KR102553667B1 - 가스 포집 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스 포집 장치에 관한 것으로, 고흡수성 폴리머 제품에서 미생물이 배양되면서 발생하는 가스를 포집하기 위한 가스 포집 장치에 관한 것이다.
본 발명의 가스 포집 장치는 내부가 설정 온도로 유지되는 항온 챔버; 상기 항온 챔버의 내부에 마련되고 내부에서 균이 배양되는 컬쳐 플라스크부; 상기 항온 챔버의 외부에 마련되고 상기 컬쳐 플라스크부와 주입 유로로 연결되어 상기 주입 유로를 통해 상기 컬쳐 플라스크부에 주입되는 가스를 제어하는 질량 흐름 제어부; 및 상기 항온 챔버의 외부에 마련되고 상기 컬쳐 플라스크부와 배출 유로로 연결되어 상기 배출 유로를 통해 상기 컬쳐 플라스크부에서 배출되는 가스를 실시간으로 전달받는 임핀저(Impinger)를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치는 내부가 설정 온도로 유지되는 항온 챔버; 상기 항온 챔버의 내부에 마련되고 내부에서 균이 배양되는 컬쳐 플라스크부; 상기 항온 챔버의 외부에 마련되고 상기 컬쳐 플라스크부와 주입 유로로 연결되어 상기 주입 유로를 통해 상기 컬쳐 플라스크부에 주입되는 가스를 제어하는 질량 흐름 제어부; 및 상기 항온 챔버의 외부에 마련되고 상기 컬쳐 플라스크부와 배출 유로로 연결되어 상기 배출 유로를 통해 상기 컬쳐 플라스크부에서 배출되는 가스를 실시간으로 전달받는 임핀저(Impinger)를 포함하는 것일 수 있다.
Description
본 출원은 2020.07.02. 출원된 한국특허출원 10-2020-0081746호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 가스 포집 장치에 관한 것으로, 고흡수성 폴리머 제품에서 미생물이 배양되면서 발생하는 가스를 포집하기 위한 가스 포집 장치에 관한 것이다.
종래에는 고흡수성 폴리머 제품의 항균 및 소취 성능 분석을 위해서 포집 용기 내에 고흡수성 폴리머, 인공뇨 및 배양균을 넣고 일정 온도 및 시간에서 정치된 암모니아 가스 성분을 검지관법을 이용하여 분석되었다.
검지관법은 유리관에 암모니아 가스와 반응하여 변색하는 시약인 인산을 넣어 암모니아 성분을 정량하는 방법으로, 색상 변화 눈금 길이에 따라 정량하므로 정확도가 떨어질 수 있으며, 일반적인 검지관의 농도 범위에 따라 정량할 수 있는 범위가 제한될 수 있다.
또한, 검지관 측정을 위해 가스 회수 과정에서 암모니아 가스의 손실 가능성이 존재할 수 있다. 인체 내에 존재하는 대장균 등의 배양시간이 늘어남에 따라 인공뇨의 우레아 성분과 반응하여 발생하는 암모니아 농도가 높아짐에도 포집 용기 부피에 따라 포집 가능한 암모니아 가스의 양이 제한되므로, 기존의 교체 시기가 빠른 유아용 고흡수성 폴리머 제품에 비해, 장시간 동안 사용되는 성인용 고흡수성 폴리머 제품에는 검지관 방식을 통한 성능 분석이 부적합할 수 있다.
이에, 고흡수성 폴리머 제품군(유아용, 성인용)에 관계없이 암모니아 포집 용기의 용량 또는 균의 배양 시간에 제한되지 않으며, 정량성, 효율성 및 재현성이 보증되는 암모니아 평가법이 필요하다
본 발명은 가스 포집 장치에 관한 것으로, 고흡수성 폴리머 제품에서 미생물이 배양되면서 발생하는 가스를 포집하기 위한 가스 포집 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 가스 포집 장치는 내부가 설정 온도로 유지되는 항온 챔버; 상기 항온 챔버의 내부에 마련되고 내부에서 균이 배양되는 컬쳐 플라스크부; 상기 항온 챔버의 외부에 마련되고 상기 컬쳐 플라스크부와 주입 유로로 연결되어 상기 주입 유로를 통해 상기 컬쳐 플라스크부에 주입되는 가스를 제어하는 질량 흐름 제어부; 및 상기 항온 챔버의 외부에 마련되고 상기 컬쳐 플라스크부와 배출 유로로 연결되어 상기 배출 유로를 통해 상기 컬쳐 플라스크부에서 배출되는 가스를 실시간으로 전달받는 임핀저(Impinger)를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치는 상기 질량 흐름 제어부의 전단에 마련되어 상기 질량 흐름 제어부로 유입되는 가스를 가열하는 히팅부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 히팅부는, 상기 질량 흐름 제어부로 유입되는 가스가 흐르는 히팅 유로와, 상기 히팅 유로를 감싸는 열선을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 컬쳐 플라스크부, 상기 질량 흐름 제어부 및 상기 임핀저는 각각 복수로 마련되고, 상기 복수의 컬쳐 플라스크부 각각에는 개별적으로 질량 흐름 제어부 및 임핀저가 구비되며, 상기 복수의 컬쳐 플라스크부는 하나의 항온 챔버 내부에 구비되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 배출 유로는, 상기 항온 챔버 벽을 관통하는 제1 배출 유로와, 상기 제1 배출 유로 및 상기 컬쳐 플라스크부를 연결하는 제2 배출 유로와, 상기 제1 배출 유로 및 상기 임핀저를 연결하는 제3 배출 유로를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 제1 배출 유로는 스테인레스 강관으로 마련되고, 상기 제2 배출 유로는 실리콘 또는 테프론 재질의 관으로 마련되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 컬쳐 플라스크부는, 분석 대상 물질을 내부에 수용하며 상기 분석 대상 물질로부터 상기 균이 배양되는 용기부와, 상기 용기부에 마련된 개구부를 덮는 마개부와, 상기 마개부를 관통하여 형성되며 상기 주입 유로와 연결되는 주입관과, 상기 마개부를 관통하여 형성되며 상기 배출 유로와 연결되는 배출관을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치는 상기 제2 배출 유로의 일단부에 상기 제1 배출 유로가 끼워지고, 상기 제2 배출 유로의 타단부에 상기 배출관이 끼워지는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 주입관 및 상기 배출관은 스테인레스 강관으로 마련되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 항온 챔버의 일측 벽에는 상기 항온 챔버 내외부의 공기가 통기되는 통기구가 마련되고, 상기 통기구에는 공기 중의 입자를 필터링하는 필터부가 마련되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 임핀저에 포집되는 가스는 암모니아 가스인 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치는 장시간에 수행되는 실험에도 누출이 없는 기밀성이 확보된 시스템으로, 지속적으로 공기를 공급 및 배출하여, 공기 흐름 하에서 실시간으로 발생하는 암모니아 성분을 임핀저 흡수액에 농축할 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치는 공기 흐름을 지속적으로 발생시킬 수 있는 것으로, 컬쳐 플라스크부의 용량과 상관없이, 포집 시간에 따라 암모니아 함량 제한 없이 검출 가능할 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치의 임핀저 흡수액에 농축된 암모니아 성분은 IC(ion chromatography)로 정량 분석될 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치는 질량 흐름 제어부로 정확한 유량의 제어 및 계량이 가능하고, 배양 시간 또는 온도 등의 환경 조건의 조절이 용이하기 때문에, 배양균수, 고흡수성 폴리머의 항균 및 소취 처리에 따른 정량 분석을 정밀하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 가스 포집 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 가스 포집 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 가스 포집 장치의 다른 실시 양태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 가스 포집 장치의 다른 실시 양태를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 가스 포집 장치의 또 다른 실시 양태를 나타내는 블록도이다.
도 6은 배출 유로를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 가스 포집 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 가스 포집 장치의 다른 실시 양태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 가스 포집 장치의 다른 실시 양태를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 가스 포집 장치의 또 다른 실시 양태를 나타내는 블록도이다.
도 6은 배출 유로를 나타내는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 발명의 설명에 있어서, 유의하여야 할 점은 용어 "중심", "상", "하" "좌", "우", "수직", "수평", "내측", "외측", “일면”, “타면” 등이 지시한 방위 또는 위치 관계는 도면에서 나타낸 방위 또는 위치 관계, 또는 평소에 본 발명 제품을 사용할 시 배치하는 방위 또는 위치관계에 기초한 것이고, 본 발명의 설명과 간략한 설명을 위한 것일 뿐, 표시된 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위를 가지고 특정된 방위로 구성되거나 조작되어야 하는 것을 제시 또는 암시하는 것이 아니므로 본 발명을 제한하는 것으로 이해해서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 가스 포집 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 가스 포집 장치를 나타내는 블록도이다. 도 3은 본 발명의 가스 포집 장치의 다른 실시 양태를 나타내는 사시도이다. 도 4는 본 발명의 가스 포집 장치의 다른 실시 양태를 나타내는 블록도이다. 도 5는 본 발명의 가스 포집 장치의 또 다른 실시 양태를 나타내는 블록도이다. 도 6은 배출 유로(310)를 나타내는 개념도이다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 가스 포집 장치에 대해서 상세히 설명한다.
성인용 기저귀를 장시간 착용 시 소변에 의해 미생물이 배양되어 악취 성분이 발생할 수 있다. 상기와 같은 장시간에 걸쳐 발생하는 현상을 분석하는 것에 있어서, 검지관법과 같은 종래의 방법으로는 정량적으로 정확하게 분석하기 어려울 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치는 장시간에 수행되는 실험에도 누출이 없는 기밀성이 확보된 시스템으로, 지속적으로 공기를 공급 및 배출하여, 공기 흐름 하에서 실시간으로 발생하는 암모니아 성분을 임핀저(300) 흡수액에 농축할 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치의 임핀저(300) 흡수액에 농축된 암모니아 성분은 IC(ion chromatography)로 정량 분석될 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치는 질량 흐름 제어부(200)로 정확한 유량의 제어 및 계량이 가능하고, 배양 시간 또는 온도 등의 환경 조건의 조절이 용이하기 때문에, 배양균수, 고흡수성 폴리머의 항균 및 소취 처리에 따른 정량 분석을 정밀하게 수행할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가스 포집 장치는 내부가 설정 온도로 유지되는 항온 챔버(100); 상기 항온 챔버(100)의 내부에 마련되고 내부에서 균이 배양되는 컬쳐 플라스크부(400); 상기 항온 챔버(100)의 외부에 마련되고 상기 컬쳐 플라스크부(400)와 주입 유로(210)로 연결되어 상기 주입 유로(210)를 통해 상기 컬쳐 플라스크부(400)에 주입되는 가스를 제어하는 질량 흐름 제어부(200); 및 상기 항온 챔버(100)의 외부에 마련되고 상기 컬쳐 플라스크부(400)와 배출 유로(310)로 연결되어 상기 배출 유로(310)를 통해 상기 컬쳐 플라스크부(400)에서 배출되는 가스를 실시간으로 전달받는 임핀저(300)(Impinger)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 항온 챔버(100)는 내부에 컬쳐 플라스크부(400)가 수용되는 항온 공간이 형성되며, 상기 항온 공간을 가열할 수 있는 가열 수단이 마련된 것일 수 있다.
질량 흐름 제어부(200) 및 임핀저(300)는 항온 챔버(100)에 마련되는 가열 수단에 의해 가열되지 않도록, 항온 챔버(100)의 외부에 마련될 수 있다. 구체적으로, 항온 챔버(100)의 외벽에 질량 흐름 제어부(200) 및 임핀저(300)가 장착되는 브라켓이 마련되고, 질량 흐름 제어부(200) 및 임핀저(300)는 브라켓에 의해서 항온 챔버(100)의 외벽에 결합되어 고정될 수 있다. 예를 들어, 항온 챔버(100)는 복수의 평면을 가지는 직육면체 형상일 수 있고, 질량 흐름 제어부(200) 및 임핀저(300)는 항온 챔버(100)의 외벽 면 중, 서로 다른 면에 장착될 수 있다.
항온 챔버(100)의 일측 면은 도어로 형성되며, 상기 도어를 개방하여, 컬쳐 플라스크부(400)를 상기 항온 공간에 수용시킬 수 있다. 상기 도어에는 투명한 윈도우가 형성되고, 윈도우를 통해 항온 공간을 항온 챔버(100) 외부에서 관측할 수 있다.
상기 항온 챔버(100)의 또 다른, 일측 벽에는 상기 항온 챔버(100) 내외부의 공기가 통기되는 통기구(110)가 마련되고, 상기 통기구(110)에는 공기 중의 입자를 필터링하는 필터부가 마련되는 것일 수 있다. 항온 챔버(100)의 항온 공간의 온도는 가열 수단에 의해서 변하게 되고, 항온 공간의 공기는 온도 변화에 따라 팽창 또는 수축될 수 있다. 이때, 항온 공간의 압력을 일정 범위로 유지하기 위해서 통기구(110)가 마련될 수 있으며, 상기 통기구(110)를 통해 유입 또는 배출되는 공기로 인해 항온 챔버(100) 외부의 이물질이 항온 챔버(100) 내부로 유입되거나 항온 챔버(100) 내부의 성분이 항온 챔버(100) 외부로 배출되는 것을 방지하기 위해서 상기 통기구(110)에는 필터부가 마련될 수 있다.
질량 흐름 제어부(200)(mass flow controller, MFC)는 기체의 흐름을 측정하고 제어하는 것일 수 있다. 본 발명의 가스 포집 장치에서 질량 흐름 제어부(200)는 컬쳐 플라스크부(400)보다 상류에 마련되어, 임핀저(300)로 유입되는 공기 유량을 제어할 수 있다. 질량 흐름 제어부(200)의 경우, 가스의 분자량이나 몰 질량에 따라 유속 및 압력 조건을 고려하여, 질량 흐름 제어부(200) 내부에 마련되는 오리피스(orifice) 등의 규격이 달라질 수 있다. 본 발명의 가스 포집 장치는 컬쳐 플라스크부(400)에 수용된 분석 대상 물질이 달라지더라도, 질량 흐름 제어부(200)는 컬쳐 플라스크부(400)의 상류에 배치되기 때문에, 컬쳐 플라스크부(400)에 수용되는 물질이 달라지더라도 질량 흐름 제어부(200)를 다시 세팅할 필요가 없을 수 있다.
임핀저(300)(impinger)는 공기 중 성분을 포집하기 위한 것으로, 충돌식 집진기의 일종일 수 있다. 임핀저(300) 내부에는 흡수액이 마련되며, 컬쳐 플라스크부(400)에서 배출된 가스 중 암모니아 성분이 임핀저(300)의 흡수액에 포집될 수 있다.
임핀저(300)의 하류에는 스크러버(scrubber)가 마련되며, 임핀저(300)를 통과한 가스가 스크러버를 통해 위험 성분이 제거되어 배출될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 질량 흐름 제어부(200)의 전단에 마련되어 상기 질량 흐름 제어부(200)로 유입되는 가스를 가열하는 히팅부(500)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 가스 포집 장치는 임핀저(300)에 암모니아 가스를 포집 시에 항온 챔버(100) 외부의 공기가 지속적으로 항온 챔버(100) 내부에 위치하는 컬쳐 플라스크부(400)로 주입될 수 있다.
일반적으로, 항온 챔버(100) 내부의 온도는 항온 챔버(100) 외부의 온도보다 높기 때문에, 지속적으로 공기 흐름이 발생하면서, 질량 흐름 제어부(200)를 통해 주입되는 공기에 의해 컬쳐 플라스크부(400)가 냉각될 수 있고, 냉각된 플라스크부로 인해 분석 결과에 오류가 발생할 수 있다. 본 발명의 가스 포집 장치는 질량 흐름 제어부(200)로 유입되는 공기를 예열하는 히팅부(500)를 마련하여, 컬쳐 플라스크부(400)가 냉각되는 것을 방지할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 히팅부(500)는, 상기 질량 흐름 제어부(200)로 유입되는 가스가 흐르는 히팅 유로(510)와, 상기 히팅 유로(510)를 감싸는 열선(520)을 포함하는 것일 수 있다. 히팅 유로(510)의 길이 및 직경은 유속 및 유압을 고려하여 결정될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 컬쳐 플라스크부(400), 상기 질량 흐름 제어부(200) 및 상기 임핀저(300)는 각각 복수로 마련되고, 상기 복수의 컬쳐 플라스크부(400) 각각에는 개별적으로 질량 흐름 제어부(200) 및 임핀저(300)가 구비되며, 상기 복수의 컬쳐 플라스크부(400)는 하나의 항온 챔버(100) 내부에 구비되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 하나의 컬쳐 플라스크부(400), 하나의 질량 흐름 제어부(200) 및 하나의 임핀저(300)가 그룹핑되어 하나의 분석 라인으로 형성되고, 복수 분석 라인이 하나의 항온 챔버(100)에 장착될 수 있다. 따라서, 본 발명의 가스 포집 장치는 동일한 분석 조건을 공유한 복수의 분석 실험을 동시에 진행할 수 있다.
질량 흐름 제어부(200)는 복수의 분석 라인 각각에 개별적으로 마련됨으로써, 복수의 분석 라인의 유량을 독립적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 분석 라인에 동일량 유량을 조건으로 분석을 수행할 때도, 각 분석 라인마다 발생할 수 있는 유량의 오차를 각각의 질량 흐름 제어부(200)가 정확하게 보정할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 배출 유로(310)는, 상기 항온 챔버(100) 벽을 관통하는 제1 배출 유로(311)와, 상기 제1 배출 유로(311) 및 상기 컬쳐 플라스크부(400)를 연결하는 제2 배출 유로(312)와, 상기 제1 배출 유로(311) 및 상기 임핀저(300)를 연결하는 제3 배출 유로(313)를 포함할 수 있다. 배출 유로(310)는 제1 배출 유로(311), 제2 배출 유로(312) 및 제3 배출 유로(313)가 결합하여 형성될 수 있다. 제2 배출 유로(312) 또는 제3 배출 유로(313)는 제1 배출 유로(311)로부터 착탈 가능 구조로 형성되어, 분석 회차가 변할 때마다 교체될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 배출 유로(311)는 스테인레스 강관으로 마련되고, 상기 제2 배출 유로(312)는 실리콘 또는 테프론 재질의 관으로 마련되는 것일 수 있다. 예를 들어, 제2 배출 유로(312)는 타이곤관(Tygon tubing)으로 마련될 수 있다.
제1 배출 유로(311)는 항온 챔버(100)의 벽을 관통하여 형성되는 것으로, 항온 챔버(100) 내외부 공기가 제1 배출 유로(311)의 설치 부위로 누출되는 것을 방지하기 위해서, 강성 재질의 스테인레스 강관으로 마련될 수 있다. 제1 배출 유로(311)는 스테인레스 강관으로 마련됨으로써, 이물질이 쉽게 흡착되지 않아 세척이 용이하고, 다음 분석에 전 회차의 분석 물질이 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
제2 배출 유로(312)는 가요성의 타이곤관으로 형성되어, 항온 챔버(100) 내에서의 켤쳐 플라스크부의 포지셔닝을 제2 배출 유로(312)의 강성 때문에 방해받는 것을 방지할 수 있다. 제2 배출 유로(312)는 분석 회차마다 교체되어, 다음 분석에 전 회차의 분석 물질이 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 컬쳐 플라스크부(400)는, 분석 대상 물질을 내부에 수용하며 상기 분석 대상 물질로부터 상기 균이 배양되는 용기부(410)와, 상기 용기부(410)에 마련된 개구부를 덮는 마개부(420)와, 상기 마개부(420)를 관통하여 형성되며 상기 주입 유로(210)와 연결되는 주입관(421)과, 상기 마개부(420)를 관통하여 형성되며 상기 배출 유로(310)와 연결되는 배출관(422)을 포함하는 것일 수 있다.
용기부(410)에는 고흡수성 폴리머, 인공뇨 및 배양균이 분석 대상 물질로서 주입될 수 있다.
상기 제2 배출 유로(312)의 일단부에 상기 제1 배출 유로(311)가 끼워지고, 상기 제2 배출 유로(312)의 타단부에 상기 배출관(422)이 끼워지는 것일 수 있다.
상기 주입관(421) 및 상기 배출관(422)은 스테인레스 강관으로 마련되는 것일 수 있다. 분석이 종료되면, 용기부(410)에서 마개부(420)를 분리한 후, 마개부(420)를 세척함으로써, 주입관(421) 및 배출관(422) 또한 세척될 수 있다.
실시예
멸균된 일회용 컬쳐 플라스크부를 250 mL 및 500 mL 용량으로 마련하였다.
컬쳐 플라스크부 각각에 고흡수성 폴리머(super absorbent polymers, SAP) 2g, 인공뇨 50 mL 및 배양균 104 CFU(흡광도 0.45 AU, Proteus Mirabilis)을 넣고 밀봉하였다.
밀봉된 컬쳐 플라스크부를 항온 챔버 내부에 수용시키고, 컬쳐 플라스크부에는 주입 유로 및 배출 유로로서 1/8 inch fitting 타이곤관이 연결되었다.
항온 챔버 내부 온도를 37 ℃로 유지한 상태에서 주입 유로를 통해 질량 흐름 제어부로 각각의 컬쳐 플라스크부 내부에 0.5 L/min 및 1 L/min 유속으로 공기를 주입하였다.
컬쳐 플라스크부에 주입된 공기에 의해서 인공뇨와 배양균이 반응하여 발생된 암모니아 성분이 배출 유로를 통해 임핀저로 전달되었다. 컬쳐 플라스크부에서 발생된 암모니아 성분은 각각의 유속에 대해서 16시간 및 24시간 동안 임핀저에 포집되었다.
임핀저 내 흡수액에 포집된 암모니아 성분은 이온 크로마토그래프(ion chromatogragh) 분석을 통해 분석되었다.
비교예
250 mL 및 500 mL의 배양 용기 각각에 고흡수성 폴리머 2g, 인공뇨 50 mL 및 배양균 104 CFU(흡광도 0.45 AU, Proteus Mirabilis)을 넣고 밀봉하였다. 밀봉된 배양 용기를 10시간 정치한 후 암모니아 검지관 측정을 수행하였다.
| 분석 방법 | 분석 조건 | 분석 시간 | 암모니아 함량 (단위:mg/kg) |
| 검지관 측정 (비교예) |
배양 용기 250 mL | 10 hrs | 250 |
| 배양 용기 500 mL | 10 hrs | 260 | |
| 본 발명의 가스 포집 장치 (실시예) |
유속 0.5 L/min | 16 hrs | 285 |
| 24 hrs | 375 | ||
| 유속 1.0 L/min | 16 hrs | 1010 | |
| 24 hrs | 1010 |
상기의 표 1는 종래의 가스 샘플링 펌프(gas sampling punp)-검지관 측정으로 암모니아 가스를 포집한 결과와 본 발명의 가스 포집 장치로 암모니아 가스를 포집한 결과를 나타낸 것이다.
표 1을 참조하면 종래의 포집 방법으로 나타나는 수치는 일정 온도에서 배양 용기 부피가 변화하더라도 내부의 헤드스페이스(headspace)에 채워지는 암모니아 증기압은 일정해서 정치된 상태로 암모니아를 측정할 경우 함량이 유사하게 측정되었으며, 고흡수성 폴리머 제품이 실제 인체에 착용되었을 때 실시간 발생되는 암모니아와는 차이가 있다.
구체적으로, 고흡수성 폴리머 제품의 실제 적용 상황은 밀폐 공간이 아닌, 대부분 통기 가능한 상황이기 때문에, 한정된 공간에서 정체된 유체에서 암모니아를 포집하는 검지관법의 측정 결과로는 고흡수성 폴리머 제품의 실제 적용 상황에서의 암모니아 발생량을 예측할 수 없다.
상기 표 1를 참고하여, 본 발명의 가스 포집 장치를 이용한 암모니아 가스 포집 결과를 살펴보면, 유속 또는 시간에 따라 암모니아 포집 결과가 달라짐을 볼 수 있다. 실제로 고흡수성 폴리머 제품이 적용되는 계는 공기 유동이 있는 계일 수 있다. 이에 대해서, 본 발명의 가스 포집 장치는 질량 흐름 제어부(200)로부터 공기가 컬쳐 플라스크부(400)로 지속적으로 주입되고, 컬쳐 플라스크부(400) 내부의 가스는 지속적으로 임핀저(300)를 통해 배출되므로 실제 고흡수성 폴리머 제품이 적용되는 계와 유사한 계를 형성하여 발생되는 암모니아 가스를 임핀저(300)를 통해 실시간으로 암모니아수로 포집할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100...항온 챔버 110...통기구
200...질량 흐름 제어부 210...주입 유로
300...임핀저 310...배출 유로
311...제1 배출 유로 312...제2 배출 유로
313...제3 배출 유로 400...컬쳐 플라스크부
410...용기부 420...마개부
421...주입관 422...배출관
500...히팅부 510...히팅 유로
520...열선
200...질량 흐름 제어부 210...주입 유로
300...임핀저 310...배출 유로
311...제1 배출 유로 312...제2 배출 유로
313...제3 배출 유로 400...컬쳐 플라스크부
410...용기부 420...마개부
421...주입관 422...배출관
500...히팅부 510...히팅 유로
520...열선
Claims (11)
- 내부가 설정 온도로 유지되는 항온 챔버;
상기 항온 챔버의 내부에 마련되고 내부에서 균이 배양되는 컬쳐 플라스크부;
상기 항온 챔버의 외부에 마련되고 상기 컬쳐 플라스크부와 주입 유로로 연결되어 상기 주입 유로를 통해 상기 컬쳐 플라스크부에 주입되는 가스를 제어하는 질량 흐름 제어부;
상기 항온 챔버의 외부에 마련되고 상기 컬쳐 플라스크부와 배출 유로로 연결되어 상기 배출 유로를 통해 상기 컬쳐 플라스크부에서 배출되는 가스를 실시간으로 전달받는 임핀저(Impinger); 및
상기 질량 흐름 제어부의 전단에 마련되어 상기 질량 흐름 제어부로 유입되는 가스를 가열하는 히팅부를 포함하고,
상기 컬쳐 플라스크부, 상기 질량 흐름 제어부 및 상기 임핀저는 각각 복수로 마련되며,
상기 복수의 컬쳐 플라스크부 각각에는 개별적으로 질량 흐름 제어부 및 임핀저가 구비되고,
상기 복수의 컬쳐 플라스크부는 하나의 항온 챔버 내부에 구비되며,
상기 배출 유로는,
상기 항온 챔버 벽을 관통하는 제1 배출 유로와,
상기 제1 배출 유로 및 상기 컬쳐 플라스크부를 연결하는 제2 배출 유로와,
상기 제1 배출 유로 및 상기 임핀저를 연결하는 제3 배출 유로를 포함하고,
상기 컬쳐 플라스크부는,
분석 대상 물질을 내부에 수용하며 상기 분석 대상 물질로부터 상기 균이 배양되는 용기부와,
상기 용기부에 마련된 개구부를 덮는 마개부와,
상기 마개부를 관통하여 형성되며 상기 주입 유로와 연결되는 주입관과,
상기 마개부를 관통하여 형성되며 상기 배출 유로와 연결되는 배출관을 포함하며,
상기 항온 챔버의 일측 벽에는 상기 항온 챔버 내외부의 공기가 통기되는 통기구가 마련되고,
상기 통기구에는 공기 중의 입자를 필터링하는 필터부가 마련되며,
상기 컬쳐 플라스크부, 상기 질량 흐름 제어부 및 상기 임핀저는 각각 복수로 마련되고,
상기 복수의 컬쳐 플라스크부 각각에는 개별적으로 질량 흐름 제어부 및 임핀저가 구비되며,
상기 복수의 컬쳐 플라스크부는 하나의 항온 챔버 내부에 구비되는 것인 가스 포집 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 히팅부는,
상기 질량 흐름 제어부로 유입되는 가스가 흐르는 히팅 유로와,
상기 히팅 유로를 감싸는 열선을 포함하는 것인 가스 포집 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 배출 유로는 스테인레스 강관으로 마련되고,
상기 제2 배출 유로는 실리콘 또는 테프론 재질의 관으로 마련되는 것인 가스 포집 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2 배출 유로의 일단부에 상기 제1 배출 유로가 끼워지고,
상기 제2 배출 유로의 타단부에 상기 배출관이 끼워지는 것인 가스 포집 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 임핀저에 포집되는 가스는 암모니아 가스인 것인 가스 포집 장치.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20201120 |
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| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20210714 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20201120 Comment text: Patent Application |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20221213 Patent event code: PE09021S01D |
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Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20230619 |
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20230705 Patent event code: PR07011E01D |
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Payment date: 20230706 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
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