KR20170111015A - Photobioreactor with semi-cylinder shape for cultivation of microalgae - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기에 관한 것으로서, 반응기본체를 곡면부와 평면부를 갖는 반원통형으로 구성함으로써 곡면부와 평면부의 투과량의 차이를 이용해 광원을 향해 설치되는 반응기 본체의 설치 방향에 따라 투광을 조절할 수 있도록 하고 또한, 반응기 본체의 바닥을 관통하며 산기 노즐들을 설치하여 반응기 본체 내부의 미세 조류 배양액을 순환시키도록 함과 아울러 산기 노즐들을 평면상 상기 평면부와 상기 곡면부가 이루는 양측 코너 부분 및/또는 상기 곡면부의 중심 가장자리부에 설치하여 퇴적물의 발생을 방지할 수 있으며 또한, 반응기 본체 외측에 광량 조절기를 설치하되, 광량 조절기를 회전 가능하게 설치하여 이를 통한 인조 광의 조사 범위 및 조사 각도의 조절이 가능하게 설치함으로써 미세 조류의 배양시 필요한 광량을 좀더 쉽고 간편하게 조절할 수 있는 효과를 갖는다. The present invention relates to a semi-cylindrical bioreactor for culturing microalgae, and more particularly, to a semi-cylindrical bioreactor for culturing microalgae, which comprises a reactor main body having a semi-cylindrical shape having a curved surface portion and a flat surface portion, The air flow is controlled through the bottom of the reactor main body and the air flow nozzles are provided to circulate the microalgae culture liquid in the reactor main body and the air diffusing nozzles are arranged on both sides It is possible to prevent the generation of sediments by providing a light amount adjuster on the outer side of the reactor body, wherein the light amount adjuster is rotatably installed, and the irradiation range of the artificial light and the irradiation range thereof It is possible to adjust the angle so as to cultivate microalgae Have to adjust more quickly and easily the required amount of light effects.
Description
본 발명은 광생물반응기에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 미세조류 배양시에 필요한 광량 조절을 좀더 쉽고 간편하게 수행할 수 있는 반원통형 광생물반응기에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photobioreactor, and more particularly, to a semi-cylindrical photobioreactor capable of easily and easily performing a light amount control required for culturing microalgae.
주지된 바와 같이, 미세조류는 고부가가치 산물이자 바이오디젤 생산 목적으로 각광받는 바이오 에너지원으로, 식물처럼 광합성을 통하여 성장 및 물질 대사를 하는 특성을 가지고 있다.As is well known, microalgae are high-value-added products and bio-energy source for the purpose of biodiesel production, and have the property of growing and metabolizing through photosynthesis like plants.
미세조류는 박테리아(Bacteria)와 같은 여타 미생물과 비교해 균주의 농도, 빛, pH, 영양분 공급, 그리고 혼합 가스의 공급 등의 각 배양요소들이 서로 다른 배양요소들에 영향을 미치는 등 복잡하고 더 까다로운 배양조건을 제공해 주어야 한다.Microalgae are more complex and more difficult to cultivate than other microorganisms such as Bacteria, where each culture element such as the concentration of the strain, light, pH, nutrient supply, and supply of mixed gas affects different culture elements Condition must be provided.
미세조류는 대부분 그 성장에 있어서 적합한 빛 에너지의 공급을 필요로 하고 필요한 대사 에너지보다 높은 빛 에너지가 공급될 시 광 억제 기작에 의해서 그 성장이 억제되고 사멸할 수 있다.Most microalgae require a supply of light energy that is appropriate for their growth, and when light energy higher than the required metabolic energy is supplied, their growth can be suppressed and killed by photolysis.
이처럼, 미세조류가 성장하고 농도가 높아지게 되면 광생물반응기를 투과할 수 있는 광량이 달라짐에 따라, 성장과 관련된 최적의 광량을 광생물반응기 안으로 공급하기 위해서는 미세조류의 농도를 일정하게 유지할 필요가 있으나 이를 정확하게 반영할 수 있는 시스템이 부족한 실정이다. As the amount of light that can be transmitted through the photobioreactor changes when the micro-algae grow and the concentration increases, it is necessary to keep the concentration of the micro-algae constant in order to supply the optimum amount of light related to the growth into the photobioreactor There is a lack of a system that can accurately reflect this.
그리고, 광생물반응기를 설계함에 있어 가장 중요하게 고려해야 할 요소로 반응기 내부의 물질 전달을 우선시한다. 미세조류는 그 종류에 따라 편모, 섬모가 달려 스스로 움직일 수 있는 종이 있는 반면 혼자 움직일 수 있는 능력이 제한되어 있는 종도 많이 존재한다.The most important factor to consider in designing a photobioreactor is the transfer of material inside the reactor. There are many species of microalgae that have their own ability to move by themselves, while some species have flagella and cilia depending on their species.
따라서 광생물반응기 내에서 미세조류 셀(cell)들은 적합한 교반을 유도하는 혼합 장치가 없을 경우 아래로 가라앉는 경향을 보이는데, 이는 불균일한 성장과 공간 활용 및 영양분 사용의 비효율성을 초래하게 된다.Thus, in a photobioreactor, microalgae cells tend to sink downward when there is no mixing device to induce proper agitation, which results in inefficiency of non-uniform growth, space utilization and nutrient utilization.
이처럼, 혼합 장치의 부재로 인한 내부의 물질전달이 고르지 않을 경우 미세조류가 양분을 충분히 섭취할 수 없어 잘 성장하지 못하고 죽는다. 반응기 내에 균일한 물질 이동을 보장하기 위한 순환 장치의 설치는 광생물반응기에 있어 또 하나의 중요한 요소로 여겨진다.As such, if the internal mass transfer due to the absence of the mixing device is uneven, the microalgae will not be able to fully take up nutrients and will not grow well and die. The installation of a circulation system to ensure uniform mass transfer within the reactor is considered another important factor in the photobioreactor.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 미세조류 배양시에 필요한 광량 조절을 좀더 쉽고 간편하게 수행할 수 있도록 함과 아울러 내부 순환을 통한 물질 전달 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 순환 장치기 구비된 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems and to provide a microfluidic device having a microfluidic device with a circulator for improving the mass transfer efficiency through internal circulation, And a semi-cylindrical photobioreactor for algal culture.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기는 미세 조류 배양액을 담아 수용하도록 내부 수용공간을 가지며 외부에서 광량을 공급하도록 투광성 재질로 이루어지는 반응기 본체를 포함하고, 상기 반응기 본체는 일측 벽면이 기설정된 곡률을 가지는 곡면부로 이루어지고, 타측 벽면이 상기 곡면부에 비해 광투과율이 높도록 평면부로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a semi-cylindrical alga photobioreactor for culturing microalgae, comprising a reactor main body made of a light-transmissive material having an internal space for containing microalgae culture liquid and supplying an external light quantity, Wherein the main body is formed of a curved surface portion with one side wall having a preset curvature and the other side wall surface is formed with a flat portion having a higher light transmittance than the curved portion.
또한, 상기 반응기 본체 내에 이산화탄소 혼합 가스를 상기 미세 조류 배양액 내에 산기시키기 위한 산기 배관부를 더 포함하고, 상기 산기 배관부는 상기 반응기 본체의 바닥면에 관통하며 산기 가능하게 설치되는 적어도 하나 이상의 산기노즐을 포함할 수 있다. Further, it is preferable that the apparatus further comprises an acidification piping section for causing a carbon dioxide mixed gas to diffuse in the culture medium of the microalgae in the reactor body, and the acidification piping section includes at least one acidic nozzle which penetrates the bottom surface of the reactor body and is installed so as to be able to diffuse can do.
또한, 상기 산기 노즐은 평면상 상기 평면부와 상기 곡면부가 이루는 양측 코너 부분에 각각 설치되는 코너 산기 노즐들 및/또는 상기 곡면부의 중심 가장자리부에 설치되는 코너 산기 노즐을 포함할 수 있다. The diffuser may include cornering nozzle nozzles provided at both corner portions of the plane portion and the curved surface portion, and / or cornering nozzle nozzles provided at the center edge portion of the curved portion.
또한, 상기 반응기 본체의 외부 일측에서 인조 광의 조사 범위 및 조사 각도의 조절이 가능하게 설치되는 광량 조절기를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a light intensity controller provided at an outer side of the reactor body to adjust an irradiation range and an irradiation angle of the artificial light.
또한, 상기 광량 조절기는 상기 반응기 본체의 평면부쪽에 설치되는 것이 보자 바람직하다. In addition, it is preferable that the light quantity controller is installed on a plane side of the reactor main body.
또한, 상기 광량 조절기는 상기 반응기 본체의 평면부쪽 상, 하측 단부에 고정측 단부가 회동 가능하게 축 고정되는 회동축대 및 상기 회전축대의 타일측 회전측 단부에서 회전 가능하게 상기 반응기 본체의 평면부의 높이 방향을 따라 고정 설치되는 인조 광원을 포함하여 구성될 수 있다. The light quantity controller may include a rotation axis which is rotatably fixed to an upper end and a lower end of the reactor main body in such a manner that a fixed side end portion thereof is rotatable and a rotatable shaft portion which is rotatable in the tile- And an artificial light source fixedly installed along the light guide plate.
또한, 상기 회동축대는 상기 반응기 본체의 평면부의 폭 방향 중심부에서 회전 가능하게 축 고정되거나, 상기 반응기 본체의 평면부의 폭 방향 중심부로부터 편심되며 회전 가능하게 축 고정되게 설치될 수 있다. In addition, the pivotal axis may be rotatably fixed at a central portion in the width direction of the plane portion of the reactor body, or eccentrically and rotatably shaft-fixed from a widthwise center portion of the plane portion of the reactor body.
또한, 상기 광량 조절기는 상기 인조 광원과 함께 상기 회동축대에 회전 가능하게 설치되어 상기 인조 광원으로부터 상기 반응기 본체의 평면부에 조사되는 인조광의 조사 범위를 제한하는 반사갓을 더 포함할 수 있다. The light amount controller may further include a reflector that is rotatably installed on the pivot shaft together with the artificial light source and limits the irradiation range of artificial light emitted from the artificial light source to a flat surface portion of the reactor main body.
상기한 본 발명의 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기에 따르면, 반응기본체를 곡면부와 평면부를 갖는 반원통형으로 구성함으로써, 곡면부와 평면부의 투과량의 차이를 이용해 광원을 향해 설치되는 반응기 본체의 설치 방향에 따라 입사 광량을 조절할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. According to the semi-cylindrical bioreactor for culturing a microalgae of the present invention, the reactor main body is formed into a semi-cylindrical shape having a curved surface portion and a flat surface portion, So that the incident light amount can be adjusted according to the installation direction.
또한, 반응기 본체의 바닥을 관통하며 산기 노즐들을 설치하여 반응기 본체 내부의 미세 조류 배양액을 순환시키도록 함과 아울러 산기 노즐들을 평면상 상기 평면부와 상기 곡면부가 이루는 양측 코너 부분 및/또는 상기 곡면부의 중심 가장자리부에 설치하여 퇴적물의 발생을 방지할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. In addition, it is also possible to provide a method of circulating the microalgae culture liquid through the bottom of the reactor body by providing the acidic nozzles and circulating the microalgae culture liquid inside the reactor main body, and also, by arranging the acidic nozzles on both side corner portions formed by the plane portion and the curved surface portion and / So that it is possible to prevent the occurrence of sediments.
또한, 반응기 본체 외측에 광량 조절기를 설치하되, 광량 조절기를 회전 가능하게 설치하여 이를 통한 인조 광의 조사 범위 및 조사 각도의 조절이 가능하게 설치함으로써, 미세 조류의 배양에 필요한 광량을 좀더 쉽고 간편하게 조절할 수 있는 효과를 갖는다. In addition, a light quantity controller is provided outside the reactor body, and the light quantity controller is rotatably installed, and the irradiation range and the irradiation angle of the artificial light can be adjusted through the light quantity adjuster, so that the light quantity required for culturing the microalgae can be easily and easily adjusted .
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세조류 배양용 광생물반응기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 미세조류 배양용 광생물반응기의 평단면도이다.
도 3은 도 1의 미세조류 배양용 광생물반응기의 미세조류 배양액 순환 상태를 도시한 정면도이다.
도 4는 도 1의 미세조류 배양용 광생물반응기의 미세조류 배양액 순환 상태를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세조류 배양용 광생물반응기를 도시한 사시도이다.
도 6는 도 1의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 잘라서 본 미세조류 배양용 광생물반응기의 평단면도이다.
도 7은 도 6의 광량 조절기의 설치 상태에 따른 변형예를 도시한 미세조류 배양용 광생물반응기의 평단면도이다.
도 8은 도 6의 광량 조절기를 통한 인조 광의 조사 각도 및 조사 범위의 조절 상태를 도시한 평단면 개략도이다. 1 is a perspective view illustrating a photobioreactor for culturing microalgae according to a first embodiment of the present invention.
2 is a plan sectional view of the photobioreactor for microalgae cultivation cut along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a front view showing the microalgae culture circulation state of the photobioreactor for microalgae culture of FIG. 1; FIG.
FIG. 4 is a side view showing the microalgae culture circulation state of the photobioreactor for microalgae culture of FIG. 1; FIG.
5 is a perspective view showing a photobioreactor for culturing microalgae according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of the photobioreactor for microalgae cultivation cut along the line VI-VI of FIG.
7 is a plan sectional view of a photobioreactor for microalgae cultivation showing a modified example according to the state of installation of the light amount controller of FIG.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the irradiation angle of the artificial light and the irradiation range are controlled through the light amount controller of FIG. 6;
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세조류 배양용 광생물반응기를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 미세조류 배양용 광생물반응기의 평단면도이다. FIG. 1 is a perspective view showing a photobioreactor for culturing microalgae according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a photobioreactor for microalgae culture cut along the line II-II of FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하며, 본 실시예의 미세조류 배양용 광생물반응기(1)는 반응기 본체(10), 하부 이동 받침대(20), 상부 덮개(30) 및 산기 배관부(40)를 포함하여 구성되는 것을 예시한다. 1 and 2, the
반응기 본체(10)는 미세 조류 배양액을 담아 수용하도록 내부 수용공간(15)을 가지며 외부에서 광량을 공급 받도록 투광성 재질로 이루어진다.The reactor
특히, 본 실시예에서 반응기 본체(10)는 일측 벽면이 기설정된 곡률을 가지는 곡면부(12)로 형성되고, 타측 벽면이 상기 곡면부(12)에 비해 광투과율이 높도록 평면부(11)로 형성되는 반원통형 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. Particularly, in the present embodiment, the
즉, 곡면부(12)로 이루어지는 일측 벽면부에서는 이를 통해 입사되는 광원들 중에서 곡면에 수직하는 방향으로 입사하는 광원들을 제외하고 나머지 경사지게 입사하는 대부분의 광원들이 반사 또는 굴절되어 상대적으로 내부로 입사되는 투광율이 낮다. In other words, at one wall portion formed by the
이에 반하여, 평면부(11)로 이루어지는 타일측 벽면부의 경우 상기한 곡면부(12)와 비교해 이를 통해 입사되는 수직 광량이 상대적으로 많을 뿐만 아니라 경사지기 입사하는 광들 중에서 입사각이 매우 작아 반사되는 경우를 제외하고 대부분 입사되기 때문에 상대적으로 높은 투광율을 가지게 된다.On the other hand, in the case of the tile sidewall surface portion including the
이처럼, 반응기 본체(10)의 구조를 단순히 곡면부(12)와 평면부(11)를 가지는 반원통형으로 형성함으로써, 광원의 위치에 따라 설치되는 반응기 본체(10)의 설치 방향을 변화시키는 것만으로도 미세조류의 배양시 요구되는 필요 광량의 조절할 수 있도록 한다. By thus forming the reactor
상기 하부 이동 받침대(20)는 상측에 상기 반원통형의 반응기 본체(10)를 받쳐 지지하도록 구성됨과 아울러 하부에 설치되는 이동 바퀴들(21)을 통해 좀더 쉽게 이동할 수 있도록 함과 아울러 전수한 바와 같이 광원의 위치에 따른 반응기 본체(10)의 설치 방향을 좀더 쉽게 조절할 수 있도록 한다.The lower moving
한편, 하부 이동 받침대(20) 내부에는 후술하는 반응기 본체(10) 내부에 미세 조류 배양에 필요한 이산화탄소 가스를 공급하기 위한 산기 배관 들을 설치할 수 있는 별도의 내부 공간을 제공하도록 구성할 수 있다. Meanwhile, the inside of the lower moving
그리고, 상부 덮개(30)는 반응기 본체(10)의 상측 개방부를 덮어 폐쇄하도록 구성됨과 아울러 이를 관통하여 미세 조류 배양에 필요한 배지 공급 배관(50), 성장한 미세 조류를 수확하기 위한 미세조류 배출 배관(70) 및 배양액의 산도 조절을 위한 산도 조절 배관(60) 등이 반응기 본체(10) 내부로 연결하도록 설치될 수 있다. The
배지 공급 배관(50)은 상기 상부 덮개(30)를 관통하며 배지 저장 탱크(미도시)를 연결하도록 연장 설치되어, 배지 저장 탱크(미도시) 내에 저장된 저장된 배양액 반응기 본체(10) 내부로 공급하도록 한다. The culture
한편, 배지 공급 배관(50) 상에는 배지 공급 펌프(미도시)와 같은 추가적인 동력 장치를 사용하여 반응기 본체(10) 내로 공급되는 배지 공급량을 제어하여 반응기 본체(10) 내에서 미세 조류를 회분식 또는 연속식으로 배양할 수 있도록 한다. On the other hand, on the
미세조류 배출 배관(70)은 상기 상부 덮개(30)를 관통하며 미세조류 배양액 내부와 미세조류 수확 탱크(미도시)를 연결하도록 연장 설치되어, 반응기 본체(10) 내부에서 배양된 미세조류를 미세조류 수확 탱크(41) 내부에 담겨 자동으로 수확이 이루어지도록 한다.The
그리고, 산도 조절 배관(60)은 상기 상부 덮개(30)를 관통하며 배양액 내의 산도 조절을 위해 배양액 내에 산(HCl)을 공급하도록 연결되는 산 주입 배관(61) 및 배양액 내에 염기(NaOH)를 공급하도록 하는 염 주입 배관(62) 등으로 구성될 수 있다. The
또한, 산기 배관부(40)는 상기 반응기 본체(10) 내에 이산화탄소 혼합 가스를 상기 미세 조류 배양액 내에 산기시키도록 한다.In addition, the
여기서, 산기 배관부(40)는 상기 반응기 본체(10)의 바닥면에 관통하며 산기 가능하게 설치되는 적어도 하나 이상의 산기노즐들(46)을 포함하도록 구성될 수 있다. Here, the heat
본 실시예에서 산기 노즐들(46)은 평면상 상기 평면부(11)와 상기 곡면부(12)가 이루는 양측 코너 부분에 각각 설치되는 코너 산기 노즐들(46(a), 46(b)) 및 상기 곡면부(12)의 중심 가장자리부에 설치되는 센터 산기 노즐(46(c))을 모두 포함하여 구성되는 것을 예시한다. In the present embodiment, the
그러나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 코너 산기 노즐들(46(a), 46(b)) 또는 센터 산기 노즐(46(a), 46(b))을 필요에 따라 가감하여 선택적으로 구성할 수 있음은 당연하다. However, the present invention is not limited thereto, and it is possible to selectively constitute the corner diffuser nozzles 46 (a), 46 (b) or the center diffuser nozzles 46 (a), 46 It is natural to be able to.
도 3은 도 1의 미세조류 배양용 광생물반응기의 미세조류 배양액 순환 상태를 도시한 정면도이고, 도 4는 도 1의 미세조류 배양용 광생물반응기의 미세조류 배양액 순환 상태를 도시한 측면도이다. FIG. 3 is a front view showing the microalgae culture circulation state of the photobioreactor for culturing the microalgae of FIG. 1, and FIG. 4 is a side view of the microalgae culture circulation state of the photoreactor for culturing the microalgae of FIG.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 코너 산기 노즐들(46(a), 46(b))을 통해 반응기 본체(10)의 양측 코너 부분의 바닥을 통해 이산화탄소 가스를 배양액 내에 산기시킴으로써, 발생된 미세 기포들에 의해 양측 코너 부분에서 상향 흐름을 유도하게 되면 폭 방향 중심부에서 자연스럽게 하향 흐름이 이루어지며 내부 순환이 발생하게 된다. 3, carbon dioxide gas is diffused in the culture liquid through the bottoms of both side corners of the
이와 동시에, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 센터 산기 노즐(46(c))을 통해 상기 곡면부(12)의 중심 가장자리부 부분의 바닥을 통해 이산화탄소 가스를 배양액 내에 산기시킴으로써, 미세 기포들에 의해 곡면부의 중심 가장자리부 부분에서 상향 흐름을 유도하게 되면 그 전방으로 자연스럽게 하향 흐름이 이루어져 내부 순환이 이루어지게 된다. At the same time, as shown in FIG. 4, carbon dioxide gas is diffused in the culture liquid through the bottom of the center edge portion of the
이처럼, 코너 산기 노즐들(46(a), 46(b)) 및 센터 산기 노즐(46(c))을 통해 반응기 본체(10) 내부에 채워진 배양액의 선순환 구조를 갖도록 함으로써, 미세조류 배양에 필요한 배약액이 좀더 잘 혼합될 수 있도록 하고, 이를 통한 배양액 내의 이산화탄소 가스의 공급율을 높일 수 있으며, 바닥 코너부에서 침전물 등이 퇴적되는 것을 방지할 있도록 한다. Thus, by having a virtuous cycle structure of the culture liquid filled in the reactor
이하, 본 발명의 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기에 대한 제2 실시예를 첨부한 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하되, 전술한 제1 실시예와 동일 및 유사한 구성에 대해서는 같은 도면부호를 사용하고 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다. A second embodiment of the semi-cylindrical photobioreactor for culturing microalgae of the present invention will be described below with reference to FIGS. 5 to 8. The same and similar components as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals And a repetitive description thereof will be omitted.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세조류 배양용 광생물반응기를 도시한 사시도이고, 도 6는 도 1의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 잘라서 본 미세조류 배양용 광생물반응기의 평단면도이다. FIG. 5 is a perspective view showing a photobioreactor for culturing microalgae according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view of a photobioreactor for microalgae cultivation cut along the line VI-VI of FIG. 1 .
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 미세조류 배양용 광생물반응기(100)는, 상기한 제1 실시예의 미세조류 배양용 광생물반응기(1)와 비교해, 상기 반응기 본체(10)의 외부 일측에서 인조 광의 조사 범위 및 조사 각도의 조절이 가능하게 설치되는 광량 조절기(110)를 더 포함하는 구성의 차이를 갖는다.5 and 6, the
여기서, 광량 조절기(110)는 상기 반응기 본체(10)의 곡면부(12)보다는 투광률이 더 높은 평면부(11)쪽에 설치하여, 미세조류 배양에 필요한 광량의 조절이 좀더 쉽고 용이하게 이루어질 수 있도록 한다. Here, the
본 실시예에서 광량 조절기(110)는 회전축대(111), 인조 광원(115) 및 반사갓(116) 등을 포함하여 구성되는 것을 예시한다. In the present embodiment, the
여기서, 회전축대(111)는 상기 반응기 본체(10)의 평면부(11)쪽 상, 하측 단부에 고정측 단부(111a)가 회동 가능하게 축 고정되고, 타일측 회전측 단부(111b)에서 인조 광원(115)이 회전 가능하게 상기 반응기 본체(10)의 평면부(11) 높이 방향을 따라 연장 형성된 상태로 고정 설치되도록 한다. The
본 실시예에서 회전축대(111)의 고정측 단부(111a)가 상기 반응기 본체(10)의 평면부(11)의 폭 방향 중심부에 설치되어, 인조 광원(115)이 상기 반응기 본체(10)의 평면부(11)의 중심이나 편심된 위치에서 다양한 거리와 각도를 가지고 광량을 공급할 수 있도록 한다. The fixed
그러나, 도 7에 도시한 바와 같이, 회전축대(111)의 고정측 단부(111a)가 상기 반응기 본체(10)의 평면부(11)의 폭 방향 중심으로부터 편심되게 이격 설치하여, 이를 통해 자연광이 방해 받지 않은 상태로 인조 광원(115)의 위치를 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 7, the fixed
한편, 인조 광원(115)은 미세 조류 배양에 필요한 광량을 반응기 본체(110) 내부로 공급하거나 보충할 수 있도록 본 실시예에서는 LED 발광체로 이루어지는 것을 예시하나, 반응기 본체(10)의 평면부(11)를 통해 내부로 인조광원을 조사하기 위한 다양한 발광 수단들이 모두 적용될 수 있음은 당연하다.The artificial
그리고, 반사갓(116)은 상기 인조 광원(115)과 함께 상기 회동축대(11)에 회전 가능하게 설치되어 상기 인조 광원(115)으로터 상기 반응기 본체(10)의 평면부(11)에 조사되는 인조 광원(115)의 조사 범위를 조절하도록 한다. The
도 8은 도 6의 광량 조절기를 통한 인조 광의 조사 각도 및 조사 범위의 조절 상태를 도시한 평단면 개략도이다.FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the irradiation angle of the artificial light and the irradiation range are controlled through the light amount controller of FIG. 6;
도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 광량 조절기(1110)는 회전축대(111)가 반응기 본체(10)의 평면부(11)와 이루는 각도의 변화를 통해 인조 광원(115)이 반응기 본체(10)의 평면부(11)으로부터의 이격 거리와 평면부(11)의 폭 방향 중심으로부터의 편심 거리를 조절하도록 하도록 한다. 8, the light quantity controller 1110 of the present embodiment is configured such that the artificial
그리고, 회전축대(111)의 회전측 단부에 설치된 인조 광원(115)을 반사갓(116)과 함께 회전시켜 인조 광원(115)으로부터 반응기 본체(10)의 평면부(11)로 조사되는 인조 광원(115)의 조사 각도 및 조사 범위의 좀더 자유롭게 조절할 수 있도록 한다. The artificial
이처럼, 본 실시예의 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기(100)는 반응기 본체(10)의 평판부(11)에 대한 회전축대(111)의 제1 회전 각도 및 회전축대(111)에 대한 인조 광원(115)과 반사갓(116)의 제2 회전 각도를 조절하여 인조 광원(115)으로부터 반응기 본체(10)의 평면부(11)로 조사되는 인조 광원의 조사 각도 및 조사 범위를 좀더 자유롭게 조절하도록 함으로써 미세조류 배양시 요구되는 입사 광량을 고르게 분포시키거나, 필요한 부분에 집중시기거나 또는 광원 일부가 반응기 본체로부터 벗어나게 하여 별도의 디머(Dimmer)를 사용하지 않고도 좀더 세밀하게 입사되는 광량을 조절할 수 있도록 한다. As described above, the
한편, 본 실시예에서 광량 조절기(110)는 반응기 본체(10)의 평면부(11)에 대한 회전축대(111)의 제1 회전 각도 및 회전축대(111)에 대한 인조 광원(115)과 반사갓(116)의 제2 회전 각도의 조절이 모두 수동으로 이루어지도록 구성되는 것을 예시하나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 반응기 본체(10) 내의 다수 지점에 조도계를 설치하고 이를 통해 미세 조류 배양에 요구되는 광량에 따라 따라 회전축대(111)의 구동축 단부(111a)와 회전축 단부(111b)에 연결되게 설치된 각각의 구동 모터들(미도시)을 통해 회전축대(111)의 제1 회전 각도 및 회전축대(111)에 대한 인조 광원(115)과 반사갓(116)의 제2 회전 각도를 자동으로 조절하도록 구성할 수 있음은 당연하다. The
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. And it goes without saying that they belong to the scope of the present invention.
1, 100: 광생물 반응기 10: 반응기 본체
11: 평면부 12: 곡면부
20: 하부 이동 받침대 21: 이동 바퀴
30: 상부 덮개 40: 산기 배관
46: 산기 노즐 46(a), 46(b): 코너 산기 노즐
46(c): 센터 산기 노즐 50: 배지 공급 배관
60: 산도 조절 배관 61: 산 주입 배관
62: 염 주입 배관 70: 미세조류 배출 배관
110: 광량 조절부 111: 회전축대
111a: 고정측 단부 111b: 회전측 단부
115: 인조 광원 116: 반사갓1, 100: photobioreactor 10: reactor body
11: plane portion 12: curved portion
20: lower moving pedestal 21: moving wheel
30: upper cover 40:
46: aeration nozzle 46 (a), 46 (b): corner nozzle
46 (c): Center acid nozzle 50: Medium supply piping
60: acidity control pipe 61: acid injection pipe
62: Salt injection piping 70: Micro algae discharge piping
110: light quantity control unit 111:
111a: fixed side end portion 111b: rotation side end portion
115: artificial light source 116: reflector
Claims (8)
상기 반응기 본체는,
일측 벽면이 기설정된 곡률을 가지는 곡면부로 이루어지고,
타측 벽면이 상기 곡면부에 비해 광투과율이 높도록 평면부로 이루어지는 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기.
And a reactor body made of a light-transmissive material having an internal accommodation space for containing the microalgae culture liquid and supplying light quantity from the outside,
The reactor body comprises:
Wherein one wall surface is formed of a curved surface portion having predetermined curvature,
And the other side wall surface has a flat portion such that the light transmittance is higher than that of the curved portion.
상기 반응기 본체 내에 이산화탄소 혼합 가스를 상기 미세 조류 배양액 내에 산기시키기 위한 산기 배관부를 더 포함하고,
상기 산기 배관부는,
상기 반응기 본체의 바닥면에 관통하며 산기 가능하게 설치되는 적어도 하나 이상의 산기노즐을 포함하는 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기.
The method of claim 1,
Further comprising an acidic piping section for causing a carbon dioxide mixed gas to diffuse in the microalgae culture liquid in the reactor main body,
The above-
And at least one or more acidic nozzles penetrating through the bottom surface of the reactor main body so as to be able to diffuse, the semi-cylindrical alga photocatalytic reactor for culturing microalgae.
상기 산기 노즐은,
평면상 상기 평면부와 상기 곡면부가 이루는 양측 코너 부분에 각각 설치되는 코너 산기 노즐들, 및/또는
상기 곡면부의 중심 가장자리부에 설치되는 센터 산기 노즐을 포함하는 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기.
4. The method of claim 3,
The above-
Cornering nozzle nozzles provided at both side corner portions of the plane portion and the curved surface portion on a plane, and / or
And a center acid generator nozzle provided at a central edge portion of the curved surface portion for culturing the microalgae.
상기 반응기 본체의 외부 일측에서 인조 광의 조사 범위 및 조사 각도의 조절이 가능하게 설치되는 광량 조절기를 더 포함하는 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기.
The method of claim 1,
Further comprising a light intensity controller for adjusting an irradiation range and an irradiation angle of artificial light from an outer side of the reactor body.
상기 광량 조절기는,
상기 반응기 본체의 평면부쪽에 설치되는 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기.
The method of claim 1,
The light amount controller includes:
And a semi-cylindrical photobioreactor for culturing the microalgae.
상기 광량 조절기는,
상기 반응기 본체의 평면부쪽 상, 하측 단부에 고정측 단부가 회동 가능하게 축 고정되는 회동축대, 및
상기 회전축대의 타일측 회전측 단부에서 회전 가능하게 상기 반응기 본체의 평면부의 높이 방향을 따라 고정 설치되는 인조 광원을 포함하는 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기.
The method of claim 5,
The light amount controller includes:
A rotating shaft which is rotatably fixed to an upper end and a lower end of a plane portion of the reactor body so that the fixed end is rotatable,
And a synthetic light source fixedly installed along the height direction of the plane portion of the reactor body so as to be rotatable at the tile-side rotation side end portion of the rotary shaft.
상기 회동축대는 상기 반응기 본체의 평면부의 폭 방향 중심부에서 회전 가능하게 축 고정되는 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기.
The method of claim 6,
Wherein the pivotal axis is rotatably fixed at the center in the width direction of the plane portion of the reactor main body.
상기 광량 조절기는,
상기 인조 광원과 함께 상기 회동축대에 회전 가능하게 설치되어 상기 인조 광원으로부터 상기 반응기 본체의 평면부에 조사되는 인조광의 조사 범위를 제한하는 반사갓을 더 포함하는 미세조류 배양용 반원통형 광생물반응기.The method of claim 6,
The light amount controller includes:
Further comprising a reflection gantry rotatably installed on the pivotal shaft together with the artificial light source to limit an irradiation range of artificial light irradiated from the artificial light source to a flat surface portion of the reactor main body.
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