KR100866985B1

KR100866985B1 - 미생물 배양장치 및 방법

Info

Publication number: KR100866985B1
Application number: KR1020080064724A
Authority: KR
Inventors: 문형호
Original assignee: 주식회사 이시스; 문형호
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2008-11-05

Abstract

본 발명의 미생물 배양장치는, 내부에 배양실을 형성하는 하나 이상의 배양탱크, 상기 하나 이상의 배양탱크에 물 및 배양액을 공급하고 공급된 물과 배양액을 순환시켜 증식시키는 배양기를 포함하며, 상기 배양기는, 상기 배양탱크 상면과 하면에 양측 단부가 각각 연결 설치되는 연결관과, 상기 연결관을 통해 배양실에 물을 공급하는 급수관과, 상기 배양실에 저장되는 물을 상기 연결관을 통해 순환시키는 펌프와, 상기 연결관을 통과하는 물을 가열하는 가열부와, 상기 연결관을 통해 배양실 내부로 배양액을 공급하는 배양액 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 외부의 배양기에서 교반된 배양액을 연결관을 통해 배양탱크로 자동으로 순환시켜 배양시키므로 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.

미생물, 배양장치, 배양기

Description

미생물 배양장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CULTIVATING MICROORGANISM}

본 발명은 미생물 배양장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부에서 교반된 배양액을 자동으로 순환시켜 배양시키므로 생산성을 향상시키는 미생물 배양장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 미생물은 농업, 축산, 수산업 등에 널리 이용되고 있으며, 이러한 미생물을 이용하는 방법으로는 광합성균이나 유산균, 바실러스균, 효모균, 남조균 등을 배양하여 물에 희석시킨 다음, 종자소독, 토양에 살포, 작물에 관주 또는 엽면살포 및 가축에게 먹이게 된다.

이와 같은 미생물을 통해 작물의 생산을 촉진시키고 병충해를 방지하며 가축의 경우 성장을 촉진시키고 질병을 예방하게 되고 육질을 좋게 하며 배설물의 악취와 오염을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 병원균의 증식을 억제하거나 유익균을 돕고 유해균을 억제시키는 효과를 얻는데 이용되고 있다.

또한, 미생물은 환경분야에서는 수질정화, 유기성 폐기물 발효제, 각종 공업 폐기물 정화에도 이용될 수 있고, 수산양식업에 사용할 경우 수질정화, 병원균의 발생억제, 내병성 제고 등의 효과를 볼 수 있다.

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

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 일례가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.

상기 문헌 1에 개시된 기술은 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 내부에 위치하고 내부에 배양실(51)이 형성된 광투과성 재질의 배양조(50)와, 상기 몸체(10)의 내부에 위치하여 상기 배양조(50)의 상부를 덮는 내부덮개(미도시)와, 상기 몸체(10)의 내벽에 설치되어 미생물 배양에 필요한 빛과 열을 공급하는 조사램프(40)와, 상기 조사램프(40)에서 발산되는 적외선을 차단하는 적외선차단커버(60)를 포함한다.

즉, 상기 조사램프(40)에 적외선을 차단할 수 있는 적외선차단커버(60)를 설치하여 미생물에 필요한 광원은 충분히 공급하고, 과도한 온도상승은 방지하여 미생물 배양기의 안정적인 온도제어가 가능하다.

[문헌 1] 특허등록공보 제10-0732193호(2007.06.19.등록)

그러나 상기 문헌 1에 개시된 미생물 배양기는 배양용량이 커지게 되면 그 크기가 사용자의 키보다 커지게 된다. 이때, 배양액(배지)을 배양실에 투입하기 위해 사용자는 사다리와 배양액을 올리기 위한 호이스트를 이용하여 배양액을 투입하므로 사용상 불편함이 따르는 문제점이 있었다.

또한, 배양액을 외부에서 교반한 후에 사용자가 배양조에 옮겨 담기 때문에 교반 및 배양공정을 따로 수행해야하는 문제점이 있게 된다.

그리고, 상기 조사램프가 몸체 내부에 설치됨에 따라 상기 조사램프와 근접한 미생물이 고온에 의해 파괴되어 미생물의 증식 감소 및 상품성이 크게 떨어지는 문제점이 있게 된다.

아울러, 미생물 배양기는 수시로 배양실 내부를 멸균 및 세척을 해줘야 하지만 상기 문헌 1의 미생물 배양기는 사용자가 덮개를 열고 직접 해줘야 하므로 멸균 및 세척이 쉽지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 외부에서 교반된 배양액을 자동으로 순환시켜 배양시키므로 생산성을 향상시키는 미생물 배양장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 열교환에 의해 배양액을 서서히 가열하므로 고온에 의한 미생물 파괴가 일어나지 않으므로 상품성 및 배양성을 크게 향상시킬 수 있는 미생물 배양장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 고온의 스팀을 순환시켜 멸균 및 세척이 용이한 미생물 배양장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 미생물 배양에 필요한 열을 직접가열과 스팀과의 열교환에 의한 간접가열을 이용하여 배양액을 적절한 온도를 유지시켜 배양성을 향상시키는 미생물 배양장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 미생물 배양시 발생하는 가스를 배출하도록 구성되는 미생물 배양장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 미생물 배양시 물의 분자를 최소화하여 미생물 증식의 효율성을 극대화시키는 미생물 배양장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미생물 배양장치는, 내부에 배양실을 형성하는 하나 이상의 배양탱크, 상기 하나 이상의 배양탱크에 물 및 배양액을 공급하고 공급된 물과 배양액을 순환시켜 증식시키는 배양기를 포함하며, 상기 배양기는, 상기 배양탱크 상면과 하면에 양측 단부가 각각 연결 설치되는 연결관과, 상기 연결관을 통해 배양실에 물을 공급하는 급수관과, 상기 배양실에 저장되는 물을 상기 연결관을 통해 순환시키는 펌프와, 상기 연결관을 통과하는 물을 가열하는 가열부와, 상기 연결관을 통해 배양실 내부로 배양액을 공급하는 배양액 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가열부는, 스팀보일러와, 상기 스팀보일러와 열 교환이 가능하게 연결되는 제1 열교환기와, 일측은 상기 연결관과 열 교환이 가능하게 연결되고 타측은 제1 열교환기와 열 교환이 가능하게 연결되는 제2 열교환기를 구비하며, 상기 스팀보일러는 상기 배양탱크의 상면과 스팀 공급관을 통해 연결되어 배양실 내부에 스팀을 공급하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 및 제2 열 교환기 사이에는 이들 사이를 순환하는 열원을 냉각시키기 위한 냉동기가 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 배양탱크의 배양실에는 배양액을 가열하기 위한 히팅관을 설치하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 배양탱크 하면에는 배양실에 공기를 공급하기 위한 에어 공급부가 연결 설치되는 것이 바람직하다.

더불어, 상기 배양탱크의 외측에 형성된 투시창에는 빛을 발생시키기 위한 할로겐등이 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 배양탱크에는 히팅관이 더 구비되는 것이 바람직하다.

게다가, 상기 배양탱크에는 상기 연결관을 통과한 배양액을 상기 배양실에 분사하는 분사노즐이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배양탱크에는 상기 배양실에서 발생된 가스를 배출하는 가스제거부가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 연결관 상에는 연결관을 통과하는 배양액을 외부로 배출시키기 위한 배출관이 연결 설치되며, 상기 배출관 상에는 배출관을 통과하는 용액을 저장 하기 위한 다수개의 저장고가 연결 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성을 가지는 미생물 배양장치의 배양방법을 설명하면, 급수관 및 연결관을 통해 배양탱크의 배양실에 물을 공급하여 저장하는 S10 단계, 상기 S10 단계 수행 후 상기 연결관에 설치되는 펌프의 펌핑력으로 상기 배양실에 저장된 물을 연결관을 통해 순환시키는 S20 단계, 상기 S20 단계 수행중 스팀보일러를 가동하여 제1 열교환기 및 제2 열교환기를 통해 전달되는 열원을 바탕으로 상기 연결관을 통과하는 물을 가열하는 S30 단계, 상기 S30 단계를 수행함에 따라 배양실의 물이 설정된 온도까지 상승하면, 상기 연결관에 설치된 배양액 공급부에 저장된 배양액을 상기 연결관을 통해 배양실에 공급하는 S40 단계, 상기 S40 단계 수행 중 배양액의 종류에 따라 에어공급부 또는 할로겐등을 통해 배양실에 공기 또는 빛을 공급하여 배양액에 들어 있는 미생물을 배양하는 S50 단계를 포함하되, 상기 S10~S50 단계는 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 기재된 미생물 배양장치에 의해 미생물을 배양하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 S30 단계는 배양실에 저장되는 물의 가열 속도를 향상시키기 위해 히팅관에 전기를 공급하여 발열시키는 단계를 더 포함하며, 상기 단계 수행 후 미생물의 배양이 완료되면, 스팀보일러의 가동을 중단함과 동시에 냉동기를 가동하여 제1 및 제2 열교환기의 열원을 냉각하고 냉각된 제2 열교환기의 열원을 바탕으로 연결관을 통과하는 배양액을 냉각하여 미생물 배양 속도를 조절하는 S60 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 S60 단계 수행 후 미생물의 배양 속도가 조절되면, 상기 배양액을 상기 연결관에 연결된 저장고에 공급하여 저장하는 S70 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S70 단계 수행 후 미생물의 배양이 완료되면, 상기 스팀보일러의 고온의 스팀을 순환시켜 멸균 및 세척하는 S80 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 미생물 배양장치 및 방법에 따른면, 외부의 배양기에서 교반된 배양액을 연결관을 통해 배양탱크로 자동으로 순환시켜 배양시키므로 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 열교환에 의해 배양액을 서서히 가열하여 유지시켜 주므로 고온에 의한 미생물의 파괴가 일어나지 않는 효과를 제공한다.

또한, 스팀 공급관을 통해 고온의 스팀을 배양탱크 및 연결관으로 순환시켜 멸균 및 세척이 용이한 효과를 제공한다.

또한, 미생물 배양에 필요한 열을 히팅관을 통한 직접가열과 스팀보일러에서 발생된 고온의 스팀과 배양액의 열교환에 의한 간접가열을 이용하여 적절한 온도를 유지시켜 배양성을 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 배양탱크에는 가스제거부가 설치되어 미생물 배양시 발생하는 가스를 배출하는 효과를 제공한다.

또한, 연결관을 통과한 배양액을 분사노즐을 통해 골고루 상기 배양실에 분사하는 효과를 제공한다.

또한, 냉동기에 의해 미생물의 보존 기간을 크게 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 단분자기계에 의해 물의 분자를 최소화하여 미생물 증식의 효율성을 극대화 시키는 효과를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 미생물 배양장치를 대략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 미생물 배양방법을 나타낸 순서도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미생물 배양장치는 배양탱크(100)와, 상기 배양탱크에 물 및 배양액을 공급하여 배양액을 증식시키는 배양기(190)을 포함한다.

그리고, 상기 배양기(190)는 양측단이 상기 배양탱크(100)의 상면과 하면에 각각 연결되는 연결관(200)과, 상기 배양탱크(100)에 물을 공급하는 급수관(300)과, 상기 배양탱크(100)에 저장되는 물을 상기 연결관(200)을 통해 순환시키는 펌프(400)와, 상기 연결관(200)을 통과하는 물을 가열하는 가열부(500)와, 상기 배양탱크(100) 내부에 미생물 배양액을 공급하는 배양액 공급부(600)와, 상기 배양탱 크(100) 내부에 공기를 공급하는 에어 공급부(700)와, 상기 배양탱크(100) 내부에 빛을 발생시키는 할로겐등(800)을 포함한다.

상기 배양탱크(100)는 단열성을 향상시키기 위해 2중 구조로 이루어지며, 내부에는 미생물을 배양하기 위한 배양실(110)이 형성되어 있고, 하부에는 배양탱크(100)를 지지하기 위한 다수개의 다리가 등간격으로 구비되어 있으며, 외측면 일측에는 상기 배양실(100)에 저장된 배양액의 양을 식별하기 위한 게이지(120)가 구비되어 있고, 외측면 타측에는 배양실(100)에 저장된 배양액의 발효 및 배양 상태를 확인하기 위한 검출기(130)가 구비되어 있고, 상기 검출기(130)는 PH 검출기를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배양탱크(100)의 정면에는 투명 또는 반투명한 투시창(140)이 형성되어 있으며, 상기 투시창(140)의 외측에 후술되는 할로겐등(800)이 설치된다.

아울러, 상기 배양탱크(100)에는 상기 연결관(200)을 통과한 배양액을 상기 배양실(110)에 분사하는 분사노즐(101)이 더 구비되며, 상기 분사노즐(101)은 상기 배양실(110)의 내측으로 배양액을 골고루 분사한다.

더불어, 상기 배양탱크(100)의 배양실(110)은 미생물의 배양시 가스가 발생되며, 이를 배출하기 위해 상기 배양탱크(100)에는 가스제거부(102)가 구비되고, 상기 가스제거부(102)는 신호에 의해 개폐되는 밸브로 구성된다. 이러한 밸브는 공지이므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 가스제거부(102)는 배양탱크(100)에 구비된 압력계(103) 또는 압력센서(104)에 의해 수동 및 자동으로 개폐동작을 수행한다.

상기 배양기(190)는 배양탱크(100)의 외측에 설치되고 상기 배양실(110)에 물 및 배양액을 공급하며, 상기 공급된 물과 배양액을 순환시켜 증식시키는 것이다.

즉, 상기 배양기(190)는 연결관(200), 급수관(300), 펌프(400), 가열부(500), 배양액 공급부(600), 에어 공급부(700) 및 할로겐등(800)을 포함하며, 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.

상기 연결관(200)은 상기 배양탱크(100)의 배양실(110)에 저장되는 배양액을 순환시키기 위한 것으로, 선단은 상기 배양탱크(100)의 상면과 통하게 연결 설치되고, 하단은 상기 배양탱크(100)의 하면과 통하게 연결 설치된다.

그리고, 상기 연결관(200)의 선단과 하단에는 상기 배양실(110)에 저장된 배양액을 선택적으로 공급 및 차단하기 위한 밸브(210)(220)가 각각 설치되어 있고, 상부 일측에는 물을 공급하기 위한 급수관(300)이 연결 설치되어 있으며, 하부 일측에는 펌프(400)가 설치되어 있다.

상기 급수관(300)은 배양실(110) 내부에 물을 공급하기 위한 것으로, 일단은 외부에 구비되는 물 공급라인과 연결되고, 타단은 상기 연결관(200)의 상부 일측과 통하게 연결 설치되며, 라인 일측에는 물을 공급하거나 차단하기 위한 밸브(310)가 설치되어 있고, 라인 타측에는 단분자기계(320)가 설치되어 있으며, 상기 단분자기계(320)는 급수관(300)을 통과하는 물의 분자를 최소화하여 미생물 증식의 효율성을 극대화시키게 된다.

또한, 상기 급수관(300)에는 필터가 구비되어 유입되는 물에 포함된 이물질 을 제거한다.

상기 펌프(400)는 배양실(110)에 저장된 배양액을 상기 연결관(200)을 통해 강제 순환시키기 위한 것으로, 상기 연결관(200)의 중앙에 연결 설치된다. 한편, 상기 펌프(400)의 설치위치는 배양액을 상기 연결관(200)을 통해 강제 순화시킬 수 있는 위치라면 중앙으로 한정할 필요는 없으며 어떤 위치라도 설치가능하다.

즉, 상기 펌프(400)는 상기 연결관(200) 내부에 펌핑력을 제공하여 배양액을 배양실(110) 하부, 연결관(200) 하단, 연결관(200) 상단을 통해 배양실(110) 상부로 유입되게 강제 순환시키게 된다.

상기 가열부(500)는 펌프(400)를 통해 연결관(200)을 순환하는 배양액을 설정된 온도로 가열 및 본 발명의 미생물 배양장치를 멸균 및 세척하기 위한 것으로, 스팀을 발생시키는 스팀보일러(510)와, 상기 스팀보일러(510)와 열 교환이 가능하게 연결되는 제1 열교환기(520)와, 일측은 상기 연결관(200)과 열 교환이 가능하게 연결되고 타측은 제1 열교환기(520)와 열 교환이 가능하게 연결되는 제2 열교환기(530)를 포함한다.

여기서, 상기 제1 및 제2 열교환기(520)(530)는 통상적으로 사용되고 있는 열교환기와 동일한 구성을 가지는 것으로, 그에 따라 자세한 설명은 생략한다.

아울러, 상기 제1 및 제2 열교환기(520)(530)는 둘 중 하나만 설치되어도 무방하다.

즉, 상기 스팀보일러(510) 작동시 발생되는 열원이 제1 열교환기(520)에 전달되고, 상기 제1 열교환기(520)의 열원이 제2 열교환기(530)에 전달되며, 상기 제 2 열교환기(530)의 열원을 바탕으로 연결관(200)을 통과하는 배양액을 가열하게 된다.

그리고 상기 물 공급관(511)(521)에는 물을 공급하거나 차단하기 위한 밸브(513)(523)가 각각 설치되어 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 열 교환기(520)(530)를 연결하는 물 공급관(511)(521)과 환수관(512)(522)에는 이들 사이를 통과하는 열원을 냉각하기 위한 냉동기(540)가 설치되어 있으며, 상기 냉동기(540)를 통해 제2 열교환기(530)의 열원을 냉각함에 따라 상기 연결관(200)을 통과하는 배양액의 온도도 냉각할 수 있다. 더욱 상세하게는 배양액이 온도가 높아질 경우 그 온도값을 측정하여 상기 냉동기(540)는 배양액을 적정온도로 낮춰준다.

또한, 상기 환수관(522)에는 펌프(524)가 설치되며, 상기 펌프(524)를 통해 물을 강제 순환시키게 된다.

그리고, 상기 스팀보일러(510)는 상기 스팀 공급관(514)을 통해 상기 배양탱크(100)의 상면과 통하게 연결설치되며, 상기 스팀 공급관(514)을 통해 스팀보일러(510)에서 발생하는 스팀을 배양실(110) 내부에 공급하게 되고, 상기 스팀 공급관(514) 상에는 스팀을 공급하거나 차단하기 위한 밸브(514a)가 설치되어 있다.

또한, 상기 배양탱크(100)의 배양실(110) 하부에는 배양 초기 배양액의 온도를 급격히 상승시키기 위한 히팅관(550)이 설치되어 있으며, 상기 히팅관(550)은 전기에 의해 발열하게 된다.

즉, 상기 히팅관(550)은 배양액의 온도를 급격하게 상승시킨 후 배양액이 설 정치 온도에 도달하면 전원을 차단하는 것이다.

상기 배양액 공급부(600)는 배양실(110) 내부에 배양액을 공급하기 위한 것으로, 상기 연결관(200)의 일측에 밸브(610)(620)를 각각 포함하는 배양액 공급관 및 배양액 토출관을 통해 연결 설치되며, 내부에는 배양액을 교반하기 위한 임펠러가 모터에 의해 회전가능하게 설치되어 있다.

즉, 상기 배양액 공급부(600)는 배양액 공급관의 밸브(620)를 개방하면 상기 연결관(200)를 통과하는 물의 일부가 배양액 공급관을 통해 배양액 공급부(600) 내부로 유입되며, 유입된 물과 배양액은 임펠러에 의해 교반되고, 교반이 완료되면 배양액 공급관의 밸브(620)를 차단함과 동시에 배양액 토출관의 밸브(610)를 개방하여 교반된 배양액을 연결관(200)을 통해 배양실(110) 내부로 공급하게 된다.

한편, 상기 배양액 공급부(600)는 고압의 에어에 의해서도 교반될 수도 있다.

더욱 상세하게는, 배양액 공급부(600) 내측에는 도넛 형상의 노즐이 설치되며, 상기 노즐은 하단으로 분사공이 복수개 형성되고, 상기 노즐은 후술될 에어공급부(700)로부터 고압의 에어를 공급받아 상기 분사공을 통해 에어를 분사하여 물과 배양액을 교반시킨다.

여기서, 배양액 공급부(600)는 모터와 임펠러에 의한 교반방법 및 에어에 의한 교반방법 중 미생물의 종류에 따라서 선택적으로 적용하여 사용된다.

상기 에어 공급부(700)은 하부에 설치되어 배양실(110)에 저장되는 배양액의 종류에 따라 공기를 공급하게 되며, 상기 할로겐등(800)은 상기 투시창(140) 외측 에 설치되어 배양액의 종류에 따라 빛을 발산하게 된다.

즉, 배양액의 증식에 필요한 환경을 조성하기 위해 배양실(110)에 에어 공급부(700)를 통해 공기를 공급하거나 할로겐등(800)을 통해 빛을 공급하게 된다.

여기서, 상기 에어 공급부(700)에는 흡입되는 공기를 여과하기 위한 에어필터(710)가 설치되어 있다.

그리고 상기 연결관(200)의 상부 일측에는 연결관(200)을 통과하는 배양액을 외부로 배출시키기 위한 배출관(900)이 연결 설치되며, 상기 배출관(900) 상에는 배출관(900)을 통과하는 용액을 저장하기 위한 다수개의 저장고(950)가 설치되어 있다.

즉, 상기 배양실(110)에 저장되는 배양액의 증식이 완료되면 연결관(200)과 배출관(900)을 통해 상기 저장고(950)에 사용하기 전까지 저장하게 된다.

아울러, 미생물 배양이 완료되면 상기 스팀 공급관(514)을 통해 고온의 스팀을 연결관(200) 및 배양탱크(100)로 순환시켜 멸균 및 세척을 실시한다.

이와 같은 구성을 가지는 미생물 배양장치의 배양방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 미생물 배양방법은 배양탱크(100)에 물을 공급하는 S10 단계, 상기 배양탱크(100)에 저장된 물을 연결관(200)을 통해 순환시키는 S20 단계, 순환되는 물을 가열부(500)를 통해 설정된 온도로 가열하는 S30 단계, 상기 배양탱크(100)에 배양액 공급부(600)를 통해 배양액을 공급하는 S40 단계, 에 어 공급부(700) 및 할로겐부(800)를 통해 배양액 증식에 필요한 조건을 생성시켜 배양액에 들어 있는 미생물을 배양하는 S50 단계, 배양이 완료되면 냉동기(540)를 통해 미생물의 배양 속도를 낮추는 S60 단계, 및 배양 속도가 낮춰진 배양액을 저장고(950)에 저장하는 S70 단계를 수행한다.

상기와 같은 미생물 배양방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, S10 단계는 다수개의 배양탱크(100) 중 어느 하나에 배양기(190)를 연결하고 상기 배양기(190)를 통해 배양탱크(100) 내부에 물을 공급한다.

즉, 상기 배양기(190)의 급수관(300)의 밸브(310)를 개방하면 물이 급수관(300) 및 연결관(200)을 통해 배양탱크(100)의 배양실(110)에 공급되며, 게이지(120)를 통해 상기 배양실(110) 내부에 소정높이까지 저장되면 상기 밸브(310)를 폐쇄하여 물의 공급을 차단한다.

여기서, 상기 급수관(300)을 통해 공급되는 물은 단분자기계(320)를 통과하면서 물 분자가 최소화되기 때문에 미생물이 증식 필요한 최적의 환경을 조성하게 된다.

S10 단계로 배양실(110)에 물이 설정된 높이만큼 저장되면, 연결관(200)의 밸브(210)(220)를 개방하고, 펌프(400)를 작동시켜 상기 배양실(110)에 저장된 물을 연결관(200)을 통해 순환시킨다(S20 단계).

S20 단계에 따라 물이 순환되면, 가열부(500)를 작동시켜 연결관(200)을 통과하는 물을 25°~35°까지 가열시킨다.

즉, 상기 가열부(500)의 스팀보일러(510)를 작동시키면, 상기 스팀보일 러(510)가 가열되면서 발생되는 열원에 의해 제1 열교환기(520)가 가열되고, 상기 제1 열교환기(520)가 가열되면서 발생되는 열원에 의해 제2 열교환기(530)가 가열되며, 상기 제2 열교환기(530)가 가열되면서 상기 연결관(200)을 통과하는 물을 가열하게 된다.

그리고 가열 초기에는 배양실(110)에 저장되는 물을 빨리 가열하기 위해 히팅관(550)에 전기를 공급하여 열을 발생시키게 되며, 이와 같은 과정을 통해 물을 설정된 온도까지 최단시간 안에 가열할 수 있다(S30 단계).

S30 단계에 따라 물이 설정된 온도까지 가열되면, 히팅관(550)의 작동을 중단시킴과 동시에 배양액 공급부(600)를 작동시킨 다음, 밸브(620)을 개방하여 연결관(200)을 통과하는 가열된 물의 일부를 배양액 공급부(600)로 공급한다.

그런 다음, 상기 배양액 공급부(600) 내부에 공급된 물과 배양액을 임펠러를 통해 소정시간 교반하고, 교반이 완료되면 상기 배양액 공급관의 밸브(620)를 차단함과 동시에 배양액 토출관의 밸브(610)를 개방하여 교반된 배양액을 상기 연결관(200)을 통해 순환하는 물과 함께 배양실(110) 내부에 공급시킨다(S40 단계).

S40 단계에 따라 배양실(110) 내부에 설정된 배양액이 공급되면, 밸브(610)를 통해 배양액 공급을 차단하고, 공급된 배양액에 들어 있는 미생물 배양에 필요한 공기 또는 빛을 에어 공급부(700) 또는 할로겐등(800)을 통해 공급하여 미생물 배양 속도를 크게 상승시킨다(S50 단계).

상기 S50 단계에 따라 미생물 배양이 완료되면, 스팀보일러(510)의 작동을 중단함과 동시에 냉동기(540)를 작동시켜 제1 및 제2 열교환기(520)(530)의 열원을 냉각하고, 이를 통해 연결관(200)을 통과하는 배양액을 냉각하여 미생물의 배양 속도를 조절한다(S60 단계).

즉, 상기 냉동기(540)를 통해 배양액을 냉각하여 더 이상 증식을 못하도록 함으로써 장기 보존이 가능하다.

상기 S60 단계에 따라 배양액의 증식이 억제되면, 연결관(200)의 밸브(210)를 폐쇄하고 배출관(900)의 밸브(910)를 개방하여 연결관(200)을 순환하는 배양액을 배출관(900)을 통해 외부로 배출하거나 또는 저장고(950)에 저장한다(S70 단계).

이와 같은 공정을 통해 미생물을 효과적으로 배양할 수 있으며, 배양기(190)가 외부에 설치되어 배양액을 자동으로 순환시켜 배양시키므로 생산성을 향상시킨다.

상기 S70 단계 수행 후 미생물의 배양이 완료되면 상기 배양실(110) 내부에 저장된 배양액이 모두 배출된다. 이후, 상기 스팀 보일러(510)의 고온의 스팀을 순환시켜 배양실(110) 내부를 멸균 및 세척하게 된다.(S80 단계)

즉, 상기 스팀보일러(510)를 다시 작동시킨 다음, 스팀 공급관(514)의 밸브(514a)를 개방하여 상기 스팀보일러(510)에서 발생되는 스팀을 스팀 공급관(514)을 통해 배양실(110) 내부에 분사하여 세척을 하며, 세척된 물은 연결관(200)에 설치되는 드레인밸브(미도시)를 통해 배출된다.

아울러, 상기 스팀보일러(510)에 의해 세척작업이 진행되면 상술한 모든 밸브를 개방하여 배양액 및 물이 순환되는 관도 모두 멸균 및 세척한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

도 1은 종래의 미생물 배양장치를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 미생물 배양장치를 대략적으로 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 미생물 배양방법을 나타낸 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 배양 탱크 190 : 배양기

200 : 연결관 300 : 급수관

400 : 펌프 500 : 가열부

510 : 스팀보일러 520 : 제1 열교환기

530 : 제2 열교환기 540 : 냉동기

550 : 히팅관 600 : 배양액 공급부

700 : 에어 공급부 800 : 할로겐등

900 : 배출관 950 : 저장고

Claims

내부에 배양실을 형성하는 배양탱크,

상기 배양탱크에 물 및 배양액을 공급하고 공급된 물과 배양액을 순환시켜 증식시키는 배양기를 포함하며,

상기 배양기는,

상기 배양탱크 상면과 하면에 양측 단부가 각각 연결 설치되는 연결관과, 상기 연결관을 통해 배양실에 물을 공급하는 급수관과, 상기 배양실에 저장되는 물을 상기 연결관을 통해 순환시키는 펌프와, 상기 연결관을 통과하는 물을 가열하는 가열부와, 상기 연결관을 통해 배양실 내부로 배양액을 공급하는 배양액 공급부로 구성되고,

상기 가열부는,

스팀보일러와, 상기 스팀보일러와 열 교환이 가능하게 연결되는 제1 열교환기와, 일측은 상기 연결관과 열 교환이 가능하게 연결되고 타측은 제1 열교환기와 열 교환이 가능하게 연결되는 제2 열교환기를 구비하며,

상기 스팀보일러는 상기 배양탱크의 상면과 스팀 공급관을 통해 연결되어 배양실 내부에 스팀을 공급하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 열 교환기 사이에는 이들 사이를 순환하는 열원을 냉각시키기 위한 냉동기가 설치되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제 1항에 있어서,

상기 배양탱크의 배양실에는 배양액을 가열하기 위한 히팅관을 설치하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배양탱크 하면에는 배양실에 공기를 공급하기 위한 에어 공급부가 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제 1항에 있어서,

상기 배양탱크의 외측에 형성된 투시창에는 빛을 발생시키기 위한 할로겐등이 설치되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제 1항에 있어서,

상기 배양탱크에는 히팅관이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제 1항에 있어서,

상기 배양탱크에는 상기 연결관을 통과한 배양액을 상기 배양실에 분사하는 분사노즐이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제 1항에 있어서,

상기 배양탱크에는 상기 배양실에서 발생된 가스를 배출하는 가스제거부가 구비되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
제 1항에 있어서,

상기 연결관 상에는 연결관을 통과하는 배양액을 외부로 배출시키기 위한 배출관이 연결 설치되며,

상기 배출관 상에는 배출관을 통과하는 용액을 저장하기 위한 다수개의 저장고가 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 미생물 배양장치.
배양실이 형성되는 배양탱크와, 상기 배양탱크에 물 및 배양액을 공급하는 배양기를 포함하되, 상기 배양기는 상기 배양탱크에 연결 설치되는 연결관과, 상기 연결관을 통해 배양실에 물을 공급하는 급수관과, 상기 배양실에 저장되는 물을 상기 연결관을 통해 순환시키는 펌프와, 상기 연결관을 통과하는 물을 가열하는 가열부와, 상기 연결관을 통해 배양실 내부로 배양액을 공급하는 배양액 공급부로 구성되고, 상기 가열부는 스팀보일러와, 상기 스팀보일러와 열 교환이 가능하게 연결되는 제1 열교환기와, 일측은 상기 연결관과 열 교환이 가능하게 연결되고 타측은 제1 열교환기와 열 교환이 가능하게 연결되는 제2 열교환기를 구비하며, 상기 배양탱크에는 에어 공급부 및 할로겐등이 설치되는 미생물 배양장치에 의해 미생물을 배양하는 방법에 있어서,

급수관 및 연결관을 통해 배양탱크의 배양실에 물을 공급하여 저장하는 S10 단계,

상기 S10 단계 수행 후 상기 연결관에 설치되는 펌프의 펌핑력으로 상기 배양실에 저장된 물을 연결관을 통해 순환시키는 S20 단계,

상기 S20 단계 수행중 스팀보일러를 가동하여 제1 열교환기 및 제2 열교환기를 통해 전달되는 열원을 바탕으로 상기 연결관을 통과하는 물을 가열하는 S30 단계,

상기 S30 단계를 수행함에 따라 배양실의 물이 설정된 온도까지 상승하면, 상기 연결관에 설치된 배양액 공급부에 저장된 배양액을 상기 연결관을 통해 배양실에 공급하는 S40 단계,

상기 S40 단계 수행 중 배양액의 종류에 따라 에어공급부 또는 할로겐등을 통해 배양실에 공기 또는 빛을 공급하여 배양액에 들어 있는 미생물을 배양하는 S50 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양방법.
제 11항에 있어서,

상기 S30 단계는 배양실에 저장되는 물의 가열 속도를 향상시키기 위해 히팅관에 전기를 공급하여 발열시키는 단계를 더 포함하며,

상기 단계 수행 후 미생물의 배양이 완료되면, 스팀보일러의 가동을 중단함과 동시에 냉동기를 가동하여 제1 및 제2 열교환기의 열원을 냉각하고 냉각된 제2 열교환기의 열원을 바탕으로 연결관을 통과하는 배양액을 냉각하여 미생물 배양 속도를 조절하는 S60 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양방법.
제 12항에 있어서,

상기 S60 단계 수행 후 미생물의 배양 속도가 조절되면, 상기 배양액을 상기 연결관에 연결된 저장고에 공급하여 저장하는 S70 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양방법.
제 13항에 있어서,

상기 S70 단계 수행 후 미생물의 배양이 완료되면, 상기 스팀보일러의 고온의 스팀을 순환시켜 멸균 및 세척하는 S80 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양방법.