KR20130107013A - 배양판을 이용한 미세조류 배양기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배양판을 이용한 미세조류 배양기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배양수조에 담긴 미세조류를 배양액과 함께 배양수조의 내부에 수면보다 높게 경사지게 설치된 배양판의 상부로 압송시켜 순환되도록 함으로써 미세조류가 빛에 노출되는 시간을 증대시켜 고밀도 배양이 가능하도록 함과 동시에 세척이나 살균 등의 유지관리 작업이 용이하도록 한 배양판을 이용한 미세조류 배양기에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 자연광 또는 인공광을 조사하고 배양액을 공급하여 미세조류를 배양하는 미세조류 배양기에 있어서, 미세조류와 배양액이 내부에 담기는 배양수조; 배양수조의 내부에 수위보다 높게 설치되되 선단에서 후단으로 하향 경사지게 설치되고 상부에 미세조류와 배양액이 흘러가는 복수의 순환관로가 길이방향으로 형성된 배양판; 압송관을 통해 배양수조에 담긴 미세조류와 배양액을 배양판의 선단으로 압송하는 압송펌프;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배양판을 이용한 미세조류 배양기를 기술적 요지로 한다.
이에 따라 청소 및 살균 등의 유지관리 작업이 편리하고 미세조류의 고밀도 배양이 가능하며 기존의 수조식 대량 배양시설에 그대로 적용 가능한 이점이 있다.

Description

배양판을 이용한 미세조류 배양기{culture medium for microalgae using transparent corrugated board}

본 발명은 배양판을 이용한 미세조류 배양기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배양수조에 담긴 미세조류를 배양액과 함께 배양수조의 내부에 수면보다 높게 경사지게 설치된 배양판의 상부로 압송시켜 순환되도록 함으로써 미세조류가 빛에 노출되는 시간을 증대시켜 고밀도 배양이 가능하도록 함과 동시에 세척이나 살균 등의 유지관리 작업이 용이하도록 한 배양판을 이용한 미세조류 배양기에 관한 것이다.

[문헌 1] 국내 등록특허 제10-0609736호, 2006.05.30.자

[문헌 2] 국내 공개특허 제10-2011-0094830호, 2011.08.24.자

[문헌 3] 국내 공개특허 제10-2009-0038312호, 2009.05.04.자

[문헌 4] 일본 특개평 제03-130070호, 1991.06.03.자

일반적으로 미세조류는 클로렐라(chlorella)나 스피루리나(spirulina)와 같이 물속에서 살면서 대기중의 이산화탄소를 이용하여 활발하게 광합성을 하는 단세포 생물을 말한다.

이러한 미세조류는 식이 보조제, 건강 보조 식품, 수산 양식용 사료, 대체 의약품 및 디젤이나 수소나 에탄올 같은 바이오연료 등의 다양한 용도와 목적의 소재물질로 이용되고 있다.

이와 같이 미세조류가 다양한 용도와 목적으로 이용됨에 따라 이를 대량으로 배양하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 연구를 통하여 문헌 1 내지 문헌 4의 배양기가 안출되었다.

문헌 1은 내통과 투명재질의 외통으로 이루어진 이중관 형태의 배양용기의 상부에 가스배출용 개구부가 형성된 구조이다. 따라서 배양용기의 내부에 미세조류와 배양액을 투입하고 외부에서 가시광선을 조사한 상태에서 그 내부로 가스를 주입함으로써 배양액을 선회시켜 미세조류를 배양하게 된다.

문헌 2는 원통형상으로 형성되고 배양기마개가 상단에 탈착 가능하게 설치된 배양반응기의 하단에 배양액배출관과 공기주입관이 설치되고 배양기마개에 배양액유입관과 공기배출관이 설치된 구조이다. 따라서 배양액과 공기를 배양반응기 내부에 유입 및 유출시켜 그 내부에서 미세조류를 배양하게 된다.

문헌 3은 상부에 배양판이 설치된 직육면체 형상의 반응용기가 경사지게 설치되고 각각의 펌프와 유동관을 통해 배양액과 미세조류 및 이산화탄소를 반응용기로 유입 및 유출시키는 구조이다. 따라서 반응용기로 자연광 또는 인공광을 조사한 상태에서 배양액과 이산화탄소을 통해 미세조류를 배양하여 외부로 배출하게 된다.

문헌 4는 배양액저장탱크와 배양탱크가 펌프에 의해 연결되고 배양탱크에는 복수의 격벽과 각 격벽의 일단과 타단에 번갈아가면서 형성된 통공을 통해 수로가 구비되며 배양세포배출관을 통해 미세조류저장탱크와 연결되는 구조이다. 따라서 미세조류를 배양탱크의 수로를 따라 흐르게 하면서 배양시켜 미세조류저장탱크로 저장하게 된다.

그러나 문헌 1,2 및 3은 미세조류의 고밀도 배양을 이루기 위한 목적에만 국한된 것으로 배양용기가 모두 밀폐형 구조로 구성됨에 따라 외부로 노출되지 않아 세척이나 살균 등의 유지관리 작업이 용이하지 못한 문제점이 있다. 그리고 채광면적이 크지 않아 미세조류를 순환시키는 구조와 인공광도 별도로 설치되므로 구조가 복잡한 문제점이 있다.

또한, 문헌 4는 배양수조가 개방된 형태이지만 미세조류와 함께 배양액을 순환시키는 구조가 마련되지 않아 미세조류의 고밀도 배양을 기대하기가 어려운 문제점이 있다. 그리고 문헌 1 내지 4는 모두 실험실에서나 가능한 구조로서 기존의 수조식 대량 배양시설에 그대로 적용할 수 없고 산업화가 사실상 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 기존의 수조식 대량 배양시설에 그대로 적용 가능한 간단한 구조를 통하여 미세조류가 자연광 또는 인공광에 노출되는 시간을 증대시켜 고밀도 배양이 가능하도록 함과 동시에 세척이나 살균 등의 유지관리 작업이 용이하도록 한 배양판을 이용한 미세조류 배양기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자연광 또는 인공광을 조사하고 배양액을 공급하여 미세조류를 배양하는 미세조류 배양기에 있어서, 미세조류와 배양액이 내부에 담기는 배양수조; 배양수조의 내부에 수위보다 높게 설치되되 선단에서 후단으로 하향 경사지게 설치되고 상부에 미세조류와 배양액이 흘러가는 복수의 순환관로가 길이방향으로 형성된 배양판; 압송관을 통해 배양수조에 담긴 미세조류와 배양액을 배양판의 선단으로 압송하는 압송펌프;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배양판을 이용한 미세조류 배양기를 기술적 요지로 한다.

상기 배양판은 복수로 구성되어 스페이서에 의해 상하로 적층되고, 각 배양판의 하면에 발광소자가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 배양판의 선단에는 압송관과 연결되어 미세조류와 배양액을 각 순환관로로 균일하게 분배하는 분배관이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 배양판은 합성수지 또는 유리로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 구조가 간단하여 청소 및 살균 등의 유지관리 작업이 편리함으로써 산업화를 이룰 수 있고, 미세조류의 순환 과정을 통해 빛에 노출되는 시간이 증대됨으로써 미세조류를 고밀도로 배양할 수 있으며, 기존의 수조식 대량 배양시설에 그대로 적용 가능함으로써 시설 비용도 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일측면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분배관과 배양판의 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 일측면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일측면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분배관과 배양판의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 일측면도이다.

본 발명에 따른 배양판을 이용한 미세조류 배양기(100)는, 미세조류와 배양액이 내부에 담기는 배양수조(1); 배양수조(1)의 내부에 수위보다 높게 설치되되 선단에서 후단으로 하향 경사지게 설치되고 상부에 미세조류와 배양액이 흘러가는 복수의 순환관로(2)가 길이방향으로 형성된 배양판(3); 압송관(4)을 통해 배양수조(1)에 담긴 미세조류와 배양액을 배양판(3)의 선단으로 압송하는 압송펌프(5);로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 배양판(3)의 선단에는 미세조류와 배양약을 배양판(3)의 각 순환관로(2)로 균일하게 분해하여 압송하기 위한 분배관(6)이 설치되어 있다.

상기 배양판(3)은 복수로 구성되어 스페이서(7)에 의해 상하로 적층된 구조도 가능하다. 이때는 최상층을 제외한 배양판(3)과 배양수조(1)의 상부로 빛을 조사하기 위하여 각 배양판(3)의 하부에는 발광다이오드 등과 같이 발광소자(8)가 설치되어 있다. 또한 각 배양판(3)의 선단에도 분배관(6)이 설치되어 있다.

상기 배양판(3)은 합성수지 또는 유리로 구성되어 있다.

상기 배양판(3)은 지지프레임(9)에 의해 경사지게 지지 설치되되, 세척 및 살균 등의 작업이 용이하도록 지지프레임(9)으로부터 분리 가능하게 설치되어 있다.

상기 배양수조(1)의 상부에는 날씨가 좋지 않아 자연광이 약한 낮이나 자연광이 없는 밤에도 빛을 계속적으로 조사하기 위한 인공광(10)이 별도로 설치되어 있다.

도면 중 미설명 부호 11은 압송관(4)을 복수로 분배시키기 위한 분배접속구(11)이다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 배양판을 이용한 미세조류 배양기(100)는, 식이 보조제, 건강 보조 식품, 수산 양식용 사료, 대체 의약품 및 디젤이나 수소나 에탄올 같은 바이오연료 등으로 이용되고 있는 미세조류를 배양하기 위한 시설이다.

특히, 본 발명은 복잡한 구조로 인하여 세척이나 살균 등과 같은 유지관리 작업이 용이하지 못한 종래의 문제점을 일거에 해소하고자 간단한 구조와 작용을 통해 미세조류를 고밀도로 배양할 수 있도록 한 것이 특징이다.

이는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 도 1과 같이, 기존 수조식 배양시설의 배양수조(1)의 내부에 수위보다 높게 합성수지 또는 유리의 배양판(3)을 경사지게 설치된 구조에 의해 가능하다.

즉, 배양수조(1)의 내부에 배양액과 함께 담긴 미세조류가 빛에 노출되는 시간이 증대되도록 미세조류를 압송펌프(5)와 압송관(4)을 통해 도 2에 도시된 배양판(3)의 선단으로 압송시켜 순환시키는 구조이다.

상기와 같이 미세조류를 배양수조(1)의 수면 위로 강제 압송하여 순환시키는 구조에 의해 배양수조(1)에 담긴 미세조류가 빛에 노출되는 시간이 극대화됨으로써 높은 증식력을 통해 고밀도 배양이 가능하게 되는 것이다. 이러한 본 발명의 작용 및 효과를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1과 같이, 압송펌프(5)가 작동되면 배양수조(1)에 담긴 미세조류는 배양액과 함께 압송관(4)을 따라 압송된다. 그러면 미세조류는 압송관(4)과 연결된 분배관(6)을 통해 배양판(3)의 선단으로 분배되어 그 각각의 순환관로(2)를 따라 배양판(3)의 선단에서 후단까지 흐르게 된다.

즉, 미세조류는 배양수조(1)의 수면 위로 노출된 상태 그대로 순환관로(2)를 따라 배양액과 함께 배양판(3)의 선단에서 후단으로 자연스럽게 흘러가면서 자연광 또는 인공광(10)을 수광하게 된다. 따라서 미세조류는 완전히 노출된 상태에서 빛을 수광하게 되므로 광합성이 매우 활발하게 일어나게 된다.

상기와 같이 순환관로(2)를 따라 흐르면서 활발한 광합성으로 증식된 미세조류는 그대로 낙하하여 배양수조(1)로 복귀되고, 이와 동시에 배양수조(1)에 담긴 다른 미세조류는 압송펌프(5)에 의해 압송관(4)과 분배관(6)을 통해 배양판(3)의 선단으로 계속해서 압송된다.

이에 따라 미세조류를 배양수조(1)에서 배양판(3)의 순환관로(2)로 압송하여 광합성을 활발하게 유도한 다음 배양판(3)의 순환관로(2)에서 배양수조(1)로 다시 복귀시키는 강제적인 순환 작용이 연속해서 일어나게 된다.

이러한 간단한 구조에 의한 강제적인 순환 과정을 통해 배양수조(1)에 담긴 모든 미세조류는 비교적 긴 시간 동안 외부에 노출되면서 활발하게 광합성을 하여 왕성하게 증식하게 되므로 미세조류의 고밀도 배양이 가능하게 된다.

그리고 배양판(3)은 도 1과 같이 외부에 그대로 노출되게 설치되고 그 상부에 소정깊이의 순환관로(2)만이 형성된 구조이고, 상기 배양수조(1) 또한 외부에 그대로 노출된 구조이며, 지지프레임(9)으로부터 분리되는 구조이다.

따라서 배양판(3)을 지지프레임(9)으로부터 분리하여 세척 및 살균 등을 할 수 있으므로 유지관리 작업이 매우 간편하여 산업화가 가능하다. 이에 따라 미세조류를 순환시키는 구조가 복잡하고 배양수조가 밀폐식 구조로 구성되어 세척 및 살균 등의 유지관리 작업이 용이하지 못하여 산업화가 어려운 종래의 문제점을 일거에 해소할 수 있다.

여기서 본 발명은 바람직한 다른 실시예를 도시한 도 3과 같이, 배양판(3)을 복수로 구성하여 스페이스(7)에 의해 상하로 적층시킨 구조도 가능하다. 이는 한 번에 순환되는 미세조류의 양을 증대시켜 단위시간당 미세조류의 증식량을 더욱 높이기 위한 것이다.

이때 각 배양판(3)의 저면에는 도 3과 같이 발광소자(8)가 설치되어 상층의 배양판(3)에 의해 빛이 차단되는 하층의 배양판(3)과 배양수조(1)로 원활한 광합성을 위한 충분한 광량의 빛이 조사된다.

상기와 같은 배양판(3)의 적층 구조에 의해 한 번에 순환되어 수면 위에서 빛에 노출되면서 흘러가는 미세조류의 양을 더욱 증대시킬 수 있으므로 미세조류의 배양 효율을 극대화시킬 수 있다.

그리고 본 발명은 기존의 수조식 대량 배양시설에 배양판(3)을 설치하여 압송펌프(5)를 통해 수조에 담긴 미세조류와 배양액을 배양판(3)으로 순환시키면 간단하게 적용 가능하므로 설비 비용도 크게 절감할 수 있다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예 뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

1: 배양수조 2: 순환관로
3: 배양판 4: 압송관
5: 압송펌프 6: 분배관
7: 스페이서 8: 발광소자
9: 지지프레임 10: 인공광
11: 분배접속구 100: 미세조류 배양기

Claims (4)

1. 자연광 또는 인공광을 조사하고 배양액을 공급하여 미세조류를 배양하는 미세조류 배양기에 있어서, 미세조류와 배양액이 내부에 담기는 배양수조(1); 배양수조(1)의 내부에 수위보다 높게 설치되되 선단에서 후단으로 하향 경사지게 설치되고 상부에 미세조류와 배양액이 흘러가는 복수의 순환관로(2)가 길이방향으로 형성된 배양판(3); 압송관(4)을 통해 배양수조(1)에 담긴 미세조류와 배양액을 배양판(3)의 선단으로 압송하는 압송펌프(5);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배양판을 이용한 미세조류 배양기.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 배양판(3)은 복수로 구성되어 스페이서(7)에 의해 상하로 적층되고, 각 배양판(3)의 하면에 발광소자(8)가 설치됨을 특징으로 하는 배양판을 이용한 미세조류 배양기.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배양판(3)의 선단에는 압송관(4)과 연결되어 미세조류와 배양액을 각 순환관로(2)로 균일하게 분배하는 분배관(6)이 설치됨을 특징으로 하는 배양판을 이용한 미세조류 배양기.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 배양판(3)은 합성수지 또는 유리로 구성됨을 특징으로 하는 배양판을 이용한 미세조류 배양기.

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