KR101935688B1

KR101935688B1 - 호기성 미생물의 배양장치

Info

Publication number: KR101935688B1
Application number: KR1020170112856A
Authority: KR
Inventors: 정준성; 조영식
Original assignee: 정준성; 조영식
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2019-04-03

Abstract

본 발명은 축산농가의 사료와 분비물에 섞어서 사용하는 호기성 미생물을 배양하는 것으로서 탱크를 소독하며 미생물을 배양하는 증류수를 쉽게 얻을 수 있으며 미생물 배양시 발생하는 가스와 물순물을 제거하여 미생물배양의 효율성을 높이고 순간냉각을 통하여 미생물의 파괴를 방지할 수 있는 호기성 미생물의 배양장치에 관한 것이다.

Description

호기성 미생물의 배양장치{Effective Microorgani in the culture device}

본 발명은 호기성 미생물의 배양장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축산농가의 사료와 분비물에 섞어서 사용하는 호기성 미생물을 배양하는 것으로서 탱크를 소독하며 미생물을 배양하는 증류수를 쉽게 얻을 수 있으며 미생물 배양시 발생하는 가스와 물순물을 제거하여 미생물배양의 효율성을 높이고 순간냉각을 통하여 미생물의 파괴를 방지할 수 있는 호기성 미생물의 배양장치에 관한 것이다.

일반적으로 유용미생물(EM:Effective Microorgani)은 유산균, 효모, 광합성균을 중심으로 한 복수의 유용한 미생물을 공생시킨 유용미생물군이다.

이러한 유용미생물을 활용한 기술은 생태계의 근본이 되는 미생물환경의 균형을 지키고 생활환경의 모든 방면에서 자연 본래의 소생력을 최대한으로 이끌어 낸다.

상기 유용미생물의 활용 기술 중 유산균, 효모, 광합성세균이 합쳐져 발효된 유용미생물이 토양이나 하천에 흡수되면 토양이나 물에 존재하는 기존의 유용미생물의 활동을 활성화시켜 땅의 힘이 강해지고 수질이 개선되어 농작물의 품질의 기준이 되는 당도 증가나 착색, 저장성을 향상시킨다.

상기와 같은 유용미생물은 농, 축산 및 수산업자에 공급되어 다양하게 사용되고 있으나 유용미생물의 배양에 많은 시간이 소모되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 실용신안등록 제367951호 유용미생물 배양기가 제안된 바 있다.

상기와 같은 유용미생물 배양기는 빠른 시간 내에 유용미생물을 배양하여 많은 양을 제공할 수 있으며 배양기의 내부를 소독할 수 있어 유용미생물만을 배양할 수 있으며 유용미생물 배양에 적당한 온도 뿐만 아니라 기압을 유지하고 배양액을 순환시킴으로 미생물 배양을 촉진시킬 수 있다.

그러나 상기와 같은 유용미생물 배양기는 유용미생물의 적정한 온도를 유지할 때 전열기를 통하여 직접가열을 함으로써 가열기에 접하는 유용미생물은 파괴되어 유용미생물의 배양이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

또한, 직접가열의 문제점으로 인하여 원활한 유용미생물을 원활하게 배양하기 위해서는 순환펌프에 의해 배양액을 순환시킴으로써 배양기가 복잡하고 유용미생물의 배양이 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

또한 본 출원인이 제안한 실용신안공개 2017-0000417호 유용미생물의 배양장치는 간접가열과 공기를 주입하여 발효액을 신속하게 배양할 수 있으나 배양에 필요한 증류수나 탱크의 소독이 원활하게 되지 않아 유용미생물의 배양이 효율적이지 못하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 호기성 미생물을 배양하는 탱크를 쉽게 소독하면서 미생물을 배양하는 증류수를 용이하게 얻을 수 있으며 미생물 배양시 발생하는 가스와 불순물을 제거하여 미생물배양의 효율성을 높이고 호기성 미생물을 순간 냉각하여 미생물의 파괴를 방지할 수 있는 호기성 미생물의 배양장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일정한 용량의 탱크로 형성되고 상측으로는 증발압력조절변과 점검구와 탱크 하측으로는 배출구가 형성된 된 탱크부와, 상기 탱크부의 탱크에 배양수와 호기성미생물을 투입할 수 있도록 투입관을 형성하되 투입관에는 투입되는 배양수에 포함된 염소와 철분을 제거하기 위하여 염소제거필터와 철분제거전자석을 형성하고 탱크 내부의 투입관 단부에는 호기성미생물투입관을 연결 형성한 투입부와, 상기 투입부의 투입관을 통하여 투입된 배양수와 호기성 미생물을 적정한 온도로 가열할 수 있도록 탱크에 가열히터를 하측과 중앙과 상측에 형성한 가열부와, 상기 가열부를 통하여 가열되는 액체의 열을 전달하고 산소의 포화도를 높이기 위하여 탱크 상측에 형성된 모터에 의해 회전하는 회전축에 한 쌍의 교반날개를 탱크 내부 중앙에 형성한 교반부와, 상기 교반부를 통하여 교반되어 배양되는 호기성미생물에 산소를 공급하도록 에어컴프레셔에 의해 공기를 공급하도록 탱크 내부 저면에 공기분사관을 형성한 공기공급부와, 상기 공기공급부를 통하여 공급되는 공기로 인하여 호기성미생물의 배양시 발생하는 거품이나 이물질을 제거하기 위하여 탱크의 상측 중앙에 차단판을 형성하고 차단판에 의해 차단된 이물질이 배출되는 이물질배출구를 탱크의 측면에 형성한 이물질제거부와, 상기 이물질 제거부를 통하여 이물질이 제거된 탱크 내의 배양수 또는 호기성미생물의 온도를 낮추기 위하여 탱크 저면에 연결관으로 연결되어 열교환하는 냉각기를 형성하고 상기 냉각된 배양수 또는 호기성미생물을 투입하는 냉각투입관을 투입관에 연결 형성한 냉각부와, 상기 냉각부의 온도제어와 투입부의 배양수와 호기성미생물의 양 제어와 가열부의 온도제어와, 교반부의 작동과, 공기공급부의 공기공급을 설정값에 의해 제어하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 호기성 미생물의 배양장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 호기성 미생물을 배양하는 탱크를 쉽게 소독하면서 미생물을 배양하는 증류수를 용이하게 얻을 수 있으며 미생물 배양시 발생하는 가스와 불순물을 제거하여 미생물배양의 효율성을 높이고 호기성 미생물을 순간 냉각하여 미생물의 파괴를 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 호기성 미생물의 배양장치를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 호기성 미생물의 배양장치의 탱크를 소독하고 배양수를 얻기 위한 상태를 나타낸 설명도,
도 3은 본 발명에 따른 호기성 미생물의 배양장치의 탱크에 배양수와 호기성미생물을 투입하는 상태를 나타낸 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 호기성 미생물의 배양장치의 호기성 미생물 배양시 발생하는 불순물을 배출하는 상태를 나타낸 설명도,
도 5는 본 발명에 따른 호기성 미생물의 배양장치에서 배양된 호기성 미생물을 냉각시켜 배출하는 상태를 나타낸 설명도이다.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

(실시예)

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 호기성 미생물의 배양장치를 나타낸 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 호기성 미생물의 배양장치는 배양수와 호기성 미생물을 배양하는 탱크부(10)와, 상기 탱크부(10)에 배양수와 호기성 미생물을 투입하는 투입부(20)와, 상기 투입부(20)에 투입된 배양수와 호기성미생물을 가열하는 가열부(30)와, 가열되는 배양수와 호기성 미생물을 교반하는 교반부(40)와, 탱크부(10) 내부에 산소를 공급하는 공기공급부(50)와, 배양되는 호기성 미생물의 이물질을 제거하는 이물질 제거부(60)와, 생산된 호기성 미생물을 냉각하는 냉각부(70)와, 탱크부 내부에 투입, 가열, 교반, 산소공급, 배출 등을 제어하는 제어부(80)로 구성된다.

상기와 같은 탱크부(10)는 일정한 용량의 탱크(11)로 형성되고 탱크(11)의 상측으로는 탱크(11) 내부의 압력이 설정치 보다 높으면 증기를 배출하여 압력을 조절할 수 있는 증발압력조절변(12)과 탱크(11)의 내부 작동을 점검할 수 있는 점검구(13)를 형성하며 하측으로는 배양된 호기성 미생물을 배출하는 배출구(14)를 형성한다.

이러한 탱크부(10)의 탱크(11) 일측에는 배양수와 호기성 미생물을 투입할 수 있는 투입부(20)를 형성한다.

상기의 투입부(20)는 탱크(11)의 일측에 배양수와 호기성미생물을 투입할 수 있도록 형성한 투입관(21)에는 펌프(25)에 의해 투입되는 배양수에 포함된 염소와 철분을 제거하기 위하여 염소제거필터(22)와 철분제거전자석(23)을 형성하고 탱크(11) 내부의 투입관(21) 단부에는 호기성미생물투입관(24)을 연결 형성한다.

이와 같은 상기 투입부(20)의 투입관(21)을 통하여 투입된 배양수와 호기성 미생물을 적정한 온도로 가열할 수 있도록 가열부(30)를 형성한다.

상기 가열부(30)는 탱크(11)에 다수의 가열히터(31)로 형성하되 상기 가열히터(31)는 탱크(11) 내부의 온도에 따라 가동하기 위하여 탱크(11)의 하측과 중앙과 상측에 높이 차이를 두고 형성한다.

이러한 상기 가열부(30)를 통하여 가열되는 배양수와 호기성 미생물의 열전달을 효율적으로 하며 산소 공급을 원활하게 하도록 배양수와 호기성 미생물을 교방시킬 수 있도록 교반부(40)를 형성한다.

상기의 교반부(40)는 탱크(11)의 상측에 형성된 모터(41)에 의해 회전되는 회전축에 교반날개(42)를 탱크(11)의 내부 중앙에 상하측 한쌍으로 형성한다.

또한 상기 교반부(40)를 통하여 교반되어 배양되는 호기성 미생물에 산소를 공급하도록 공기공급부(50)를 형성하되 상기 공기공급부(50)는 탱크(11) 내부 저면에서 에어컴프레셔(51)에 의해 공기를 분사할 수 있도록 에어컴프레셔(51)와 연결된 공기분사관(52)을 탱크(11) 내부 저면에 형성한다.

이와 같은 공기공급부(50)에 의해 공기 공급을 받으며 호기성 미생물을 배양할 때 발생하는 이물질을 제거하기 위하여 이물질제거부(60)를 형성한다.

상기의 이물질제거부(60)는 탱크(11)의 상측 중앙에 거품이나 이물질이 탱크(11) 상단으로 상승되는 것을 방지하기 위하여 차단판(61)을 형성하고 차단판(61)에 의해 차단된 이물질이 일측으로 배출되도록 밸브(63)가 형성된 이물질배출구(62)를 탱크(11)의 측면에 형성한다.

한편, 상기 탱크(11) 내부의 소독수나 배양수의 온도를 적절하게 유지하기 위하여 냉각부(70)를 형성한다.

상기 냉각부(70)는 탱크(11) 저면에 연결관(71)으로 연결되어 열교환하는 냉각기(72)를 형성하고 상기 냉각된 배양수 또는 호기성미생물을 투입하는 냉각투입관(73)을 투입관(21)에 연결 형성한다.

상술한 구성요소를 제어하는 제어부(80)를 형성하며 상기 제어부(80)는 온도감지기(300)을 통하여 감지된 온도에 의해 상기 냉각부(70)를 통하여 순환과 가열부(30)에 의해 온도제어를 하며 설정된 양에 의해 투입부(20)의 배양수와 호기성미생물의 양을 제어하고 설정된 시간에 맞게 교반부(40)의 교반날개(42)의 작동과, 산소센서(500)에 의해 산소포화도를 측정하여 공기공급부(50)의 공기공급을 설정값에 의해 공기공급을 제어하며 배양되는 산성농도는 PH농도센서(600)를 통하여 측정한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 탱크(11) 내부를 소독을 하여 호기성 미생물의 발효 효율을 최대한 높이기 위하여 투입부(20)의 투입관(21)을 통하여 염소와 철분을 염소제거필터(22)와 철분제거자석(23)으로 제거한 배양수를 도 2에 도시된 바와 같이 투입한다.

이러한 상태에서 가열부(30)의 가열히터(31)를 모두 가동하여 배양수를 95~100℃로 상승시킨 후 교반부(40)의 교반날개(42)를 통하여 탱크(11) 내부와 배양수 및 배관을 살균한다.

이러한 상태에서 연결관(71)을 통하여 배양수를 냉각부(70)의 냉각기(72)를 거치게 하여 열교환되도록 함으로써 배양수의 온도를 35~36℃가 되도록 한다.

이때 배양수의 높아진 온도에 의해 증기가 발생하여 탱크(11) 내부의 압력이 높아지면 증발압력조절변(12)을 통하여 내부압력이 조절된다.

이와 같이 배양수의 온도가 적정수준이 되었을 때 도 3에 도시된 바와 같이 호기성미생물투입관(24)을 통하여 탱크(11) 내부에 호기성 미생물을 투입한다.

이렇게 탱크(11) 내부에 적정한 온도의 배양수와 호기성 미생물을 투입한 후 산소센서(500)에서 배양수의 산소량을 측정하여 설정된 산소량보다 적을 경우 공기공급부(50)를 통하여 공기분사관(52)으로 공기를 분사하며 배양수에 산소포화도를 높이기 위하여 교반부(40)의 모터(41)가 회전하면서 교반날개(42)가 회전한다.

이때 배양수가 배양되면서 가스발생 및 배양수의 거품이 발생하고 거품과 이물질이 상측으로 부유하게 되며 이러한 부유물은 도 4에 도시된 바와 같이 이물질제거부(60)의 차단판(61)에 의해 상측으로 이동되는 것을 방지하면서 이물질배출구(62)를 통하여 이물질을 배출한다.

상기와 같은 방법으로 호기성 미생물을 배양한 후에는 도 5에 도시된 바와 같이 냉각부(70)의 냉각기(72)를 통과시켜 냉각을 한 후 일정한 호기성 미생물을 일정한 온도로 낮춘 후 배출구(14)를 통하여 호기성 미생물 저장탱크(미도시됨)로 이송한다.

이렇게 배양되는 호기성 미생물은 제어부(80)에 의하여 모든 동작을 제어하며 배양기록도 저장된다.

이러한 호기성 미생물은 배양과정에서 온도변화를 가열부(30)를 통하여 온도변화를 용이하게 할 수 있고 원활한 산소공급은 물론 교반부(40)의 속도조절로 배양의 효율성을 높이며 PH농도를 측정하여 배양함으로써 배양시간을 단축한다.

이렇게 배양된 호기성 미생물은 순간적 냉각을 하여 3℃로 유지하는 것이 바람직하다.

10 : 탱크부 11 : 탱크
12 : 증발압력조절변 13 : 점검구
14 : 배출구 20 : 투입부
21 : 투입관 22 : 염소제거필터
23 : 철분제거자석 24 : 호기성미생물투입관
30 : 가열부 31 : 가열히터
40 : 교반부 41 : 모터
42 : 교반날개 50 : 공기공급부
51 : 에어컴프레셔 52 : 공기분사관
60 : 이물질제거부 61 : 차단판
62 : 이물질배출구 70 : 냉각부
71 : 연결관 72 : 냉각기
73 : 냉각투입구 80 : 제어부

Claims

일정한 용량의 탱크(11)로 형성되고 상측으로는 증발압력조절변(12)과 점검구(13)와 탱크(11) 하측으로는 배출구(14)가 형성된 된 탱크부(10)와,
상기 탱크부(10)의 탱크(11)에 배양수와 호기성미생물을 투입할 수 있도록 투입관(21)을 형성한 투입부(20)와,
상기 투입부(20)의 투입관(21)을 통하여 투입된 배양수와 호기성 미생물을 적정한 온도로 가열할 수 있도록 탱크(11)에 가열히터(31)를 형성한 가열부(30)와,
상기 가열부(30)를 통하여 가열되는 액체의 열을 전달하고 산소의 포화도를 높이기 위하여 탱크(11) 상측에 형성된 모터(41)에 의해 회전하는 교반날개(42)를 탱크(11) 내부 중앙에 형성한 교반부(40)와,
상기 교반부(40)를 통하여 교반되어 배양되는 호기성미생물에 산소를 공급하도록 에어컴프레셔(51)에 의해 공기를 공급하도록 탱크(11) 내부 저면에 공기분사관(52)을 형성한 공기공급부(50)와,
상기 공기공급부(50)를 통하여 공급되는 공기로 인하여 호기성미생물의 배양시 발생하는 거품이나 이물질을 제거하기 위하여 탱크(11)의 상측 중앙에 차단판(61)을 형성하고 차단판(61)에 의해 차단된 이물질이 배출되는 이물질배출구(62)를 탱크(11)의 측면에 형성한 이물질제거부(60)와,
상기 이물질 제거부(60)를 통하여 이물질이 제거된 탱크(11) 내의 배양수 또는 호기성미생물의 온도를 낮추기 위하여 탱크(11) 저면에 연결관(71)으로 연결되어 열교환하는 냉각기(72)를 형성하고 상기 냉각된 배양수 또는 호기성미생물을 투입하는 냉각투입관(73)을 투입관(21)에 연결 형성한 냉각부(70)와,
상기 냉각부(70)의 온도제어와 투입부(20)의 배양수와 호기성미생물의 양 제어와 가열부(30)의 온도제어와, 교반부(40)의 작동과, 공기공급부(50)의 공기공급을 설정값에 의해 제어하는 제어부(80)로 구성되는 것을 특징으로 하는 호기성 미생물의 배양장치에 있어서,
상기 투입부(20)의 투입관(21)에는 투입되는 배양수에 포함된 염소와 철분을 제거하기 위하여 염소제거필터(22)와 철분제거전자석(23)을 형성하고 탱크(11) 내부의 투입관(21) 단부에는 호기성미생물투입관(24)을 연결 형성하고 가열부(30)의 가열히터(31)는 탱크(11) 내부의 온도에 따라 가동하기 위하여 탱크(11) 하측과 중앙과 상측에 순차적으로 높이차이를 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 호기성 미생물의 배양장치.
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