KR20200000703A

KR20200000703A - Apparatus for separating zoo plankton

Info

Publication number: KR20200000703A
Application number: KR1020180072838A
Authority: KR
Inventors: 한종인; 전석환; 조훈
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2020-01-03
Also published as: KR102088994B1

Abstract

An embodiment of the present invention is to provide an animal plankton separator using a wet cyclone, which can effectively separate and remove animal planktons from a fluid containing microalgae in a large microalgae culturing system. According to embodiments of the present invention, the animal plankton separator comprises: an upper chamber which is hollow; an inlet unit which is coupled to the upper chamber and in which a fluid containing microalgae and animal plankton is introduced from the outside to be guided to flow along an inner wall of the upper chamber; a lower chamber which is coupled to a lower part of the upper chamber and forms a first vortex flow where a first fluid containing animal planktons is lowered and a second vortex flow where a second fluid containing microalgae is lifted up through a vortex flow of fluids introduced into the inside of the upper chamber; and a first discharging unit which is coupled to a lower part of the lower chamber and guides an external discharging flow of the first fluid. The present invention further comprises a second discharging unit which is coupled to an upper part of the upper chamber and guides an external discharging flow of the second fluid through the second vortex flow generated inside the lower chamber. Herein, the second discharging unit, the upper chamber, the lower chamber and the first discharging unit are sequentially connected from an upper to a lower in a height direction to form a coupling relationship.

Description

Animal Plankton Separation Equipment {APPARATUS FOR SEPARATING ZOO PLANKTON}

본 발명은 동물성 플랑크톤 분리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for separating zooplankton.

인구 증가와 산업의 발달이 화석연료의 사용을 가속화 시키면서 에너지 자원이 빠르게 고갈되어 가고, 대기 중 이산화탄소(CO2) 농도 또한 급증하고 있다. 이로 유발된 지구온난화로 인해 기상 이변과 해수면 상승 등의 이상 현상들이 전 세계적으로 발생하고 있다. 따라서 기존의 화석 연료를 대체할 친환경적 에너지 자원의 개발이 시급한 실정이다.As population growth and industrial development accelerate the use of fossil fuels, energy resources are rapidly depleted, and atmospheric CO2 concentrations are soaring. The resulting global warming is causing anomalies such as extreme weather and sea level rise. Therefore, it is urgent to develop environmentally friendly energy resources to replace existing fossil fuels.

신재생에너지의 하나인 바이오디젤은 기존의 경유를 대체할 수 있는 연료이다. 바이오디젤은 일반적으로 동물성, 식물성 지방이나 폐자원, 폐기름을 원료로 가공된다. 그리고 미세조류는 성장하면서 이산화탄소를 흡수하기 때문에 생산 공정 중 이산화탄소 배출량이 현저하게 줄어들어, 대기 오염 문제를 유발해 왔던 기존 연료들에 비해 환경 친화적인 에너지원이다. 이러한 장점을 가진 미세조류 기반 바이오 디젤이 상용화되지 않는 가장 큰 원인은 생산단가가 너무 비싸기 때문이다. 특히 배양 공정은 전체 공정 비용의 약 30%를 차지하는 고비용 공정으로써, 미세조류 기반 바이오 디젤의 상용화를 위해서는 경제적이고 효율적인 배양 공정 및 시스템의 개발이 필수적인 실정이다.Biodiesel, one of renewable energy, is a fuel that can replace existing diesel. Biodiesel is generally processed from animal, vegetable fats, waste resources and waste oil. The microalgae absorb carbon dioxide as they grow, which significantly reduces carbon dioxide emissions during the production process, making them a more environmentally friendly energy source than conventional fuels that have caused air pollution. The biggest reason why microalgae-based biodiesel with such advantages is not commercialized is that production costs are too expensive. In particular, the cultivation process is an expensive process accounting for about 30% of the total process cost, it is necessary to develop an economical and efficient culture process and system for the commercialization of microalgae-based biodiesel.

대용량 미세조류 배양 공정에는 일반적으로 수로형 개방 연못(raceway open pond) 배양 시스템, 광-생물 반응기(photo-bio reactor) 등이 있다. 광-생물 반응기는 상대적으로 배양기 내 조건을 자유롭게 조정 가능하고 높은 표면적 대 체적비를 가지고 있지만, 스케일 업이 용이하지 않고 초기 투자 비용이 훨씬 비싸다는 단점이 있어 대량 배양을 위해서는 수로형 개방 연못 배양 시스템이 선호된다. 수로형 개방 연못 시스템은 낮은 자본비와 운영비를 가진 경제적인 방법임에도 불구하고 외부 동물성 플랑크톤에 의한 오염 가능성이 높아 바이오디젤의 생산성이 저하될 가능성이 있다. 이러한 동물성 플랑크톤에 의한 오염은 대표적으로 로티퍼, 섬모류, 물벼룩 등에 의해 이루어진다. 동물성 플랑크톤은 미세조류의 포식자이면서 영양적 경쟁자로서, 오염 시 일반적으로 3~5일, 빠르면 하루 만에도 배양장 내 미세조류를 사멸시킨다. 따라서 미세조류에 피해를 끼치지 않으면서 동물성 플랑크톤을 빠르고 효율적으로 제거할 방법을 찾는 것이 필요하다.Large-scale microalgal culture processes generally include raceway open pond culture systems, photo-bio reactors, and the like. Although the photo-bioreactor is relatively freely adjustable in the incubator and has a high surface area-to-volume ratio, the disadvantage is that it is not easy to scale up and the initial investment is much more expensive. Is preferred. Although open-water pond systems are economical methods with low capital and operating costs, they are likely to be contaminated by external zooplankton, potentially reducing biodiesel productivity. Contamination by zooplankton is typically caused by rotifers, ciliates, daphnia and the like. Zooplankton are both predators and nutritional competitors of microalgae, killing microalgae in cultures, usually 3 to 5 days or as early as 1 day when contaminated. Thus, there is a need to find a way to remove zooplankton quickly and efficiently without harming microalgae.

본 발명의 실시예는 대형 미세조류 배양 시스템 등의 미세조류를 포함하는 유체로부터 동물성 플랑크톤을 효과적으로 분리 및 제거할 수 있는 습식 사이클론을 이용한 동물성 플랑크톤 분리장치를 제공하기 위한 것이다.Embodiment of the present invention is to provide an animal plankton separation apparatus using a wet cyclone that can effectively separate and remove the zooplankton from a fluid containing microalgae, such as a large microalgae culture system.

본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치는 중공형의 상부 챔버, 상부 챔버에 결합되며, 미세조류와 동물성 플랑크톤을 포함하는 유체가 외부로부터 유입되어 상부 챔버의 내부 벽면을 따라 흐르도록 안내하는 유입부, 상부 챔버의 하부에 결합되며, 상부 챔버의 내부로 유입된 유체의 와류 흐름을 통해 동물성 플랑크톤이 포함된 제1 유체가 하강하는 제1 와류 흐름과 미세조류가 포함된 제2 유체가 상승하는 제2 와류 흐름을 형성하는 하부 챔버, 하부 챔버의 하부에 결합되어 제1 유체의 외부 배출 흐름을 안내하는 제1 배출부를 포함한다. 그리고 상부 챔버의 상부에 결합되어 하부 챔버의 내부에서 발생한 제2 와류 흐름을 통해 제2 유체의 외부 배출 흐름을 안내하는 제2 배출부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 배출부, 상부 챔버, 하부 챔버, 그리고 제1 배출부가 높이 방향을 따라 상부에서 하부로 순차적으로 연결되는 결합관계를 형성할 수 있다.Animal plankton separation apparatus according to an embodiment of the present invention is coupled to the upper chamber, the upper chamber of the hollow type, the inflow that guides the fluid containing microalgae and zooplankton flows from the outside to flow along the inner wall of the upper chamber The first vortex flow coupled to the lower portion of the upper chamber and the first fluid containing the zooplankton descends through the vortex flow of the fluid introduced into the upper chamber, and the second fluid containing the microalgae rises. A lower chamber defining a second vortex flow, the first outlet coupled to a lower portion of the lower chamber to direct an external discharge flow of the first fluid. And a second discharge unit coupled to an upper portion of the upper chamber to guide an external discharge flow of the second fluid through a second vortex flow generated inside the lower chamber. Here, the second outlet, the upper chamber, the lower chamber, and the first outlet may form a coupling relationship sequentially connected from the top to the bottom along the height direction.

한편, 상부 챔버는 중공의 제1 유입통로를 갖는 원통형상 또는 링형상으로 형성될 수 있으며, 유입부는 상부 챔버의 외벽면에 수평방향으로 결합되어 유입부의 출구가 상부 챔버의 내부 벽면을 따라 일체로 연결될 수 있다. Meanwhile, the upper chamber may be formed in a cylindrical shape or a ring shape having a hollow first inflow passage, and the inflow portion is horizontally coupled to the outer wall surface of the upper chamber so that the outlet of the inflow portion is integrally formed along the inner wall surface of the upper chamber. Can be connected.

하부 챔버는 제1 유입통로에 연결되어 높이방향의 상부에서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 역원추형의 제2 유입통로를 갖고 와류의 형성을 안내할 수 있다. 하부 챔버의 하부와 제1 배출부 사이에 탈부착 구조로 결합되어 제1 유체의 배출 면적을 조절하는 조절부를 더 포함할 수 있다.The lower chamber may be connected to the first inflow passage and have a second inflow passage having an inverted cone shape that becomes narrower from the upper portion to the lower portion in the height direction to guide the formation of the vortex. The control unit may further include a control unit coupled to the lower portion of the lower chamber and the first discharge unit to adjust a discharge area of the first fluid.

제2 배출부는 일부가 상부 챔버의 제1 유입통로를 통과하여 하부 챔버의 제2 유입통로에 위치되도록 상부 챔버의 상부에 결합되어 제2 와류 흐름이 하부 챔버의 내부로부터 상부 챔버를 통과하여 외부로 배출되도록 안내할 수 있다. 제2 배출부는 길이방향을 따라 길게 형성되는 원통형의 제1 몸체, 그리고 길이방향을 따라 제1 몸체의 하부에 연결되며, 상부에서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 역원추형으로 형성하여 십자류 여과 흐름을 안내하는 제2 몸체를 포함할 수 있다. 제2 몸체를 감싸는 필터를 더 포함하며, 필터는 유체에 포함된 이물질인 플랑크톤 찌꺼기가 제2 배출부 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 필터는 25um~50um의 기공이 복수로 구비된 메시(mesh)형태로 형성될 수 있다.The second outlet portion is coupled to the upper portion of the upper chamber such that a portion passes through the first inlet passage of the upper chamber and is positioned in the second inlet passage of the lower chamber such that a second vortex flow passes from the inside of the lower chamber through the upper chamber to the outside. It can be guided to discharge. The second outlet portion is connected to the first cylindrical body formed along the longitudinal direction and the lower portion of the first body along the longitudinal direction, and formed in an inverted cone shape that becomes narrower from the top to the bottom to form a cross flow filtration flow. It may include a guide second body. Further comprising a filter surrounding the second body, the filter can prevent the plankton debris, which is a foreign matter contained in the fluid to be introduced into the second discharge portion. Here, the filter may be formed in a mesh (mesh) form having a plurality of pores of 25um ~ 50um.

제2 배출부와 상부 챔버 사이에서 제2 배출부의 외부가 내부에 끼임 결합되는 결합구를 갖고 형성되어 제2 배출부의 길이를 조절하여 제2 유체의 제2 와류 흐름을 조절하는 고정부를 더 포함할 수 있다. 고정부와 상부 챔버의 사이에 결합되어 제2 배출부와 상부 챔버를 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다.And a fixing part formed between the second outlet part and the upper chamber to have a coupler fitted to the outside of the second outlet part to adjust the length of the second outlet part to adjust the second vortex flow of the second fluid. can do. It may further include a connection portion coupled between the fixed portion and the upper chamber to connect the second discharge portion and the upper chamber.

미세조류 배양 공정에서 발생하는 배양액, 배출액 등으로부터 습식 사이클론 기반 장치를 이용하여 동물성 플랑크톤을 분리 및 제거할 수 있으며, 단순 원심분리 공정의 미세조류 셀 손상 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.The zooplankton can be separated and removed from the culture solution, the discharge liquid, etc. generated in the microalgae culture process using a wet cyclone-based device, there is an effect that can solve the microalgal cell damage problem of the simple centrifugation process.

또한, 기존의 방법으로 제거하기 어려웠던 동물성 플랑크톤의 내구란 또한 효과적으로 처리할 수 있으며, 추가적인 화학물질, 온도 변화 등이 필요하지 않아 경제성이 개선되는 효과가 있다.In addition, the durability of the zooplankton, which was difficult to remove by the conventional method can also be effectively treated, and there is no effect of additional chemicals, temperature changes, etc., thereby improving economic efficiency.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치를 분리하여 각 구성 성분들을 비교하여 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치의 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치의 정면도이다.
도 4는 도 3의 선A-A에 따라 잘라낸 단면도이다.
도 5는 도 3의 선C-C에 따라 잘라낸 단면도이다.1 is an exploded perspective view showing the components of the animal plankton separation apparatus according to an embodiment of the present invention by comparing the components.
Figure 2 is a perspective view showing a combined state of the zooplankton separation apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a front view of the zooplankton separation apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3.
5 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 3.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” include plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the term "comprising" embodies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element, and / or component, and other specific characteristics, region, integer, step, operation, element, component, and / or group. It does not exclude the presence or addition of.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Commonly defined terms used are additionally interpreted to have a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed contents, and are not interpreted in an ideal or very formal sense unless defined.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치를 도시한 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치의 결합된 상태를 도시한 사시도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치의 정면도이며, 도 4는 도 3의 선A-A에 따라 잘라낸 단면도이고, 도 5는 도 3의 선C-C에 따라 잘라낸 단면도이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치는 상부 챔버(100), 유입부(110), 하부 챔버(120), 제1 배출부(130), 그리고 제2 배출부(140)를 포함하며, 습식 사이클론을 기반으로 미세 조류 배양 시스템에서 배양기, 배출기 및 전후 수로에서 침입할 가능성이 높은 동물성 플랑크톤을 분리 및 제거할 수 있다.1 is an exploded perspective view showing an animal plankton separation device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a combined state of the animal plankton separation device according to an embodiment of the present invention. 3 is a front view of the zooplankton separator according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Figure 3, Figure 5 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. 1 to 5, the zooplankton separation apparatus according to an embodiment of the present invention, the upper chamber 100, the inlet 110, the lower chamber 120, the first outlet 130, and the second The discharge unit 140, and based on the wet cyclone can be separated and removed from the microalgal culture system is likely to invade in the incubator, the discharger and the front and rear waterways.

상부 챔버(100)는 중공형으로 링형상 또는 원통형상으로 형성될 수 있다. 상부 챔버(100)는 유입부(110)의 출구와 연결되는 중공의 제1 유입통로(102)를 갖는 링형상으로 형성될 수 있다.The upper chamber 100 may be hollow and may be formed in a ring shape or a cylindrical shape. The upper chamber 100 may be formed in a ring shape having a hollow first inflow passage 102 connected to the outlet of the inflow portion 110.

유입부(110)는 상부 챔버(100)에 결합되어 입구(112)를 통해 외부로부터 유입되는 유체(10)가 출구(114)를 통해 상부 챔버(100)의 내부 벽면(104)을 따라 흐르도록 안내하는 유입 통로 기능을 한다. 여기서, 유체(10)는 미세조류를 포함하는 배양액 또는 배출액 등을 포함할 수 있다. 그리고 유체(10)는 동물성 플랑크톤이 포함된 제1 유체(10a)와 미세조류가 포함된 제2 유체(10b)로 분리될 수 있다. 즉, 유체(10)는 동물성 플랑크톤이 포함된 제1 유체(10a)와 동물성 플랑크톤이 포함되지 않은 제2 유체(10b)로 분리될 수 있다. 유입부(110)는 상부 챔버(100)의 외벽면에 수평방향으로 결합되어 유입부(110)의 출구(114)가 상부 챔버(100)의 내부 벽면(104)을 따라 일체로 연결될 수 있다. 유입부(110)로 미세조류 배양액 및 배출액을 양수하는 양수부가 연결될 수 있다. 여기서, 양수부는 유입부(110)를 통해 미세조류 배양액 및 배출액 등을 양수하도록 하는 구동 모터와 공급 펌프를 포함할 수 있다. 구동 모터와 공급 펌프는 유입부(110)로 공급되는 유체(10)의 공급경로에 구비될 수 있으며, 미세조류를 배양하기 위한 배양조 또는 유체(10)가 저장된 저장탱크로부터 유체(10)를 펌핑하여 유입부(110)로 공급할 수 있다. 한편, 상부 챔버(100)로 유체(10)를 유입시키는 유입부(110)의 단면적은 하부 챔버(120)의 제1 유체(10a)가 빠져나가는 제1 배출부(130)의 단면적과 제2 유체(10b)가 빠져나가는 제2 배출부(140)의 단면적을 합친 것보다 작게 형성할 수 있다.The inlet 110 is coupled to the upper chamber 100 such that fluid 10 flowing from the outside through the inlet 112 flows along the inner wall 104 of the upper chamber 100 through the outlet 114. It functions as a guided inlet passage. Here, the fluid 10 may include a culture liquid or a discharge liquid including microalgae. In addition, the fluid 10 may be separated into the first fluid 10a including the zooplankton and the second fluid 10b including the microalgae. That is, the fluid 10 may be separated into a first fluid 10a including zooplankton and a second fluid 10b not including zooplankton. The inlet 110 may be horizontally coupled to the outer wall of the upper chamber 100 so that the outlet 114 of the inlet 110 may be integrally connected along the inner wall 104 of the upper chamber 100. The inlet 110 may be connected to the pumping unit for pumping the microalgal culture solution and the discharge liquid. Here, the pumping unit may include a driving motor and a supply pump to pump the microalgal culture liquid and the discharge liquid through the inlet 110. The drive motor and the supply pump may be provided in a supply path of the fluid 10 supplied to the inlet 110, and the fluid 10 may be transferred from a storage tank in which a microalgae is cultured or a storage tank in which the fluid 10 is stored. The pump may be supplied to the inlet 110. On the other hand, the cross-sectional area of the inlet 110 for introducing the fluid 10 into the upper chamber 100 is the cross-sectional area of the first discharge portion 130 through which the first fluid 10a of the lower chamber 120 exits and the second The cross-sectional area of the second discharge part 140 through which the fluid 10b exits may be smaller than the sum of the cross-sectional areas.

하부 챔버(120)는 외부가 원통형상으로 형성되고 내부가 역원추형상으로 형성되어 상부 챔버(100)의 하부에 결합되며, 상부 챔버(100)의 내부로 유입된 유체(10)의 와류 흐름을 안내한다. 하부 챔버(120)는 제1 유입통로(102)에 연결되어 높이방향의 상부에서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 역원추형의 제2 유입통로(122)를 갖고 와류의 형성을 안내할 수 있다. 하부 챔버(120)의 내부가 역원추형상으로 형성됨에 따라 상부 챔버(100)로부터 상부로 유입된 유체(10)가 소용돌이 모양을 만들며 하부로 내려가도록 안내될 수 있다.The lower chamber 120 is formed in a cylindrical shape on the outside and an inverted cone shape on the inside thereof and is coupled to the lower portion of the upper chamber 100 and vortex flow of the fluid 10 introduced into the upper chamber 100. To guide. The lower chamber 120 may be connected to the first inflow path 102 to guide the formation of the vortex with a second inflow path 122 having an inverted cone shape that becomes narrower from the top to the bottom in the height direction. As the inside of the lower chamber 120 is formed in a reverse cone shape, the fluid 10 introduced from the upper chamber 100 to the upper portion may be guided downward to form a swirl shape.

하부 챔버(120)의 하부와 제1 배출부(130) 사이에 탈부착 구조로 결합되어 제1 유체(10a)의 배출 면적을 조절하는 조절부(132)를 더 포함할 수 있다. 조절부(132)는 하부 챔버(120)에서 제1 유체(10a)가 빠져나가는 배출 면적을 조절하기 위해 서로 다른 크기의 복수개로 형성될 수 있다. 그리고 사용자의 필요에 따라 선택된 조절부(132)를 제1 배출부(130)에 탈부착시켜 사용할 수 있다. 즉, 조절부(132)는 제1 배출부(130)에 탈부착이 가능한 구조로 결합되며, 조절부(132)의 크기에 따라 제1 배출부(130)로 나가는 제1 유체(10a)의 배출양을 조절할 수 있다.The control unit 132 may further include a control unit 132 coupled between the lower part of the lower chamber 120 and the first outlet 130 to adjust a discharge area of the first fluid 10a. The adjusting unit 132 may be formed in a plurality of different sizes to adjust the discharge area from which the first fluid 10a exits from the lower chamber 120. And according to the needs of the user can be used by attaching and detaching the selected control unit 132 to the first discharge unit (130). That is, the adjusting unit 132 is coupled to the first discharge unit 130 in a detachable structure, and the discharge amount of the first fluid 10a exiting to the first discharge unit 130 according to the size of the control unit 132. Can be adjusted.

제1 배출부(130)는 하부 챔버(120)의 하부에 결합되어 제1 유체(10a)의 외부 배출 흐름을 안내하는 하부 배출 통로 기능을 한다.The first outlet 130 is coupled to the lower portion of the lower chamber 120 and functions as a lower discharge passage that guides the external discharge flow of the first fluid 10a.

제2 배출부(140)는 상부 챔버(100)의 상부에 결합되어 하부 챔버(120)의 내부에서 발생한 상승 와류의 외부 배출 흐름을 안내하는 상부 배출 통로 기능을 한다. 제2 배출부(140)는 상부 챔버(100)의 상단부를 통과하도록 조립되며 하부 챔버(120)에서 생긴 소용돌이로 인한 상승 와류가 외부로 빠져나가는 것을 안내한다.The second outlet 140 is coupled to the upper portion of the upper chamber 100 to function as an upper discharge passage for guiding the external discharge flow of the rising vortex generated inside the lower chamber 120. The second outlet 140 is assembled to pass through the upper end of the upper chamber 100 and guides the rising vortex due to the vortex generated in the lower chamber 120 to the outside.

제2 배출부(140)는 일부가 상부 챔버(100)의 제1 유입통로(102)를 통과하여 하부 챔버(120)의 제2 유입통로(122)에 위치되도록 상부 챔버(100)의 상부에 결합되어 상승 와류가 하부 챔버(120)의 내부로부터 상부 챔버(100)를 통과하여 외부로 배출되도록 안내할 수 있다. 제2 배출부(140)는 길이방향을 따라 길게 형성되는 원통형의 제1 몸체(142), 그리고 길이방향을 따라 제1 몸체(142)의 하부에 연결되며, 상부에서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 역원추형으로 형성하여 십자류 여과 흐름을 안내하는 제2 몸체(144)를 포함할 수 있다. 제2 몸체(144)는 필터로 감싸여지며, 동물성 플라크톤과 휴면란, 그리고 사이클론에 의해 발생한 플랑크톤 찌꺼기가 제2 배출부(140) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 필터는 25um~50um의 기공이 복수로 구비된 메시(mesh)형태로 형성될 수 있다.The second discharge part 140 is disposed on the upper part of the upper chamber 100 such that a part of the second discharge part 140 passes through the first inflow path 102 of the upper chamber 100 and is positioned in the second inflow path 122 of the lower chamber 120. Coupled to guide the rising vortex to be discharged to the outside through the upper chamber 100 from the inside of the lower chamber 120. The second discharge part 140 is connected to the lower portion of the cylindrical first body 142 formed in the longitudinal direction, and the first body 142 along the longitudinal direction, the width becomes narrower from the top to the lower portion It may include a second body 144 formed in the reverse cone to guide the cross flow filtration flow. The second body 144 is wrapped with a filter, it is possible to prevent the inflow of the plankton debris generated by the animal plankton, dormant eggs, and the cyclone into the second discharge unit 140. Here, the filter may be formed in a mesh (mesh) form having a plurality of pores of 25um ~ 50um.

여기서, 제2 배출부(140), 상부 챔버(100), 하부 챔버(120), 그리고 제1 배출부(130)는 높이 방향을 따라 순차적으로 배치되어 연결되는 결합관계로 형성될 수 있다. 또한, 하부 챔버(120)로부터 제1 유체(10a)가 빠져나가는 제1 배출부(130)의 단면적과 제2 배출부(140)의 단면적을 조절하여 하부 챔버(120) 내에 사이클론 와류가 용이하게 발생하도록 할 수 있다. 또한, 하부 챔버(120)로부터 제1 유체(10a)가 빠져나가는 제1 배출부(130)의 단면적과 제2 배출부(140)의 상부 및 하부 챔버(120)에 포함되는 부분의 부피는 하부 챔버(120) 중앙에 와류가 생기도록 형성할 수 있다. 또한, 제2 배출부(140)를 통해 외부로 배출되는 제2 유체(10b)는 유입부(110)로 들어가는 유체(10)들과 섞이지 않도록 분리될 수 있다.Here, the second discharge part 140, the upper chamber 100, the lower chamber 120, and the first discharge part 130 may be formed in a coupling relationship which is sequentially arranged and connected along the height direction. In addition, by adjusting the cross-sectional area of the first discharge portion 130 and the cross-sectional area of the second discharge portion 140 through which the first fluid 10a exits from the lower chamber 120, cyclone vortex is easily performed in the lower chamber 120. Can occur. In addition, the cross-sectional area of the first outlet portion 130 from which the first fluid 10a exits from the lower chamber 120 and the volume of the portion included in the upper and lower chambers 120 of the second outlet portion 140 are lower. Vortex may be formed in the center of the chamber 120. In addition, the second fluid 10b discharged to the outside through the second discharge unit 140 may be separated from mixing with the fluids 10 entering the inlet unit 110.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치는 제2 배출부(140)와 상부 챔버(100) 사이에서 제2 배출부(140)의 외부가 내부에 끼임 결합되는 결합구를 갖고 형성되어 제2 배출부(140)의 삽입 길이를 조절하여 제2 유체(10b)의 상승 와류를 조절하는 고정부(146)를 더 포함할 수 있다. 고정부(146)는 제2 배출부(140)의 위치를 고정하는 기능도 한다. 고정부(146)와 상부 챔버(100)의 사이에 결합되어 제2 배출부(140)와 상부 챔버(100)를 연결하는 연결부(148)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the zooplankton separation apparatus according to an embodiment of the present invention is formed with a coupler that the outside of the second outlet 140 is fitted between the second outlet 140 and the upper chamber 100 is fitted inside It may further include a fixing part 146 for controlling the rising vortex of the second fluid (10b) by adjusting the insertion length of the second outlet (140). The fixing part 146 also functions to fix the position of the second discharge part 140. The connection part 148 may be further included between the fixing part 146 and the upper chamber 100 to connect the second discharge part 140 and the upper chamber 100.

본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치의 하부 챔버(120) 내에서 와류의 생성 여부와 와류의 세기는 2개의 방향이 다른 흐름을 이용하는 사이클론의 효과를 좌우하는 중요한 요소이다. 이러한 와류의 생성 여부는 제1 배출부(130)의 면적과 제2 배출부(140)의 길이이다. 제2 배출부(140)로 빠져 나가는 통로의 단면적이 일정하기 때문에 제1 배출부(130)의 면적에 따라 내부의 압력 및 유속의 흐름이 영향을 받는다. 이러한 조건을 시료의 성상과 환경에 따라 유동적으로 제어하기 위해 조립형 조절부(132)를 설치하여 가동 전 면적을 조절할 수 있다.In the lower chamber 120 of the zooplankton separator according to an embodiment of the present invention whether the vortex is generated and the vortex intensity is an important factor that determines the effect of a cyclone using two different flows. Whether the vortex is generated is an area of the first discharge unit 130 and a length of the second discharge unit 140. Since the cross-sectional area of the passage exiting to the second discharge unit 140 is constant, the flow of pressure and flow rate therein is affected by the area of the first discharge unit 130. In order to flexibly control these conditions according to the properties and environment of the sample, the prefabricated control unit 132 may be installed to adjust an area before operation.

와류의 흐름에 가장 큰 영향을 끼치는 요소는 상부 챔버(100) 내에 삽입되는 제2 배출부(140)의 제2 몸체(144) 길이와 하부 챔버(120)의 길이의 비이다. 하부 챔버(120)는 제작 이후로 쉽게 수정할 수 없기 때문에 역원추형상으로 형성된 제2 몸체(144)의 길이를 변화함으로써 하부 챔버(120)와 제2 몸체(144) 사이의 비율을 조절할 수 있다. 제2 몸체(144)가 상부 챔버(100)에 삽입된 길이에 따라서 와류 발생이 다르게 된다. 예를 들어, 제2 몸체(144)의 삽입길이가 짧은 경우에는 와류가 생기지 않고 너무 길게 삽입된 경우에도 와류가 발생하지 않는다. 또한 유체(10)의 농도와 유체(10) 공급모터의 세기에 따라 적합한 제2 몸체(144)의 삽입 길이 비율이 다르기 때문에 임의로 조절할 수 있도록 연결부(148)에 제2 배출부(140)의 제2 몸체(144)를 삽입하고 원하는 길이를 조정한 후 고정부(146)로 조여 제2 몸체(144)의 삽입 길이를 고정할 수 있다.The factor that most influences the flow of the vortex is the ratio of the length of the second body 144 of the second outlet 140 inserted into the upper chamber 100 and the length of the lower chamber 120. Since the lower chamber 120 cannot be easily modified after manufacture, the ratio between the lower chamber 120 and the second body 144 may be adjusted by changing the length of the second body 144 formed in the inverted cone shape. Vortex generation is different depending on the length of the second body 144 is inserted into the upper chamber (100). For example, when the insertion length of the second body 144 is short, no vortex is generated and no vortex occurs even if it is inserted too long. In addition, since the ratio of the insertion length of the second body 144 that is suitable depends on the concentration of the fluid 10 and the strength of the fluid 10 supply motor, the second discharge part 140 may be formed on the connection part 148 to be arbitrarily adjusted. After inserting the two bodies 144 and adjusting the desired length, the insertion length of the second body 144 may be fixed by tightening the fixing unit 146.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치는 이러한 일련의 과정을 통해 다양한 실험 조건에 맞추어 최적화를 진행할 수 있으며, 습식 사이클론 시스템을 기반으로 하여 미세조류 배양액 및 배출액을 포함하는 배양기나 농축기 등으로부터 동물성 플랑크톤을 분리할 수 있다. 즉, 미세 조류 배양 시스템에서 배양기, 배출기 및 전후 수로에서 침입할 가능성이 높은 동물성 플랑크톤을 분리 및 제거할 수 있다. 여기서, 동물성 플랑크톤(zooplankton)은 미세조류 배양시 미세조류와 같은 세포를 피식자로 삼는 로티퍼(Rotifer), 또는 물벼룩(Water flea) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.As described above, the zooplankton separation device according to an embodiment of the present invention can be optimized according to various experimental conditions through such a series of processes. And zooplankton can be separated from the concentrator or the like. That is, it is possible to isolate and remove the zooplankton which is likely to invade in the incubator, the ejector and the front and rear waterways in the microalgal culture system. Here, the zooplankton may include at least one of a rotifer, or a water flea, which makes a cell such as a microalgae a predator in microalgae culture.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치의 동작을 설명한다.1 to 5 will be described the operation of the zooplankton separation apparatus according to an embodiment of the present invention.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 동물성 플랑크톤 분리장치의 유입부(110)를 통해 미세조류 원수가 공급되면, 유입부(110)를 통해 상부 챔버(100)로 유입된 유체(10)가 소용돌이를 치며 하부 챔버(120)로 들어간다. 예를 들어, 로티퍼 등의 오염물질을 포함하는 유체(10)가 유입부(110)로 유입되면 상부 챔버(100)의 원통 형상을 따라 유체(10)가 상부 챔버(100)의 내부 벽면(104)을 따라 회전하게 된다. 회전하는 유체(10)는 중력에 의해 역원추형상으로 형성된 하부 챔버(120)의 내부 벽면을 따라 나선형을 그리며 하부로 내려간다. 이때, 유체(10)의 회전력이 빠르면 유체(10) 내에 있는 이물질들은 유체(10)인 물 보다 원심력을 더 받아 하부 챔버(120)의 내부에서 벽면을 포함한 외측으로 위치하고, 유체(10)는 나선형의 와류를 형성하여 중심부에서 소용돌이를 만들게 된다. 그리고 하부 챔버(120)의 내부 벽면에 위치한 유체(10)와 이물질은 중력에 의해 밑으로 계속 내려간다. 이러한 상태에서 유체(10)의 원심력이 강하게 작용하면 하부 챔버(120)의 중앙에서 음압(negative pressure)이 형성된다. 이러한 음압은 대기압이 형성된 제2 배출부(140)로 상쇄될 수 있다. 이때 제2 배출부(140)의 대기압과 하부 챔버(120)에 형성된 음압의 압력차이로 물이 분출되어 제2 배출부(140) 방향으로 올라간다. 제2 배출부(140) 방향으로 분출되어 올라가는 물은 이물질을 포함하고 있지 않는 깨끗한 물이 된다. 유입부(110)와 상부 챔버(100), 그리고 하부 챔버(120)를 통해 유입된 유체(10)의 소용돌이 흐름에 따라 하부 챔버(120) 내부에서 상승 와류가 발생하면 제2 유체(10b)는 제2 배출부(140)로 빠져나가게 된다. 그리고 상승 와류에 포함되지 않은 나머지 제1 유체(10a)와 이물질은 하부 챔버(120)를 지나 하단의 제1 배출부(130)로 빠져나가는 과정으로 압력차이와 밀도차이에 의해 유체(10) 내 고체 성분을 효율적으로 분리할 수 있다. 예를 들어, 상기 과정에 의하여 미세조류 원수를 처리할 경우, 동물성 플랑크톤을 포함한 원수는 제1 배출부(130)를 통하여 외부로 배출되고, 미세조류 세포를 포함한 처리수는 제2 배출부(140)를 통해 처리될 수 있다. 그리고 새로운 미세조류 배양액은 상부 챔버(100)와 유입부(110)를 통해 공급되어 연속적으로 미세조류를 수확 및 농축할 수 있다. First, when the microalgal raw water is supplied through the inlet 110 of the zooplankton separator according to an embodiment of the present invention, the fluid 10 introduced into the upper chamber 100 through the inlet 110 is swirled. And enters the lower chamber 120. For example, when the fluid 10 containing contaminants, such as rotifers, enters the inlet 110, the fluid 10 flows along the cylindrical shape of the upper chamber 100 to the inner wall 104 of the upper chamber 100. Will rotate along the The rotating fluid 10 spirals downward along the inner wall of the lower chamber 120 which is formed in a reverse cone shape by gravity. At this time, when the rotational force of the fluid 10 is fast, foreign matters in the fluid 10 are located outside the wall including the wall inside the lower chamber 120 under centrifugal force than water 10, the fluid 10 is helical. It forms a vortex of to form a vortex at the center. And the fluid 10 and the foreign matter located on the inner wall of the lower chamber 120 continues to descend by gravity. In this state, when the centrifugal force of the fluid 10 acts strongly, a negative pressure is formed in the center of the lower chamber 120. This negative pressure may be offset by the second outlet 140 in which the atmospheric pressure is formed. At this time, the water is ejected due to the pressure difference between the atmospheric pressure of the second discharge unit 140 and the negative pressure formed in the lower chamber 120 to rise in the direction of the second discharge unit 140. The water jetted up in the direction of the second discharge part 140 becomes clean water that does not contain foreign substances. When rising vortex occurs in the lower chamber 120 according to the vortex flow of the fluid 10 introduced through the inlet 110, the upper chamber 100, and the lower chamber 120, the second fluid 10b It exits to the second discharge part 140. In addition, the remaining first fluid 10a and the foreign matter not included in the rising vortex pass through the lower chamber 120 to the first outlet 130 at the lower portion thereof. Solid components can be separated efficiently. For example, when the microalgal raw water is treated by the above process, the raw water including the zooplankton is discharged to the outside through the first discharge unit 130, and the treated water including the microalgal cells is discharged to the second discharge unit 140. Can be processed through). And the new microalgal culture is supplied through the upper chamber 100 and the inlet 110 may be harvested and concentrated microalgae continuously.

한편, 오염물질을 포함하는 유체(10)가 유입부(110)로 공급되어 나선형의 소용돌이를 만들 때, 이물질이 하부 챔버(120)의 중앙에 있다 할지라도 제2 배출부(140)의 제2 몸체(144)가 역원추형으로 형성됨에 따라 십자류 여과 효과를 낼 수 있으며, 제2 몸체(144)에 구비된 필터에 이물질이 끼더라도 이를 물의 흐름으로 씻어 낼 수 있으므로 제2 배출부(140)로는 깨끗한 물만 유출될 수 있다. 상기한 바와 같이 유입부(110)를 통해 상부 챔버(100)로 유입된 유체(10)의 흐름이 상부 챔버(100)와 하부 챔버(120)를 통해 와류의 흐름으로 형성되고 제1 유체(10a)와 제2 유체(10b)로 분리됨에 따라 유체에 포함된 미세조류와 동물성 플랑크톤의 분리 효율을 높일 수 있다. 한편, 하부 챔버(120)와 제1 배출부(130) 사이에 설치되는 조절부(132)를 통해 하부 챔버(120)로부터 제1 배출부(130)로 빠져나가는 제1 유체(10a)의 유량 면적을 조절할 수 있다.On the other hand, when the fluid 10 containing the contaminant is supplied to the inlet 110 to form a spiral vortex, even if the foreign matter is in the center of the lower chamber 120, the second of the second outlet 140 As the body 144 is formed in a reverse conical shape, it may have a cross flow filtration effect, and even if foreign matter is caught in the filter provided in the second body 144, the second discharge part 140 may be washed out by the flow of water. Only clean water can flow out of the furnace. As described above, the flow of the fluid 10 introduced into the upper chamber 100 through the inlet 110 is formed as a vortex flow through the upper chamber 100 and the lower chamber 120 and the first fluid 10a. ) And the second fluid 10b may increase the separation efficiency of the microalgae and zooplankton included in the fluid. Meanwhile, the flow rate of the first fluid 10a exiting from the lower chamber 120 to the first discharge unit 130 through the adjusting unit 132 installed between the lower chamber 120 and the first discharge unit 130. The area can be adjusted.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it is within the scope of the present invention.

10 ; 유체 100 ; 상부 챔버
110 ; 유입부 120 ; 하부 챔버
130 ; 제1 배출부 132 ; 조절부
140 ; 제2 배출부 142 ; 제1 몸체
144 ; 제2 몸체 146 ; 고정부
148 ; 연결부10; Fluid 100; Upper chamber
110; Inlet 120; Lower chamber
130; First outlet 132; Control
140; Second outlet 142; First body
144; Second body 146; Fixture
148; Connection

Claims

Hollow upper chamber,
An inlet coupled to the upper chamber and guiding fluid including microalgae and zooplankton to flow along the inner wall of the upper chamber from the outside;
A first vortex flow coupled to a lower portion of the upper chamber and a second fluid including the microalgae and a first vortex flow in which the first fluid containing the zooplankton descends through the vortex flow of the fluid introduced into the upper chamber; A lower chamber forming a second vortex flow in which
A first discharge portion coupled to a lower portion of the lower chamber to guide an external discharge flow of the first fluid
Animal plankton separation device comprising a.

In claim 1,
A second discharge portion coupled to an upper portion of the upper chamber to guide an external discharge flow of the second fluid through a second vortex flow generated inside the lower chamber;
Animal plankton separation device further comprising.

In claim 2,
The upper chamber is an animal plankton separation device having a hollow first inlet passage connected to the outlet of the inlet.

In claim 3,
And the inlet is horizontally coupled to the outer wall of the upper chamber such that the outlet of the inlet is integrally connected along the inner wall of the upper chamber.

In claim 4,
And the lower chamber is connected to the first inflow path and has an inverted conical second inflow path that is narrowed from the top to the bottom in the height direction to form a vortex in the zooplankton.

In claim 5,
Animal plankton separation device further comprises a control unit coupled to the detachable structure between the lower portion of the lower chamber and the first discharge portion to control the discharge area of the first fluid.

In claim 5,
The second discharge portion
A portion is coupled to an upper portion of the upper chamber to pass through a first inlet passage of the upper chamber and to be positioned in a second inlet passage of the lower chamber such that the second vortex flow passes from the interior of the lower chamber to the upper chamber; Animal plankton separation device to guide the discharge to the outside.

In claim 7,
The second discharge portion
A cylindrical first body elongated along the longitudinal direction, and
An animal plankton separation device comprising a second body connected to a lower portion of the first body along a longitudinal direction and formed in an inverted cone shape that becomes narrower from the top to the bottom to guide the cross flow filtration flow.

In claim 8,
Animal plankton separation device further comprises a filter surrounding the second body.

In claim 9,
The filter is an animal plankton separation device is provided with a plurality of pores of 25um ~ 50um.

In claim 2,
It is formed between the second outlet and the upper chamber having a coupler coupled to the outside of the second outlet is fitted therein to control the second vortex flow of the second fluid by adjusting the length of the second outlet Animal plankton separation device further comprising a fixing part.

In claim 11,
The zooplankton separation device further comprises a connecting portion coupled between the fixing portion and the upper chamber to connect the second discharge portion and the upper chamber.