KR100848864B1 - Photobioreactor and household culture method of Arithrospira KCTC 11039BP to remove carbon dioxide - Google Patents

Photobioreactor and household culture method of Arithrospira KCTC 11039BP to remove carbon dioxide Download PDF

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Abstract

본 발명은 각종 양식어종의 사료첨가제, 동물 및 애완동물의 사료, 건강보조식품 등으로 이용되는 유용미세조류 아르스로스피라 KCTC 11039BP의 가정용 배양기 및 배양방법에 관한 것으로, 아르스로스피라의 배양을 위하여 별도의 탄소원을 첨가하지 않고 대기중의 이산화탄소를 이용하여 배양함으로써, 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 제거하고, 아르스로스피라 KCTC 11039BP의 증식과 더불어 방출된 산소는 공기정화 기능을 할 뿐만 아니라 배양된 조체는 건강보조식품으로 이용될 수 있는 아르스로스피라 KCTC 11039BP의 배양을 위한 가정용 배양기 및 배양 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a domestic incubator and a cultivation method of useful microalgae Arthrospyra KCTC 11039BP used as a feed additive of various farmed fish species, feed of animals and pets, health supplement foods, etc. By cultivating with carbon dioxide in the atmosphere without adding carbon source of carbon dioxide, carbon dioxide, which is the main culprit of global warming, is removed, and oxygen released along with the growth of arthrospira KCTC 11039BP not only functions as air purification but also The present invention relates to a home incubator and a culturing method for culturing arthrospyra KCTC 11039BP that can be used as a dietary supplement.

아르스로스피라 KCTC 11039BP, 이산화탄소 고정, 배양기(photobioreactor), 배지조성 Arthrospyra KCTC 11039BP, CO2 fixation, photobioreactor, medium composition

Description

대기중의 이산화탄소를 제거하기 위한 가정용 아르스로스피라 ＫＣＴＣ 11039ＢＰ의 배양기 및 배양 방법{Photobioreactor and household culture method of Arithrospira KCTC 11039BP to remove carbon dioxide}Photobioreactor and household culture method of Arithrospira KCTC 11039BP to remove carbon dioxide}

도 1은 아르스로스피라 플레텐시스(Arithrospira platnesis KCTC 11039BP)의 현미경 사진,1 is a micrograph of Arithrospira platnesis KCTC 11039BP,

도 2는 본 발명에 따른 가정용 아르스로스피라 플레텐시스(Arithrospira platnesis) KCTC 11039BP 배양기의 분리 사시도,Figure 2 is an exploded perspective view of the household arthrospira platnesis KCTC 11039BP incubator according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 가정용 아르스로스피라 플레텐시스(Arithrospira platnesis) KCTC 11039BP 배양을 위한 배양기의 조립 단면도,3 is a cross- sectional view of the assembly of the incubator for cultivating home arthrospira platnesis KCTC 11039BP according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 가정용 아르스로스피라 배양기를 이용하여 배양된 아르스로스피라 플레텐시스(Arithrospira platnesis) KCTC 11039BP 수확 모습을 보여주는 조립 단면도,Figure 4 is an assembly cross-sectional view showing the harvesting state of Arthrospira platnesis ( Arthrospira platnesis ) KCTC 11039BP cultured using a home-grown Arthrosphyra incubator according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 가정용 아르스로스피라 배양기를 이용하여 대기중의 이산화탄소를 유일한 탄소원으로 하여 아르스로스피라 플레텐시스(Arithrospira platnesis) KCTC 11039BP을 배양한 증식 곡선.FIG. 5 is a growth curve of culturing Arthrospira platnesis KCTC 11039BP using carbon dioxide in the atmosphere as the only carbon source using a household Arthrosphyra incubator according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 배양용기 12 : 뚜껑10: culture vessel 12: lid

14 : 마감판 16 : 조명등 보호용 중공케이스14: finishing plate 16: hollow case for protecting the lamp

18 : 조절박스 20 : 공기펌프18: control box 20: air pump

22 : 공기배출구 24 : 경사면22: air outlet 24: inclined surface

26 : 제1암나사산 28 : 제1숫나사산26: 1st female thread 28: 1st male thread

30 : 제1결합판 32 : 인공조명등30: first coupling plate 32: artificial lighting

34 : 제2암나사산 36 : 제2숫나사산34: 2nd female thread 36: 2nd male thread

38 : 제2결합판 40 : 산기관38: second coupling plate 40: diffuser

42 : 안착면 44 : 개폐도어42: seating surface 44: opening and closing door

46 : 인공조명용 어댑터 48 : 인공조명 연결배선46: artificial light adapter 48: artificial light connection wiring

50 : 에어노즐 52 : 연결호스50: air nozzle 52: connecting hose

54 : 배양수 역류방지밸브 56 : 펌프조절밸브54: culture water backflow prevention valve 56: pump control valve

58 : 전원플러그 60 : 제1전원공급배선58: power plug 60: the first power supply wiring

62 : 제2전원공급배선 64 : 제1스위치62: second power supply wiring 64: first switch

66 : 제2스위치 68 : 배출수 밸브66: second switch 68: drain water valve

70 : 수확용 배출밸브 72 : 체70: harvesting discharge valve 72: sieve

본 발명은 대기중의 이산화탄소를 제거하기 위한 가정용 아르스로스피라 플레텐시스(Arithrospira platnesis) KCTC 11039BP(이하 아르스로스피라(Arithrospira) KCTC 11039BP로 약칭함)의 배양기 및 배양 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지구 온난화의 주요 원인이 되고 있는 이산화탄소를 고정하여 증식하고, 산소를 방출시키는 광합성 미세조류(남세균, blue-green algae, cyanobacteria)인 아르스로스피라(Arthrospira) (스피루리나, Spirulina라고도 불림)를 가정에서도 손쉽게 배양할 수 있도록 한 대기중의 이산화탄소를 제거하기 위한 가정용 아르스로스피라 KCTC 11039BP의 배양기 및 배양 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an incubator and a cultivation method of household arthrospira platnesis KCTC 11039BP (hereinafter abbreviated as Arithrospira KCTC 11039BP) for removing carbon dioxide from the atmosphere, and more particularly. Is home to the Arthrospira (also called Spirulina ), a photosynthetic microalgae (blue-green algae, cyanobacteria) that fixes and multiplies carbon dioxide, a major cause of global warming. The present invention relates to an incubator and a cultivation method of home-grown Arthrospyra KCTC 11039BP to remove carbon dioxide from the atmosphere so that it can be easily cultured.

아르스로스피라(Arthrospira platensis, S. maxima)는 오래전부터 식품으로 사용되어 오고 있으며(Ciferi and Tiboni, 1985), 이 아르스로스피라(Arthrospira)는 일반적으로 세포당 60-70%의 높은 함량의 단백질을 함유하고, 비타민, 필수 아미노산, 미네랄, 감마-리놀레닉산(γ-rinorenic acid, GLA)과 같은 필수 지방산, 카로테노이드와 같은 항산화 색소 등이 풍부한 것으로 알려져 있다. Arthrospira platensis (S. maxima ) has long been used as a food product (Ciferi and Tiboni, 1985). Arthrospira ( Arthrospira ) generally contains a high content of 60-70% protein per cell. It is known to be rich in vitamins, essential amino acids, minerals, essential fatty acids such as gamma-linorenic acid (GLA), antioxidant pigments such as carotenoids and the like.

특히, 상기 아르스로스피라(Arthrospira)는 그 세포벽에 셀룰로스 성분이 거의 없어 소화 흡수에 매우 뛰어난 것으로 알려져 있다.In particular, the Arthrospira is known to be very excellent in digestive absorption because there is little cellulose component in the cell wall.

이러한 장점들로 인하여, 현재 아르스로스피라(Arthrospira)는 매년 4000톤 정도가 생산되는 것으로 추정되고 있으며, 아르스로스피라(Arthrospira)의 사용 용도는 동물사료, 사료첨가제, 의약품, 식품첨가용 색소, 건강보조식품 등 점차 이용의 폭이 넓어지고 있다.Due to these advantages, Arthrospira is currently estimated to produce about 4000 tons per year. The use of Arthrospira is for animal feed, feed additives, medicines, food additives, and health. Increasingly, there is widespread use of supplements.

지금까지의 연구결과에 의하면, 동물 및 어류의 성장과 생존율의 향상을 목 적으로 아르스로스피라(Arthrospira)를 사료 및 사료첨가제로 사용하였는 바, 틸라피어(blue tilapia, nile tilapia), 밀크피쉬 치어(milkfish fry), 잉어(silver carp), 양식도미(cultured striped jack), 방어(yellow tail), 연어(masou salmon), 은어(sweet smelt), 해산 뱀장어(sea eels), 돔(red sea bream, siver sea bream), 새우(giant freshwater prawn), 닭(chicken), 메추라기(quail), 돼지(yorkshire pigs) 등에 사용되어 성장 또는 생존율이 향상되었다는 연구결과가 보고된 바 있고, 그 외에도 면역력 증가에 대한 효과로서, 잉어(fancy red carp), 틸라피어(red tilapia), 은어(sweet smelt), 도미(striped jack), 가금류(poultries), 돔(red sea bream)을 대상으로 조직 및 질의 향상 효과가 보고된 바 있다(see Bealy A. 1996. Spirulina (Arthrospira): potential application as an animal feed supplement).To date, research has shown that Arthrospira was used as a feed and feed additive for the purpose of improving the growth and survival rate of animals and fish.Tilapi (blue tilapia, nile tilapia) and milk fish (milkfish fry), carp (silver carp), cultured striped jack, yellow tail, salmon (masou salmon), sweet smelt, sea eel (sea eels), red sea bream, The use of siver sea bream, shrimp freshman prawn, chicken, quail, yorkshire pigs has been reported to improve growth or survival. As an effect, tissue and vaginal improvement effects have been reported for carp (red fancy), tilapia (red tilapia), sweet smelt, striped jack, poultry and red sea bream. (See Bealy A. 1996. Spirulina (Arthrospira) : potential application as an anima feed supplement).

또한, 상기 아르스로스피라(Arthrospira)는 쥐와 사람에 대해 콜레스테롤 감소효과와, 쥐를 대상으로 한 신장독성으로부터 보호효과와, 쥐, 햄스터, 사람을 대상으로 항암효과와, 쥐를 대상으로 한 방사선 보호효과 및 항바이러스 효과, 쥐와 고양이를 대상으로 한 면역조절 효과 등이 있는 것으로 보고된 바 있다(see Bealy A. 1996. Spirulina (Arthrospira): potential application as an animal feed supplement).In addition, the Arthrospira has a cholesterol-lowering effect on rats and humans, a protective effect against kidney toxicity in rats, an anticancer effect on rats, hamsters, and humans, and radiation to rats. Protective and antiviral effects and immunomodulatory effects in rats and cats have been reported (see Bealy A. 1996. S pirulina (Arthrospira) : potential application as an animal feed supplement).

한편, 상기 아르스로스피라(Arthrospira)는 이산화탄소를 이용하여 산소를 발생시키는 광합성 남세균으로 알려져 있는 바, 지구온난화의 주범인 이산화탄소의 고정을 통하여 증식할 뿐만 아니라 증식의 속도가 빨라서 대량배양을 통한 유용물 질의 생산 및 이산화탄소의 제거 및 감소를 위한 연구의 대상이 되고 있다.On the other hand, the Arthrospira ( Arthrospira ) is known as photosynthetic bacterium that generates oxygen using carbon dioxide, not only proliferates through the fixation of carbon dioxide, which is the main culprit of global warming, but also increases the rate of proliferation, so that it is useful for mass culture. It is the subject of research for the production of vagina and removal and reduction of carbon dioxide.

상기 아르스로스피라(Arthrospira)는 10℃ 이하의 저온에서 생존은 가능하지만, 실내에서의 최적 증식온도는 30-38℃의 범위로 높은 수온이 요구된다(Vonshak, A. 1997. Spirulina platensis (Arthrospira) : Physiology, cell-biology and Biotechnology).The Arthrospira can survive at low temperatures below 10 ° C., but the optimum growth temperature in the room is required to have a high water temperature in the range of 30-38 ° C. (Vonshak, A. 1997. Spirulina platensis (Arthrospira) Physiology, cell-biology and Biotechnology.

따라서, 국내의 경우, 아르스로스피라(Arthrospira)의 대량배양은 수온이 높은 시기에 한정되고 있으며, 비닐하우스 시설내에서는 5월부터 10월까지 배양이 가능하나 보통 8-9월에 가장 높은 생산성을 보인다.Therefore, in Korea, large-scale cultivation of Arthrospira is limited at the time of high water temperature, and it can be cultured from May to October in the plastic house facility, but usually the highest productivity is achieved in August-September. see.

이러한 지역적 제한성에 따라, 국내에서는 비닐하우스 시설내에서 생산된 아르스로스피라(Arthrospira)를 사료첨가제로 사용하는 등의 시도는 있었으나, 사람을 대상으로 한 건강보조식품의 개발은 이루어지지 않고 수입에 의해 판매되고 있는 실정에 있다. Due to such regional limitations, there have been attempts to use Arthrospira produced in a plastic house facility as a feed additive in Korea, but the development of dietary supplements for humans is not made, but by imports. It is being sold.

실내에서의 아르스로스피라(Arthrospira)의 배양은 반응기의 내부에 인공조명을 설치하여 세포의 광 이용능을 향상시키고 온도조절기를 설치하여 외부의 온도에 상관없이 일정 온도(수온)로 배양할 수 있는 광생물반응기가 개발되었으나, 일반가정에서 사용하기에는 너무 고가이고 전력의 큰 소비로 인한 비용 등으로 실용화하기는 아직 어려운 것이 사실이다.The cultivation of Arthrospira indoors can be made by installing artificial lighting inside the reactor to improve the light utilization of the cells and by installing a temperature controller, which can be cultured at a constant temperature (water temperature) regardless of the outside temperature. Photobioreactors have been developed, but they are too expensive to be used in general homes and are still difficult to put to practical use due to the high cost of power consumption.

일반 가정에서 흔히 공기정화의 목적으로 다양한 식물들이 이용되지만, 아르스로스피라는 식물에 비해서 월등히 성장(증식) 속도가 빨라서 많은 양의 산소를 발생시키지만 공기정화 기능을 목적으로 가정에서의 배양은 시도되지 않고 있다.Although a variety of plants are commonly used for air purification in homes, arthrospicia has a much faster growth rate and generates a greater amount of oxygen, but cultivation at home is not attempted for air purification. It is not.

또한, 아르스로스피라(Arthrospira)는 초록색을 띄고 특별한 이취미를 발생하지 않기 때문에 관상용으로도 적절하고, 더욱이 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 이용하여 증식함으로써, 대기중의 이산화탄소를 제거하고 산소를 발생시키면서 건강보조식품으로도 이용될 수 있는 장점이 있으며, 비교적 배양이 용이하여 가정에서 손쉽게 배양하면서 아르스로스피라(Arthrospira)의 장점을 이용할 수 있을 것으로 기대된다.In addition, Arthrospira is suitable for ornamental use because it has green color and does not produce special taste, and furthermore, it grows by using carbon dioxide, which is the main cause of global warming, while removing carbon dioxide from the atmosphere and generating oxygen. There is an advantage that can be used as a dietary supplement, it is expected to be able to use the advantages of Arthrospira while being easily cultured at home because it is relatively easy to cultivate.

그러나, 상기 아르스로스피라(Arthrospira)의 배양에는 표 1과 같이 여러 종류의 영양성분이 첨가되어야 하고, 특히 탄소원으로 bicarbonate(NaHCO3)는 16.8 g/L로 많은 양이 첨가되어 많은 비용을 발생시키는 것이 주요한 단점으로 지적되고 있다.However, the culture of the Arthrospira ( Arthrospira ) should be added to the various nutrients as shown in Table 1, in particular, bicarbonate (NaHCO 3 ) as a carbon source is added a large amount of 16.8 g / L to generate a large cost This is pointed out as a major disadvantage.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 연구된 결과물로서, 아르스로스피라(Arthrospira)를 가정에서 직접 배양하여 식용으로 이용하고, 더불어 산소발생과 이산화탄소의 제거를 위한 간단한 광생물반응기와 저렴한 배지 조성물을 이용한 아르스로스피라(Arthrospira)의 배양 방법을 제공하고자 한 것으로서, 유용미세조류 아르스로스피라(Arthrospira)의 배양을 위하여 별도의 탄소원을 첨가하지 않고 대기중의 이산화탄소를 이용하여 배양함으로써, 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 제거하고, 아르스로스피라(Arthrospira)의 증식과 더불어 방출된 산소는 공기정화 기능을 할 뿐만 아니라 배양된 조체는 건강보조식품으로 이용될 수 있는 아르스로스피라(Arthrospira)의 배양을 위한 가정용 배양기 및 그 배양 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been studied in view of the above-mentioned, Arthrospira ( Arthrospira ) is directly cultured at home and used for food, and also a simple photobioreactor and inexpensive medium composition for oxygen generation and carbon dioxide removal as a to provide a culture method of Spira (Arthrospira) by using Ars, by using the carbon dioxide in the atmosphere without the addition of extra carbon source to the culture of Spira (Arthrospira) incubated with useful microalgae Ars, main cause of global warming, The removal of phosphorus carbon dioxide, the release of oxygen along with the growth of Arthrospira not only functions as an air purifying function, but the cultured body can be used for the cultivation of Arthrospira , which can be used as a dietary supplement. It is an object of the present invention to provide an incubator and a method of culturing the same.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공기배출구를 갖는 뚜껑과; 상부 및 하부가 개방된 투명 재질의 배양용기와; 상기 배양용기의 하부 개방구에 밀폐 결합되는 마감판과; 상기 마감판상에 결합되어 배양용기의 내부에 상하로 배치되는 조명등 보호용 중공케이스와; 상부면에는 상기 마감판이 안착되는 오목한 안착면이 형성되고, 그 아래쪽 내부에는 인공조명장치 및 에어 공급장치가 설치되는 조절박스와; 상기 인공조명장치 및 에어 공급장치에 전원을 공급하는 전원공급수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 대기중의 이산화탄소를 제거하기 위한 가정용 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 배양기를 제공한다.The present invention for achieving the above object and the lid having an air outlet; A culture vessel made of a transparent material having an upper portion and an lower portion; A closing plate sealingly coupled to the lower opening of the culture vessel; A hollow case for protecting a lighting lamp coupled to the finishing plate and disposed up and down inside the culture vessel; An upper surface is formed with a concave seating surface on which the closing plate is seated, and an adjustment box in which an artificial lighting device and an air supply device are installed; It provides an incubator of household Arthrospira KCTC 11039BP for removing carbon dioxide in the atmosphere, characterized in that the power supply means for supplying power to the artificial lighting device and the air supply device.

바람직한 일구현예로서, 상기 뚜껑은 그 중앙에 직경 0.1~1.0cm의 공기배출구가 형성되고, 뚜껑의 상면은 공기배출구로부터 바깥쪽으로 상향 경사진 경사면으로 형성된 것을 특징으로 한다.As a preferred embodiment, the lid is formed in the center of the air outlet of 0.1 ~ 1.0cm in diameter, the upper surface of the lid is characterized in that formed in the inclined surface inclined upwardly outward from the air outlet.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 배양용기의 하부 개방구 내경면에는 제1암나사산이 형성되고, 이 제1암나사산과 결합되도록 제1숫나사산이 형성된 제1결합판이 상기 마감판의 상면에 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.In another preferred embodiment, the first female screw thread is formed on the inner surface of the lower opening of the culture vessel, and the first binding plate having the first male thread is integrally formed on the upper surface of the finishing plate so as to be combined with the first female thread. It is done.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 조명등 보호용 중공케이스의 하부 개방 구 내경면에는 제2암나사산이 형성되고, 이 제2암나사산과 결합되도록 제2숫나사산이 형성된 제2결합판이 상기 제1결합판의 상면에 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.In another preferred embodiment, a second female thread is formed on the inner diameter of the lower opening of the hollow case for protecting the lamp, and a second coupling plate on which the second male thread is formed is coupled to the upper surface of the first coupling plate. Characterized in that formed integrally.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 조명등 보호용 중공케이스의 외경에는 링 타입의 산기관이 삽입되는 동시에 상기 제1결합판의 상면에 안착되는 것을 특징으로 한다.In another preferred embodiment, a ring-type diffuser is inserted into the outer diameter of the hollow case for protecting the lamp and mounted on the upper surface of the first coupling plate.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 조절박스내에 설치되는 인공조명장치는 전원공급수단과 연결된 인공조명용 어댑터와, 이 어댑터와 상기 조명등 보호용 중공케이스내에 장착되는 조명등간에 연결되는 인공조명 연결배선으로 구성된 것을 특징으로 한다.In another preferred embodiment, the artificial lighting device installed in the control box is composed of an artificial lighting adapter connected to the power supply means, and artificial lighting connection wiring connected between the adapter and the lighting mounted in the hollow protective case. It is done.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 조절박스내에 설치되는 에어공급장치는 공기펌프와, 이 공기펌프의 에어출구와 상기 산기관간에 연결되는 에어노즐과, 상기 에어노즐의 중간부분에 장착되는 배양수 역류방지밸브 및 펌프조절밸브로 구성된 것을 특징으로 한다.In another preferred embodiment, the air supply device installed in the control box includes an air pump, an air nozzle connected between the air outlet of the air pump and the diffuser, and a culture water backflow mounted at an intermediate portion of the air nozzle. It is characterized by consisting of a prevention valve and a pump control valve.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 전원공급수단은 전원플러그와, 이 전원플러그와 상기 인공조명용 어댑터간에 연결된 제1전원공급배선과, 상기 전원 플러그와 상기 공기펌프간에 연결된 제2전원공급배선과, 상기 제1 및 제2전원공급배선상에 부착되는 제1 및 제2스위치로 구성된 것을 특징으로 한다.In another preferred embodiment, the power supply means includes a power plug, a first power supply wiring connected between the power plug and the artificial lighting adapter, a second power supply wiring connected between the power plug and the air pump, And first and second switches attached to the first and second power supply wirings.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 공기 펌프의 오프(OFF)시, 산기관에 잔존하는 수분을 배출시키기 위하여 상기 조절박스의 상단 일측에는 산기관과 호스로 연결되는 배출수 밸브가 더 장착된 것을 특징으로 한다.In another preferred embodiment, when the air pump is turned off (OFF), in order to discharge the remaining water in the diffuser, the upper side of the control box is further characterized in that the discharge valve is connected to the diffuser and the hose is further equipped do.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 배양용기내에서 증식된 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 수확을 위하여 배양용기의 하단 일측에는 수확용 배출밸브가 장착되고, 수확시에는 20 ㎛ 망목의 크기로 된 체를 이용하는 조체가 여과되도록 한 것을 특징으로 한다.Preferred In yet other embodiments, the bottom side of the Ars Spira (Arthrospira) culture container to the harvest of KCTC 11039BP by proliferation within the culture vessel is equipped with a discharge valve for harvesting, during harvesting with a size of 20 ㎛ mesh It is characterized in that the granules using a sieve are filtered.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상기 배양기의 배양용기내에 분양받은 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 증식을 위해 배양액과 함께 충진하는 단계와; 상기 배양기의 인공조명등의 빛을 배양기간 동안 110 μmol/m2/sec의 연속 광조건으로 조사하는 단계와; 상기 배양기의 공기펌프를 이용하여 분당 3.5 L(3.5 L/min)의 공기를 배양액쪽으로 공급하는 단계와; 배양기간이 지난 후, 증식된 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP는 배양액과 함께 상기 배양기의 배출밸브를 통하여 배출되는 동시에 20 ㎛ 망목의 크기로 된 체에 여과되는 수확단계와; 상기 여과에 의한 수확단계 후, 증류수로 조체를 수세한 후, 건조시키는 단계를 통하여, 가정에서도 공기를 통해 유입되는 대기중의 이산화탄소가 제거되어 온실가스를 제거하고, 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 증식속도(광합성 속도)에 비례하여 산소가 발생될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 대기중의 이산화탄소를 제거하기 위한 가정용 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 배양 방법을 제공한다.The present invention for achieving the above object comprises the steps of filling with the culture medium for proliferation to Spira (Arthrospira) KCTC 11039BP to Ars received pre-sale in the culture vessel of the culture medium and; Irradiating light such as artificial light of the incubator under continuous light conditions of 110 μmol / m 2 / sec during the culture period; Supplying 3.5 L / min of air per minute to the culture medium using the air pump of the incubator; After the incubation period, the grown Arthrospira KCTC 11039BP is discharged through the discharge valve of the incubator together with the culture solution and is filtered through a sieve having a size of 20 μm mesh; After the harvesting step by filtration, washing the crude with distilled water, and then drying to remove the carbon dioxide in the atmosphere introduced through the air at home to remove the greenhouse gas, Arthrospira KCTC 11039BP It provides a method for culturing home Arthrospira KCTC 11039BP to remove carbon dioxide in the atmosphere, characterized in that the oxygen can be generated in proportion to the growth rate (photosynthesis rate) of.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조로 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 가정용 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP배양을 위한 원통형 아르스로스피라(Arthrospira) 배양기를 나타내는 분리 사시도이고, 도 3은 조립 단면도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view showing a cylindrical Arthrospira incubator for culturing home Arthrospira KCTC 11039BP according to the present invention, and FIG.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가정용 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP 배양을 위한 배양기는 상부 및 하부가 개방된 투명 재질의 배양용기(10)와, 이 배양용기(10)의 상부개방구에 끼워지는 뚜껑(12)과, 상기 배양용기(10)의 하부 개방구에 밀폐 결합되는 마감판(14)과, 상기 마감판(14)상에 결합되는 조명등 보호용 중공케이스(16)와, 인공조명장치 및 에어 공급장치가 내설되는 조절박스 (18)및, 상기 인공조명장치 및 에어 공급장치에 전원을 공급하는 전원공급수단 등으로 구성된다.As shown in Fig. 2 and 3, the incubator for cultivating home Arthrospira KCTC 11039BP according to the present invention is a culture vessel 10 of the transparent material with the top and bottom open, and the culture vessel 10 Lid 12 is inserted into the upper opening of the), the closing plate 14 is hermetically coupled to the lower opening of the culture vessel 10, and the hollow case for protecting the lighting lamp coupled to the closing plate (14) 16), a control box 18 in which the artificial lighting device and the air supply device are built, and a power supply means for supplying power to the artificial lighting device and the air supply device.

상기 뚜껑(12)은 배양용기(10)로부터 배양액의 날림을 방지하기 위한 수단으로서, 그 중앙에는 공기펌프(20)에 의하여 배양용기(10)로 주입된 공기 및 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP에 의해 발생된 산소의 배출을 위하여 직경 0.1~1.0cm의 공기배출구(22)가 형성된다.The lid 12 is a means for preventing the blowing of the culture solution from the culture vessel 10, the air and Arthrospira KCTC 11039BP injected into the culture vessel 10 by the air pump 20 in the center thereof In order to discharge the oxygen generated by the air outlet 22 having a diameter of 0.1 ~ 1.0cm is formed.

또한, 상기 뚜껑(12)의 상면은 공기배출구(22)를 중심으로 바깥쪽으로 상향 경사진 경사면(24)으로 형성되는 바, 이렇게 경사면(24)을 형성한 이유는 배양용기(10)로부터 공기배출구(22)를 통하여 외부로 날리는 배양액이 경사면(24)을 따라 흐른 뒤 뚜껑(12)의 가운데 부분에 모여서 다시 공기배출구(22)를 통해 배양용기(10)의 내부로 들어가도록 하기 위함에 있다.In addition, the upper surface of the lid 12 is formed as an inclined surface 24 inclined upwardly outward with respect to the air outlet 22, the reason for forming the inclined surface 24 is the air outlet from the culture vessel 10 The culture fluid flying out through the 22 to flow along the inclined surface 24 to gather in the center portion of the lid 12 to enter the inside of the culture vessel 10 through the air outlet 22 again.

상기 배양용기(10)는 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 광합성에 필요한 빛이 외부로부터 잘 투과하도록 하고 외부의 충격에 강하도록 강화 처리된 무독성의 플라스틱 또는 유리 재질을 사용하여 제작된 것으로서, 그 표면에는 배양액의 용량 표시를 위한 눈금이 각인된다.As the light required for Spira (Arthrospira) Photosynthesis of KCTC 11039BP into the culture container 10 is Ars cost and to better permeate from the outside made using plastic or glass material for the enhanced treatment a non-toxic to the river to the external impact, and The surface is marked with a scale for indicating the volume of culture.

상기 배양용기(10)의 하부 개방구에는 마감판(14)이 분리 가능하게 결합되는 바, 이 결합을 위하여 상기 배양용기(10)의 하부 개방구 내경면에는 제1암나사산(26)이 형성되고, 상기 마감판(14)의 상면에는 제1암나사산(26)과 결합되도록 둘레면에 제1숫나사산(28)이 형성된 제1결합판(30)이 일체로 형성된다.The closing plate 14 is detachably coupled to the lower opening of the culture vessel 10, and a first female thread 26 is formed on the inner diameter surface of the lower opening of the culture vessel 10 for this coupling. The first coupling plate 30 having the first male thread 28 formed on the circumference thereof is integrally formed on the upper surface of the closing plate 14 so as to be coupled to the first female thread 26.

따라서, 상기 배양용기(10)의 제1암나사산(26)과 상기 마감판(14)의 제1숫나사산간(28)의 나사 체결을 통하여, 배양용기(10)와 마감판(14)간의 밀봉 결합이 이루어지게 되며, 배양용기(10)의 세척이 필요한 경우에는 다시 마감판(14)에 나사 체결된 배양용기(10)를 풀어주면 된다.Therefore, through the screw fastening of the first female thread 26 of the culture vessel 10 and the first male thread 28 of the finishing plate 14, sealing between the culture vessel 10 and the closing plate 14 Coupling is made, and when the culture vessel 10 needs to be washed, the culture vessel 10 screwed to the finishing plate 14 is released again.

상기 조명등 보호용 중공케이스(16)는 상기 마감판(14)상에 밀폐 결합되어, 배양용기(10)의 내부 중앙에 상하방향으로 배치되는 바, 이 조명등 보호용 중공케이스(16)의 내부에는 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 광합성에 필요한 빛과 온도 제공을 위한 수단으로 인공조명등(32)이 장착된다.The lamp protection hollow case 16 is hermetically coupled to the closing plate 14, and is disposed in the vertical direction in the center of the interior of the culture vessel 10, the interior of the lamp protection hollow case 16 is Arsro Arthrospira KCTC 11039BP is equipped with an artificial lamp 32 as a means for providing the light and temperature necessary for photosynthesis.

이때, 상기 인공조명등(32)이 내재된 조명등 보호용 중공케이스(16)의 하단 내경면에는 제2암나사산(34)이 형성되고, 상기 제1결합판(30)의 상면에는 제2암나사산(34)과 결합되도록 둘레면에 제2숫나사산(36)이 형성된 제2결합판(38)이 일체로 형성된다.At this time, a second female screw thread 34 is formed on the lower inner diameter surface of the hollow case 16 for protecting the lamp including the artificial light 32, and a second female screw thread is formed on the upper surface of the first coupling plate 30. The second coupling plate 38 having the second male thread 36 formed on the circumferential surface of the second coupling plate 38 is integrally formed to engage with the 34.

또한, 상기 조명등 보호용 중공케이스(16)의 외경에는 폭 2cm의 링 타입 산기관(40)이 삽입되는 동시에 상기 제1결합판(30)의 상면에 안착되어, 후술하는 에 어공급장치에서 산기관(40)으로 제공된 에어압에 의하여 미세한 공기방울이 배양용기의 밑면에서 위쪽으로 올라가게 된다.In addition, a ring-type diffuser 40 having a width of 2 cm is inserted into an outer diameter of the hollow case 16 for protecting the lamp and seated on an upper surface of the first coupling plate 30, and the diffuser is provided in the air supply device described later. Due to the air pressure provided at 40, fine air bubbles are raised upward from the bottom of the culture vessel.

여기서, 상기 조절박스 및 그 내부에 설치되는 인공조명장치 및 에어공급장치, 전원공급수단 등을 살펴보면 다음과 같다.Here, looking at the control box and the artificial lighting device and the air supply device, the power supply means installed in it as follows.

상기 조절박스(18)는 그 상부면에 상기 마감판(14)의 테두리단이 안착될 수 있도록 오목한 안착면(42)이 형성되고, 일측에는 개폐도어(44)가 부착된 통 구조물로 만들어진 것이다.The control box 18 is formed of a concave seating surface 42 is formed on the upper surface so that the rim end of the closing plate 14 is seated, one side is formed of a cylindrical structure attached to the opening and closing door 44. .

상기 조절박스(18)내에 설치되는 인공조명장치는 전원공급수단과 연결된 인공조명용 어댑터(46)와, 이 어댑터(46)와 상기 조명등 보호용 중공케이스(16)내에 장착되는 인공조명등(32)간에 연결되는 인공조명 연결배선(48)으로 구성된다.The artificial lighting device installed in the control box 18 is connected between the artificial lighting adapter 46 connected to the power supply means, and the artificial lighting lamp 32 mounted in the adapter 46 and the hollow case 16 for protecting the lighting lamp. The artificial light connection wiring 48 is composed of.

이때, 상기 어댑터(46)와 인공조명등(32)간에 연결되는 인공조명 연결배선(46)은 상기 마감판(14)을 관통하여 배설된다.At this time, the artificial light connecting wiring 46 connected between the adapter 46 and the artificial light 32 is disposed through the closing plate 14.

상기 조절박스(18)내에 설치되는 에어공급장치는 상기 산기관(40)에 에어를 공급하는 수단으로서, 공기펌프(20)와, 이 공기펌프(20)의 에어출구에 부착된 에어노즐(50)을 포함하고, 상기 산기관(40)과 에어노즐(50)간의 연결은 튜브나 연결호스(52) 등을 이용하여 연결하게 되며, 이때 튜브나 연결호스는 상기 마감판(14)을 관통하여 배설된다.The air supply device installed in the control box 18 is a means for supplying air to the diffuser 40, an air pump 20 and an air nozzle 50 attached to the air outlet of the air pump 20. ), And the connection between the diffuser (40) and the air nozzle (50) is connected using a tube or a connection hose (52), etc., wherein the tube or connection hose passes through the closing plate (14) Excreted

또한, 상기 에어노즐(50)의 중간부분에는 배양수 역류방지밸브(54) 및 펌프조절밸브(56)가 장착되는 바, 상기 배양수 역류방지밸브(54)는 공기펌프(20)의 오프시 배양용기(10)로부터 배양액이 공기펌프(20)쪽으로 역류되는 것을 방지하기 위 한 일종의 체크밸브이고, 상기 펌프조절밸브(56)는 공기의 공급량을 조절하는 밸브이다.In addition, the middle portion of the air nozzle 50 is equipped with a culture water backflow prevention valve 54 and a pump control valve 56, the culture water backflow prevention valve 54 is turned off when the air pump 20 It is a kind of check valve to prevent the culture medium from flowing back from the culture vessel 10 toward the air pump 20, the pump control valve 56 is a valve for controlling the supply amount of air.

또한 공기펌프(20)의 조절밸브(56)로부터 에어노즐(50)을 착탈이 가능하도록 하여 외부로부터 별도의 공기를 유입할 수 있도록 하였다.In addition, the air nozzle 50 is detachable from the control valve 56 of the air pump 20 so that separate air can be introduced from the outside.

상기 공기펌프(20) 및 인공조명등(32)은 전원을 필요로 하는 바, 이들에 전원을 공급하는 수단 또한 상기 조절박스(18)내에 설치된다.The air pump 20 and the artificial light 32 require power, and means for supplying power to them are also installed in the control box 18.

즉, 상기 전원공급수단은 전원플러그(58)와, 이 전원플러그(58)와 상기 인공조명용 어댑터(48)간에 연결된 제1전원공급배선(60)과, 상기 전원플러그(58)와 상기 공기펌프(20)간에 연결된 제2전원공급배선(62)과, 상기 제1 및 제2전원공급배선(60,62)상에 부착되는 제1 및 제2스위치(64,66)로 구성되며, 이 제1스위치(64)의 온/오프에 따라 조명등(32)의 점멸이 이루어지고, 상기 제2스위치(66)의 온/오프에 따라 공기펌프(20)의 작동 또는 정지가 이루어진다.That is, the power supply means is a power plug 58, the first power supply wiring 60 connected between the power plug 58 and the artificial light adapter 48, the power plug 58 and the air pump A second power supply wiring 62 connected between the first and second power supply wirings 62, and first and second switches 64 and 66 attached to the first and second power supply wirings 60 and 62. The flashing of the lamp 32 is made according to the on / off of the first switch 64, and the operation or the stop of the air pump 20 is made according to the on / off of the second switch 66.

한편, 상기 공기 펌프(20)의 오프(OFF)시, 산기관(40)에 잔존하는 수분을 배출시키기 위하여 상기 조절박스(18)의 상단 일측에는 산기관(40)과 호스로 연결되는 배출수 밸브(68)가 장착되고, 상기 배양용기(10)내에서 증식된 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 수확을 위하여 배양용기(10)의 하단 일측에는 수확용 배출밸브(70)가 장착된다.On the other hand, when the air pump 20 (OFF), in order to discharge the remaining water in the diffuser 40, the upper side of the control box 18, the discharge valve is connected to the diffuser 40 and the hose 68 is mounted, the Spira (Arthrospira), KCTC the bottom side of the culture container 10 to the harvest of 11039BP is discharged for harvest valve 70 to the Ars proliferation in the culture container 10 is mounted.

이때, 상기 수확용 배출밸브(70)를 열면 배양액과 함께 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP가 배출되는 바, 20 ㎛ 망목의 크기로 된 체(72)를 이용하는 조체가 여과되도록 한다.At this time, when the discharge valve 70 for harvesting is opened, Arthrospira KCTC 11039BP is discharged together with the culture solution, so that the tank using the sieve 72 having a size of 20 μm mesh is filtered.

여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 배양기에 대한 작동 상태를 살펴보면 다음과 같다.Here, looking at the operating state of the incubator of the present invention made of the configuration as described above are as follows.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 가정용 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP 배양기를 이용하여 배양된 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP 수확 모습을 보여주는 조립 단면도이다.4 is an assembled cross-sectional view showing a harvest of Arthrospira KCTC 11039BP cultured using a household Arthrospira KCTC 11039BP incubator according to the present invention.

상기 제1 및 제2스위치(64,66)를 온시키면, 상기 조명등 보호용 중공케이스(16)내의 조명등(32)이 점등되는 동시에 상기 공기펌프(20)의 구동이 시작된다.When the first and second switches 64 and 66 are turned on, the lamp 32 in the lamp protection hollow case 16 is turned on and driving of the air pump 20 is started.

연이어, 상기 공기펌프(20)의 구동으로 외부공기가 에어노즐(50)을 통하여 산기관(40)쪽으로 공급되고, 산기관(40)을 통하여 에어는 배양용기(10)내의 배양액에 공기방울 기포를 발생시키면서 위쪽으로 올라가게 된다.Subsequently, the external air is supplied to the diffuser 40 through the air nozzle 50 by the driving of the air pump 20, and the air is bubbled into the culture solution in the culture vessel 10 through the diffuser 40. It raises upwards while generating.

이때, 상기 제2스위치(66)를 오프시키면, 배양용기내의 배양액이 산기관(40)을 통해서 펌프로 유입될 수 있지만, 에어노즐(50) 또는 연결호스(52)의 중간 부분에 장착된 역류방지밸브(54)에서 배양액의 역류를 차단하게 되고, 또한 산기관(40) 내에 잔존하는 수분은 조절박스(18)의 상단부에 형성된 배출수 밸브(68)를 통하여 배출되어진다.At this time, when the second switch 66 is turned off, the culture medium in the culture vessel can be introduced into the pump through the diffuser 40, but the counter flow is mounted in the middle portion of the air nozzle 50 or the connection hose 52. In the prevention valve 54, the reverse flow of the culture solution is blocked, and the moisture remaining in the diffuser 40 is discharged through the discharge water valve 68 formed at the upper end of the control box 18.

소정의 기간 동안 배양 증식이 된 후, 상기 수확용 배출밸브(70)를 열면 배양액과 함께 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP가 배출되는 바, 20 ㎛ 망목의 크기로 된 체(72)를 이용하는 조체가 여과하게 된다.After the culture propagation for a predetermined period of time, when the harvesting discharge valve 70 is opened, Arthrospira KCTC 11039BP is discharged together with the culture solution, and a mixture using a sieve 72 having a size of 20 μm mesh Will be filtered.

전술한 바와 같이, 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP 배양을 위한 배지 조성물은 아래의 표 1에서와 같이 bicarbonate는 아르스로스피 라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 증식을 위하여 필수적인 무기 탄소원으로 가장 많은 양이 사용되며 이로 인하여 많은 비용이 발생된다.As described above, the medium composition for Spira (Arthrospira) KCTC 11039BP incubated with Ars is a bicarbonate is Ars as shown in Table 1 below RY La (Arthrospira) the highest amount used in essential inorganic carbon source for the growth of KCTC 11039BP This incurs a lot of costs.

Figure 112006094876059-pat00001
Figure 112006094876059-pat00001

따라서, 본 발명은 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 배양에 bicarbonate를 사용하는 대신 대기중의 이산화탄소를 탄소원으로 하여 비용의 절감을 실현함과 동시에 대기중의 이산화탄소를 제감할 수 있다.Accordingly, the present invention may be jegam carbon dioxide in the atmosphere and at the same time realizing the saving of the expensive carbon dioxide as a carbon source in the atmosphere instead of using Spira (Arthrospira) bicarbonate in the culture of KCTC 11039BP in Ars.

이하, 국내산 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 이용한 배양의 실험예를 통하여 본 발명의 배양기가 대기중의 이산화탄소를 이용한 배양의 효과를 크게 나타냄을 설명하기로 한다.Hereinafter, it will be described through the experimental example of the culture using domestic Arthrospira KCTC 11039BP, the incubator of the present invention shows a large effect of the culture using the carbon dioxide in the atmosphere.

본 발명에 따른 배양기의 사용을 위하여 우선 국내산 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 확보가 필요한 바, 본 발명에 따른 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 배양에 있어서 비용절감을 위하여 한국생명공학연구원 생물자원센터에서 분양받은 아르스로스피라 플레텐시스(Arthrospira platensis) KCTC 11039BP를 이용하여 본 발명에 사용하였다.For the use of the incubator according to the present invention first domestic Ars to Spira (Arthrospira) KCTC 11039BP a bar, it needs to secure to Ars according to the present invention Spira (Arthrospira) in order to reduce costs in the cultivation of KCTC 11039BP Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology Biology Arthrospira platensis KCTC 11039BP received from the resource center was used in the present invention.

분양받은 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 SOT 배지조성(표1)으로 계대배양(maintenance culture)하였으며, 계대배양은 160-180 μmol/m2/sec의 연속 광, 온도 25 ℃, 광주기 L:D = 24:0의 조건으로 배양기내에서 300-ml 삼각플라스크에서 배양하였다. 본 배양은 100 rmp의 속도로 배양기를 회전시키면서 배양수를 교반하였으며, 배양된 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 광학현미경 사진은 도 1과 나타낸 바와 같다. Arthrospira KCTC 11039BP was subcultured in SOT medium composition (Table 1), and cultured at 160-180 μmol / m2 / sec continuous light, temperature 25 ° C., photoperiod L: The cells were incubated in a 300-ml Erlenmeyer flask in the incubator under the condition of D = 24: 0. The culture was stirred while rotating the incubator at a rate of 100 rmp, optical micrographs of the cultured Arthrospira KCTC 11039BP is shown in FIG.

이렇게 배양되는 아르스로스피라를 본 발명의 배양기를 이용하여 배양할 수 있음을 하기 실험예를 통하여 알 수 있다.It can be seen through the following experimental example that the arthrospyra thus cultured can be cultured using the incubator of the present invention.

실험예로서, 대기중의 이산화탄소를 탄소원으로 사용한 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 배양 및 bicarbonate를 탄소원으로 사용하여 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 배양하여, 서로를 비교하였다.As experimental example, by culturing the Spira (Arthrospira) KCTC 11039BP the Spira (Arthrospira) culture and bicarbonate of KCTC 11039BP carbon dioxide in the atmosphere by using a carbon source to the Ars Ars use as a carbon source were compared to each other.

실험에 사용한 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP 배양을 위한 배지 조성은 SOT 배지조성(표 1)을 기준으로 하였고, 배양수는 식수로 사용할 수 있는 수돗물을 이용하였다.The medium composition for culturing Arthrospira KCTC 11039BP used in the experiment was based on the SOT medium composition (Table 1), and the culture water was used as tap water which can be used as drinking water.

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실험은 표 2에서와 같이 탄소원으로 bicarbonate를 사용하지 않고 대기중의 이산화탄소만을 이용한 구간과 bicarbonate를 배지에 첨가한 구간으로 나누어서 탄소원에 의한 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 증식을 조사하였다.The experiment investigated the growth of Ars Spira (Arthrospira) as KCTC 11039BP according to the carbon source by dividing the one period interval and the addition of only a bicarbonate by carbon dioxide to the medium in the atmosphere without the use of bicarbonate as a carbon source, as shown in Table 2.

실내 조건에서의 증식을 조사하기 위하여 위의 실험조건에서 배양 6일까지는 실내에서의 조명을 이용하여 배양하였고, 그 이후에는 본 발명의 배양기 내부에 설치한 조명을 이용하여 배양하였다.In order to investigate the proliferation in the indoor condition, the culture was performed using the illumination in the room until 6 days of cultivation under the above experimental conditions, and then the culture was performed using the illumination installed in the incubator of the present invention.

접종물로부터 유입되는 탄소원을 제거하기 위하여 배양된 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 탄소원이 포함되지 않은 배지로 3회 수세한 후, 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 수돗물로 만든 배지에 접종하여 15일간 배양하였다.In order to remove the carbon source flowing from the inoculum, the cultured Arthrospira KCTC 11039BP was washed three times with a medium containing no carbon source, and then the Arthrospira KCTC 11039BP was inoculated in a tap water medium. Incubated for 15 days.

이때, 배양 온도는 18-22℃의 범위에서 수행되었으나, 본 발명의 배양기 내부에 인공조명을 이용한 경우에는 30℃까지 상승하였다.At this time, the incubation temperature was carried out in the range of 18-22 ° C, but when the artificial light is used in the incubator of the present invention it was raised to 30 ° C.

본 발명에 따른 배양기의 배양용기로 3 L 배양하였으며, 실내 조명을 이용한 6일간의 배양은 10 μmol photons/㎡/sec의 광에서 광주기 L:D = 12:12 조건으로 하였고, 본 발명의 배양기에 포함된 인공조명을 이용한 9일간의 배양의 경우에는 110 μmol photons/㎡/sec의 연속 광조건으로 하였다.The culture vessel of the incubator according to the present invention was cultured 3 L, 6 days cultivation using the room illumination was set to photoperiod L: D = 12:12 conditions in the light of 10 μmol photons / ㎡ / sec, the incubator of the present invention In the case of 9 days of incubation using artificial light included in the continuous light conditions of 110 μmol photons / ㎡ / sec.

이때, 세포가 빛에 적절히 노출되도록 공기 펌프를 이용하여 분당 15 L(15 L/min)의 공기가 공급되도록 하였다.At this time, 15 L (min) of air per minute was supplied using an air pump so that the cells were properly exposed to light.

아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 증식 지표로 건중량의 측정을 하게 되는데, 시료 20 ml을 채취한 후, 사전에 건조하여 여과 전 무게를 측정해 둔 유리섬유여과지로 여과하여 측정하였다. Dry weight was measured as a growth indicator of Arthrospira KCTC 11039BP. 20 ml of the sample was taken, and then dried by filtration through a glass fiber filter paper weighed before filtration.

이때, 증식된 아르스로스피라는 배양기의 배출밸브를 통하여 수확하는 바, 수확시에는 첨부한 도 3의 20 ㎛ 망목의 크기로 된 체를 이용하여 조체를 여과함으로써 손쉽게 수확할 수 있으며, 여과된 배양수는 다시 배양수로 사용할 수도 있으나 조체의 오염을 유발할 수 있으므로 가급적 식물의 거름으로 사용하는 것이 바람직하다.At this time, the propagated Arthrospy is harvested through the discharge valve of the incubator, and when harvesting, it can be easily harvested by filtering the coarse water using a sieve having a size of 20 μm mesh of FIG. Water may be used as culture water again, but may cause contamination of the body, so it is preferable to use it as manure of plants.

상기 배양용기로부터 배출된 배양액을 체망을 이용하여 여과한 후, 즉 조체의 여과 후에는 40 ml의 증류수로 조체를 수세한 후, 여과지를 1 시간 동안 103-105℃에서 건조시킨 다음 무게를 측정하여 조체의 건조중량을 산정하였다.After filtration of the culture solution discharged from the culture vessel using a sieve, that is, after filtration of the crude water washed the crude body with 40 ml of distilled water, dried filter paper at 103-105 ℃ for 1 hour and then weighed The dry weight of the crude body was calculated.

그 결과는 표 3 및 도 4에 나타낸 바와 같다.The results are as shown in Table 3 and FIG.

표 3에서 보는 바와 같이, 대기중의 이산화탄소를 이용한 경우의 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP는 6일까지 실내의 조명(10 μmol photons/㎡/sec)하에서는 증식은 거의 이루어지지 않았지만, 반면에 본 발명의 배양기의 110 μmol photons/㎡/sec의 조명을 이용한 경우에는 7일부터 급격한 증식이 이루어지기 시작하여 배양 15일째에는 건중량으로 1.849 g/L에 이르렀음을 알 수 있었고, 배양 11일째부터 15일까지의 평균 생산성은 0.248 g/L/d로 높게 나타났다.As shown in Table 3, Arthrospira KCTC 11039BP using carbon dioxide in the atmosphere showed almost no growth under the indoor illumination (10 μmol photons / m 2 / sec) until 6 days. When the 110 μmol photons / ㎡ / sec illumination of the incubator of the invention was used, the rapid proliferation began to occur from the 7th day, it was found that reached 1.849 g / L in dry weight on the 15th day of culture, 15 days from the 11th culture The average productivity up to the day was 0.248 g / L / d.

반면에, 표 4에서와 같이 bicarbonate를 탄소원으로 사용하여 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 배양한 경우는, 실내의 조명하에서는 역시 증식은 매우 미미하였고, 본 발명에 따른 배양기의 조명을 이용하면서부터 급격히 증식하기 시작하여 배양 15일째에는 2.5 g/L/d로 높게 나타났으며, 안정적인 증식이 이루어지기 시작한 배양 7일째부터 15일까지의 평균 생산성은 0.273 g/L/d로 대기중의 이산화탄소를 이용한 구간보다 약 11% 높게 나타났다.On the other hand, as shown in Table 4 by using bicarbonate as a carbon source when cultured Spira (Arthrospira) KCTC 11039BP to Ars is, under the room light, too proliferation was very small, since, while using the incubator lights according to the invention After 15 days of cultivation, the growth rate was rapidly increased to 2.5 g / L / d, and the average productivity from the 7th to 15th days of cultivation when the stable growth was started was 0.273 g / L / d. It was 11% higher than the used section.

이와 같이, 탄소원으로 bicarbonate를 사용한 경우에는 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP는 공기를 통해 용해되는 이산화탄소보다 bicarbonate를 우선적으로 이용하므로, 대기중의 이산화탄소의 고정효율은 매우 미미하지만 산소발생의 효과는 광합성량에 비례하게 된다. As such, when bicarbonate is used as a carbon source, Arthrospira KCTC 11039BP prefers bicarbonate over carbon dioxide dissolved in air. Therefore, the fixed efficiency of carbon dioxide in the air is very small, but the effect of oxygen generation is the amount of photosynthesis. Will be proportional to

반면에, 대기중의 이산화탄소를 탄소원으로 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 배양한 결과는 탄소원으로 bicarbonate를 사용한 배양의 약 89%의 증식이 이루어짐을 알 수 있었고, 이러한 결과는 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 배양을 위하여 많은 양이 사용되는 무기탄소원인 bicarbonate를 사용하지 않음으로써, 소요되는 배지의 비용을 약 28%(SOT 배지 조성중에서 NaHCO3가 차지하는 비율) 줄일 수 있고, 이에 대기중의 이산화탄소를 이용하는 것이 경비측면에서 보다 효과적인 것으로 나타났다.On the other hand, as a result of the carbon dioxide in the atmosphere cultured Ars as Spira (Arthrospira) KCTC 11039BP as a carbon source had to find out the growth of about 89% of the culture with bicarbonate as a carbon source yirueojim, these results Spirra to Ars (Arthrospira By not using bicarbonate, an inorganic carbon source that is used in large amounts for the cultivation of KCTC 11039BP, the cost of the medium can be reduced by about 28% (the ratio of NaHCO3 in the SOT medium composition) Was found to be more effective in terms of security.

따라서, 대기중의 이산화탄소를 이용하여 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 배양하더라도 100 μmol photons/㎡/sec 이상(200 μmol photons/㎡/sec 이상에서는 광저해를 받을 수 있음)의 충분한 광량과 산기관과 같은 기구를 통하여 만들어지는 미세한 공기와 그 공기의 분압에 의한 배지의 혼합만으로도 충분한 증식을 이룰 수 있음을 알 수 있었고, 유입되는 공기에 의한 배지의 혼합에 의해 배양기 내의 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP는 보다 원활하게 조명등에 의한 빛에 노출되므로써 광부족 현상을 줄일 수 있게 된다.Therefore, even if culturing Spira (Arthrospira), KCTC 11039BP to Ars using carbon dioxide in the atmosphere 100 μmol photons / ㎡ / sec or more (200 μmol photons / ㎡ / sec or more in that it can receive light inhibition) a sufficient amount of light and the mountain of It can be seen that sufficient growth can be achieved only by mixing the medium by the minute pressure of the air with the minute air made through an apparatus such as an organ, and by mixing the medium by the incoming air, Arthrospira KCTC 11039BP can reduce light deficiency by more smoothly being exposed to light by lighting.

결론적으로, 본 발명에 따른 배양기를 이용하여, 공기를 통해 유입되는 대기중의 이산화탄소가 제거되어 온실가스를 제거하고 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 증식속도(광합성 속도)에 비례하여 산소가 발생되므로, 공기정화 효과가 있으며 배양된 조체는 유용하게 식용으로 이용할 수 있게 된다.In conclusion, by using the culture medium according to the present invention, the carbon dioxide is removed in the air flowing through the air from the greenhouse gas and Spira (Arthrospira) proliferation rate of KCTC 11039BP to Ars the oxygen generated in proportion to (photosynthesis rate) Therefore, there is an air purification effect and the cultured body can be usefully used for food.

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한편, 공기중의 이산화탄소를 이용하여 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 배양했을 때의 실제적인 이산화탄소의 제거율은 표 3에 나타낸 바와 같다.On the other hand, the actual removal of the carbon dioxide when using carbon dioxide in the air have been cultured Spira (Arthrospira) KCTC 11039BP to Ars are shown in Table 3.

이산화탄소 고정율은 배양 11일째에 0.462 g CO2/L/d로 가장 높았고 일당 산소의 발생량은 배양 11일째에 0.343 g O2/L/d으로 가장 높게 나타났으며, 배양 11부터 15일까지의 평균 이산화탄소 고정율은 0.453 g CO2/L/d이었고 평균 이산화탄소 고정율을 이용하여 년간 이산화탄소의 고정량을 계산하면 다음과 같다.The highest CO2 fixation rate was 0.462 g CO 2 / L / d at 11 days of culture and the highest daily oxygen production was 0.343 g O 2 / L / d at 11 days of culture. The average CO2 fixation rate was 0.453 g CO 2 / L / d. Using the average CO2 fixation rate, the annual fixed amount of carbon dioxide was calculated as follows.

일평균 이산화탄소의 고정량 0.453 g CO2/L/d × 365일= 165.3 g CO2 /L/yr이고, 4천만 가정이 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 년간 배양한다고 가정하면, 이산화탄소의 제거량은 6,612,000,000 g CO2/L/yr(6.612 G tons CO2/L/yr)에 해당하고, 배양의 용량을 3배(3 L)로 증대시킬 경우에는 이산화탄소의 고정량은 약 19.8 G tons CO2/L/yr에 해당될 수 있다.And an average fixed amount 0.453 g CO 2 / L / d × 365 days = 165.3 g CO 2 / L / yr of carbon dioxide, when it is assumed that 40 million homes two years cultured Spira (Arthrospira) KCTC 11039BP in Ars, removal of CO Is equivalent to 6,612,000,000 g CO 2 / L / yr (6.612 G tons CO 2 / L / yr), and when the culture volume is increased to 3 times (3 L), the fixed amount of carbon dioxide is about 19.8 G tons CO 2 / L / yr.

이러한 이산화탄소 고정량은 우리나라에서 배출된 이산화탄소(2003년도 국내 이산화탄소 배출량은 0.58 G tons)를 충분히 고정할 수 있는 양에 해당된다.This fixed amount of carbon dioxide corresponds to the amount that can sufficiently fix the carbon dioxide emitted from Korea (the domestic CO2 emission in 2003 is 0.58 G tons).

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 대기중의 이산화탄소를 제거하기 위한 가정용 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 배양기 및 배양 방법에 의하면, 가정에서도 대기중의 이산화탄소를 이용하여 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP를 손쉽게 배양함으로써, 이산화탄소의 제거에 기여하고, 천혜의 건강 식품으로 알려진 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 조체는 건강보조식품으로 가정에서 이용할 수 있는 장점이 있다.As seen from the above, Spira (Arthrospira) Spira (Arthrospira) in according to the culture medium and culture method of KCTC 11039BP, and in using the carbon dioxide in the air assume Ars as household Ars for removing carbon dioxide in the atmosphere according to the invention by easily cultured KCTC 11039BP, contribute to the removal of carbon dioxide, known as Ars blessed with health food Spira (Arthrospira) of crude KCTC 11039BP has the advantage that can be used at home as a dietary supplement.

더욱이, 본 발명의 배양기에 의하여 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 빠른 증식이 이루어질 수 있고, 이는 육상식물보다 많은 양의 산소가 방출되어 가정의 공기 정화제로서의 역할을 수행할 수 있으며, 연속 배양을 통하여 이산화탄소의 발생없이 증식이 이루어지면서 산소를 발생시키므로 공기정화제로서의 역할은 일반 육상식물에 비해 월등한 효과를 나타낸다.Furthermore, it can be made rapid proliferation of the Spira (Arthrospira) to Ars by the incubator of the invention KCTC 11039BP, which can be released a large amount of oxygen than the terrestrial plant to act as air-purifying agents in the home, the continuous culture As the oxygen is generated while proliferation occurs without the generation of carbon dioxide, the role as an air purifier is superior to that of general land plants.

또한, 본 발명의 배양기로 배양 증식된 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP는 청록색을 띄므로 미관상 쾌적함을 느낄 수 있어, 장식의 효과도 얻을 수 있다.In addition, Arthrospira KCTC 11039BP cultured and propagated with the incubator of the present invention has a turquoise color so that it can feel aesthetically comfortable, and the decorative effect can also be obtained.

Claims (12)

삭제delete 공기배출구를 갖는 뚜껑과, 상부 및 하부가 개방된 투명 재질의 배양용기와, 상기 배양용기의 하부 개방구에 밀폐 결합되는 마감판과, 상기 마감판상에 결합되어 배양용기의 내부에 상하로 배치되는 조명등 보호용 중공케이스와, 박스 상부면에는 상기 마감판이 안착되는 오목한 안착면이 형성되고 그 아래쪽 박스 내부에는 인공조명장치 및 에어 공급장치가 설치되는 조절박스와, 상기 조명등 보호용 중공케이스의 내부에 배치되고 광합성에 필요한 빛과 온도 제공을 위한 인공조명등과, 상기 인공조명장치 및 에어 공급장치에 전원을 공급하는 전원공급수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 대기중의 이산화탄소를 제거하기 위한 가정용 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 배양기에 있어서,A lid having an air outlet, a culture vessel made of a transparent material having upper and lower openings, a closing plate hermetically coupled to the lower opening of the culture vessel, and coupled to the closing plate and disposed up and down inside the culture vessel. The hollow case for protecting the lamp and the concave seating surface on which the closing plate is seated is formed on the upper surface of the box, and the control box in which the artificial lighting device and the air supply device are installed in the lower box is disposed inside the hollow case for protecting the lamp. Arthrospira for removing carbon dioxide in the atmosphere, characterized by consisting of artificial light for providing light and temperature necessary for photosynthesis, and a power supply means for supplying power to the artificial lighting device and the air supply device. In the incubator of KCTC 11039BP, 상기 뚜껑은 그 중앙에 직경 0.1~1.0cm의 공기배출구가 형성되고, 뚜껑의 상면은 공기배출구로부터 바깥쪽으로 상향 경사진 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 대기중의 이산화탄소를 제거하기 위한 가정용 아르스로스피라(Arthrospira) KCTC 11039BP의 배양기.The lid is formed in the center of the air outlet of 0.1 ~ 1.0cm in diameter, the upper surface of the lid is formed for household arthroscopy to remove carbon dioxide in the atmosphere characterized in that the inclined surface inclined upwardly outward from the air outlet ( Arthrospira ) Incubator of KCTC 11039BP. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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