KR102669824B1

KR102669824B1 - 미생물 배양액 공급 시스템

Info

Publication number: KR102669824B1
Application number: KR1020230105513A
Authority: KR
Inventors: 홍종일
Original assignee: 홍종일
Priority date: 2023-08-11
Filing date: 2023-08-11
Publication date: 2024-05-27

Abstract

본 발명은 미생물 배양액 공급 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미생물을 배양하는 배양탱크를 자외선으로 살균하고, 살균된 배양탱크를 이용하여 미생물을 배양하며, 미생물을 배양하는 과정에서 배양되는 미생물을 모니터링하고, 배양된 미생물 배양액을 자동으로 공급하도록 구성하여, 호적의 미생물 배양환경을 제공함으로써, 양질의 미생물 배양을 구현하면서 공급의 신속성 및 편의성을 향상시킬 수 있는 미생물 배양액 공급 시스템에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템은 미생물과 물이 투입되어 투입된 상기 미생물이 배양되는 배양탱크; 상기 배양탱크의 상부에 배치되고 회전 가능하도록 구성되는 선택구동부; 상기 선택구동부에 설치되고 회전 방향에 따라 상기 배양탱크 내부로 투입되어 상기 배양탱크 내부를 살균하는 살균기; 상기 선택구동부에 설치되고 회전 방향에 따라 상기 배양탱크 내부로 투입되어 상기 배양탱크 내부로 배지를 공급하는 배지공급기; 상기 배양탱크에서 배양되는 배양액 시료를 채취하여 미생물의 배양상태를 모니터링하는 모니터링부; 수요자의 식별번호를 입력받아 처리하고 입력된 상기 식별번호에 대한 인증 결과를 안내하는 인터페이스부; 상기 인터페이스부의 인증 결과에 근거하여 상기 배양탱크에서 배양된 미생물 배양액을 배출시켜 공급하는 공급부; 상기 배양탱크, 선택구동부, 살균기, 배지공급기, 모니터링부, 인터페이스부 및 공급부의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 작동 제어를 위한 신호를 입력하고, 입력된 상기 신호에 대한 작동상태를 표시하는 입력표시부;를 포함하여 구성된다.

Description

미생물 배양액 공급 시스템{CULTURE FLUID SUPPLY SYSTEM FOR MICROORGANISM}

본 발명은 미생물 배양액 공급 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미생물을 배양하는 배양탱크를 자외선으로 살균하고, 살균된 배양탱크를 이용하여 미생물을 배양하며, 미생물을 배양하는 과정에서 배양되는 미생물을 검사하고, 배양된 미생물 배양액을 자동으로 공급하도록 구성하여, 호적의 미생물 배양환경을 제공함으로써, 양질의 미생물 배양을 구현하면서 공급의 신속성 및 편의성을 향상시킬 수 있는 미생물 배양액 공급 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 미생물은 농업, 축산, 수산업 등에 널리 이용되고 있는 것으로, 예를 들어, 광합성균이나 유산균, 바실리스균, 효모균, 남조균 등을 배양하여 물에 희석시킨 다음, 종자를 소독하거나, 토양에 살포하거나, 작물에 관주하거나, 엽변에 살포하거나, 또는 가축 먹이에 혼합하는 방식으로 사용한다.

이와 같이 유산균, 광합성균, 효모균을 주균으로 하여 인간과 환경에 유익한 미생물을 유용 미생물(Effective Microorganism)이라 하는데, 통상적으로 작물이나 가축의 생산을 촉진시키고 병충해를 방지할 수 있으며, 질병을 예방하며, 육질을 좋게 하며, 배설물의 악취와 오염을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 병원균의 증식을 억제하거나 유익균을 돕고 유해균을 억제시키는 등의 다양한 효과를 얻을 수 있게 한다.

이 외에도 유용 미생물은 환경 분야에서도 널리 사용되는데, 예를 들어 수질 정화, 유기성 폐기물의 발효, 각종공업 폐기물의 정화에 사용될 수 있고, 심지어 수산양식업의 경우에도 수질을 정화하고 병원균의 발생을 억제할 수 있으며 어류의 내병성을 제고하는 등의 다양한 효과를 얻을 수 있다.

이와 같은 유용 미생물은 이미 많은 농가에서 농사에 유용 미생물을 활용하고 있으며, 이렇게 농사에 유용 미생물을 활용하려는 농가의 수는 계속해서 늘어날 것으로 예측된다.

그러나 농가에서 개인이 유용 미생물을 배양하는 데는 어려움이 따르며, 이에 따라 최근 들어 군청, 농촌기술센터, 면사무소 등에서 항온, 항습장치가 설치된 유용미생물 배양 탱크에서 유용미생물을 배양하여 농가에 공급하는 방식이 보편화 되고 있다.

이에, 유용 미생물(이하 '미생물'이라 한다)을 배양 증식하여 공급하기 위한 다양한 장치가 개발되었다.

미생물을 배양 및 공급하기 위한 기술로서, 등록특허공보 제10-2302881호에 미생물 자동 배양 및 분배 시스템이 개시되었다.

상기 기술은 미생물이 배양되는 미생물발효기와, 상기 미생물발효기에 설치되고 종균을 저장 및 투입하는 시딩박스와, 상기 미생물발효기에 설치되는 배기탱크와, 상기 미생물발효기의 하부에 연결되는 메인배출관과, 상기 미생물발효기와 메인배출관에 연결되어 세척수를 주입하는 세척수탱크와, 상기 미생물발효기와 메인배출관에 연결되어 스팀을 주입하는 스팀발생기와, 상기 메인배출관에 연결되는 다수의 분지관과, 상기 각각의 분지관에 연결되는 다수의 저장조와, 상기 저장조에 각각 연결되는 다수의 분배관과, 상기 분배관에 각각 연결되는 드레인관과, 상기 미생물발효기를 포함하는 제반 기기에 연결되는 컨트롤러를 포함한다.

그러나 상기 기술은 배양된 미생물을 배출하고 재투입전 미생물발효기의 내부를 스팀으로 살균하는 방식으로서, 스팀 살균에 의한 시간 및 효율이 저하되는 단점이 있다.

미생물을 배양 및 공급하기 위한 기술 중의 하나로, 등록특허공보 제10-2558967호에 유용미생물 배양균 공급장치가 개시되었다.

상기 기술은 사용자가 유용미생물의 종류와 배출 용량을 선택하여 공급받을 수 있도록 하는 제1,2선택버튼이 형성되는 도어; 상기 도어가 전면에 개폐가능하게 형성되는 본체; 상기 본체의 내부에 형성되고, 상수도 배관과 연통되는 임의용량의 물통; 상기 본체의 내부에 형성되고, 분말형태의 미생물배양균을 각각 수용하는 복수개의 미생물배양균 저장용기; 상기 미생물배양균 저장용기의 배출구에 각각 연결되고, 상기 제1,2선택버튼 조작에 따라 상기 미생물배양균 저장용기로부터 배출되는 임의량과 선택된 종류의 미생물배양균과, 선택된 미생물배양균 량(糧)과 설정된 혼합비율이 맞도록 상기 물통에서 급수되는 물을 히터 또는 전열선에 의해 가열하는 온수저장통으로부터 공급되는 임의온도의 온수를 내부의 믹싱볼에 의해 혼합하여 희석시키기 위한 혼합기; 사용자에 의해 상기 본체의 수납구에 인출가능하게 수용되고, 상기 혼합기에 의해 희석되어 승강가능하게 형성되는 토출구를 통해 배출되는 액상의 미생물배양균을 상기 수납구를 통해 공급받기 위한 미생물배양균 수거용기; 상기 미생물배양균 수거용기를 넘치거나(overflow), 상기 토출구에 잔류되어 낙하됨에 따라 상기 수납구 바닥면의 트레이를 통과하는 폐수를 집수하고, 집수되는 폐수량을 검출하기 위한 검출수단이 내부에 구비되는 배수통; 상기 본체의 내부 일측에 형성되는 음이온수 수조, 상기 미생물배양균 저장용기에 저장된 유용미생물을 공급 전후에 상기 음이온수 수조로부터 적정량의 음이온수를 상기 혼합기, 혼합기와 토출구사이의 배관, 상기 토출구에 흘려보내 수소이온 농도차에 의해 내부를 살균처리할 수 있고, 상기 상수도 배관의 개폐밸브, 상기 히터 또는 전열선에 인가되는 전원 온,오프, 상기 제1,2선택버튼 조작에 의해 미생물배양균 배출유무를 표시하는 LED램프의 점,소등을 제어하기 위한 제어부로 구성된다.

이러한 종래 미생물 배양 및 공급장치의 경우, 배양탱크(또는 배양용기) 내부에 살균기를 구비하는 것이 일반적이다.

그러나 살균기가 배양탱크 내부에 설치되는 경우, 오동작에 의해 미생물이 배양되는 과정에서 동작되어 유용 미생물을 살균할 수 있는 문제점이 대두되고 있고, 미생물의 영양원인 배지의 투입이 초기에만 이루어짐에 따라 미생물 배양 초기에 대량의 배지가 유입되어 미생물이 이를 섭취하기 전에 그 내부에서 부패되는 단점이 있다.

또한, 배양된 미생물의 공급을 정확하게 관리함과 동시에 미생물 공급에 따른 허가를 체계적으로 관리해야 할 필요성이 있다.

등록특허공보 제10-2302881호(2021. 09. 10.) 등록특허공보 제10-2558967호(2023. 07. 19.)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 살균기 및 배지공급기를 배양탱크의 외부에 설치하고 필요에 따라 상기 배양탱크의 내부로 인입시켜 살균 또는 배지공급을 수행할 수 있도록 하는 미생물 배양액 공급 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 배양탱크 내에서 배양되는 미생물의 배양상태를 지속적으로 모니터링할 수 있는 미생물 배양액 공급 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 수요자는 미생물 배양액을 쉽게 공급받을 수 있고, 미생물 배양액 공급을 체계적으로 관리할 수 있는 미생물 배양액 공급 시스템을 제공하는 데 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템은 상부에 개폐 가능한 해치가 구성되고, 미생물과 물이 투입되어 투입된 상기 미생물이 배양되는 배양탱크; 상기 배양탱크의 상부에 배치되고 회전 가능하도록 구성되는 선택구동부; 상기 선택구동부에 설치되고 회전 방향에 따라 상기 배양탱크 내부로 투입되어 상기 배양탱크 내부를 살균하는 살균기; 상기 선택구동부에 설치되고 회전 방향에 따라 상기 배양탱크 내부로 투입되어 상기 배양탱크 내부로 배지를 공급하는 배지공급기; 상기 배양탱크에서 배양되는 배양액 시료를 채취하여 미생물의 배양상태를 모니터링하는 모니터링부; 수요자의 식별번호를 입력받아 처리하고 입력된 상기 식별번호에 대한 인증 결과를 안내하는 인터페이스부; 상기 인터페이스부의 인증 결과에 근거하여 상기 배양탱크에서 배양된 미생물 배양액을 배출시켜 공급하는 공급부; 상기 배양탱크, 선택구동부, 살균기, 배지공급기, 모니터링부, 인터페이스부 및 공급부의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 작동 제어를 위한 신호를 입력하고, 입력된 상기 신호에 대한 작동상태를 표시하는 입력표시부를 포함한다.

여기서, 상기 선택구동부는 수직프레임, 상기 수직프레임에 설치되고 회전가능하도록 구성되는 회전판; 및 상기 제어부의 신호에 기초하여 상기 회전판을 회전시켜, 상기 살균기 또는 상기 배지공급기 중에서 선택된 하나를 상기 해치의 상부에 위치되도록 구동되는 서보모터를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 살균기는 상기 선택구동부에 설치되는 살균브래킷; 상기 살균브래킷의 일측면에 설치되는 케이블롤러; 상기 살균브래킷의 타측면에 설치되고 상기 케이블롤러를 정회전 또는 역회전시키는 살균모터; 상기 케이블롤러에 권취되는 전원케이블; 및 상기 전원케이블의 끝단에 설치되고 인가된 전원에 의해 자외선을 조사하는 UV살균모듈을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 배지공급기는 상기 선택구동부에 설치되는 배지브래킷; 상기 배지브래킷의 일측면에 설치되는 로프롤러; 상기 배지브래킷의 타측면에 설치되고 상기 로프롤러를 정회전 또는 역회전시키는 배지공급모터; 상기 로프롤러에 권취되는 로프; 및 상기 로프의 끝단에 설치되고 미생물 배지가 수용되는 배지모듈을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 모니터링부는 상기 배양탱크에서 배양되는 배양액 시료를 출수시키는 출수모듈; 상기 출수모듈에서 출수되는 배양액 시료가 놓여지는 복수 개의 슬라이드글라스; 상기 슬라이드글라스를 좌우로 이동시키는 X축 스테이션; 상기 X축 스테이션을 전후로 이동시키는 Y축 스테이션; 및 상기 X축 스테이션과 Y축 스테이션에 의해 이동되어 상기 슬라이드글라스의 배양액 시료를 촬영하는 촬영모듈을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 제어부는 상기 촬영모듈에서 촬영된 이미지에서 미생물의 개체수에 대한 카운팅데이터를 생성하는 연산처리모듈이 구성되고, 상기 연산처리모듈에서 카운팅된 미생물 개체수에 기초하여 배지의 공급여부, 배양시간을 산출하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인터페이스부는 상기 수요자의 식별번호를 입력받는 입력인터페이스; 및 상기 입력인터페이스로 입력된 상기 식별번호를 상기 제어부로 전송하고, 상기 제어부로부터 전송된 인증 결과를 표시하는 인증인터페이스를 포함하고, 상기 제어부는 상기 인터페이스부에서 전송된 상기 식별번호에 대응하여 인증절차를 수행하고, 수행된 인증절차를 통해 인증이 완료되면 상기 인터페이스부로 인증 결과를 제공하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 식별번호는 상기 수요자의 전화번호로 구성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 배양탱크의 내부로 살균기 또는 배지공급기를 투입하여 필요에 따라 배양탱크 내부를 살균하거나 배지를 공급함으로써, 오류에 의한 미생물의 사멸을 방지하고 영양원의 과잉공급을 방지하여 미생물에 대한 최적의 배양조건을 조성할 수 있는 장점이 있다.

또한, 미생물이 배양되는 과정에서 주기적 모니터링을 통해 미생물의 배양 상태를 확인할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 소비자는 간단한 인증을 통해 쉽게 미생물 배양액을 공급받을 수 있고, 공급된 미생물 배양액을 체계적으로 관리할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템의 전체적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 배양탱크의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 선택구동부, 살균기 및 배지공급기의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 배지모듈의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 모니터링부의 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 모니터링부의 평면도,
도 7은 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 일 실시 예의 인터페이스부에 표시되는 화면,
도 8은 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 공급부의 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 제어부의 구성을 나타낸 것이다.

다음으로, 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에서 동일한 기능을 하는 기술요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 중복 설명을 피하기 위하여 반복되는 상세한 설명은 생략한다.

또한, 이하에 설명하는 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예를 효과적으로 보여주기 위하여 예시적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위하여 해석되어서는 안 된다.

도 1은 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템은 배양탱크(100), 선택구동부(200), 살균기(300), 배지공급기(400), 모니터링부(500), 인터페이스부(600), 공급부(700), 제어부(800) 및 입력표시부(900)를 포함하여 구성된다.

배양탱크(100)는 미생물과 물이 투입되어 투입된 상기 미생물이 배양되는 탱크이다.

도 2는 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 배양탱크의 구성을 나타낸 것이다.

첨부된 도 2를 참조하면, 상기 배양탱크(100)는 미생물을 배양되는 밀폐구조로 구성되고, 상부에는 개폐 가능한 해치(110)가 구성된다.

상기 해치(110)를 통해 후술되는 살균기(200) 및 배지공급기(300)가 인입하거나 인출되게 된다.

또한, 상기 배양탱크(100)의 하부에는 배양된 미생물 배양액이 배출되는 배출구(120)가 구성되고, 측면에는 수직 방향으로 배양탱크(100)의 내부를 관찰할 수 있는 투시창(130)이 형성될 수 있으며, 전면부에는 내부를 세척하거나 내부를 관찰하기 위한 도어(140)가 구성될 수 있다.

상기 배출구(120)는 공급부(700)에 연결된다.

아울러, 상기 배양탱크(100)는 물이 공급되는 급수관, 공기를 공급하기 위한 에어공급관 등이 설치될 수 있고, 상기 급수관 및 에어공급관에는 공급되는 물 및 공기에 포함된 균을 멸균시키는 살균모듈이 포함될 수 있다.

또한, 상기 배양탱크(100)의 내부에는 배양액을 혼합시키는 교반모듈과 배양되는 미생물의 종류에 따라 배양액의 온도를 조절하는 온도조절모듈이 포함될 수 있다.

이때, 상기 온도조절모듈은 동절기와 같이 주변온도가 낮은 상태에서 상기 배양액의 온도를 높이는 히팅유닛과 하절기와 같이 주변온도가 높은 상태에서 상기 배양액의 온도를 낮추는 냉각유닛으로 구성될 수 있다.

선택구동부(200)는 상기 배양탱크(100)의 상부에 배치되고 회전 가능하도록 구성되어, 회전되는 각도에 따라 살균기(300) 또는 배지공급기(400) 중에서 선택된 하나가 상기 배양탱크(100)의 해치(110)의 상부측에 위치되게 한다.

도 3은 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 선택구동부, 살균기 및 배지공급기의 구성을 나타낸 도면이다.

첨부된 도 3을 참조하면, 상기 선택구동부(200)는 수직프레임(210), 회전판(220) 및 서보모터(230)를 포함하여 구성되며, 상기 살균기(300) 및 배지공급기(400)는 상기 선택구동부(200)에 설치된다.

수직프레임(210)은 배양탱크(100)의 후면측에 수직으로 배치되고, 회전판(220)은 상기 수직프레임(210)의 상부에 회전 가능하도록 설치된다.

여기서, 상기 수직프레임(210)의 상부에는 배양탱크(100) 측으로 연장된 수평프레임(211)을 더 포함할 수 있다.

상기 회전판(220)에는 살균기(300) 및 배지공급기(400)가 설치된다.

서보모터(230)는 상기 회전판(220)을 소정의 각도로 회전시키는 것으로서, 제어부(800)의 제어에 의해 동작된다.

즉, 상기 서보모터(230)는 상기 제어부(800)의 신호에 기초하여 상기 회전판(220)을 회전시켜, 상기 살균기(300) 또는 상기 배지공급기(400) 중에서 선택된 하나를 상기 해치(110)의 상부에 위치되도록 구동되거나, 상기 해치(110)를 개방하기 쉽도록 상기 살균기(300) 또는 상기 배지공급기(400)를 상기 해치(110)의 상부에서 이격된 위치로 회전판(220)을 이동시킨다.

이때, 상기 회전판(220)은 원 또는 부채꼴 형상으로 이루어지거나 바(bar) 또는 암(arm) 등 다양하게 이루어질 수 있다.

살균기(300)는 선택구동부(200)에 설치되고 회전 방향에 따라 배양탱크(100) 내부로 투입되어 상기 배양탱크(100) 내부를 살균하는 기능을 수행한다.

배지공급기(400)는 선택구동부(200)에 설치되고 회전 방향에 따라 배양탱크(100) 내부로 투입되어 상기 배양탱크(100) 내부로 배지를 공급하는 기능을 수행한다.

상세하게, 상기 살균기(300) 및 배지공급기(400)는 선택구동부(200)의 회전판(220) 양측에 이격되게 설치된다.

상기 살균기(300)의 구성을 보면, 선택구동부(200)의 회전판(220)에서 설치되는 살균브래킷(310), 상기 살균브래킷(310)의 일측면에 설치되는 케이블롤러(320), 상기 살균브래킷(310)의 타측면에 설치되고 상기 케이블롤러(320)를 정회전 또는 역회전시키는 살균모터(330), 상기 케이블롤러(320)에 권취되는 전원케이블(340) 및 상기 전원케이블(340)의 끝단에 설치되고 인가된 전원에 의해 자외선을 조사하는 UV살균모듈(350)을 포함한다.

즉, 상기 살균기(300)는 UV살균모듈(350)이 해치(110) 상부에 위치된 상태에서, 상기 살균모터(330)의 회전에 의해 상기 UV살균모듈(350)이 배양탱크(100) 내부로 인입되고, 전기의 인가에 의해 상기 UV살균모듈(350)이 동작되어 배양탱크(100) 내부를 살균하게 된다.

상기 UV살균모듈(350)은 UV-C 파장에 의한 세균의 DNA를 파괴하도록 구성된다.

상기 UV-C는 세균 곰팡이와 미생물에 대하여 살균효과가 있는 200~280nm 영역의 자외선 파장으로서, 세균이나 바이러스도 99.9% 살균할 수 있는 친환경적이면서, 독성 부산물이 발생하지 않고 염소나 오존으로 제거하기 어려운 물질까지 제거하여 2차 피해를 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, UV-C의 경우 4˚C의 온도(냉장고 온도)에서 3.4초만에 살모넬라균을 99.9% 살균하는 것으로 나타나, 조사 시간이 매우 짧아도 살균효과가 뛰어나기 때문에 소요되는 전기에너지를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은, 상기 살균기(300)를 통해 배양탱크(100) 내부의 살균하여 배양하고자 하는 미생물만을 배양할 수 있게 된다.

배지공급기(400)의 구성을 살펴보면, 선택구동부(200)의 회전판(2200에 설치되는 배지브래킷(410), 상기 배지브래킷(410)의 일측면에 설치되는 로프롤러(420), 상기 배지브래킷(410)의 타측면에 설치되고 상기 로프롤러(420)를 정회전 또는 역회전시키는 배지공급모터(430), 상기 로프롤러(420)에 권취되는 로프(440) 및 상기 로프(440)의 끝단에 설치되고 미생물 배지가 수용되는 배지모듈(450)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 배지공급기(400)는 배지모듈(450)이 해치(110) 상부에 위치된 상태에서, 상기 배지공급모터(430)의 회전에 의해 상기 배지모듈(450)이 배양탱크(100) 내부로 인입되고, 배지모듈(450)에 수용된 미생물 배지가 배출되어 배양탱크(100) 내부에 수용된 물(배양액)에 공급되게 된다.

이때, 상기 배지모듈(450)은 미생물이 배양되는 상태에 따라 물(배양액)에 침전되거나 배출되도록 제어된다.

도 4는 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 배지모듈의 구성을 나타낸 도면이다.

첨부된 도 4를 참조하면, 상기 배지모듈(450)은 메쉬구조의 카트리지(451)와 상기 카트리지(451)의 내부에 수용되는 배지망(도면에 미표시) 및 상기 카트리지(451)의 외부에 형성되는 가이드판(452)을 포함한다.

상기 배지망은 부직포로 이루어진 망과 그 내부에 충진된 미생물 배지로 이루어지는 것으로서, 물에 침전되어 미생물 배지가 배지망에서 유출되어 미생물의 먹이로 공급되게 된다.

상기 가이드판(452)은 카트리지(451)가 물(배양액)에 침전된 상태에서 인출을 위해 상승하는 과정 중, 물(배양액)을 상기 배지망으로 유도하여 미생물 배지의 유출을 가중시키면서 물(배양액)을 교반시키는 기능을 수행한다.

이러한 상기 가이드판(452)은 상기 카트리지(451)의 외측에 부착되어 상부측으로 진행할수록 상기 카트리지(451)에서 이격된 구조로 구성되어, 카트리지(451)가 상승하면서 물(배양액)을 카트리지(451) 내부의 배지망으로 안내하게 된다.

한편, 배양탱크(100) 내부에서 미생물이 배양되는 배양시간은 혐기성 미생물이나 호기성 미생물 또는 유용 미생물인 경우 96시간, 액체비료인 경우 72시간, 광합성미생물인 경우 120시간 정도가 적당하다.

배양탱크(100) 내부에서 배양되는 미생물은 배양시간의 경과에 따라 미생물의 개체수를 지속적으로 확인하여 배양상태를 모니터링할 필요성이 있다.

즉, 배양되는 미생물의 개체수에 기초하여 배양액의 배지공급 여부 및 교반 상태를 지속적으로 확인하여 적합한 환경을 제공해야 배양시간 내에 미생물의 배양이 이루어질 수 있다.

이에, 본 발명에서는 모니터링부(500)가 구성된다.

모니터링부(500)는 배양탱크에서 배양되는 배양액 시료를 채취하여 미생물의 배양상태를 검사하는 기능을 수행한다.

도 5는 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 모니터링부의 측면도를 나타낸 것이고, 도 6은 모니터링부의 평면도를 나타낸 것이다.

첨부된 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 적용된 모니터링부(500)는 출수모듈(510), 슬라이드글라스(520), X축 스테이션(530), Y축 스테이션(540), 촬영모듈(550) 및 잔류배출바스켓(560)을 포함하여 구성된다.

출수모듈(510)은 배양탱크(100)에서 배양되는 배양액 시료를 출수시킨다.

상기 출수모듈(510)은 상기 배양탱크(100)에 연결된 출수관(511)과 상기 출수관(511)의 유로를 단속하는 출수밸브(512)를 포함하여 구성된다.

상기 출수모듈(510)에서 출수되는 배양액 시료(S)는 한방울(0.03~0.05ml)이면 충분하기 때문에, 배양액을 정밀하게 출수 가능한 출수밸브(512)가 구성된다.

출수모듈(510)에서 출수된 배양액 시료(S)는 슬라이드글라스(520)에 떨어지게 된다.

도 6을 참조하면, 상기 슬라이드글라스(520)는 6개로 이루어진 복수 개로 구성되도록 도시하였으나, 설계에 따라 4개 내지 10개로 구성될 수 있다.

첨부된 도 6에 구성된 바와 같이, 슬라이드글라스(520)가 6개로 구성되는 경우, 총 6번의 모니터링을 수행할 수 있다.

예를 들어, 유용미생물인 경우 96시간의 배양시간이 요구되고 상기 슬라이드글라스가 6개로 구성되는 경우, 모니터링을 위한 배양액 시료(S)의 출수는 16시간마다 수행할 수 있게 된다.

상기 구성에서, 출수모듈(510)과 후술되는 촬영모듈(550)이 고정된 상태에서 상기 출수모듈(510)에서 출수되는 배양액 시료(S)를 슬라이드글라스(520)에 안착시키고, 슬라이드글라스(520)에 안착된 배양액 시료(S)를 촬영모듈(550)로 이동시키기 위해서는 2축 이동이 요구된다.

이때, 복수 개로 구성된 상기 슬라이드글라스(520)를 상기 출수모듈(510)을 기준으로 좌우측으로 이동시키는 방향을 X축이라 하고, 상기 슬라이드글라스(520)를 촬영모듈(550)로 이동시키는 방향으로 Y축이라 하면, 2축 이동을 위해 본 발명에서는 X축 스테이션(530)과 Y축 스테이션(540)이 구성된다.

X축 스테이션(530)은 상기 슬라이드글라스(520)를 좌우(X축)로 이동시키는 것으로서, X축 방향으로 배치되는 X축 레일(531)과 상기 X축 레일(531)에 안내되어 슬라이딩되는 X축 슬라이더(532)로 구성된다.

이때, 도면에 표시하지 않았으나, 상기 X축 레일(531)에서 상기 X축 슬라이더(532)를 이동시키는 구동모듈이 요구되며, 상기 구동모듈은 모터 및 리니어기어 등으로 이루어지는 액추에이터로 구성될 수 있다.

Y축 스테이션(540)은 상기 X축 스테이션(530)을 전후(Y축)로 이동시키는 것으로서, Y축 방향으로 배치되는 Y축 레일(541)과 상기 Y축 레일(541)에 안내되어 슬라이딩되는 Y축 슬라이더(542)로 구성된다.

이때, 도면에 표시하지 않았으나, 상기 Y축 레일(541)에서 상기 Y축 슬라이더(542)를 이동시키는 구동모듈이 요구되며, 상기 구동모듈은 모터 및 리니어기어 등으로 이루어지는 액추에이터로 구성될 수 있다.

상기 X축 스테이션(530)과 Y축 스테이션(540)의 구성에 의해, 출수모듈(510)에서 출수된 배양액 시료(S)는 슬라이드글라스(520)에는 순차적으로 안착되고 안착된 배양액 시료는 촬영모듈(550)에서 촬영할 수 있게 된다.

촬영모듈(550)은 상기 X축 스테이션(530) 및 Y축 스테이션(540)에 의해 이동되어 상기 슬라이드글라스(520)의 배양액 시료(S)를 촬영한다.

상기 촬영모듈(550)에는 미생물을 촬영하기 위한 현미경모듈과 상기 현미경모듈에서 확대된 영상을 촬영하는 촬상모듈 등을 포함한다.

배양탱크(100)에서 배양되는 미생물 배양액 시료를 출수하여 촬영하는 모니터링 과정에서 요구되는 배양액 시료는 매우 미량이다. 즉, 출수모듈(510)에서 출수되는 배양액 시료가 미량이기 때문에 최초 검사에는 배양탱크(100)의 배양액 시료를 출수시켜 모니터링할 수 있으나, 최초 이후의 모니터링을 위한 배양액 출수시 출수모듈(510)의 출수관(511)에는 모니터링 시점의 배양액이 아니라 이전 시점의 배양액이 잔류하게 된다.

따라서 후속의 배양액 상태를 모니터링하기 위해서는 상기 출수모듈(510)의 출수관(511)에 잔류하는 배양액을 배출시켜야 한다.

잔류배출바스켓(560)은 상기 출수모듈(510)의 출수관(511)에 잔류하는 배양액을 배출하는 과정에서 출수되는 잔류 배양액을 수용시키기 위한 것이다.

첨부된 도 6을 이용하여 배양액 시료의 모니터링 과정을 설명한다.

도 6은 최초 모니터링(1회차)을 위한 배치로서, 1번 슬라이드글라스(512)는 출수모듈(510)의 직하방에 위치된다. 이 상태에서 출수모듈(510)은 배양액 시료를 출수시키고, 출수된 배양액 시료는 1번 슬라이드글라스(521)에 떨어져 안착되게 된다.

이후, Y축 스테이션(540)이 전진되어 1번 슬라이드글라스(521)는 촬영모듈(550)의 하방에 위치되게 되고, 촬영모듈(550)은 1번 슬라이드글라스(521)의 배양액 시료를 촬영하여 제어부(800)로 전송한다. 이때, Y축 스테이션(540)이 전진되게 됨에 따라 슬라이드글라스(520)의 후방에 위치된 잔류배출바스켓(560)은 출수모듈(510)의 하방에 위치되게 된다.

설정된 시간이 경과된 후 2회차 모니터링 과정에 대해서 설명한다.

1회차의 모니터링을 위해 출수모듈(510)의 출수관(511)에는 잔류 배양액이 잔존하므로, 출수모듈(510)은 배양탱크(100)의 배양액을 출수시킨다. 이때 출수되는 배양액은 잔류배출바스켓(560)에 수용되게 된다.

일정량의 배양액이 출수되면, 1번 슬라이드글라스(521)가 출수모듈(510)의 하방에 위치되도록 Y축 스테이션(540)은 후진한다.

Y축 스테이션(540)이 후진하여 1번 슬라이드글라스(521)가 출수모듈(510)의 하방에 위치된 상태에서, 2번 슬라이드글라스(522)가 출수모듈(510)의 하방에 위치되도록 X축 스테이션(530)이 좌측으로 이동한다.

2번 슬라이드글라스(522)가 출수모듈(510)의 하방에 위치된 상태에서 출수모듈(510)은 배양액 시료를 출수시키고, 출수된 배양액 시료는 2번 슬라이드글라스(522)에 떨어져 안착되게 된다.

이후 동작은 1회차의 동작과 동일하므로 생략한다.

이러한 동작을 설정된 시간에 따라 반복하게 되면, 미생물이 배양탱크(100)에서 배양되는 과정의 영상을 취득할 수 있게 된다.

상기 모니터링부(500)의 구성에 따라 미생물이 배양탱크(100)에서 배양되는 과정을 모니터링할 수 있고, 모니터링의 결과에 따라 적합한 배양조건을 조성할 수 있는 정보로 활용할 수 있다.

인터페이스부(600)는 수요자의 식별번호를 입력받아 처리하고 입력된 상기 식별번호에 대한 인증결과를 안내한다.

도 7은 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 일 실시 예의 인터페이스부에 표시되는 화면을 나타낸 것이다.

첨부된 도 7을 참조하면, 상기 인터페이스부(600)는 수요자의 식별번호를 입력받는 입력인터페이스(610) 및 상기 입력인터페이스(610)로 입력된 상기 식별번호 및 인증결과가 표시되는 인증인터페이스(620) 포함한다.

상기 입력인터페이스(610)에는 식별번호를 선택하기 위한 버튼, 선택된 식별번호를 입력시키는 입력버튼, 선택된 식별번호를 삭제시키는 취소버튼 등이 구성된다.

아울러, 상기 인터페이스부(600)에는 입력인터페이스(610)로 입력되는 식별번호, 인증결과 및 각 안내사항을 음성으로 출력하는 스피커(630)가 구성될 수 있다.

상기 인증인터페이스(620)에는 입력인터페이스(610)에서 입력된 식별번호에 해당되는 식별번호, 식별번호에 대응되는 수요자의 이름, 해당 수요자가 최근에 공급받은 미생물 공급일 및 입력된 식별번호에 대한 인증결과가 표시된다.

이때, 인증결과는 상기 입력인터페이스(610)로 입력된 상기 식별번호를 상기 제어부(800)로 전송하며, 상기 제어부(800)로부터 전송된 인증에 기초하여 표시되게 된다.

상기에서 식별번호는 수요자의 전화번호로 구성되어 인증절차를 간소화할 수 있도록 구성된다.

공급부(700)는 상기 인터페이스부에 안내된 인증결과에 근거하여 상기 배양탱크에서 배양된 미생물 배양액을 배출시켜 공급한다.

도 8은 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 공급부의 구성을 나타낸 것이다.

첨부된 도 8을 참조하면, 상기 공급부(700)는 배양탱크의 하부에 구성된 배출구(120)에 연장되는 배출관(710), 상기 배출관(710)에 설치되어 배출되는 배양액의 양을 검출하는 유량센서(720), 상기 유량센서(720)에서 검출되는 배양액 배출량에 근거하여 배출관(710)의 유로를 단속하는 전자밸브(720) 및 상기 배출관(710)의 유로를 수동으로 단속하는 수동밸브(740)를 포함하여 구성된다.

상기 공급부(700)를 통해 수요자는 미생물 배양액을 공급받게 된다.

제어부(800)는 상기 배양탱크, 선택구동부, 살균기, 배지공급기, 모니터링부, 인터페이스부 및 공급부의 동작을 제어한다.

도 9는 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템에 적용된 제어부의 구성을 나타낸 것이다.

첨부된 도 9를 참조하면, 상기 제어부(800)는 선택구동제어모듈(810), 모니터링제어모듈(820), 연산처리모듈(830), 공급제어모듈(840) 및 환경검출모듈(850) 등을 포함한다.

선택구동제어모듈(810)은 서보모터(230)의 회동을 제어하고, 선택구동부(200)에 설치된 살균기(300) 및 배지공급기(400)의 승하강을 제어한다.

모니터링제어모듈(820)은 출수모듈(510)의 배양액 출수, 스테이션의 이동 및 촬영모듈(550)의 영상촬영에 대한 정보(배율, 촬영거리 등)를 제어한다.

연산처리모듈(830)은 촬영모듈(550)에서 촬영된 영상에 기초하여 배양액의 미생물 개체수를 검출하고, 배양액의 상태를 표시한다.

상기에서 미생물 개체수의 검출은 단위면적에 대한 미생물의 개체수를 카운트하여 산출된다.

상기 연산처리모듈(830)은 카운팅된 미생물 개체수에 기초하여 배지의 공급여부, 배양시간을 산출하여 표시하도록 제어한다.

공급제어모듈(840)은 수요자의 정보(개인 휴대 전화번호, 이름 및 주소 등)와 수요자로 공급된 미생물 배양액 양, 배양탱크의 잔여량 및 수요자의 인증관리를 수행한다.

이때, 상기 공급제어모듈(840)에서 이루어지는 인증관리는 상기 인터페이스부(600)에서 전송된 상기 식별번호에 대응하여 인증절차를 수행하고, 수행된 인증절차를 통해 인증이 완료되면 상기 인터페이스부(600)로 인증결과를 제공하도록 구성된다.

예를 들면, 인증관리는 인터페이스부(600)의 입력인터페이스(610)를 통해 입력된 식별번호로 인증키(인증화면)을 전송하여 표시되게 하고, 표시된 인증키(인증화면)에서 인증을 수행하면 입력된 해당 식별번호에 대해 공급을 인증하는 방식으로 구성될 수 있다.

환경검출모듈(850)은 배양탱크 내부 및 외부의 온도 및 습도를 검출하고 미생물의 종류에 적합한 온도 및 습도를 제어하고, 배양탱크 내부의 압력을 검출하여 표시하며, 배양액의 배양시간을 표시한다.

입력표시부(900)는 상기 제어부(800)에 작동 제어를 위한 신호를 입력하고, 입력된 상기 신호에 대한 작동상태를 표시한다.

상기 입력표시부(900)는 설정을 위한 입력패널과 상기 입력패널에 대한 표시램프 등을 포함하여 구성된다.

상기에서는 본 발명에 따른 미생물 배양액 공급 시스템의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위 및 발명의 설명, 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위내에 속한다.

100: 배양탱크 110: 해치
120: 배출구
200: 선택구동부 210: 수직프레임
220: 회전판 230: 서보모터
300: 살균기
310: 살균브래킷 320: 케이블롤러
330: 살균모터 340: 전원케이블
350: UV살균모듈
400: 배지공급기 410: 배지브래킷
420: 로프롤러 430: 배지공급모터
440: 로프 450: 배지모듈
500: 모니터링부
510: 출수모듈 520: 슬라이드글라스
530: X축 스테이션 540: Y축 스테이션
550: 촬영모듈
600: 인터페이스부
700: 공급부 710: 배출관
720: 유량센서 730: 전자밸브
740: 수동밸브
800: 제어부
810: 선택구동제어모듈 820: 모니터링제어모듈
830: 연산처리모듈 840: 공급제어모듈
850: 환경검출모듈
900: 입력표시부

Claims

상부에 개폐 가능한 해치(110)가 구성되고, 미생물과 물이 투입되어 투입된 상기 미생물이 배양되는 배양탱크(100);
상기 배양탱크(100)의 상부에 배치되고 회전 가능하도록 구성되는 선택구동부(200);
상기 선택구동부(200)에 설치되고 회전 방향에 따라 상기 배양탱크(100) 내부로 투입되어 상기 배양탱크(100) 내부를 살균하는 살균기(300);
상기 선택구동부(200)에 설치되고 회전 방향에 따라 상기 배양탱크(100) 내부로 투입되어 상기 배양탱크(100) 내부로 배지를 공급하는 배지공급기(400);
상기 배양탱크(100)에서 배양되는 배양액 시료를 채취하여 미생물의 배양상태를 모니터링하는 모니터링부(500);
수요자의 식별번호를 입력받아 처리하고 입력된 상기 식별번호에 대한 인증 결과를 안내하는 인터페이스부(600);
상기 인터페이스부(600)의 인증 결과에 근거하여 상기 배양탱크(100)에서 배양된 미생물 배양액을 배출시켜 공급하는 공급부(700);
상기 배양탱크(100), 선택구동부(200), 살균기(300), 배지공급기(400), 모니터링부(500), 인터페이스부(600) 및 공급부(700)의 동작을 제어하는 제어부(800); 및
상기 제어부(800)에 작동 제어를 위한 신호를 입력하고, 입력된 상기 신호에 대한 작동상태를 표시하는 입력표시부(900);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양액 공급 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 선택구동부(200)는,
수직프레임(210),
상기 수직프레임(210)의 상부에 설치되고 회전가능하도록 구성되는 회전판(220); 및
상기 제어부(800)의 신호에 기초하여 상기 회전판(220)을 회전시켜, 상기 살균기(300) 또는 상기 배지공급기(400) 중에서 선택된 하나를 상기 해치(110)의 상부에 위치되도록 구동되는 서보모터(230);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양액 공급 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 살균기(300)는,
상기 선택구동부(200)에 설치되는 살균브래킷(310);
상기 살균브래킷(310)의 일측면에 설치되는 케이블롤러(320);
상기 살균브래킷(310)의 타측면에 설치되고 상기 케이블롤러(320)를 정회전 또는 역회전시키는 살균모터(330);
상기 케이블롤러(320)에 권취되는 전원케이블(340); 및
상기 전원케이블(340)의 끝단에 설치되고 인가된 전원에 의해 자외선을 조사하는 UV살균모듈(350);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양액 공급 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 배지공급기(400)는,
상기 선택구동부(200)에 설치되는 배지브래킷(410);
상기 배지브래킷(410)의 일측면에 설치되는 로프롤러(420);
상기 배지브래킷(410)의 타측면에 설치되고 상기 로프롤러(420)를 정회전 또는 역회전시키는 배지공급모터(430);
상기 로프롤러(420)에 권취되는 로프(440); 및
상기 로프(440)의 끝단에 설치되고 미생물 배지가 수용되는 배지모듈(450);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양액 공급 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 모니터링부(500)는,
상기 배양탱크(100)에서 배양되는 배양액 시료를 출수시키는 출수모듈(510);
상기 출수모듈(510)에서 출수되는 배양액 시료가 놓여지는 복수 개의 슬라이드글라스(520);
상기 슬라이드글라스(520)를 좌우로 이동시키는 X축 스테이션(530);
상기 X축 스테이션(530)을 전후로 이동시키는 Y축 스테이션(540); 및
상기 X축 스테이션(530) 및 Y축 스테이션(540)에 의해 이동되어 상기 슬라이드글라스(520)의 배양액 시료를 촬영하는 촬영모듈(550);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양액 공급 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 제어부(800)는,
상기 촬영모듈(550)에서 촬영된 이미지에서 미생물의 개체수에 대한 카운팅데이터를 생성하는 연산처리모듈(830)이 구성되고,
상기 연산처리모듈(830)에서 카운팅된 미생물 개체수에 기초하여 배지의 공급여부, 배양시간을 산출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양액 공급 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 인터페이스부(600)는,
상기 수요자의 식별번호를 입력받는 입력인터페이스(610); 및
상기 입력인터페이스(610)로 입력된 상기 식별번호 및 인증결과가 표시되는 인증인터페이스(620);
를 포함하고,
상기 제어부(800)는 상기 인터페이스부(600)에서 전송된 상기 식별번호에 대응하여 인증절차를 수행하고, 수행된 인증절차를 통해 인증이 완료되면 상기 인터페이스부(600)로 인증 결과를 제공하는 것을 특징으로 하는 미생물 배양액 공급 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 식별번호는 상기 수요자의 전화번호인 것을 특징으로 하는 미생물 배양액 공급 시스템.