全功能高效食药用菌固态发酵装置制造方法
【专利摘要】一种全功能高效食药用菌固态发酵装置，该装置集灭菌、植菌、培养、干燥及采收等生产流程于一体，包括一体成形的反应槽、活动层架、培养盘及内部管线。该培养盘上载负培养基，并置放于该反应器内部活动层架上，以盘式培养方式进行固态发酵，该内部管线可提供植菌、液态养分与气体，以供应微生物发酵时所需的养分。此外槽体设有干燥循环单元搭配产物采收单元以进行干燥与采收。藉此，可有效连贯固态发酵的生产流程，过程中无须进行发酵物的机台转移，能大幅降低污染率，亦无须购买高机械化的自动生产设备，可减低操作人力的需求，生产成本极低，且可进行高效率的大量生产，进而达到省时节能、生产流程连贯、低成本、操作简单、低人力需求及低污染的效果。
【专利说明】全功能高效食药用菌固态发酵装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型有关于一种集合灭菌、植菌、培养、干燥及采收等生产流程于一体的全 功能高效食药用菌固态发酵装置，尤指涉及一种构造简单的盘式发酵结构，特别指可达到 省时节能、生产流程连贯、低成本、操作简单、低人力需求、及低污染的效果，并且无须自动 化生产设备却可达到自动化量产的目标的固态发酵装置。
【背景技术】
[0002] 目前常见的固态发酵系统可分为下列类型：第一类为气-固流化床式发酵槽 (Gas-Solid Fluidized Bed Fermenter),此类发酵槽通常为直立式槽体，内部填充固态培养 基质，利用机器上下搅拌推翻方式，并外接通气管的输入空气来提供空气与降温，湿度则以 喷洒方式由上方来提供水气；然而，此系统相当耗能，又搅拌时基质容易挤压破损，且其容 积更受限于培养基可堆栈之高度。第二类为转鼓式发酵槽（Rotary Drum Fermenter),此类 发酵槽多为圆柱型结构的槽体，可以360度旋转方式进行培养基质的推翻，可通气态与液 态养份；然而，此类发酵槽容积不能超过三分之一，其槽体容量有使用限制、耗能及价格昂 贵，且旋转过程所产生的扰动可能不利于需静置发酵微生物之生长，而其培养基也有结块 的可能性。第三类为盘式发酵槽（Tray Fermenter)，将培养基质填装于发酵盘上，一盘一 盘安装于发酵槽内层架上，可解决上述培养基堆栈的问题，散热佳，可通管提供空气与液态 养分，并可提供良好的生长环境给需静置发酵的微生物；然而，此法如美国第US 6, 620, 614 B1号专利，其在安装与采收上相当耗费人力，且生产制程上的连贯性尚有不足，有些系统尝 试在设计上将部分制程连贯化，如中国台湾发明专利第1409329号，但其设计过度复杂，并 且价格昂贵。
[0003] 因此，目前在盘式发酵槽中并无从灭菌至采收生产流程一体化的简单设计。
[0004] 有鉴于此，上述各文献数据显示过去所设计的发酵槽，有耗能、培养基质堆栈破 损、价格昂贵、耗人力、或设计过度复杂等问题，且无一套完整生产流程一体化的设计。故， 一般无法符合使用者于实际使用时所需。
【发明内容】
[0005] 本实用新型所要解决技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种全功能高 效食药用菌固态发酵装置，其以容易操作的生产制程及简单的槽体设计，可大幅降低人力 需求，省时节能，降低自动化设备购置成本，将原本不连贯的固态发酵生产流程合并于一 台，并可以大量生产，污染少。
[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种全功能高效食药 用菌固态发酵装置，该装置包括：反应槽，其侧面设置有观察窗，用以检视发酵与微生物生 长状况，而正面则设置有可掀开的槽盖；活动层架，设置在该反应槽内，其底部篓空并具有 一层以上的培养盘置放层；至少一培养盘，该培养盘置放于该底部篓空的活动层架上，且每 一培养盘堆栈于培养盘置放层，而每一培养盘具有一底盘，其上可充填培养基；液体内部管 线，设置在该反应槽内，包含液体管线及排水孔，该液体管线具有液体管线入口，且于该液 体管在线连接有数条喷洒管线，每一喷洒管线设置于每一培养盘置放层上方，可均匀喷洒 液体于每层培养盘上，用于提供液态植菌或添加液体馈料，以供应植菌与微生物发酵时所 需的液态养分，该反应槽内下方设有可排放多余液体的排水孔；气体内部管线，设置在该反 应槽内，包含气体管线及出气口，该气体管线具有气体管线入气口，用于提供好氧气体与温 度控制且具散热作用，以供应微生物发酵时所需的氧气，该反应槽内上方设有出气口；以及 产物采收单元，包含设置于该反应槽内底部向内倾斜似漏斗状的收集盘，用以收集干燥后 的产物。
[0007] 所述反应槽为一体成形，其槽体外型为圆柱或方形。
[0008] 所述反应槽为活动槽体，并具有可移动反应槽至一隧道式灭菌荃灭菌的车轮。
[0009] 所述反应槽为固定槽体，是经强化结构形成的压力容器，可通入蒸气后于原地直 接进行灭菌。
[0010] 所述喷洒管线可拆装地连接于该液体管线。
[0011] 所述装置进一步包括干燥循环单元，该干燥循环单元包含该反应槽正面槽盖与其 对面槽体分别设置的热干气体入口及热干气体出口、以及于该反应槽正面槽盖与其对面槽 体设置的数个热气分散口，每一热气分散口至少对应一培养盘置放层，用以提供均匀热气 分散至每一培养盘置放层。
[0012] 所述反应槽槽体为压力容器，其热干气体的出口连接有真空抽气管以进行真空干 燥。
[0013] 所述干燥循环单元视需求取代前面所述的气体内部管线。
[0014] 所述产物采收单元进一步包含采收桶，且置放于该活动层架上的培养盘的底盘可 由该培养盘的正面抽出，干燥后的培养基即可掉落至该收集盘上，并收集至该采收桶中。
[0015] 如此，本装置可有效改善现有固态发酵生产流程不连贯性的缺点，以构造简单的 盘式发酵结构，集合灭菌、植菌、培养、干燥及采收等生产流程于一体，可达到省时节能、生 产流程连贯、低成本、操作简单、低人力需求、及低污染的效果，并且无须自动化生产设备却 可达到自动化量产的目标。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本发明的装置正面架构示意图。
[0017] 图2是本发明的装置侧面架构示意图。
[0018] 图3是本发明的培养盘底盘抽出示意图。
[0019] 标号说明：
[0020] 全功能高效食药用菌固态发酵装置100
[0021] 反应槽10 观察窗11
[0022] 槽盖12 车轮13
[0023] 活动层架20 培养盘置放层21
[0024] 培养盘30 底盘31
[0025] 液体内部管线40 液体管线41
[0026] 排水孔42 液体管线入口 43
[0027] 喷洒管线44 气体内部管线50
[0028] 气体管线51 出气口 52
[0029] 气体管线入气口 53 支气管线54
[0030] 干燥循环单元60 热干气体入口 61
[0031] 热干气体出口 62 热气分散口 63
[0032] 产物采收单元70 收集盘71
[0033] 采收桶72 培养基1。
【具体实施方式】
[0034] 请参阅图1至图3所示，分别为本实用新型的装置正面架构示意图、本实用新型的 装置侧面架构示意图、及本实用新型的培养盘底盘抽出示意图。如图所示：本实用新型为一 种全功能高效食药用菌固态发酵装置100,用以提供进行灭菌、植菌、培养、干燥及采收等固 态发酵生产流程，该装置100包括一反应槽10、一活动层架20、至少一培养盘30、一液体内 部管线40、一气体内部管线50、一干燥循环单元60、以及一产物采收单元70所构成。
[0035] 上述所提反应槽10为一体成形，其槽体外型可为圆柱或方形，于侧面设置有一观 察窗11，而正面则设置有一可掀开的槽盖12。其中，该反应槽10可为活动槽体，具有一车 轮13,可移动反应槽10至一隧道式灭菌荃（图中未示)灭菌，如图1及图2所示；或者，该反 应槽亦可为固定槽体，是经强化结构形成的压力容器，可通入蒸气后于原地直接进行灭菌。
[0036] 该活动层架20设置在该反应槽10内，其底部篓空并具有一层以上的培养盘置放 层21。
[0037] 该至少一培养盘30置放于该底部篓空的活动层架20上，且每一培养盘30堆栈于 一培养盘置放层21，而每一培养盘30具有一底盘31，其上可充填培养基1。
[0038] 该液体内部管线40设置在该反应槽10内，包含一液体管线41及一排水孔42,该 液体管线41具有一液体管线入口 43,且于该液体管线41上连接有数条可拆装的喷洒管线 44,每一喷洒管线44设置于每一培养盘置放层21上方，以洒水头或喷雾器方式进行菌母植 菌，或可作为添加液态馈料的动作，且为了该活动层架20的安装与取出的方便性，该些喷 洒管线44可以从该液体管线41轻易拆卸下来。
[0039] 该气体内部管线50设置在该反应槽10内，包含一气体管线51及一出气口 52,该 气体管线51具有一气体管线入气口 53。
[0040] 该干燥循环单元60包含于该反应槽10正面槽盖12与其对面槽体分别设置的一 热干气体入口 61及一热干气体出口 62、以及于该反应槽10正面槽盖12与其对面槽体设置 的数个热气分散口 63,每一热气分散口 63至少对应一培养盘置放层21，形成良好的干燥循 环系统，并可于通上热干空气后即可进行干燥流程。其中，当上述反应槽10槽体为压力容 器，其热干气体的出口可连接一真空抽气管（图中未示)，进行真空干燥。
[0041] 该产物采收单元70包含一设置于该反应槽10内底部向内倾斜似漏斗状的收集盘 71、以及一设置于该反应槽10外底部的采收桶72。
[0042] 上述干燥循环单元60可外接干燥设备，并可视需求取代该气体内部管线50,以节 省设备成本。如是，藉由上述揭露的结构构成一全新的集合灭菌、植菌、培养、干燥及采收等 生产流程于一体的全功能高效食药用菌固态发酵装置100。
[0043] 于一较佳实施例中，如图1及图2所示，本全功能高效食药用菌固态发酵装置100 为一体成形的反应槽10,正面为槽体的槽盖12,可掀开。当运用时，培养基1可先于作业平 台上充填在培养盘30上，该培养盘30堆栈于每一培养盘置放层21，依需求可堆栈数层，并 置放于底部篓空之活动层架20上，然后将该活动层架20连同该些培养盘30推入至该反应 槽10中，并安装喷洒管线44于液体管线41上，盖上该槽盖12后，整台反应槽10可推入隧 道式灭菌釜（图中未示）中灭菌，待灭完菌后，静置冷却。一液态菌母槽（图中未示）可接至 该反应槽10上方的液体管线入口 43,将液态菌种导入该液体管线41，藉由该些喷洒管线 44均匀喷洒至每层培养盘30的培养基1上，多余的菌液则由下方排水孔42流出。之后将 整台全功能高效食药用菌固态发酵装置100推至培养室，由气体管线入气口 53导入过滤的 无菌空气，并由该反应槽10内上方的出气口 52排出，培养期间可由气体管线51通入含水 气的空气以保持槽内湿度并控制温度且具散热作用，或可视微生物的好氧程度调整气体含 量，以达最适的发酵环境，而该液体管线41则可用来添加碱性营养液以增加该培养基1的 养分并调整pH值，达到最高效率的发酵条件。其中，在发酵培养时可由槽体侧边观察窗11 检视发酵过程。发酵完毕后，发酵产物无须从该反应槽10取出，加热的干空气可由该槽盖 12上的热干气体入口 61导入槽内，藉由每层的热气分散口 63将热干气体均勻地分布在每 层培养盘30上进行干燥，并由后面热干气体出口 62排出。待完成干燥后，打开该反应槽槽 盖12,将该些喷洒管线44拆下，由下而上将该些培养盘30的底盘31由该培养盘30的正面 依序抽出，如图3所示，干燥后的培养基(即发酵产品)即可掉落至槽体底部如漏斗型的收集 盘71上，并滑落至采收桶72内，完成采收。
[0044] 因此，本创作所设计的全功能高效食药用菌固态发酵装置，可有效连贯固态发酵 的生产流程，以构造简单的盘式发酵结构，集合灭菌、植菌、培养、干燥及采收等生产流程于 一体，过程中无须进行发酵物之机台转移，能大幅降低在生产制程中的污染率，亦无须购买 高机械化的自动生产设备，可减低操作人力的需求，并以简单的槽体设计与生产步骤，产生 极低生产成本，且可进行高效率的大量生产，进而使本装置达到省时节能、生产流程连贯、 低成本、操作简单、低人力需求、及低污染的效果，并且无须自动化生产设备却可达到自动 化量产的目标。
[0045] 综上所述，本实用新型的一种全功能高效食药用菌固态发酵装置，可有效改善现 有固态发酵生产流程不连贯性的缺点，以构造简单的盘式发酵结构，集合灭菌、植菌、培养、 干燥及采收等生产流程于一体，可达到省时节能、生产流程连贯、低成本、操作简单、低人力 需求、及低污染的效果，并且无须自动化生产设备却可达到自动化量产的目标，进而使能产 生更进步、更实用、更符合使用者所须，确已符合新型专利申请的要件，依法提出利申请。
[0046] 惟以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实 施的范围；故，凡依本实用新型申请专利范围及新型说明书内容所作的简单的等效变化与 修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖之范围内。
【权利要求】
1. 一种全功能高效食药用菌固态发酵装置，其特征在于，该装置包括： 反应槽，其侧面设置有观察窗，用以检视发酵与微生物生长状况，而正面则设置有可掀 开的槽盖； 活动层架，设置在该反应槽内，其底部篓空并具有一层以上的培养盘置放层； 至少一培养盘，该培养盘置放于该底部篓空的活动层架上，且每一培养盘堆栈于培养 盘置放层，而每一培养盘具有一底盘，其上可充填培养基； 液体内部管线，设置在该反应槽内，包含液体管线及排水孔，该液体管线具有液体管线 入口，且于该液体管在线连接有数条喷洒管线，每一喷洒管线设置于每一培养盘置放层上 方，可均匀喷洒液体于每层培养盘上，用于提供液态植菌或添加液体馈料，以供应植菌与微 生物发酵时所需的液态养分，该反应槽内下方设有可排放多余液体的排水孔； 气体内部管线，设置在该反应槽内，包含气体管线及出气口，该气体管线具有气体管线 入气口，用于提供好氧气体与温度控制且具散热作用，以供应微生物发酵时所需的氧气，该 反应槽内上方设有出气口；以及 产物采收单元，包含设置于该反应槽内底部向内倾斜似漏斗状的收集盘，用以收集干 燥后的产物。
2. 如权利要求1所述的全功能高效食药用菌固态发酵装置，其特征在于，所述反应槽 为一体成形，其槽体外型为圆柱或方形。
3. 如权利要求1所述的全功能高效食药用菌固态发酵装置，其特征在于，所述反应槽 为活动槽体，并具有可移动反应槽至一隧道式灭菌荃灭菌的车轮。
4. 如权利要求1所述的全功能高效食药用菌固态发酵装置，其特征在于，所述反应槽 为固定槽体，是经强化结构形成的压力容器，可通入蒸气后于原地直接进行灭菌。
5. 如权利要求1所述的全功能高效食药用菌固态发酵装置，其特征在于，所述喷洒管 线可拆装地连接于该液体管线。
6. 如权利要求1所述的全功能高效食药用菌固态发酵装置，其特征在于，所述装置进 一步包括干燥循环单元，该干燥循环单元包含该反应槽正面槽盖与其对面槽体分别设置的 热干气体入口及热干气体出口、以及于该反应槽正面槽盖与其对面槽体设置的数个热气分 散口，每一热气分散口至少对应一培养盘置放层，用以提供均匀热气分散至每一培养盘置 放层。
7. 如权利要求6所述的全功能高效食药用菌固态发酵装置，其特征在于，所述反应槽 槽体为压力容器，其热干气体的出口连接有真空抽气管以进行真空干燥。
8. 如权利要求6所述的全功能高效食药用菌固态发酵装置，其特征在于，所述干燥循 环单元视需求取代权利要求1中的气体内部管线。
9. 如权利要求1所述的全功能高效食药用菌固态发酵装置，其特征在于，所述产物采 收单元进一步包含采收桶，且置放于该活动层架上的培养盘的底盘可由该培养盘的正面抽 出，干燥后的培养基即可掉落至该收集盘上，并收集至该采收桶中。
【文档编号】C12M1/00GK203947098SQ201420239559
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】林进忠, 林宇彦, 郭钟达, 廖建昌, 李政暾, 朱佑颉 申请人:台湾利得生物科技股份有限公司