CN105087383A - 全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法 - Google Patents

Abstract

一种全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法，集灭菌、植菌、培养、干燥及采收等生产流程于一体，是于培养盘上载负培养基，并置放于反应槽内部活动层架上，以盘式培养方式进行固态发酵，且由内部管线提供植菌、液态养分与气体，以供应微生物发酵时所需的养分。此外槽体可设有干燥循环单元搭配产物采收单元，分别进行干燥与采收之流程。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，可减低操作人力的需求，并以简单的槽体设计与生产步骤，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，并且无须自动化生产设备却可达到自动化量产的目标。

Description

全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法

技术领域

本发明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***进行固态发酵的方法，特别是指可达到省时节能、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全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法。

背景技术

目前常见的固态发酵***可分为下列类型：第一类为气-固流化床式发酵槽（Gas-SolidFluidizedBedFermenter），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***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的高度。第二类为转鼓式发酵槽（RotaryDrumFermenter），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，可通气态与液态养分。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的生长，而其培养基也有结块的可能性。第三类为盘式发酵槽（TrayFermenter），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US6,620,614B1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***尝试在设计上将部分制程连贯化，如中国台湾发明专利第I409329号，其设计过度复杂，并且价格昂贵。

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。

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

本发明所要解决的技术问题是：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***进行固态发酵的方法，该方法具有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，并将原本不连贯的固态发酵生产流程合并于一台，可以大量生产、污染少。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法，该方法至少包括下列步骤：

（A）提供一个具固态生产流程一体化的全功能固态发酵装置，其包含一反应槽，该反应槽侧面设置有一观察窗，正面则设置有一可掀开的槽盖；一设置在该反应槽内的活动层架，其底部篓空并具有一层以上的培养盘置放层；至少一置放于该底部篓空的活动层架上的培养盘，每一培养盘堆栈于一培养盘置放层，且每一培养盘具有一底盘；一设置在该反应槽内的液体内部管线，包含一液体管线及一排水孔，该液体管线具有一液体管线入口，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；一设置在该反应槽内的气体内部管线，包含一气体管线及一出气口，该气体管线具有一气体管线入气口，且于该气体管在线连接有数条支气管线，每一支气管线设置于每一培养盘置放层之间；及一产物采收单元，其包含一设置于该反应槽内底部向内倾斜似漏斗状的收集盘；

（B）提供数个培养基，将每一培养基充填于培养盘上；

（C）将液体透过该液体管线入口导入该液体管线内并分流至每一喷洒管线，经由均匀喷洒该液体于每层培养盘上而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，并由该反应槽内下方的排水孔排放多余的液体；

（D）将一气体透过该气体管线入气口导入该气体管线内并分流至每一支气管线，经由扩散该气体于每层培养盘而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，并由该反应槽内上方的出气口排出；

（E）透过该观察窗检视发酵与微生物生长状况，并于发酵完毕后进行干燥，干燥后的培养基将经由该收集盘收集，藉此获得发酵产品。

所述反应槽为一体成形，其槽体外型为圆柱或方形。

所述反应槽为活动槽体，其具有一将反应槽移动至一隧道式灭菌釜灭菌的车轮。

所述反应槽为固定槽体，是经强化结构形成的压力容器，通入蒸气后于原地直接进行灭菌。

所述喷洒管线可拆装地连接于该液体管线，以洒水头或喷雾器的方式进行菌母植菌，或作为添加液态馈料的动作。

所述全功能固态发酵装置进一步包括干燥循环单元，该干燥循环单元包含于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。

所述反应槽槽体为压力容器，其热干气体的出口连接一真空抽气管以进行真空干燥。

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。

所述产物采收单元进一步包含采收桶，置放于该活动层架上的培养盘的底盘由该培养盘的正面抽出，干燥后的培养基即掉落至该收集盘上，并收集至该采收桶中。

如此，本方法可有效改善已知固态发酵生产流程不连贯性的缺点，并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。

附图说明

图1是本发明的装置正面架构示意图。

图2是本发明的装置侧面架构示意图。

图3是本发明的培养盘底盘抽出示意图。

标号说明：

全功能固态发酵装置100反应槽10

观察窗11槽盖12

车轮13活动层架20

培养盘置放层21培养盘30

底盘31液体内部管线40

液体管线41排水孔42

液体管线入口43喷洒管线44

气体内部管线50气体管线51

出气口52气体管线入气口53

支气管线54干燥循环单元60

热干气体入口61热干气体出口62

热气分散口63产物采收单元70

收集盘71采收桶72

培养基1。

具体实施方式

请参阅图1至图3所示，分别为本发明的装置正面架构示意图、本发明的装置侧面架构示意图、及本发明的培养盘底盘抽出示意图。如图所示：本发明为一种全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法，本方法依据图示所示的固态发酵装置可用以提供进行灭菌、植菌、培养、干燥及采收等固态发酵生产流程，其至少包括下列步骤：

（A）提供一个集合灭菌、植菌、培养、干燥及采收等生产流程于一体的全功能固态发酵装置100，其包含一反应槽10，其侧面设置有一观察窗11，正面则设置有一可掀开的槽盖12；一设置在该反应槽10内的活动层架20，其底部篓空并具有一层以上的培养盘置放层21；至少一置放于该底部篓空的活动层架20上的培养盘30，每一培养盘30堆栈于一培养盘置放层21，且每一培养盘30具有一底盘31；一设置在该反应槽10内的液体内部管线40，其包含一液体管线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；一设置在该反应槽10内的气体内部管线50，其包含一气体管线51及一出气口52，该气体管线51具有一气体管线入气口53，且于该气体管线51上连接有数条支气管线54，每一支气管线54设置于每一培养盘置放层21之间；一干燥循环单元60，其包含于该反应槽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以形成良好的干燥循环***，并可于通上热干空气后即可进行干燥流程；及一产物采收单元70，其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。

（B）提供数个培养基1，将每一培养基1充填于培养盘30上；

（C）将一液体透过该液体管线入口43导入该液体管线41内并分流至每一喷洒管线44，经由均匀喷洒该液体于每层培养盘30上而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，并由该反应槽10内下方的排水孔42排放多余的液体。

（D）将一气体透过该气体管线入气口53导入该气体管线51内并分流至每一支气管线54，经由扩散该气体于每层培养盘30而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，并由该反应槽10内上方的出气口52排出；以及

（E）透过该观察窗11检视发酵与微生物生长状况，并于发酵完毕后进行干燥，干燥后的培养基1将经由该收集盘71收集，藉此获得发酵产品。如是，藉由上述揭露的流程构成一全新的全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法。

上述所提的反应槽10为一体成形，其槽体外型可为圆柱或方形。该反应槽10可为活动槽体，具有一车轮13，可移动至一隧道式灭菌釜（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，可通入蒸气于原地直接进行灭菌。

上述所提的喷洒管线44以洒水头或喷雾器的方式进行菌母植菌，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。

上述所提的干燥循环单元60，当该反应槽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。

于一较佳实施例中，如图1及图2所示，该全功能固态发酵装置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，将培养盘30堆栈于每一培养盘置放层21，依需求可堆栈数层，再置放于底部篓空的活动层架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将热干气体均匀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。

因此，本发明依据上述的全功能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的机台转移，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，可减低操作人力之需求，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。

综上所述，本发明的一种全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法，可有效改善已知固态发酵生产流程不连贯性的缺点，并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，进而使本发明能产生更进步、更实用、更符合使用者所须，确已符合发明专利申请的要件，依法提出专利申请。

惟以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围；故，凡依本发明申请专利范围及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法，其特征在于，该方法至少包括下列步骤：

（A）提供一个具固态生产流程一体化的全功能固态发酵装置，其包含一反应槽，该反应槽侧面设置有一观察窗，正面则设置有一可掀开的槽盖；一设置在该反应槽内的活动层架，其底部篓空并具有一层以上的培养盘置放层；至少一置放于该底部篓空的活动层架上的培养盘，每一培养盘堆栈于一培养盘置放层，且每一培养盘具有一底盘；一设置在该反应槽内的液体内部管线，包含一液体管线及一排水孔，该液体管线具有一液体管线入口，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；一设置在该反应槽内的气体内部管线，包含一气体管线及一出气口，该气体管线具有一气体管线入气口，且于该气体管在线连接有数条支气管线，每一支气管线设置于每一培养盘置放层之间；及一产物采收单元，其包含一设置于该反应槽内底部向内倾斜似漏斗状的收集盘；

（B）提供数个培养基，将每一培养基充填于培养盘上；

（C）将液体透过该液体管线入口导入该液体管线内并分流至每一喷洒管线，经由均匀喷洒该液体于每层培养盘上而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，并由该反应槽内下方的排水孔排放多余的液体；

（D）将一气体透过该气体管线入气口导入该气体管线内并分流至每一支气管线，经由扩散该气体于每层培养盘而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，并由该反应槽内上方的出气口排出；

（E）透过该观察窗检视发酵与微生物生长状况，并于发酵完毕后进行干燥，干燥后的培养基将经由该收集盘收集，藉此获得发酵产品。

2.如权利要求1所述的全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法，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***进行固态发酵的方法，其特征在于，所述反应槽为活动槽体，其具有一将反应槽移动至一隧道式灭菌釜灭菌的车轮。

4.如权利要求1所述的全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法，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，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***进行固态发酵的方法，其特征在于，所述喷洒管线可拆装地连接于该液体管线，以洒水头或喷雾器的方式进行菌母植菌，或作为添加液态馈料的动作。

6.如权利要求1所述的全功能高效食药用菌固态发酵***进行固态发酵的方法，其特征在于，所述全功能固态发酵装置进一步包括干燥循环单元，该干燥循环单元包含于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***进行固态发酵的方法，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一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***进行固态发酵的方法，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***进行固态发酵的方法，其特征在于，所述产物采收单元进一步包含采收桶，置放于该活动层架上的培养盘的底盘由该培养盘的正面抽出，干燥后的培养基即掉落至该收集盘上，并收集至该采收桶中。