

상기 연결관(210)은 상기 배양탱크(100)의 배양실(110)에 저장되는 배양액을 순환시키기 위한 것으로, 선단은 상기 배양탱크(100)의 상면과 통하게 연결 설치되고, 하단은 상기 배양탱크(100)의 하면과 통하게 연결 설치된다.

상기 연결관(210)의 선단과 하단에는 상기 배양실(110)에 저장된 배양액을 선택적으로 공급 및 차단하기 위한 밸브(212,213)가 각각 설치되어 있고, 상부 일측에는 물을 공급하기 위한 급수관(220)이 연결 설치되어 있으며, 하부 일측에는 펌프(230)가 설치되어 있다.

상기 급수관(220)은 배양실(110) 내부에 물을 공급하기 위한 것으로, 일단은 외부에 구비되는 물 공급라인과 연결되고, 타단은 상기 연결관(210)의 상부 일측과 통하게 연결 설치되며, 라인 일측에는 물을 공급하거나 차단하기 위한 밸브(221)가 설치되어 있고, 라인 타측에는 단분자기계(222)가 설치되어 있으며, 상기 단분자기계(222)는 급수관(220)을 통과하는 물의 분자를 최소화하여 미생물 증식의 효율성을 극대화시키게 된다.

또한 상기 급수관(220)에는 필터가 구비되어 유입되는 물에 포함된 이물질을 제거한다.

상기 펌프(230)는 배양실(110)에 저장된 배양액을 상기 연결관(210)을 통해 강제 순환시키기 위한 것으로, 상기 연결관(210)의 중앙에 연결 설치된다. 한편 상기 펌프(230)의 설치위치는 배양액을 상기 연결관(210)을 통해 강제 순화시킬 수 있는 위치라면 중앙으로 한정할 필요는 없으며 어떤 위치라도 설치 가능하다.

즉, 상기 펌프(230)는 상기 연결관(210) 내부에 펌핑력을 제공하여 배양액을 배양실(110) 하부, 연결관(210) 하단, 연결관(210) 상단을 통해 배양실(110) 상부로 유입되게 강제 순환시키게 된다.

상기 가열부(240)는 펌프(230)를 통해 연결관(210)을 순환하는 배양액을 설정된 온도로 가열 및 본 발명의 미생물 배양장치를 멸균 및 세척하기 위한 것으로, 스팀을 발생시키는 스팀보일러(241) 및 상기 스팀보일러(241)와 열 교환이 가능하게 연결되는 제1열교환기(242)와 일측은 상기 연결관(210)과 열 교환이 가능하게 연결되고 타측은 제1열교환기(242)와 열 교환이 가능하게 연결되는 제2열교환기(243)를 포함한다.

여기서 상기 제1 및 제2열교환기(242,243)는 통상적으로 사용되고 있는 열교환기와 동일한 구성을 가지는 것으로, 그에 따라 자세한 설명은 생략한다.

아울러 상기 제1 및 제2열교환기(242,243)는 둘 중 하나만 설치되어도 무방하다.

즉, 상기 스팀보일러(241) 작동시 발생되는 열원이 제1열교환기(242)에 전달되고, 상기 제1열교환기(242)의 열원이 제2열교환기(243)에 전달되며, 상기 제2열교환기(243)의 열원을 바탕으로 연결관(210)을 통과하는 배양액을 가열하게 된다.

그리고 상기 물 공급관(244,245)에는 물을 공급하거나 차단하기 위한 밸브(246,247)가 각각 설치되어 있다.

또한 상기 제1 및 제2열교환기(242,243)를 연결하는 물 공급관(244,245)과 환수관(248,249)에는 이들 사이를 통과하는 열원을 냉각하기 위한 냉동기(270)가 설치되어 있으며, 상기 냉동기(270)를 통해 제2열교환기(243)의 열원을 냉각함에 따라 상기 연결관(210)을 통과하는 배양액의 온도도 냉각할 수 있다.

더욱 상세하게는 배양액이 온도가 높아질 경우 그 온도값을 측정하여 상기 냉동기(270)는 배양액을 적정온도로 낮춰준다.

또한 상기 환수관(249)에는 펌프(271)가 설치되며, 상기 펌프(271)를 통해 물을 강제 순환시키게 된다.

상기 스팀보일러(241)는 상기 스팀 공급관(241a)을 통해 상기 배양탱크(100)의 상면과 통하게 연결 설치되며, 상기 스팀 공급관(241a)을 통해 스팀보일러(241)에서 발생하는 스팀을 배양실(110) 내부에 공급하게 되고, 상기 스팀 공급관(241a) 상에는 스팀을 공급하거나 차단하기 위한 밸브(241b)가 설치되어 있다.

또한 상기 배양탱크(100)의 배양실(110) 하부에는 배양 초기 배양액의 온도 를 급격히 상승시키기 위한 히팅코일(280)이 설치되어 있으며, 상기 히팅코일(280)은 전기에 의해 발열하게 된다.

즉, 상기 히팅코일(280)은 배양액의 온도를 급격하게 상승시킨 후 배양액이 설정치 온도에 도달하면 전원을 차단하는 것이다.

상기 배양액 공급부(250)는 배양실(110) 내부에 배양액을 공급하기 위한 것으로, 상기 연결관(210)의 일측에 밸브(251,252)를 각각 포함하는 배양액 공급관 및 배양액 토출관을 통해 연결 설치되며, 내부에는 배양액을 교반하기 위한 임펠러가 모터에 의해 회전가능하게 설치되어 있다.

즉, 상기 배양액 공급부(250)는 배양액 공급관의 밸브(252)를 개방하면 상기 연결관(210)를 통과하는 물의 일부가 배양액 공급관을 통해 배양액 공급부(250) 내부로 유입되며, 유입된 물과 배양액은 임펠러에 의해 교반되고, 교반이 완료되면 배양액 공급관의 밸브(252)를 차단함과 동시에 배양액 토출관의 밸브(251)를 개방하여 교반된 배양액을 연결관(210)을 통해 배양실(110) 내부로 공급하게 된다.

한편 상기 배양액 공급부(250)는 고압의 에어에 의해서도 교반될 수도 있다.

더욱 상세하게는 배양액 공급부(250) 내측에는 도넛 형상의 노즐이 설치되며, 상기 노즐은 하단으로 분사공이 복수개 형성되고, 상기 노즐은 후술될 에어공급부(260)로부터 고압의 에어를 공급받아 상기 분사공을 통해 에어를 분사하여 물과 배양액을 교반시킨다.

여기서 배양액 공급부(250)는 모터와 임펠러에 의한 교반방법 및 에어에 의한 교반방법 중 미생물의 종류에 따라서 선택적으로 적용하여 사용된다.

상기 에어 공급부(260)는 하부에 설치되어 배양실(110)에 저장되는 배양액의 종류에 따라 공기를 공급하게 되며, 상기 광합성등(121)은 상기 투시창(120) 외측에 설치되어 배양액의 종류에 따라 빛을 발산하게 된다.

즉 배양액의 증식에 필요한 환경을 조성하기 위해 배양실(110)에 에어 공급부(260)를 통해 공기를 공급하거나 광합성등(121)을 통해 빛을 공급하게 된다.

상기 제어패널(140)은 로컬제어 컴퓨터(300)와 통신으로 연결되어 있으며, 로컬제어 컴퓨터(300)는 수동제어 모드 또는 자동제어 모드에 따라 제어패널(140)의 각 스위치를 제어하며, 상기 각각의 스위치는 수동제어 모드인 경우 관리자가 수동으로 온 또는 오프 시키게 된다.

아울러 로컬제어 컴퓨터(300)는 각 배양탱크(100) 및 배양기(200)가 설치되는 각 지역의 농업기술센터에 구비되며, 이러한 농업기술센터뿐만 아니라 배양탱크(100)와 배양기(200)가 구비된 농가 등에도 구비된다.

또 이들 로컬제어 컴퓨터(300)는 데이터베이스 서버(400)와 인터넷으로 연결되어 있으며, 각각의 로컬제어 컴퓨터(300)는 고유의 인터넷 프로토콜 주소를 가지고, 배양탱크(100) 및 배양기(200)의 동작 상태에 따른 데이터를 저장하는 기능도 갖는다.

상기데이터베이스 서버(400)는 원격지에서 로컬제어 컴퓨터(300)를 제어함에 따라 배양탱크(100) 및 배양기(200)를 각각 원격지에서 원격 제어하게 되며, 배양탱크(100) 및 배양기(200)의 동작 상태를 지속적으로 모니터링 함은 물론 배양탱크(100)에서 배양 데이터 즉, 온도, 압력, 급수, 멸균, 배양에 관련된 모든 데이터 를 로컬제어 컴퓨터(300)를 통해 전송받아 저장하게 된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 원격제어 시스템은 데이터베이스 서버(400)에 의해 원격모드, 자동모드, 수동모드 3가지 형태로 제어하게 된다.

즉, 데이터베이스 서버(400)는 원격지에서 각 농업기술센터 등에 설치되어 있는 로컬제어 컴퓨터(300)를 전반적으로 제어할 수 있고, 상기 로컬제어 컴퓨터(300)를 제어함으로써 배양탱크(100) 및 배양기(200)를 제어한다.

즉, 원격모드는 원격지에서 데이터베이스 서버(400)로 제어하는 것이고, 자동모드는 각 지역에 설치되어 있는 로컬제어 컴퓨터(300)로 제어하는 것과 원격지에서 데이터베이스 서버(400)로 선택적으로 제어하는 것이며, 수동모드는 관리자가 제어패널(140)에 설치되어 있는 스위치를 조작하여 미생물을 배양하게 된다.

도2에 도시된 바와 같이, 배양탱크(100), 배양기(200), 로컬제어 컴퓨터(300) 및 데이터베이스 서버(400)는 모두 통신으로 연결되어 있으며, 배양탱크(100) 및 배양기(200)는 로컬제어 컴퓨터(300)와 RS-232 통신으로 연결되어 있고, 로컬제어 컴퓨터(300)와 데이터베이스 서버(400)는 인터넷 프로토콜(IP)로 연결되어 있다(S100).

이러한 배양탱크(100)와 배양기(200)는 설명의 편의를 위하여 이하에서는 "미생물 배양기"로 설명하기로 한다.

즉, 로컬제어 컴퓨터(300)에서는 원격제어 요청을 하게 되고, 원격 데이터베이스 서버(400)에서는 원격제어 승인을 하게 되며, 로컬제어 컴퓨터(300)의 고유 IP를 확인한 후 데이터베이스 서버(400)에서 로컬제어 컴퓨터(300)의 ID를 선택하면 데이터베이스 서버(400)와 로컬제어 컴퓨터(300)가 통신으로 연결된다.

이렇게 데이터베이스 서버(400)와 로컬제어 컴퓨터(300)가 통신으로 연결된 상태에서 미생물 배양기를 제어하기 위하여 로컬제어 컴퓨터(300)에 통신 프로토콜을 보내게 된다.

이러한 원격제어 모드에서는 원격제어 모드 버튼을 해제하기 전까지는 미생물 배양기 및 로컬제어 컴퓨터의 제어권이 모두 데이터베이스 서버(400)에 주어지며, 수동모드, 자동모드 및 배양환경 설정 등의 모든 기능과 권한이 로컬제어 컴퓨터(300)에서 제어하는 것과 동일하게 데이터베이스 서버(400)에서 수행하게 된다.

또 로컬제어 컴퓨터(300)에서는 데이터베이스 서버(400)에서 보낸 프로토콜을 해석하게 되며(S110), 데이터베이스 서버(400)에서는 통신 프로토콜에 원격제어 모드, 자동제어 모드, 수동제어 모드 중 어느 하나의 모드로 제어할 것인지를 선택하여 보내게 된다.

상기 로컬제어 컴퓨터(300)에서는 해석된 통신 프로토콜에 따라 미생물 배양기를 원격제어 모드로 제어할 것인지, 자동제어 모드 또는 수동제어 모드로 제어하는 것인지를 해석하게 되며, 이러한 통신 프로토콜에 따라 원격제어 모드인지를 먼저 확인하게 된다(S120).

즉, 해석된 통신 프로토콜이 원격제어 모드인 경우에는 도4에 도시된 바와 같이 미생물 배양기가 원격제어 모드로 제어되며. 원격제어 모드가 아니면 자동제어 모드인지 여부를 확인하게 되며(S130). 원격제어 모드 또는 자동제어 모드가 아 니면 수동제어 모드로 제어된다(S140).

이러한 수동제어 모드(S140)는 도2에 도시된 바와 같이, 관리자가 제어 패널(140)에 설치되어 있는 스위치를 직접 조작하여 제어하는 것으로, 배양탱크(100)의 급수, 멸균, 배양온도, 압력, pH, 배양액 순환 등을 각 스위치의 온/오프에 의해 제어하게 된다(S150).

상기 수동제어 모드(S140)에서 배양되는 배양환경(즉, 압력, 온도, pH 등의 동작 상태)가 로컬제어 컴퓨터(300)를 통해 데이터베이스 서버(400)로 전송됨은 물론 동작 상태가 로컬제어 컴퓨터(300) 또는 데이터베이스 서버(400)에 모니터링 된다(S160).

상기 로컬제어 컴퓨터(300)는 데이터베이스 서버(400)에서 송신된 프로토콜에서 자동제어 모드(S130)가 선택되어 있으면, 도3에 도시된 바와 같이 미생물 배양기를 자동제어 모드로 제어하게 된다.

이때 자동제어 모드(S130)는 데이터베이스 서버(400)의 프로토콜을 해석하여 자동제어 모드에 해당되는 명령어를 해석하게 되고(S200), 자동제어 모드에서는 각 단계별로 대기상태를 유지하는 대기 모드와 배양 모드로 구분된다.

즉, 로컬제어 컴퓨터(300)에서는 데이터베이스 서버(400)에서 전송된 프로토콜을 해석하여 자동모드인 경우 미생물 배양기에서 미생물을 배양하는 단계 또는 미생물을 배양하기 위한 대기 모드를 유지하는 대기 모드인지 여부를 판단하게 된다(S210).

상기 대기 모드는 배양탱크에 물을 공급하는 급수 모드, 하부밸브 모드, 교 반압력 모드, 교반에어 모드, 원료투입 모드, 종균투입 모드, 순환밸브 모드, 순환펌프 모드, 탱크에어 모드, 히터 모드, 탱크 드레인 모드, 광합성 모드, 이송밸브 모드, 세척밸브 모드, 스팀토출 모드, 스팀 보일러 모드, 가스제거 모드, 열교환 스팀 모드, 코일냉각 모드, 코일스팀 드레인 모드, 코일냉각 드레인 모드, 코일스팀 모드 등으로 이루어져 있다.

상기 급수모드는 배양탱크(100) 및 배양기(200)에 용수를 공급하기 위한 알고리즘에 의해 진행되고, 하부밸브 모드는 배양탱크(100)의 액체(용수 또는 배양액 등)를 순환 또는 드레인 하기 위한 알고리즘에 의해 진행되며, 교반압력 모드는 배양탱크(100)의 온도를 상승시킨 용수를 교반기(130)로 공급하여 배지 등을 용해하기 위한 알고리즘에 의해 진행된다.

즉, 이들 대기 모드 각각의 모드는 전술한 제어패널에 설치되어 있는 각각의 스위치 동작과 동일하게 이루어지게 된다.

상기 대기 모드 상태에서 로컬제어 컴퓨터(300) 또는 데이터베이스 서버(400)에서 자동제어 모드가 선택되어지고, 자동제어 모드에서도 미생물 배양기에서 미생물을 배양하기 위한 전 단계로써 이들 대기 모드 중 어느 하나의 과정이 선택되며, 이들 대기 모드는 배양이 이루어진 후 또는 배양을 하기 전 상태를 유지하기 위한 것이다.

예를 들어 대기 중에서 배양탱크 급수 모드(S211)는 배양탱크(100)에 물을 공급하기 위한 과정으로써 급수 밸브 스위치와 2급수 밸브 스위치가 제어신호에 의 해 온 상태로 전환되어 물을 공급하게 된다.

이때 배양탱크(100)에는 설정된 양 만큼의 급수가 이루어지게 되고(S211a), 배양탱크(100)에 공급되는 현재 수위를 수위센서(131)의 입력값을 비교하여 설정 수위까지 급수가 이루어지게 되면 급수를 중단하여 대기 모드 상태를 유지하게 된다.

이러한 배양탱크 급수 모드(S211)는 급수 알고리즘에 의해 실행되는 것으로, 급수량, 급수 온도 등에 따라 설정된 알고리즘에 따라 자동 실행된다.

또한 대기 모드에서는 프로토콜의 명령에 따라 배양탱크 급수 모드가 완료된 상태에서 배양탱크(100)를 멸균 상태로 유지하기 위하여 멸균온도 설정 모드가 진행되며(S212), 이러한 멸균온도 설정 모드(S212)는 자동제어 모드에 의해 선택적으로 이루어지게 된다.

즉, 자동제어 모드에서 대기 모드는 하나의 단계만을 선택적으로 진행할 수 있고, 이들 단계가 전체 과정으로써 순차 진행되는 것으로, 이러한 대기 모드는 자동제어 모드의 명령에 따라 선택적으로 달리 진행될 수 있다.

아울러 멸균온도 설정 모드(S212)는 배양탱크(100)를 멸균온도까지 가열시켜 배양 후 남아있는 미생물을 제거하는 것으로써, 설정된 배지 및 배양액의 멸균 온도까지 배양탱크(100)를 가열시키게 되며, 배양탱크(100)의 온도센서(132)와 스팀 보일러(241)에서 공급되는 고온의 스팀에 의해 배양탱크(100) 내부에 있는 모든 미생물을 살균하는 상태로 유지하게 된다(S212a).

이러한 멸균온도 설정 모드(S212)는 멸균 온도, 멸균 시간 등이 설정된 알고 리즘에 따라 실행되는 것이며, 이하에서 설명되는 배양온도 설정 모드, 압력설정 모드, pH설정 모드, 배양액 순환 모드 모두 설정된 알고리즘에 의해 실행되는 것이므로 이하에서는 알고리즘에 의해 실행된다는 설명을 생략하기로 한다.

또한 배양온도 설정 모드(S213)는 배양탱크(100)의 온도를 배양하기 위한 상태로 가열시키기 위한 것으로, 배양하고자 하는 미생물의 배양온도와 배양탱크(100) 내부의 온도를 온도센서(132)로 입력되는 값을 비교하여 가열 또는 냉각시키게 된다(S213a).

또 압력설정 모드(S214)에서는 배양탱크(100) 내부의 압력을 설정하는 것으로써, 압력설정 모드(S214)는 설정된 압력과 배양탱크(100) 내부의 압력을 압력센서(115)의 값을 비교하여 배양탱크(100)의 압력이 낮으면 압력계(114)를 이용하여 압력을 높여주게 되고, 압력이 높으면 압력계(114)를 이용하여 배양탱크(100) 내부의 압력을 낮춰주게 된다(S214a).

아울러 pH설정 모드(S215)는 배양탱크(100) 내부의 산도를 조절하는 것으로써, 각각의 미생물 배양에 필요한 pH 값을 입력받아 pH센서(133)로부터 입력되는 값과 설정된 값보다 낮으면 pH조절용 정량주입기(135)를 통해 염기류를 투입하고, 설정된 값보다 높으면 pH조절용 정량주입기(135)를 통해 산기류를 투입하여 주어 산도를 미생물 배양에 적합한 산도로 조절하게 된다(S215a).

또 배양액순환 모드(S216)는 배양탱크(100) 내부의 미생물을 배양하기 위하여 순환시키는 것으로써, 배양탱크(100) 내부의 미생물이 균형적인 배양을 위해 배양탱크(100) 내부의 미생물을 설정된 시간만큼 순환시키며, 펌프(230)를 이용하여 급수 공급, 배양액, 배지 등을 투입하게 된다(S216a).

이들 배양탱크 급수 모드(S211), 멸균온도 설정 모드(S212), 배양온도 설정 모드(S213), 압력설정 모드(S214), pH설정 모드(S215), 배양액순환 모드(S216)은 상기에서 설명된 순서에 따라 진행될 수도 있고, 이들 순서에 관계없이 하나 이상의 대기 모드가 선택적으로 실행된 후 대기 상태를 유지하게 된다.

한편 로컬제어 컴퓨터(300)에서는 데이터베이스 서버(400)에서 전송된 프로토콜을 해석하여 자동모드인 경우 미생물 배양기에서 미생물을 배양하는 단계인 경우에는 설정된 조건에 따라 미생물을 배양하게 된다.

즉, 미생물을 배양하는 자동제어 모드인 경우에는 배양모드가 실행되며, 배양 모드는 일련의 과정을 거쳐 배양이 이루어지게 된다.

이러한 배양 모드에서는 배양탱크(100) 내부에 급수관(220)을 통해 급수 및 2급수가 공급되며, 이때 공급되는 급수량은 설정된 조건에 따라 적절하게 조절되어 투입된다(S230).

이렇게 급수가 완료되면 배양탱크(100) 내부 온도를 설정된 온도로 가열시키게 되며(S231), 배양탱크(100) 온도가 설정된 온도로 가열되면 배지를 투입하게 된다(S232).

이러한 배지 투입(S232)은 배양액 공급부(250)를 통해 배양탱크(100)에 배지를 투입하게 되고, 투입된 배지에 포함되어 있는 균을 살균하기 위한 멸균 단계(S233)를 실행하게 된다.

이러한 멸균 단계(S233)는 스팀보일러(241)로부터 고온의 스팀을 공급함과 함께 히팅코일(280)을 가열시켜 주어 배양탱크(100) 내부 온도를 상승시켜 멸균하게 된다.

아울러 가열된 배양탱크(100)는 미생물을 배양하기 위한 적정한 온도로 낮추게 되는 냉각 단계(S234)를 거치게 되고, 냉각이 완료되면 배양탱크(100)에 미생물을 배양하기 위한 종균을 투입하게 된다(S235).

이와 같은 종균 투입(S235) 투입이 완료되면, 배양 알고리즘(S236)에 의해 배양이 이루어지게 되는데, 이러한 배양 알고리즘(S236)은 배양온도의 유지, 배양액 순환, 배양pH 유지, 배양압력 유지 등이 유기적으로 조절되면서 배양이 이루어지게 된다.

상기 배양이 완료되면(S240), 배양탱크(100) 내부에서 배양된 미생물은 이송 알고리즘(S241)에 의해 저장고(290)로 이송되며, 배양이 완료된 배양탱크(100)는 세척 과정(S242)을 거쳐 대기 모드(S243) 상태로 전환된다.

이와 같은 배양모드가 선택된 원격제어 모드의 배양 환경에서 배양 온도 30℃, 멸균 온도 120℃, 유산균 선택(pH는 5.5), 산소 공급 안 함, 급수량 800L, 세척횟수 2회, 배양시간 48시간, 배양종료 조건은 시간+pH혼합모드 선택으로 했을 때를 가정하여 설명하기로 하며, 이러한 배양 조건 및 배양 환경은 배양하고자 하는 미생물에 따라 각각 달라질 수 있다.

상기 배양모드에서는 배양탱크(100)에 용수가 800L가 될 때까지 자동으로 급수를 진행하게 되고, 급수 완료 신호가 들어오면 멸균온도까지 스팀 보일러(241), 히팅 코일(280)을 가열시켜 배양탱크(100)의 온도를 상승시키게 된다.

이러한 배양탱크(100)의 온도가 설정된 온도까지 상승 중 일정 온도(예로써 60℃ 또는 80℃)가 되면 자동으로 교반기(130)에서 배양탱크(100)로 적정량의 온도가 상승된 용수가 이동된다.

아울러 배지와 함께 공급된 용수 및 에어를 이용하여 배지를 녹이면서 혼합하여 다시 배양탱크(100)로 이송하는 과정이 실행되고, 일정 횟수만큼 교반 과정을 반복하게 된다.

또한 배양탱크(100)의 멸균 온도가 120℃에 도달하면 120℃를 지정된 시간(예시적으로 20분 또는 30분)을 유지하며, 용수와 배지를 멸균하게 된다.

또 지정된 시간이 지나면 멸균 과정이 끝나게 되고, 냉동기(270)를 이용하여 지정된 배양 온도(예시적으로 30℃)까지 배양탱크(100)의 용수를 냉각시키는 과정을 진행하게 된다.

이러한 용수의 냉각은 지정된 온도(예시적으로 30℃ 또는 32℃)가 되면, 종균이 투입되는 신호를 전달하게 되고, 종균이 투입된 후 배양온도, pH, 압력 등을 유지하며, 위 배양종료조건에서 시간이 48시간 이상 경과하고, 배양탱크(100) 내의 pH값이 5.5가 되면 지정된 일정 시간을 유지한 후 배양을 종료하게 된다.

상기 배양을 종료한다는 의미는 더 이상 배양온도를 맞추기 위한 스팀보일러(241), 냉동기(270)의 작동이 중지되고, pH를 유지하는 동작 등을 진행하지 않는다는 것이다.

상기 배양이 종료된 후 일정시간(안정화 시간)이 지나면 배양된 미생물은 저 장고(290)로 이송되고, 이송이 완료된 후 배양조건에서 지정된 세척 횟수만큼 자동으로 배양탱크(100)를 세척하며, 다음 배양을 위한 대기모드 상태를 유지하게 된다.

이러한 미생물이 배양되는 배양 모드에서는 배양이 진행되는 동안 미생물 배양기의 모든 동작 상태가 로컬제어 컴퓨터(300) 또는 데이터베이스 서버(400)로 전송되며, 로컬제어 컴퓨터(300) 및 데이터베이스 서버(400)에는 배양되는 전 과정의 데이터가 저장된다.

한편 원격제어 모드는 로컬제어 컴퓨터(300)와 데이터베이스 서버(400)의 통신에 의해 이루어지며, 전술한 바와 같이 로컬제어 컴퓨터(300)에서 원격제어를 요청하게 되고, 각 지역단위 또는 기술센터에 설치되어 있는 로컬제어 컴퓨터(300)의 고유 ID를 확인하게 된다(S410).

상기 데이터베이스 서버(400)에서는 원격제어 요청에 따라 미생물 배양기에서 배양하고자 하는 미생물 및 배양환경 데이터를 원격제어 대상의 로컬제어 컴퓨터(300)에 프로토콜을 보내게 된다(S411).

이러한 데이터베이스 서버(400)에서 전송된 프로토콜은 로컬제어 컴퓨터(300)에서 해석하게 되고(S412), 이때 로컬제어 컴퓨터(300)는 미생물 배양기를 제어하기 위한 권한이 차단되어 데이터베이스 서버(400)에서만 제어가 이루어지도록 한다(S413).

상기 데이터베이스 서버(400)의 원격제어 모드는 미생물 배양기를 수동제어 모드(S414)인지 여부를 판단하게 되고, 수동제어 모드인 경우 전술한 수동제어 모드와 관리자가 직접 제어패널(140)을 제어하여 미생물을 배양하게 된다.

또한 원격제어 모드에서 수동제어 모드가 아닌 경우에는 전술한 바와 같이, 자동제어 모드로 진행하게 되는데, 이때 대기 모드 또는 배양모드에 따라 각각 선택된 모드로 진행하게 된다(S416).

이러한 수동제어 모드, 자동제어 모드에 따라 미생물 배양기가 제어되면서 미생물을 배양하게 되며, 미생물 배양기는 배양되는 조건 또는 배양환경 등의 모든 처리 과정이 로컬제어 컴퓨터(300)로 전송되며(S417), 로컬제어 컴퓨터(300)로 전송된 데이터는 원격지에 있는 데이터베이스 서버(400)로 전송된다(S418).

본 발명은 미생물 배양기의 배양환경, 배양조건 등을 원격지에서 직접 제어하는 원격제어 모드뿐만 아니라 자동제어 모드, 수동제어 모드 중 어느 하나를 적절히 선택하여 미생물을 배양하는 데 적용될 수 있다.

도1은 본 발명에 의한 미생물 배양기의 원격제어 시스템을 도시한 전체 구성도이다.

도2는 본 발명에 의한 미생물 배양기의 원격 제어방법을 도시한 흐름도이다.

도3은 본 발명에 의한 미생물 배양기의 원격 제어방법으로써 자동모드를 도시한 흐름도이다.

도4는 본 발명에 의한 미생물 배양기의 원격 제어방법으로써 원격제어모드를 도시한 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 배양탱크 110: 배양실

111: 게이지 112: 검출기

113: 가스제거부 114: 압력계

115: 압력센서 120: 투시창

121: 광합성등 130: 교반기

131: 수위센서 132: 온도센서

133: pH센서 134: 수위 리미트센서

135: pH조절용 정량주입기 140: 제어패널

200: 배양기 210: 연결관

211: 분사노즐 212,213: 밸브

220: 급수관 221: 밸브

222: 단분자기계 230: 펌프

240: 가열부 241: 스팀보일러

241a: 스팀 공급관 241b: 밸브

242: 제1열교환기 243: 제2열교환기

244,245: 물 공급관 246,247: 밸브

248,249: 환수관 250: 배양액 공급부

251,252: 밸브 260: 에어 공급부

270: 냉동기 271: 펌프

280: 히팅코일

Claims (19)

1. 배양실이 형성된 배양탱크,

   상기 배양탱크에 물과 배양액을 공급하고 공급된 물과 배양액을 순환시켜 증식시키는 배양기,

   상기 배양탱크와 배양기의 작동을 제어하는 로컬제어 컴퓨터,

   상기 로컬제어 컴퓨터와 네트워크로 연결되어 상기 배양탱크와 배양기의 운전 상태에 대한 데이터를 송수신 하고 상기 배양탱크와 배양기의 작동을 원격으로 제어하는 데이터베이스 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 배양탱크에는 상기 배양실의 온도를 측정하는 온도센서, 상기 배양실의 수위를 측정하는 수위센서, 상기 배양실의 pH를 측정하는 pH센서, 상기 배양실에 산소를 공급하는 산소공급관, 상기 배양실에 광원을 조사하는 광합성등이 구비되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 배양기에는 상기 배양탱크의 상측과 하측에 각각 연결되는 연결관, 상기 연결관을 통해 상기 배양실에 물을 공급하는 급수관, 상기 배양실에 저장되어 있는 물을 상기 연결관을 통해 순환시키는 펌프, 상기 연결관을 통과하는 물을 가열하는 가열부, 상기 연결관을 통해 상기 배양실 내부로 배양액을 공급하는 배양액 공급부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 가열부에는 스팀을 발생시키는 스팀보일러, 상기 스팀보일러와 열교환이 가능하게 연결되는 제1열교환기, 일측은 상기 연결관과 열교환이 가능하게 연결되고 타측은 상기 제1열교환기와 열교환이 가능하게 연결되는 제2열교환기가 구비되어 있고,

   상기 스팀보일러는 상기 배양실 내부에 스팀이 공급되도록 상기 배양탱크와 스팀공급관으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1열교환기와 제2열교환기 사이에는 이들 사이를 순환하는 열원을 냉각시키는 냉동기가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
6. 제1항에 있어서,

   상기 배양탱크에는 상기 배양실을 가열하기 위한 히팅코일이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
7. 제3항에 있어서,

   상기 배양탱크에는 상기 연결관을 통과한 배양액을 상기 배양실에 분사하는 분사노즐이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
8. 제1항에 있어서,

   상기 배양탱크에는 상기 배양실에서 발생된 가스를 배출하는 가스제거부가 구비되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
9. 제3항에 있어서,

   상기 연결관에는 상기 연결관을 통과하는 배양액을 외부로 배출시키는 배출관이 연결 설치되며, 상기 배출관에는 상기 배출관을 통과하는 용액을 저장하는 저장탱크가 연결 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
10. 제1항에 있어서,

    상기 배양탱크에는 상기 배양실에 투입된 물과 배양액을 혼합하는 교반기가 설치되어 있고, 상기 배양실의 수위를 적정 높이로 유지시키는 수위 리미트 센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
11. 제1항에 있어서,

    상기 배양탱크에는 상기 배양실의 산도를 조절하기 위한 pH조절용 투입기가 설치되어 있고, 상기 배양탱크의 작동 상태를 모니터링 하는 카메라가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
12. 제1항에 있어서,

    상기 배양탱크에는 제어패널이 설치되어 있고, 상기 제어패널은 로컬제어 컴퓨터와 통신으로 연결되어 상기 로컬제어 컴퓨터에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격제어 시스템.
13. 배양실이 형성된 배양탱크, 상기 배양탱크에 물과 배양액을 공급하고 공급된 물과 배양액을 순환시켜 증식시키는 배양기, 상기 배양탱크와 배양기의 작동을 제어하는 로컬제어 컴퓨터, 상기 로컬제어 컴퓨터와 네트워크로 연결되어 상기 배양탱크와 배양기의 동작 상태에 대한 데이터를 송수신 하고 상기 배양탱크와 배양기의 작동을 원격으로 제어하는 데이터베이스 서버를 포함하는 미생물 배양기의 원격 제어방법으로서

    상기 배양탱크 및 배양기와 네트워크로 연결된 로컬제어 컴퓨터에 의해 상기 배양탱크 및 배양기를 자동제어 모드 또는 수동제어 모드로 제어하는 단계,

    상기 로컬제어 컴퓨터와 네트워크로 연결된 데이터베이스 서버에 상기 로컬 제어 컴퓨터를 통해 전송된 데이터를 저장하며 상기 배양탱크 및 배양기가 상기 데이터베이스 서버의 제어신호에 따라 상기 배양탱크와 배양기를 원격제어하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격 제어방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 수동제어 모드는 상기 배양탱크와 배양기를 관리자가 직접 조작하여 제어하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격 제어방법.
15. 제13항에 있어서,

    상기 수동제어 모드는 상기 배양탱크에 설치되어 있는 제어패널의 스위치를 관리자가 조작하며, 상기 배양탱크의 동작 상태는 상기 로컬제어 컴퓨터를 통해 데이터베이스 서버로 전송되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격 제어방법.
16. 제13항에 있어서,

    상기 자동제어 모드는 상기 배양탱크를 배양탱크 급수 모드, 멸균온도 설정 모드, 배양온도 설정 모드, 압력설정 모드, pH설정 모드, 배양액 순환 모드 중 어느 하나의 대기모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격 제어방법.
17. 제13항에 있어서,

    상기 자동제어 모드는 미생물을 배향하는 배양 모드로써,

    상기 배양 모드는 급수 모드, 가온 모드, 배지투입 모드, 멸균 모드, 냉각 모드, 종균투입 모드, 배양 알고리즘이 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격 제어방법.
18. 제17항에 있어서,

    상기 배양 알고리즘은 배양온도 유지, 배양액 순환, 배양 pH 유지, 배양압력이 유기적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격 제어방법.
19. 제13항에 있어서,

    상기 원격제어 모드는 로컬제어 컴퓨터의 고유 ID를 확인하는 단계,

    상기 데이터베이스 서버에서 로컬제어 컴퓨터로 프로토콜을 전송하는 단계,

    상기 로컬제어 컴퓨터에서 수신된 프로토콜을 해석하는 단계,

    상기 로컬제어 컴퓨터의 제어 권한을 제한하는 단계,

    상기 수신된 프로토콜에 의해 수동제어 모드, 자동제어 모드, 원격제어 모드 중 어느 하나의 모드에 의해 배양탱크와 배양기를 제어하는 단계,

    상기 배양탱크와 배양기의 배양상태가 모니터링된 데이터를 상기 로컬제어 컴퓨터를 통해 상기 데이터베이스 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양기의 원격 제어방법.

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