专利名称：可调式连续发酵多层级生物科技培育系统及培育方法
技术领域：
本发明涉及一系列可调式连续发酵多层级生物科技培育系统及培育方法。
背景技术：
随着社会发展，人们生活水平的提高，人们对生活中所用到的物质要求， 特别是对饮食方面的物质要求越来越高。因此，在当今社会中，即能饮用， 又能起到美容保健、强化生物体活性细胞生机效果的发酵产品也越来越多。 在目前现有的各发酵工厂中，发酵条件都是采用在无菌、恒温的条件下进行 的，这些工厂在生产发酵的过程中需要庞大的反应槽和组合在一起为高层楼 房那么高的固定设备，这些设备在生产、搅拌及控温的过程中又消耗了大量 的能源，占用了大量的陆地面积；而且在现有的发酵系统中，发酵系统都是 以串联的形式连接，也就是说一套发酵系统只能进行一种生物发酵，这样也 就导致了部分发酵槽在使用上的浪费。因此生物科技上游或中游或下游工厂 生产发酵的成本很高，从而导致生产出来的发酵产品市场价格也较高。以上 几点就是现有技术中所存在的不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一套不需要主 动提供能源动力，不占陆地空间，可节约成本的可调式连续发酵多层级生物 科技培育系统及培育方法。
本发明所采用的技术方案是本发明中一种可调式连续发酵多层级生物 科技培育系统包括多个浮体单元、网和锚，所述锚又包括定置锚、锚杆、拉
5引横杆和定置锚缆，所述定置锚与所述锚杆固定连接在一起，所述拉引横杆 通过活孔环与所述锚杆相连，所述网通过捆索与所述浮体单元连接绑在一起 形成浮体网，所述浮体网通过所述定置锚缆与所述锚相连，所述网的内部从
上至下依次设置有第一层营养源培养基发酵槽、第二层n级菌种培育发酵槽 和第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽，所述第一层营养源培养基发酵槽、 所述第二层n级菌种培育发酵槽和所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽 之间依次用设置有阀门的软管相连通，所述第一层营养源培养基发酵槽的一 端面上设有气密式进料口，所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽上设置 有温度显示装置。
所述第二层n级菌种培育发酵槽是由一个发酵槽或一个以上发酵槽以并 联的形式形成，所述第二层n级菌种培育发酵槽中的每一个所述发酵槽分别 通过所述带阀门的软管有选择性的与所述第一层营养源培养基发酵槽和第三 层固液分离及菌丝体切断发酵槽相连通。
所述第一层营养源培养基发酵槽和所述第二层n级菌种培育发酵槽依次 设置在一单元所述浮体网内，所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽设置 在相邻的所述浮体网内。
所述可调式连续发酵多层级生物科技培育系统还包括设置在所述单元浮 体上的吸附气体转化装置，所述吸附气体转化装置通过所述带可进行气压调 控的阀门软管与第一层营养源培养基发酵槽的一端面相通。
每一个所述浮体网上设置有耐腐蚀防晒盖，所述第三层固液分离及菌丝 体切断发酵槽上还固定有绳索，所述绳索的另一端设置于所述浮体网或所述 防晒盖上。
所述第一层营养源培养基发酵槽、所述第二层n级菌种培育发酵槽、所 述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽和所述吸附气体转化装置都是采用耐 腐蚀的材料制成。
靠近所述定置锚的那根所述拉引横杆可执中或偏上或偏下三段进行调控。
所述第一层营养源培养基发酵槽飘浮在海面上，所述第二层n级菌种培 育发酵槽悬浮在海水中，所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽沉在符合 发酵温度要求的恒温水域；所述浮体网随波浪一起摆动的同时，也带动槽体 进行搅拌并通过固定在所述槽体内的菌丝体切断器切断菌丝体。
一种可调式连续发酵多层级生物科技培育方法，其包括步骤如下
① 在有机天然生物质中加入奈米级纯水后打成浆，再加入光合菌和辅助 酶在25°C-5(TC的条件下进行萃取，然后又在5°C_25°C (或低温或室 温)的条件下进行葡聚糖生化反应，形成营养源培养基；
② 将所述营养源培养基通过添料口加入到第一层营养源培养基发酵槽 内，在发酵过程中，营养源培养基从上一层发酵槽定时定量顺着软管 流向下一层发酵槽，在海水波浪的上下起伏摆动条件下进行搅拌；然 后在第二层n级菌种培育发酵槽的各发酵槽中按时令要求加入经纯化 的辅助酶(酶活力》12u/mL)不同菌种，最后达到其重量G (吨)与容 积V (m3)之比为5%-15%，作为种源培养兼发酵生物反应槽；
③ 在第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽中培育奈米级菌丝体，达到以 下之质量标准管控(或视人体或生物体之特殊需求)调制加入部分微 量元素使其达到锰(Mn2+) 5mg/L、锶(Sr2+) 2 mg/L、钙(Ga2+) 25 mg/L、 锌(Zn2+) 7 mg/L、铁(Fe3+) 5 mg/L、镁(Mg2+) 12.5 mg/L、钾(K+) 78 mg/L和有机硒7 mg/L的溶度要求；
④ 调控第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽中的酸碱度，使PH值达到 6.8-7.8范围，根据生产需求弹性调制，遇低温菌则适时根据时令要求 采用液位控制，运用水面可调式浮体将所述第三层固液分离及菌丝体 切断发酵槽降到海水中适合发酵温度的深度；
⑤ 将培养得到的菌丝体进行有效切断聚合键结需至奈米级活性多糖体，适合人体可直接舌下吸收为标准，采用固液分离收集，液体可制成饮 品，固体可制成胶囊、含片提供保健或美容之下游生物科技工业需求。
本发明的有益效果是由于本发明中整个工作系统都是在海平面上进行 的，所以减少了工作厂房所占用的陆地空间。由于该系统的整个搅拌工作都 是通过海水中的波浪起伏摆动来提供搅拌的能量进行搅拌，所以就不需要主 动去提供能源及动力。由于所述第二层n级菌种培育发酵槽是由一个发酵槽
或一个以上发酵槽以并联组合的形式形成的，所以可以根据实际生产情况调
整所述第二层n级菌种培育发酵槽中发酵槽的数量，解决各菌种熟成的时间 落差问题及催化效应受温度或生化反应速率问题的影响，实现连续生产的目 的。由于所述可调式连续发酵多层级生物科技培育系统还包括吸附气体转化 装置，所以使整个发酵过程中活性酵素的利用率得到提高，降低成本，保护 生态环境，实现零排放的环保科技目的。由于所述第三层固液分离及菌丝体 切断发酵槽上还固定有绳索，所以可以通过设置在所述第三层固液分离及菌 丝体切断发酵槽上的所述温度显示装置来控制升降所述绳索，从而实现控制 所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽在所述浮体网内海水中的深度，达 到控制所述发酵过程所需的温度。由于所述浮体网上还设置有耐腐蚀的所述 防晒盖，所以可以通过所述防晒盖来防止所述第一层营养源培养基发酵槽裸 露在外面被太阳暴晒，从而保证发酵槽内的发酵温度质量要求。所述第一层 营养源培养基发酵槽、所述第二层n级菌种培育发酵槽、所述第三层固液分 离及菌丝体切断发酵槽和所述吸附气体转化装置都是采用耐腐蚀的材料结构 制成的，所以提高本系统的工作寿命。
图1是本发明工作原理立体视示意图2是本发明中两个浮体网组合在一起工作的主视示意图； 图3是本发明中两个浮体网组合在一起工作的俯视示意图；图4是本发明生物科技多层级反应流程图。
具体实施例方式
具体实施例一
如图l、图4所示，本发明包括六个浮体单元l、 一套网具2和一个锚， 所述锚又包括定置锚3、锚杆4、两根拉引横杆5和定置锚缆6。所述定置锚 3与所述锚杆4固定连接在一起，两根所述拉引横杆5分别通过两个活孔环 与所述锚杆4相连。六个所述浮体单元1通过牵引索形成正六边形的形状， 所述网2通过捆索与六个所述浮体单元1连接绑在一起形成的正六边形浮体 网，所述浮体网通过所述定置锚缆6与所述锚相连。所述网2的内部从上至 下依次设置有第一层营养源培养基发酵槽7、第二层n级菌种培育发酵槽8 和第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽9，所述第一层营养源培养基发酵槽 7、所述第二层n级菌种培育发酵槽8和所述第三层固液分离及菌丝体切断发 酵槽9之间依次用设置有阀门的软管相连通。所述第一层营养源培养基发酵 槽7的一端面上设有气密式进料口 11，所述第三层固液分离及菌丝体切断发 酵槽9上设置有温度显示装置，所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽9 的内部设置有菌丝体断器12。
所述可调式连续发酵多层级生物科技培育系统还包括设置在所述单元浮 体1上的吸附气体转化装置10，所述吸附气体转化装置10通过所述带阀门 的软管与第一层营养源培养基发酵槽7的一端面相通并由阀调控制。
每一个所述浮体网上设置有防晒盖，所述第三层固液分离及菌丝体切断 发酵槽9上还固定有绳索，所述绳索的另一端设置于所述浮体网或所述防晒 盖上。
所述第一层营养源培养基发酵槽7、所述第二层n级菌种培育发酵槽8、所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽9和所述吸附气体转化装置10都是 采用耐腐蚀的材料制成。
靠近所述定置锚的那根所述拉引横杆5可根据季节海流的变化通过螺母 进行中间或偏上或偏下调控，满足海流变化要求。
所述第一层营养源培养基发酵槽7飘浮在海面上，所述第二层n级菌种 培育发酵槽8悬浮在海水中，所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽9通 过固定在浮体上的绳索来控制发酵槽沉在符合发酵温度要求的恒温水域，从 而达到调制发酵槽所设定发酵温度的目的。在所述浮体网随波浪一起摆动的 同时，也带动槽体进行搅拌并通过固定在所述槽体内的所述菌丝体切断器12 切断菌丝体。
具体实施例二
如图2、图3、图4所示，本发明包括十二个浮体单元l、网2和锚，所 述锚又包括定置锚3、锚杆4、两根拉引横杆5和定置锚缆6。所述定置锚3 与所述锚杆4固定连接在一起，两根所述拉引横杆5分别通过两个活孔环与 所述锚杆4相连。在十二个浮体单元中，分别由六个所述浮体单元1通过牵 引索组合成两个正六边形的形状，所述网2通过捆索与六个所述浮体单元1 连接绑在一起形成的正六边形浮体网，所述浮体网通过所述定置锚缆6与所 述锚相连，所述网2的内部从上至下依次设置有第一层营养源培养基发酵槽 7、第二层n级菌种培育发酵槽8和第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽9， 所述第一层营养源培养基发酵槽7、所述第二层n级菌种培育发酵槽8和所 述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽9之间依次用设置有阀门的软管相连 通，所述第一层营养源培养基发酵槽7的一端面上设有气密式进料口 11，所 述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽9上设置有温度显示装置，所述第三 层固液分离及菌丝体切断发酵槽9的内部还设置有菌丝体断器12。
所述第二层n级菌种培育发酵槽8是由6个发酵槽以并联的形式连接形
10成6级，所述第二层n级菌种培育发酵槽8中的每一级所述发酵槽分别通过 所述带阀门的软管与所述第一层营养源培养基发酵槽7和第三层固液分离及 菌丝体切断发酵槽9相连通。
所述第一层营养源培养基发酵槽7和所述第二层n级菌种培育发酵槽8 依次设置在一单元所述浮体网内，所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽 9设置在相邻的所述浮体网内。
所述可调式连续发酵多层级生物科技培育系统还包括设置在所述单元浮 体1上的吸附气体转化装置10，所述吸附气体转化装置10通过所述带阀门 的软管与第一层营养源培养基发酵槽7的一端面相通。
每一个所述浮体网上设置有防晒盖，所述第三层固液分离及菌丝体切断 发酵槽9上还固定有绳索，所述绳索的另一端设置于所述浮体网或所述防晒
盖上o
所述第一层营养源培养基发酵槽7、所述第二层n级菌种培育发酵槽8、 所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽9和所述吸附气体转化装置10都是 采用耐腐蚀的材料制成。
靠近所述定置锚的那根所述拉引横杆可根据季节海流的变化通过螺母进 行中间或偏上或偏下调控，满足海流变化要求。
所述第一层营养源培养基发酵槽7飘浮在海面上，所述第二层n级菌种 培育发酵槽8悬浮在海水中，所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽9通 过固定在浮体上的绳索来控制发酵槽沉在符合发酵温度要求的恒温水域，从 而达到控制发酵槽所设定发酵温度的目的。在所述浮体网随波浪一起摆动的 同时，也带动槽体进行搅拌并通过固定在所述槽体内的所述菌丝体切断器12 切断菌丝体。
具体发酵培养步骤如下
①在有机天然生物质中加入奈米级纯水后打成浆，再加入光合菌和辅助 酶在25°C-5(TC的条件下进行萃取，然后又在5°C-25°C (或低温或室温)的条件下进行葡聚糖生化反应，形成营养源培养基；
② 将所述营养源培养基通过添料口 11加入到第一层营养源培养基发酵槽 7内，在发酵过程中，营养源培养基从上一层发酵槽定时定量顺着软管 流向下一层发酵槽，在海水波浪的上下起伏摆动条件下进行搅拌；然 后在第二层n级菌种培育发酵槽8的第一级反应槽中加入冬虫夏草， 第二级反应槽中加入樟芝，第三级反应槽中加入灵芝，第四级反应槽 中加入绣球菌，第五级反应槽中加入巴西磨菇，第六级反应槽中加入 纳豆激酶，然后再分别按时令要求在各发酵槽中加入经纯化的辅助酶
(酶活力》12u/mL)不同菌种，最后达到其重量G (吨)与容积V (ra3) 之比为5%-15%，作为种源培养兼发酵生物反应槽；
③ 在第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽9中培育奈米级菌丝体，达到 以下之质量标准管控(或视人体或生物体之特殊需求)调制加入部分 微量元素使其达到锰(Mn2+) 5mg/L、锶(Sr2+) 2 mg/L、钙(Ga2+) 25 mg/L、 锌(Zn2+) 7 mg/L、铁(Fe3+) 5 mg/L、镁(Mg2+) 12.5 mg/L、钾(K+) 78 mg/L和有机硒7 mg/L的溶度要求；
④ 调控第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽9中的酸碱度，使ra值达到
6.8-7.8范围，根据生产需求弹性调制，遇低温菌则适时根据时令要求 采用液位控制，运用水面可调式浮体将所述第三层固液分离及菌丝体 切断发酵槽9降到海水中适合发酵温度的深度；
◎将培养得到的菌丝体进行有效切断聚合键结需至奈米级活性多糖体， 适合人体可直接舌下吸收为标准，采用固液分离收集，液体可制成饮 品，固体可制成胶囊、含片提供保健或美容之下游生物科技工业需求。 在发酵培养的过程中产生的气体，可以经过所述吸附气体转化装置的吸 附作用来进行收集，然后将收集到的有用成份生产成奈米级香精等美容产品。 本发明不需要主动提供能源动力，不占陆地空间，节约资源。当所述浮
12体网都为正六边形时，所述浮体网与所述浮体网之间能进行蜂窝式多层级组 合，提高生产的产量及安全性。
本发明可广泛应用于生物科技上中下游发酵培育系统生产领域。
权利要求
1、一套可调式连续发酵多层级生物科技培育系统，包括多个浮体单元(1)、网(2)和锚，所述锚又包括定置锚(3)、锚杆(4)、拉引横杆(5)和定置锚缆(6)，所述定置锚(3)与所述锚杆(4)固定连接在一起，所述拉引横杆(5)通过活孔环与所述锚杆(4)相连，所述网(2)通过捆索与所述浮体单元(1)连接绑在一起形成浮体网，所述浮体网通过所述定置锚缆(6)与所述锚相连，其特征在于所述网(2)的内部从上至下依次设置有第一层营养源培养基发酵槽(7)、第二层n级菌种培育发酵槽(8)和第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽(9)，所述第一层营养源培养基发酵槽(7)、所述第二层n级菌种培育发酵槽(8)和所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽(9)之间依次用设置有阀门的软管相连通，所述第一层营养源培养基发酵槽(7)的一端面上设有气密式进料口(11)，所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽(9)上设置有温度显示装置。
2、 根据权利要求1所述的可调式连续发酵多层级生物科技培育系统，其特征 在于所述第二层n级菌种培育发酵槽(8)是由一个发酵槽或一个以上 发酵槽以并联的形式形成，所述第二层n级菌种培育发酵槽(8)中的每 一个所述发酵槽分别通过所述带闽门的软管有选择性的与所述第一层营 养源培养基发酵槽(7)和第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽(9)相连 通。
3、 根据权利要求2所述的可调式连续发酵多层级生物科技培育系统，其特征 在于所述第一层营养源培养基发酵槽(7)和所述第二层n级菌种培育 发酵槽(8)依次设置在一单元所述浮体网内，所述第三层固液分离及菌 丝体切断发酵槽(9)设置在相邻的所述浮体网内。
4、 根据权利要求1或2或3所述的可调式连续发酵多层级生物科技培育系 统，其特征在于所述可调式连续发酵多层级生物科技培育系统还包括设 置在所述单元浮体(1)上的吸附气体转化装置(10)，所述吸附气体转化装置(10)通过所述带阀门的软管与第一层营养源培养基发酵槽(7)的 一端面相通。
5、 根据权利要求4所述的可调式连续发酵多层级生物科技培育系统，其特征 在于每一个所述浮体网上设置有防晒盖，所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽(9)上还固定有绳索，所述绳索的另一端设置于所述浮体网 或所述防晒盖上。
6、 根据权利要求5所述的可调式连续发酵多层级生物科技培育系统，其特征 在于所述第一层营养源培养基发酵槽(7)、所述第二层n级菌种培育发 酵槽(8)、所述第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽(9)和所述吸附气 体转化装置(10)都是采用耐腐蚀的材料制成。
7、 根据权利要求6所述的可调式连续发酵多层级生物科技培育系统，其特征 在于靠近所述定置锚(3)的那根所述拉引横杆(5)可执中或偏上或偏 下三段进行调控。
8、 一种可调式连续发酵多层级生物科技培育方法，其特征在于① 在有机天然生物质中加入奈米级纯水后打成浆，再加入光合菌和辅助酶在25'C-5(TC的条件下进行萃取，然后又在5""C-25'C (或低温 或室温)的条件下进行葡聚糖生化反应，形成营养源培养基；② 将所述营养源培养基通过添料口 (11)加入到第一层营养源培养基 发酵槽(7)内，在发酵过程中，营养源培养基从上一层发酵槽定时 定量顺着软管流向下一层发酵槽，在海水波浪的上下起伏摆动条件 下进行搅拌；然后在第二层n级菌种培育发酵槽(8)的各发酵槽中 按时令要求加入经纯化的辅助酶(酶活力》12u/mL)不同菌种，最 后达到其重量G (吨)与容积V (m3)之比为5%-15%，作为种源培养 兼发酵生物反应槽；③ 在第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽(9)中培育奈米级菌丝体， 达到以下之质量标准管控(或视人体或生物体之特殊需求)调制加 入部分微量元素使其达到锰(Mn2+) 5mg/L、锶(Sr2+) 2 mg/L、转(Ga2+) 25mg/L、锌(Zn2+) 7 mg/L、铁(Fe3+) 5 mg/L、镁(Mg2+) 12. 5 mg/L、 钾(K+) 78 mg/L和有机硒7 mg/L的溶度要求；④ 调控第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽(9)中的酸碱度，使ra值达到6.8-7.8范围，根据生产需求弹性调制，遇低温菌则适时根 据时令要求采用液位控制，运用水面可调式浮体将所述第三层固液 分离及菌丝体切断发酵槽(9)降到海水中适合发酵温度的深度；⑤ 将培养得到的菌丝体进行有效切断聚合键结需至奈米级活性多糖 体，适合人体可直接舌下吸收为标准，采用固液分离收集，液体可 制成饮品，固体可制成胶囊、含片提供保健或美容之下游生物科技 工业需求。
全文摘要
本发明公开了一种可调式连续发酵多层级生物科技培育系统及培育方法，旨在提供一种不需要主动提供能源动力，不占陆地空间，可节约成本的可调式连续发酵多层级生物科技培育系统及培育方法。本发明包括浮体单元(1)、网(2)和锚，所述网(2)通过捆索与所述浮体单元(1)连接绑在一起形成浮体网，所述浮体网通过所述定置锚缆(6)与所述锚相连，所述网(2)的内部从上至下依次设置有第一层营养源培养基发酵槽(7)、第二层n级菌种培育发酵槽(8)和第三层固液分离及菌丝体切断发酵槽(9)。本发明可广泛应用于生物科技上中下游发酵培育系统生产领域。
文档编号C12P19/04GK101671630SQ200810198480
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者潘竫一 申请人:潘竫一