KR20230029145A - Culturing apparatus of microalgae equipped with light transferring plate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 미세조류 배양기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수조내부에 장착된 광전달판을 이용하여 광을 수조내부로 고르게 전달함으로써 광의존성이 높은 미세조류의 성장이 빠르면서 배양밀도를 높여 생산성을 극대화할 수 있는 광전달판이 장착된 미세조류 배양기에 관한 것이다.The present invention relates to a microalgae incubator, and more particularly, to uniformly transmit light to the inside of a water tank using a light transmission plate installed inside the water tank, so that microalgae with high light dependence grow rapidly and increase productivity by increasing the culture density. It relates to a microalgae incubator equipped with a light transmission plate that can maximize.
최근 해조류에 포함된 성분이 인체 건강에 유익하다는 연구 결과가 보고되고 있다. 특히, 푸코잔틴 성분은 갈조류에서 풍부하게 발견되는 특유의 카로티노이드로, 항-비만 효과를 갖는 것으로 보고되고 있다(K. Miyashita, Lipid Technology, August/September 2009, Vol. 21, No. 8/9). Recently, research results have been reported that components contained in seaweed are beneficial to human health. In particular, fucoxanthin is a unique carotenoid found in abundance in brown algae, and is reported to have an anti-obesity effect (K. Miyashita, Lipid Technology, August/September 2009, Vol. 21, No. 8/9) .
푸코잔틴의 항-비만 메커니즘은 백색 체지방(white adipose tissue: WAT) 미토콘드리아에서 탈 결합 단백질1(uncoupling protein 1: UCP 1)의 발현을 유도하여 WAT에서 지방산 산화 및 열 생성을 일으킴으로써 지방 세포의 아포토시스(apoptosis) 작용을 일으키는 것을 특징으로 한다.The anti-obesity mechanism of fucoxanthin is to induce the expression of uncoupling protein 1 (UCP 1) in white adipose tissue (WAT) mitochondria, resulting in fatty acid oxidation and thermogenesis in WAT, resulting in apoptosis of adipocytes. It is characterized by causing an apoptosis action.
UCP 1은 항-비만 효과에 있어 핵심 분자이다. UCP 1의 발현은 신체 에너지 소모의 중요 요소로 알려져 있고, UCP 1이 기능 장애를 일으킬 경우에 비만이 발생하기 쉽다.UCP 1 is a key molecule in its anti-obesity effect. Expression of UCP 1 is known to be an important factor in body energy consumption, and obesity is likely to occur when UCP 1 causes dysfunction.
푸코잔틴과 UCP 1 발현의 관련성을 나타내는 실험 및 그 실험 결과가 상기 문헌에 개시되어 있다. 동 문헌에 의하면 푸코잔틴이 WAT에서 UCP 1의 단백질 및 mRNA 발현을 유도한다는 것을 알 수 있다. 이는 푸코잔틴의 구조적 특징, 즉, 푸코잔틴 대사물질인 푸코잔틴올 및 아마로우시아잔틴 A의 측쇄기 위에 있는 부가적인 하이드록시 치환기 및 알렌 결합에 기인한 것으로 보인다.(H. Maeda, Molecular Medicine Reports 2: 897-902, 2009; 및 K. Miyashita, 상동).Experiments showing the relationship between fucoxanthin and UCP 1 expression and the results of the experiments are disclosed in the above literature. According to the same literature, it can be seen that fucoxanthin induces protein and mRNA expression of UCP 1 in WAT. This is likely due to the structural features of fucoxanthin, i.e., the additional hydroxyl substituents and allene bonds on the side chain groups of the fucoxanthin metabolites fucoxanthinol and amaroxanthin A. (H. Maeda, Molecular Medicine Reports 2 : 897-902, 2009; and K. Miyashita, ibid.).
이러한 푸코잔틴은 종래 갈조류로부터 분리정제하여 왔으나, 그 농도가 크지 않고 분리 정제에 있어 시간과 비용이 많이 드는 문제가 있어, 미세조류로부터 푸코잔틴을 분리하고자 하는 시도가 있어 왔다.Although such fucoxanthin has been conventionally separated and purified from brown algae, there is a problem in that the concentration is not high and the separation and purification requires a lot of time and cost, so there have been attempts to separate fucoxanthin from microalgae.
하지만, 미세조류는 배지 및 배양기술의 한계로 인해 충분한 양의 푸코잔틴을 분리할 수 있는 만큼의 생산량을 확보하기에 많은 시간과 비용이 투입되고 있다.However, in microalgae, a lot of time and money are invested in securing a production volume sufficient to isolate a sufficient amount of fucoxanthin due to limitations in culture medium and culture technology.
일부 실험실 수준에서 합성배지를 이용하여 미세조류를 배양하려는 시도가 있어왔으나, 이는 산업적인 스케일로 확장하기에는 무리가 따르고, 고가의 합성배지를 구입하여야 하므로 비용적인 면에서도 불리한 한계가 있다.Attempts have been made to culture microalgae using synthetic media at some laboratory levels, but it is difficult to expand to an industrial scale, and expensive synthetic media must be purchased, so there are disadvantages in terms of cost.
미세조류는 빛을 이용해 광합성을 하는 미생물로 빛 의존성이 매우 크며, 빛 제한조건에서 배양 시 배양밀도가 급격히 낮아지는 문제점이 있음이 알려져 있다.It is known that microalgae are microorganisms that perform photosynthesis using light and have a very high light dependence, and there is a problem in that the culture density rapidly decreases when cultured under light-limiting conditions.
이러한 문제를 해결하기 위해 배양기 내부에 내부광을 설치하는 방안이 연구되고 있으나 내부광의 방수 문제, 내부광 살균 문제 및 내부광의 설치로 배양기의 차폐성이 낮아져 오염가능성이 높아지는 문제가 있으며, 특히 내부광에서 발생하는 온도상승을 해결하기 위해 별도의 온도조절 시스템이 필요한 문제가 있다.In order to solve this problem, a method of installing internal light inside the incubator is being studied, but there are problems of waterproofing of internal light, sterilization of internal light, and installation of internal light, which lowers the shielding ability of the incubator and increases the possibility of contamination. There is a problem that a separate temperature control system is required to solve the temperature rise that occurs.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 수조내부에 장착된 광전달판을 이용하여 기존 내부광에 의한 방수, 살균, 오염가능성 및 온도상승의 문제가 없고, 수조내부로 고르게 광을 전달함으로써 광의존성이 높은 미세조류의 성장이 빠르면서 배양밀도를 높여 생산성을 극대화할 수 있는 광전달판이 장착된 미세조류 배양기를 제공함에 있다. The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to avoid problems of waterproofing, sterilization, contamination and temperature rise by existing internal light by using a light transmission plate mounted inside a water tank, It is an object of the present invention to provide a microalgae incubator equipped with a light transmission plate capable of maximizing productivity by increasing the culture density while the growth of microalgae having high light dependence is fast by evenly transmitting light into the tank.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and another problem to be solved that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.The technical problem of the present invention as described above is achieved by the following means.
(1) 내부로 광을 조사할 수 있는 광원이 외부에 부착된 미세조류 수조; 및 상기 수조내에 설치되며, 상기 광원의 광을 측면으로부터 전달받아 정면과 배면을 통해 수조 내부로 확산시키는 광전달판을 포함하는 미세조류 배양기.(1) a microalgae tank to which a light source capable of irradiating light into the outside is attached; and a light transmission plate installed in the tank, receiving the light from the light source from the side and diffusing the light into the tank through the front and rear surfaces.
(2) 상기 (1)에 있어서,(2) In the above (1),
상기 광원은 수조 외부 양측면에 대향하여 설치되고, 상기 마주보는 한쌍의 광원 중 적어도 하나의 광원에 상기 광전달판을 측면 연결하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양기.The light source is installed facing both sides of the outside of the tank, and the light transmission plate is side-connected to at least one light source of the pair of light sources facing each other.
(3) 상기 (1)에 있어서,(3) In the above (1),
상기 수조는 플랫형 혹은 실린더형인 것을 특징으로 하는 미세조류 배양기.The water tank is a microalgae incubator, characterized in that flat or cylindrical.
(4) 상기 (1)에 있어서,(4) In the above (1),
상기 광전달판은 측면으로부터 광이 전파되는 도광판; 및 상기 도광판 일면에 부착되어 광을 전면으로 반사하는 반사필름 혹은 도료가 도포되어진 것을 특징으로 하는 미세조류 배양기.The light transmission plate may include a light guide plate through which light propagates from a side surface; and a reflective film or paint attached to one surface of the light guide plate to reflect the light to the front.
(5) 상기 (4)에 있어서,(5) In the above (4),
상기 도광판의 타면에 부착되며 반사필름 혹은 도료에 의해 반사되는 빛을 도광판을 관통하여 확산하는 확산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양기.The microalgae incubator further comprises a diffusion unit attached to the other surface of the light guide plate and diffusing light reflected by the reflective film or paint through the light guide plate.
(6) 상기 (5)에 있어서,(6) In the above (5),
상기 확산부는 그 표면에 수직방향으로 형성된 요철구조 혹은 복수개의 스크레치를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양기.The diffusion part is a microalgae incubator, characterized in that it comprises a concavo-convex structure or a plurality of scratches formed in the vertical direction on the surface.
(7) 상기 (6)에 있어서,(7) In the above (6),
상기 요철구조 혹은 스크래치는 광원에서 멀어질수록 간격이 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 내부광이 장착된 미세조류 배양기.The microalgae incubator equipped with internal light, characterized in that the uneven structure or scratch is formed so that the distance becomes narrower as the distance from the light source increases.
상술한 바와 같이 본 발명은 수조내부에 장착된 광전달판을 이용하여 기존 내부광에 의한 방수, 살균, 오염가능성 및 온도상승의 문제가 없고, 수조내부로 고르게 광을 전달함으로써 광의존성이 높은 미세조류의 성장이 빠르면서 배양밀도를 높여 생산성을 극대화할 수 있는 광전달판이 장착된 미세조류 배양기를 제공할 수 있다.As described above, the present invention uses the light transmission plate installed inside the tank to avoid problems such as waterproofing, sterilization, contamination and temperature rise due to existing internal light, and transmits light evenly into the tank, so that the light is highly dependent on microbes. It is possible to provide a microalgae incubator equipped with an optical transmission plate capable of maximizing productivity by increasing the culture density while growing the algae rapidly.
도 1은 본 발명 제1실시예(a) 및 제2실시예(b)에 따른 광전달판이 장착된 미세조류 배양기의 평면도이다.
도 2는 본 발명 제1실시에에 따른 미세조류 배양기의 입면도이다.
도 3a~c는 본 발명의 실시예에 따른 광전달판의 구성도이다(3a: 평면도, 3b: 평면도, 3c: 정면도, 3d: 평면도).1 is a plan view of a microalgae incubator equipped with a light transmission plate according to a first embodiment (a) and a second embodiment (b) of the present invention.
2 is an elevational view of a microalgae incubator according to a first embodiment of the present invention.
3a to c are diagrams of a light transmission plate according to an embodiment of the present invention (3a: plan view, 3b: plan view, 3c: front view, 3d: plan view).
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the embodiment of the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 살펴보기로 한다Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세조류 배양기는 내부로 광을 조사할 수 있는 광원(210)이 외부에 부착된 미세조류 수조(100); 및 상기 수조내에 설치되며, 상기 광원의 광을 측면으로부터 전달받아 정면과 배면을 통해 수조 내부로 확산시키는 광전달판(200)을 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the microalgae incubator according to the present invention includes a
상기와 같은 구조에 의하면, 광전달판이 없는 경우와 비교하여 광원간 최소거리가 대폭 줄어들게 되고 내부에서 빛을 전달 받을 수 있는 면적이 넓어져 미세조류의 배양밀도를 크게 올릴 수 있다.According to the structure as described above, the minimum distance between light sources is significantly reduced compared to the case without a light transmission plate, and the area capable of receiving light from the inside is widened, so that the culture density of microalgae can be greatly increased.
상기 미세조류 수조(100)는 미세조류를 배양하기 위한 공간을 포함하며, 담수 또는 해수를 포함하는 배지가 투입된다.The
상기 본 발명에 따른 수조(100)는 도 1의 제1실시예(a)에서와 같이 플랫형으로 구성하거나, 제2실시예(b)에서와 같이 실린더형으로 구성할 수 있다.The
상기 수조(100)에는 내부로 광을 조사할 수 있는 광원(210)이 외벽에 부착된다. 광원은 바람직하게는 엘이디광원으로 하며, 도 2에 도시한 바와 같이 수조 외벽에 수직한 방향으로 일정간격으로 복수개 배치되며(이하, 일렬로 수직하게 배치된 엘이디로 이루어진 구성을 「엘이디모듈」(220)이라 한다), 이러한 엘이디모듈(220)은 수조 내벽에 부착된 각 광전달판(200)의 측면에 광을 입사한다.A
상기 엘이디모듈(220)은 수조 외벽에 복수개로 나란하게 하여 수조를 둘러싸도록 배치할 수 있다.A plurality of the
상기 광원(210)은 바람직하게는 수조 양측면에 대향하여 설치되고, 상기 마주보는 한쌍의 광원 중 적어도 하나의 광원에 광전달판(200)이 측면으로 연결되어 수조내부를 향해 설치된다.The
광전달판(200)은 광을 전달할 수 있는 투명재질 혹은 광확산에 적합한 반투명 소재(예로, 아크릴, PC, PET 재질)로 구성되어질 수 있다.The
본 발명에 따른 광전달판(200)은 도 3a의 평면도에 도시한 바와 같이, 빛의 통로인 도광판(230)을 포함하고, 바람직하게는 그 배면에 반사필름 혹은 도료층(250)을 형성하여 광을 반사시켜 확산을 촉진한다.As shown in the plan view of FIG. 3A, the
본 실시예에서 상기 반사필름 혹은 도료층(250)은 배면에 형성한 것으로 설명하고 있으나, 광전달판의 단면 즉, 상단면, 하단면, 및 측단면 중 적어도 한 곳에 형성하는 것도 가능함은 물론이다. In this embodiment, the reflective film or
도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명에서 상기 광전달판(200)은 바람직하게는 상기 도광판(230)의 정면에 상기 반사필름 혹은 도료층(250)에 의해 반사되는 광을 정면으로 더욱 확산하는 확산부(270)를 더 포함한다.As shown in FIG. 3B, in the present invention, the
상기 확산부(270)는 도광판과 일체를 이룰 수도 있고, 별도의 판으로 제작하여 도광판(230)의 정면에 부착하는 것도 가능하다. The
상기 확산부(270)는 도 3c 및 도 3d에 도시한 바와 같이, 바람직하게는 그 표면이 수직방향으로 형성된 요철구조 혹은 수직방향으로 형성된 복수개의 스크래치(271)를 포함하는 것으로 한다.As shown in FIGS. 3C and 3D , the
요철구조 혹은 스크래치(271)에 의해 빛을 받는 면적을 더욱 늘릴 수 있으며, 도광판을 관통하는 광이 수조내로 광범위하게 확산이 이루어져 미세조류 전체에 균일하게 조사할 수 있다.The area receiving light can be further increased by the uneven structure or the
바람직하게는 상기 확산부(270)의 요철구조 혹은 스크래치는 도 3c에 도시한 바와 같이 광원(210)으로부터 멀어질수록 그 간격이 좁아지는 형태를 갖는 것으로 한다. 이는 거리가 멀어짐에 따라 약해지는 빛의 확산을 전체적으로 균일하게 하기 위한 것이다.Preferably, the concavo-convex structure or scratches of the
도 3d에 도시한 바와 같이, 본 발명에서 상기 도광판(230)은 전면의 표면이 중심부가 오목하게 형성된 오목렌즈 형태인 것이 바람직하다. 이 역시 도광판을 통한 빛의 확산시 당해 빛이 사방으로 균일하게 조사되어질 수 있도록 하기 때문이다.As shown in FIG. 3D, in the present invention, the
이와 같이 본 발명에 의하면, 수조내 설치된 광전달판을 이용하여 성장이 빠르면서 배양밀도를 높여 생산성을 극대화할 수 있는 효과를 제공하여 미세조류 관련산업(식품, 사료, 화장품 산업 등)의 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.As described above, according to the present invention, by using the optical transmission plate installed in the tank, growth is fast and the culture density is increased to maximize productivity, thereby contributing to the development of microalgae-related industries (food, feed, cosmetics industry, etc.) It is believed to be able to make a significant contribution.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 수조
200: 광전달판
210: 광원
230: 도광판
250: 반사필름 혹은 반사도료
270: 확산부100: water tank
200: photoconductor plate
210: light source
230: light guide plate
250: reflective film or reflective paint
270: diffusion unit
Claims (7)
상기 광원은 수조 외부 양측면에 대향하여 설치되고, 상기 마주보는 한쌍의 광원 중 적어도 하나의 광원에 상기 광전달판을 측면 연결하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양기.According to claim 1,
The light source is installed facing both sides of the outside of the tank, and the light transmission plate is side-connected to at least one light source of the pair of light sources facing each other.
상기 수조는 플랫형 혹은 실린더형인 것을 특징으로 하는 미세조류 배양기.According to claim 1,
The water tank is a microalgae incubator, characterized in that flat or cylindrical.
상기 광전달판은 측면으로부터 광이 전파되는 도광판; 및 상기 도광판 일면에 부착되어 광을 전면으로 반사하는 반사필름 혹은 도료가 도포되어진 것을 특징으로 하는 미세조류 배양기.According to claim 1,
The light transmission plate may include a light guide plate through which light propagates from a side surface; and a reflective film or paint attached to one surface of the light guide plate to reflect the light to the front.
상기 도광판의 타면에 부착되며 반사필름 혹은 도료에 의해 반사되는 빛을 도광판을 관통하여 확산하는 확산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양기.According to claim 4,
The microalgae incubator further comprises a diffusion unit attached to the other surface of the light guide plate and diffusing light reflected by the reflective film or paint through the light guide plate.
상기 확산부는 그 표면에 수직방향으로 형성된 요철구조 혹은 복수개의 스크레치를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양기.According to claim 5,
The diffusion unit is a microalgae incubator, characterized in that it comprises a concavo-convex structure or a plurality of scratches formed in the vertical direction on the surface.
상기 요철구조 혹은 스크래치는 광원에서 멀어질수록 간격이 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 내부광이 장착된 미세조류 배양기.
According to claim 6,
The microalgae incubator equipped with internal light, characterized in that the uneven structure or scratch is formed so that the distance becomes narrower as the distance from the light source increases.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210111297A KR20230029145A (en) | 2021-08-23 | 2021-08-23 | Culturing apparatus of microalgae equipped with light transferring plate |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020210111297A KR20230029145A (en) | 2021-08-23 | 2021-08-23 | Culturing apparatus of microalgae equipped with light transferring plate |
Publications (1)
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Family
ID=85510167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020210111297A KR20230029145A (en) | 2021-08-23 | 2021-08-23 | Culturing apparatus of microalgae equipped with light transferring plate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230029145A (en) |
-
2021
- 2021-08-23 KR KR1020210111297A patent/KR20230029145A/en not_active Application Discontinuation
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