CN102234606B - 可灭菌的简便微生物培养设备及其培养方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可灭菌的简便微生物培养设备及其培养方法，该设备包含一培养槽，培养槽设有一排气口；一搅拌装置穿设于培养槽的侧边；一通气管穿设于培养槽的侧边，通气管通入一气体，气体经由排气口排出；一空气过滤器位于培养槽内并与通气管相接设；一加热装置设于培养槽的底端；一冷却装置设于培养槽内。本发明不但结构简单，成本低廉，以让使用者以低成本的方式自行培养微生物而使用，且通过设置于培养槽内的空气过滤器以将细菌消灭，并使通气管通入气体再经由排气口排出的方式，可使培养槽内的空气不断排出，以避免细菌由外界进入培养槽内而污染培养的微生物。

Description

可灭菌的简便微生物培养设备及其培养方法

技术领域

本发明是有关于一种微生物培养设备，特别是指一种可灭菌的简便微生物培养设备及其培养方法。

背景技术

近年来，微生物的使用大幅改善人类的生活质量，微生物的使用范围广泛，一般多利用于病原、害虫、杂草防治或诱发作物，或是由微生物的有效成分经由配方所制成产品，一般由自然界分离所得，惟也可再经人工品系改良，如人为诱变、汰选或遗传基因改造。以微生物制作的产品多半无毒性，而且在环境中能被生物所分解。微生物种类众多，包含细菌、真菌、藻类、原生动物或病毒。其作用机制可经由毒素的生产(如苏力菌，Bacillus thuringiensis)、侵入寄生(如白殭菌，Beauveria)、病原性(如杆状病毒)和竞争(如病毒用于植物的交叉保护)。

微生物可针对特定的害虫作有效的消灭，对人或其它动植物无毒性，又因其具生物可分解性，所以不会残留污染环境，长久以来即已商业化大量生产用于虫害的防治。然而一般微生物培养不易，必须以特定的装置或设备才能培养微生物，且特定的装置或设备造价过高，成本非其大量使用所能负担。虽然微生物培养的研究于文献上的记载颇多，技术上已成熟，但多为实验室的研究成果，而且工业化培养的成果报告因属机密性质，外界较不易得知内容。而实验室的微生物酦酵槽，再配备附属的空气压缩机、蒸汽锅炉、冰水机、桶槽、管路等，视品牌规格，需花费一百至三百万元，一般的使用者根本负担不起这么庞大的费用。另外，有些使用者、农家或小型作坊以大塑料桶或铁桶自行生产农用或其它用途的微生物，但因无培养基质预先灭菌的程序，通入的空气亦无除菌的处理，又无适当的搅拌或温控设备，所以培养过程被污染而不自知，培养效果亦不佳。至于小型自制微生物的培养方式，几乎无正规文献报告。因此本发明提供一种可灭菌的简便微生物培养设备，其结构简单，成本低廉，操作容易，且可避免杂菌污染，以让使用者以低成本的方式自行培养微生物而使用。

发明内容

本发明的目的之一，在于提供一种可灭菌的简便微生物培养设备及其培养方法，其结构简单，以让使用者自行以低成本的方式培养微生物而使用。

本发明的目的之一，在于提供一种可灭菌的简便微生物培养设备及其培养方法，其是藉由设置于一培养槽的一空气过滤器以将细菌消灭，并藉由一通气管通入一气体，使气体经由培养槽的一排气口排出，如此可使培养槽内的空气不断排出，以避免细菌由外界进入培养槽内而污染培养的微生物。

为了达到上述的目的，本发明是一种可灭菌的简便微生物培养设备，包含：

一培养槽，具有一排气口，该排气口设有一排气盖，该排气口盖设有一气孔；

一搅拌装置，穿设于该培养槽的侧边；

一通气管，穿设于该培养槽的侧边，该通气管持续通入一气体，该通气管的出风口位于该培养槽内；

一空气过滤器，设于该培养槽内并与该通气管相接设，该空气过滤器过滤已持续进入该通气管的该气体，以产生一干净气体并透过该通气管的该出风口进入该培养槽；

一加热装置，设于该培养槽的底端，该加热装置对该培养槽加热，以消灭该培养槽的内部、该培养槽内的培养基、及该空气过滤器中的细菌；以及

一冷却装置，设于该培养槽内，冷却该培养槽内的培养基；

其中，通过该空气过滤器的气体形成一无菌气体，该培养槽的槽内压力呈现正压，该培养槽之槽内压力于该排气口盖开启一部分时，使该培养槽持续经由该开口排出该无菌气体而无外界含杂菌空气进入该培养槽，于该开口持续排出该无菌气体的情况下倒入一菌种菌液至该培养槽。

本发明中，其中该培养槽的材料包含钢铁。

本发明中，其中该培养槽具有一排气口，该排气口设置一排气口盖。

本发明中，其中该排气口盖设有一气孔。

本发明中，其中该空气过滤器包含一滤膜。

本发明中，其中该滤膜的材料包含聚四氟乙烯。

本发明中，其中该滤膜的孔隙为0.18-0.26微米。

本发明中，其中该通气管具有一入风口与出风口，该入风口位于该培养槽之外，该出风口位于该培养槽之内。

本发明中，其中该入风口的位置高于该出风口的位置。

本发明中，更包含一气泡石，该气泡石设于该培养槽内并与该通气管相接设。

本发明中，其中该冷却装置更包含一冷却管，该冷却管具有一输入端与一输出端，该输入端的位置低于该输出端的位置。

本发明中，更包含一温度计，该温度计设于该培养槽的一侧。

本发明中，其中该搅拌装置包含：

一搅拌马达，设于该培养槽的外侧；

一搅拌轴，穿设于该培养槽的侧边并与该搅拌马达相接设；以及

一搅拌叶片，设于该搅拌轴并位于该培养槽内。

本发明中，其中该加热装置为一瓦斯炉或其它加热器。

本发明还同时公开了一种可灭菌的简便微生物培养设备的培养方法，其包括：

(一)培养基煮沸灭菌：将培养基置于一培养槽内，并加热煮沸；

(二)导入空气：在培养基煮沸灭菌结束前导入空气于煮沸的培养基中，该空气是经一设于该培养槽内的空气过滤器；

(三)冷却培养基；

(四)无杂菌接种：将种菌液于无杂菌状态下倒入培养槽中完成接种；

(五)维持“正压”于培养操作期间。

本发明中，其中步骤(四)该无杂菌接种是将该培养槽的排气口盖打开一部分，维持无菌空气自开口不断排出的状态下，将种菌液倒入该培养槽中完成接种。

本发明中，其中步骤(五)该维持“正压”方式是以持续导入除菌空气，使得该培养槽保持在仅有无菌空气自培养槽排出的状态，以减低受污染的机会。

本发明具有的有益效果：本发明所述的可灭菌的简便微生物培养设备，不但结构简单，制作成本低廉，以让使用者以低成本的方式自行培养微生物而使用，且藉由设置于培养槽内的空气过滤器以将细菌消灭，并使通气管通入气体再经由排气口排出的方式，可使培养槽内的空气不断排出，以避免细菌由外界进入培养槽内而污染培养的微生物。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的可灭菌的简便微生物培养设备的侧视图；以及

图2为本发明较佳实施例的可灭菌的简便微生物培养设备的上视图。

【图号简单说明】

10    培养槽      12    排气口

14    排气口盖    142   气孔

16    产品流出口  20    搅拌装置

22    搅拌马达    24    搅拌轴

26    搅拌叶片    30    通气管

32    入风口      34    出风口

36    空气过滤器  38    气泡石

40    加热装置    50    冷却装置

52    冷却管      522   输入端

524   输出端      60    温度计

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

请参阅图1与图2，其为本发明较佳实施例的可灭菌的简便微生物培养设备的侧视图与上视图；本发明的可灭菌的简便微生物培养设备，包含一培养槽10、一搅拌装置20、一通气管30与一加热装置40；培养槽10上方具有一排气口12；搅拌装置20穿设于培养槽10的侧边；通气管30穿设于培养槽10的侧边，通气管30藉由一空气压缩机通入一气体，气体可为空气，气体经由排气口12排出；加热装置40设于培养槽10的底端。

本发明是以含有苏力菌的微生物的制作为范例作说明。而制作微生物的培养槽10的材料可为钢铁。本发明的搅拌装置20包含一搅拌马达22、一搅拌轴24与一搅拌叶片26，搅拌马达22设于培养槽10的外侧；搅拌轴24穿设于培养槽10的侧边并与搅拌马达22相接设；搅拌叶片26设于搅拌轴24并位于培养槽10内。另外，搅拌马达22可再接设一变流器以调整搅拌马达22转速，而本发明将搅拌马达22的转数调整为300rpm左右。

本发明制作微生物的培养基质可用糖蜜及胺基酸液适当地调配并调整pH，将培养基质灌入容积约为100公升的培养槽10至约7成满。培养基质在搅拌通气培养的过程中会起泡，故预先酌量加入消泡剂。接着以瓦斯炉加热装置40将培养基质煮沸。本发明的加热装置40可为一瓦斯炉(或其它加热器)，而于培养槽10的一侧设有温度计60。在瓦斯炉火将培养基质煮沸后，接着将瓦斯炉火转小，并且维持培养基质于沸腾状态，使培养基质沸腾灭菌一小时。而本发明的培养槽10的排气口盖14可藉槽内压力自行开启。本发明更可于排气口盖14设置气孔142，并将排气口盖14盖紧，使培养槽10的气体由气孔142不断排出，因此可使培养槽10保持半开放状态，排出过多蒸汽或空气。

本发明的通气管30具有一入风口32与出风口34，入风口32位于培养槽10之外，出风口34位于培养槽10之内。入风口32的位置高于出风口34的位置。如此可使干净的气体经由沸腾的培养基质加热灭菌后，在从培养基质内溢出于排气口12外，如此可避免细菌由排气口12内进入培养基质，入风口32的位置通常也会高于培养基质的最高液位，以避免培养基质从入风口32流出。

本发明更于培养槽10内设置一空气过滤器36，空气过滤器36与通气管30相接设，藉以将输入于培养基质的气体藉由空气过滤器36的一滤膜过滤，以滤除空气中的杂质或细菌，以产生干净的气体。滤膜材质可为疏水性的聚四氟乙烯(PTFE)或是其它材质，滤膜的孔隙约为0.18-0.26微米(如较佳为0.22微米)，亦可视实际需求而更换不同孔隙的滤膜。培养基质加热灭菌时，空气过滤器36及其下游空气管路一并受热灭菌。在培养基质沸腾灭菌完成前十分钟，开启空气压缩机灌入经除湿的空气，流量约50～100公升/分钟，将空气过滤器36下游培养基质液面之上的管路内可能仍带杂菌的空气，吹进沸腾的培养基质中充分灭菌。空气流经空气过滤器36及其下游管路后再由出风口34冒出无菌的空气泡，无菌空气再由培养槽10的排气口盖14的气孔142或是排气口12排出。培养槽10自此时起至培养结束，一直维持灌入除菌空气，及无菌的空气自气孔142或排气口12排出，以「正压」避免有杂菌的空气进入培养槽10内，此时起一直维持灌入除菌空气，亦可避免后续培养基质冷却时培养基质倒吸入空气过滤器36而损坏过滤器。

本发明更包含多孔的一气泡石38，气泡石38设于培养槽10内并与通气管30相接设，气泡石38具有多孔隙，可使干净气体打入培养基质时，气泡变的较细小且平均。

本发明于培养槽10内设置一冷却装置50，冷却装置50更包含一冷却管52，冷却管52为一螺管，冷却管52具有一输入端522与一输出端524，输入端522与输出端524皆位于培养槽10外。输入端522的位置低于输出端524的位置。在培养基质灭菌完成后，将冷却管52的输入端522通入冷却液体，例如水，并自冷却管52的输出端524流出。藉由冷却管52以使培养基质降温至30℃，将培养槽10的排气口盖14打开一小缝，以维持无菌空气由缝中不断排出。在上吹的无菌气流中，将菌种菌液倒入培养槽10中以完成接种。盖好培养槽10的排气口盖14，启动搅拌装置20，并使搅拌马达22维持约300rpm。

培养槽10置于室内阴凉处，培养过程中仅需注意将培养基质维持温度在苏力菌最佳生长温度30士2℃，必要时开启加热装置40或冷却装置50调整温度。培养过程中无其它的控制，如pH、消泡、溶解氧气的控制。培养过程约三日内可完成。完成后自产品流出口16收集的培养液可立即使用，或者将培养液冷藏，日后再用。

基于上述说明，本发明的培养方法包括：

(一)培养基煮沸灭菌：将培养基置于该培养槽10内，并加热煮沸；

(二)导入空气：在培养基煮沸灭菌结束前(例如前10分钟)导入空气于煮沸的培养基中，该空气是经该设于培养槽10内的空气过滤器36；

(三)冷却培养基；

(四)无杂菌接种：将种菌液于无杂菌状态下倒入培养槽10中完成接种；即将该培养槽10的排气口盖14打开一部分，维持无菌空气自开口不断排出的状态下，将种菌液倒入该培养槽10中完成接种；

(五)维持“正压”于培养操作期间；即以持续导入除菌空气，使得该培养槽保持在仅有无菌空气自培养槽排出而无外界含杂菌空气可进入的状态，以减低受污染的机会。

综上所述，本发明是有关于一种可灭菌的简便微生物培养设备及其培养方法，其设备包含一培养槽；培养槽上方具有一排气口；一通气管穿设于培养槽的侧边，通气管藉由一空气压缩机通入一气体，气体经由排气口排出，一空气过滤器设于培养槽内并与通气管相接设。如此当培养槽加热灭菌时，顺便将空气过滤器内的细菌消除，并藉由通气管通入气体再经由排气口排出的方式，可使培养槽内的空气不断排出，以避免细菌由外界进入培养槽内而污染培养的微生物。而且本发明结构简单，制作成本低廉，以让使用者以低成本的方式自行培养微生物而使用。

综上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (15)

1.一种可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，包含：

一培养槽，具有一排气口，该排气口设有一排气盖，该排气口盖设有一气孔；

一搅拌装置，穿设于该培养槽的侧边；

一通气管，穿设于该培养槽的侧边，该通气管持续通入一气体，该通气管的出风口位于该培养槽内；

一空气过滤器，设于该培养槽内并与该通气管相接设，该空气过滤器过滤已持续进入该通气管的该气体，以产生一干净气体并透过该通气管的该出风口进入该培养槽；

一加热装置，设于该培养槽的底端，该加热装置对该培养槽加热，以消灭该培养槽的内部、该培养槽内的培养基、及该空气过滤器中的细菌；以及

一冷却装置，设于该培养槽内，冷却该培养槽内的培养基；

其中，通过该空气过滤器的气体形成一无菌气体，该培养槽的槽内压力呈现正压，该培养槽之槽内压力于该排气口盖开启一部分时，使该培养槽持续经由该开口排出该无菌气体而无外界含杂菌空气进入该培养槽，于该开口持续排出该无菌气体的情况下倒入一菌种菌液至该培养槽。

2.如权利要求1所述的可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，其中该培养槽的材料包含钢铁。

3.如权利要求1所述的可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，其中该空气过滤器包含一滤膜。

4.如权利要求3所述的可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，其中该滤膜的材料包含聚四氟乙烯。

5.如权利要求3所述的可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，其中该滤膜的孔隙为0.18-0.26微米。

6.如权利要求1所述的可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，其中该通气管具有一入风口与出风口，该入风口位于该培养槽之外，该出风口位于该培养槽之内。

7.如权利要求6所述的可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，其中该入风口的位置高于该出风口的位置。

8.如权利要求1所述的可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，更包含一气泡石，该气泡石设于该培养槽内并与该通气管相接设。

9.如权利要求1所述的可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，其中该冷却装置更包含一冷却管，该冷却管具有一输入端与一输出端，该输入端的位置低于该输出端的位置。

10.如权利要求1所述的可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，更包含一温度计，该温度计设于该培养槽的一侧。

11.如权利要求1所述的可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，其中该搅拌装置包含：

一搅拌马达，设于该培养槽的外侧；

一搅拌轴，穿设于该培养槽的侧边并与该搅拌马达相接设；以及

一搅拌叶片，设于该搅拌轴并位于该培养槽内。

12.如权利要求1所述的可灭菌的简便微生物培养设备，其特征在于，其中该加热装置为一瓦斯炉或其它加热器。

13.一种可灭菌的简便微生物培养设备的培养方法，其特征在于，其使用如权利要求1所述的可灭菌的简便微生物培养设备进行菌种培养，所述的培养方法包括：

(一)培养基煮沸灭菌：将培养基置于一培养槽内，并加热煮沸；

(二)导入空气：在培养基煮沸灭菌结束前导入空气于煮沸的培养基中，该空气是经一设于该培养槽内的空气过滤器形成一无菌气体；

(三)冷却培养基；

(四)无杂菌接种：将种菌液于无杂菌状态下倒入培养槽中完成接种；

(五)维持“正压”于培养操作期间。

14.如权利要求13所述的可灭菌的简便微生物培养设备的培养方法，其特征在于，其中步骤(四)该无杂菌接种是将该培养槽的排气口盖打开一部分，维持无菌空气自开口不断排出的状态下，将种菌液倒入该培养槽中完成接种。

15.如权利要求13所述的可灭菌的简便微生物培养设备的培养方法，其特征在于，其中步骤(五)该维持“正压”方式是以持续导入除菌空气，使得该培养槽保持在仅有无菌空气自培养槽排出的状态，以减低受污染的机会。