TWI401315B - Beneficial fungi automated mass production system - Google Patents

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有益真菌自動化量產系統
本發明係有關於一種有益真菌自動化量產系統,尤指一種使培養基質之固態發酵可以具備發酵乾燥一體化功能以及可以達到自動化模組量產的規模者。
按習知微生物技術中,可利用有益的真菌微生物,使受質發酵而產生對應的酵素,進而可應用於各種技術領域。例如以木料作為受質,並使用木黴菌(Trichoderma spp.)進行發酵所產生之纖維酵素可用於纖維染整。以牧草作為受質,並以木黴菌進行發酵所產生之酵素則可應牧草處理以增加乳牛泌乳量。而利用黑殭菌則可建立微生物殺蟲劑,以應用於生物農藥。
目前所知微生物發酵的方式有液態發酵法及固態發酵法,其中固態發酵法具有產量高、成本低,故大多數業者都採用固態發酵法。目前國內外固體發酵技術因菌株不同,難以有統一之技術,以固體發酵機培養木黴菌的研究結果發現,培養基質的厚度及培養環境的濕度為發酵成功與否的至要關鍵,當發酵槽內部相對濕度高、含水量高時,因無法排除多餘水分,菌種產孢不完全,培養基質的厚度過高,即使在發酵槽內部送入空氣,木黴菌仍會因為氧氣量不及而發育不良,由於試量產與工業生產等級之固態發酵槽構造較為複雜的緣故,所以在將產量放大時,會有熱移除困難、菌絲易受機械攪拌破壞、必須減少人為汙染,品質才可以標準化、量化生產以及人力成本考量等缺失產生。
依據目前所知的固體發酵技術大致可分為下列幾種方式:
(1)太空包:其係為目前最廣為普及的培養技術,但是其仍然以人工培養方式為主,不但耗費人力,生產量也受到一定限制,太空包的容量為視袋體大小而定,袋子愈大通氣量愈差,產量約為1kg,產量若為2公斤以上則會因為厚度的關係而無法生長。太空包攪拌方式則是以人工翻動(一天約一次)為主。濕度控制方面則利用出口處排出多餘水分,因此,愈大包裝排水愈不易。太空包滅菌方式則是以人工分裝至太空包後滅菌培養溫度,且1公斤以上容易產生發酵熱。而接種方式則是採用搖動均勻的方式來接種真菌。
上述習用結構雖然具有於生產過程較不易污染,且施以小包裝接種較易均勻之優點,惟,仍然具有生產過程較耗費人力、無法建立大型的自動化量產規模而使產量受到限制以及大量生產散熱勿易等缺失的產生。
(2)直立式發酵槽:其產量約100kg(受限於培養基質厚度),攪拌方式為機器上下翻堆的方式,濕度控制則以噴霧加水來控制,且底層具有排水裝置,因而水分較易流失。滅菌方式則以蒸氣濕式滅菌,由於水分不會堆積,所以滅過菌基質含水量低。培養溫度係以冷空氣注入方式來控溫,於接種真菌時會使邊緣較不易均勻的現象產生。
上述習用結構之代表性專利前案如本國專利第M350554號『通濕氣恆溫固態發酵槽』、第M313678號『非固定式固態發酵裝置』以及中國大陸新型專利第CN2440819Y『平床式生物深層固態發酵反應裝置』,該等習用結構雖然具有恆濕、溫等自動調節設備、具有排水設備以避免滅菌及培養過程中基質糊化以及可以降低發酵溫度等優點,惟,其仍然有水份容易散失、培養過程需補充水分、且接種較不易均勻以及大量培養受到培養基質厚度的限制等諸多缺失的產生,況且其並無大規模自動化設備的相關機構建置,以致該習結構的產量會受到一定的限制,因而無法以工業化的規模來大量生產。
(3)臥式發酵槽:其產量約28~300公斤,無排水設備,培養後期會因太過潮濕而無法產孢,攪拌方式為360度旋轉式機器翻堆,濕度控制則以噴霧加水控制方式為之,由於無排水裝置的緣故,所以水分不易排出,滅菌方式則是以蒸氣濕式來滅菌,所以水分易留在槽體內,因此,滅菌時注意基質糊化情形,培養溫度則以冷空氣注入方式來控溫,於接種真菌時會使邊緣較不易均勻的現象產生。
上述習用結構之代表性專利前案如本國專利第M364709號『微生物培養設備』,該習用結構雖然具有恆濕、溫等之自動控制設備及360度旋轉式機器翻堆等功能,因而具有水分不易散失、攪拌較為均勻以及原地滅菌等優點,惟,其並無排水設備,所以基質會在滅菌及培養過程中糊化,而且槽體因為無法排水而產生積水的情事。再者,該習用結構雖然設備比較成熟,在發酵過程中,滅菌、溫控、通氣、攪拌、加濕等操作相對容易,可以進行連續的工廠化生產,發酵原料體積最大可達到百噸級,但是卻不利於木黴菌產孢,況且其並無大規模自動化設備的相關機構建置,以致該習結構的產量會受到一定的限制,因而無法以工業化的規模來大量生產。
(4)盤式發酵:其容量視盤子大小而定,產量每盤約2公斤(盤子愈大產量愈高,解決厚度的問題,但較耗人力),其培養基質厚度為薄層故不需翻動,濕度控制則以覆蓋塑膠袋或紗布防止水分散失,培養後期以人工翻動方式來排水。滅菌方式則是基質先滅菌,之後在無菌操作臺以人工方式將基質平舖在盤子上,且薄層發酵熱較易散失,其接種方式則以搖動均勻方式來接種真菌。
上述習用結構之代表性專利前案如本國專利第M53207號『量產固態發酵盤』所示,其係為目前所知最佳的木黴菌生產方法,係利用盤式的方式培養,不但可以克服培養基厚度所造成的發育問題,同時克服太空包生產產量受限的瓶頸,因而具有薄層不需要翻動、熱較易散失以及接種較為均勻等優點。惟,盤式發酵法仍有耗費人力問題而受到限制,而且無法原地滅菌,而且盤式發酵法大多未使用自動化生產監測監控系統,造成工人勞動強度大,滅菌困難、容易染菌、難於控制溫度以及濕度等製程上的諸多缺失產生。
另有一種習用結構如中國大陸專利第CN1212385C號『固態發酵罐』所示,其包含兩個可以透過空氣和水且疊層排列的支撐板模件,空氣和水無法從側面透過,培養基質設在支撐板模件上,在每個支撐板模件安裝一個冷卻裝置,發酵罐再以一蓋子關閉。
上述習用技術之中,雖然具有培養基質接種、自動冷卻及濕氣供應等功能,惟,其並無針對氣體成分如氧氣、酸鹼PH值及二氧化碳進行分析與回饋調節氣體成分等功能設置,加上該習用結構亦無照度控制之相關設置,因此,該習用結構較無法提供有利於培養基質生長的光照控制,以及有利於培養基質發酵與乾燥的密閉環境空間,況且其並無大規模自動化設備的相關機構建置,以致該習結構的產量會受到一定的限制,因而無法以工業化的規模來大量生產,故而該習用結構仍然有再改良的必要性。
本發明之主要目的,在於提供一種採用盤式固態發酵法以針對前述習用結構無法建構出一種自動化設備以擴大產量的缺失進行改善,不僅具有模組式發酵與乾燥一體化設計,而且可以達到監測監控批量生產功能,使得培養基質之固態發酵製程可以達到自動化量產規模,並可藉由標準化的濕度、溫度、風速及照度等監控下,使製程與發酵品質可以達到最佳化,藉以達到商業運轉的規模,因而具有一體模組化製程、可依客戶訂單來產製、縮短發酵與乾燥周期以提升產量、節省人力資源、避免人為染菌、發酵底物可以原位滅菌、滅菌容易、無菌生產、整體控溫、加濕以及可以連續生產以實現工業自動化控制等特點。
為達上述功效本發明採用之技術手段係包括一培養基質供應裝置、一第一輸送裝置、一第二輸送裝置、一滅菌手段、一裝填手段、複數個依序排列設置的發酵裝置、一取送手段、一粉碎手段及一包裝手段。以培養基質供應裝置供應培養基質,利用第一輸送裝置將培養基質輸送至裝填手段,另以滅菌手段將淺盤預先滅菌後,並利用第二輸送裝置輸送淺盤,再利用裝填手段培養基質裝填於各淺盤內,復利用取送手段將充填有培養基質的淺盤送入發酵裝置內以進行發酵及乾燥,完成發酵及乾燥後利用取送手段將淺盤連同培養基質取至第二輸送裝置,並利用第二輸送裝置將培養基質送至粉碎手段及包裝手段,以進行粉碎及包裝,進而完成有益真菌自動化量產作業。
壹.本發明基本技術特徵
請參看第一至三圖所示,本發明主要係採用盤式固態發酵法以針對前述習用結構無法建構出一種自動化設備以擴大產量的缺失進行改善,不僅具有模組式發酵與乾燥一體化設計,而且可以達到監測監控批量生產功能,使得培養基質(1a)之固態發酵製程可以達到自動化量產規模,並可藉由標準化的濕度、溫度、風速及照度等監控下,使製程與發酵品質可以達到最佳化,藉以達到商業運轉的規模,因而具有一體模組化製程、可依客戶訂單來產製、縮短發酵與乾燥周期以提升產量、發酵底物可以原位滅菌、無菌生產、整體控溫、加濕以及可以連續生產以實現工業自動化控制等特點。
請參看第一、七圖所示,為達成上述功效,本發明基本技術特徵係包括一培養基質供應裝置(10)、一第一輸送裝置(20)、一第二輸送裝置(30)、一滅菌手段(40)、一裝填手段(50)、複數個依序排列設置的發酵裝置(60)、一取送手段(70)、一粉碎手段(80)及一包裝手段(81),以培養基質供應裝置(10)供應培養基質,利用第一輸送裝置(20)將培養基質(1a)輸送至裝填手段(50),另以滅菌手段(40)將淺盤(1)預先滅菌後,並利用第二輸送裝置(30)輸送淺盤(1),再利用裝填手段(50)將培養基質(1a)裝填於各淺盤(1)內,復利用取送手段(70)將充填有培養基質(1a)的淺盤(1)送入發酵裝置(60)內以進行發酵及乾燥,完成發酵及乾燥後利用取送手段(70)將淺盤(1)連同培養基質(1a)取至第二輸送裝置(30),並利用第二輸送裝置(30)將培養基質(1a)送至粉碎手段(80)及包裝手段(81),以進行粉碎及包裝,進而完成有益真菌自動化量產作業。其中滅菌手段(40)的具體實施例可以一種高溫蒸汽機,粉碎手段(80)則是一種粉碎機,而包裝手段(81)則是一種包裝機。
貳‧本發明具體實施例 2.1培養基質的實施
請參看第一、三圖所示,本發明有益真菌可以是一種木黴菌、白僵菌、黑僵菌、麴菌、紅槽菌或是冬蟲夏草,再由培養基質供應裝置(10)將上述菌種之一的有益真菌與基質(例如稻米)先做液態發酵,再與一培養源(如稻穀)混合,而可生成上述的培養基質(1a),並透過第一輸送裝置(20)將培養基質(1a)依序裝填在複數個淺盤(1)內。而且為避免過度的攪拌導致抑制菌體生長和產孢等問題產生以及增透氣效果,本發明培養基質(1a)於淺盤(1)內的裝填厚度約為3~4公分。
2.2培養基質供應裝置的實施
請參看第一、七圖所示,本發明培養基質供應裝置(10)於一種具體實施例中,係包含一稻穀供應裝置(11)、一稻穀發泡冷卻裝置(12)、一可供有益真菌之菌苗及基質置入而發酵的液態發酵裝置(13)及一混合裝置(14),稻穀發泡冷卻裝置(12)則包括一發泡機(120)及一冷卻桶(121),用以將該稻穀經發泡處理後進行冷卻,混合裝置(14)將有益真菌之菌苗、基質與稻穀混合,使有益真菌之菌苗接種在該稻穀上以生成一足量的培養基質(1a)。
2.3第一輸送裝置
請參看第一、二圖所示,本發明第一輸送裝置(20)主要係為輸送培養基質(1a)以裝填在淺盤(1)內而設置,培養基質供應裝置(10)與第一輸送裝置(20)連接,此第一輸送裝置(20)包含第一輸送管(21)、一第二輸送管(22)及一第三輸送管(23),且第一輸送裝置(20)更包括一可以作為上述混合裝置(14)的泵浦(14a),第一輸送管(21)一端連通於稻穀發泡冷卻裝置(12),另端連通於泵浦(14a)之其一輸入口,第二輸送管(22)一端連通於液態發酵裝置(13),另端連通於泵浦(14a)之另一輸入口,第三輸送管(23)一端與泵浦(14a)之輸送口連通,另端則為培養基質(1a)的出料口(230)。
請參看第一、二圖所示,上述裝填手段(50)的具體實施例可以包括有一般的流體控制閥(52)、一用以使淺盤(1)震動的震動手段(53)及一對應出料口(230)以供淺盤(1)置放裝填的工作檯(51),且震動式馬達主要使淺盤(1)內的培養基質(1a)得以平均分散,進而讓培養基質(1a)的厚度能夠更為均勻。
2.4第二輸送裝置
請參看第一、二圖及第七圖所示,本發明係於淺盤(1)裝填培養基質(1a)的區域設有一對應出料口(230)的工作檯(51),且為達到淺盤(1)自動化輸送之目的,本發明第二輸送裝置(30)係包含一動力源及一受動力源帶動的輸送帶(31),此輸送帶(31)可自工作檯(51)前端繞經各發酵箱(61)與粉碎包裝區而回繞至工作檯(51)後端,以形成一輸送淺盤(1)的迴圈。且為達到淺盤(1)殺菌之目的,係於第二輸送裝置(30)上佈置有滅菌手段(40),用以對已取出培養基質(1a)的淺盤(1)進行高溫殺菌,而滅菌手段的具體實施例可以是一種高溫蒸氣機,或是紅外線殺菌機。
2.5環境監控模組
請參看第五、六圖所示,本發明環境監控模組(62)主要係對發酵箱(61)內進行溫度、濕度、照度以及風速進行調節,由於培養基質(1a)在發酵過程中會散發出熱量,所以發酵箱(61)內的溫度控制在約28~30度左右,且由於培養基質(1a)前三天需在較高濕度的環境下發酵,所以發酵箱(61)內的濕度必須調控在百分之50左右的範圍,但是後三天則為乾燥期間,所以濕度必須調控在百分之12以下的範圍,另酸鹼值PH則控制在5~7.5左右,照度則依據菌種的受光特性來做調節,在一般的情況下則調節在250lux、120D/N左右,為達上述環境監控之目的,本發明環境監控模組(62)係包括一用以對位於各該發酵箱(61)內提供溫度調節的溫度控制裝置(620)、一用以對各發酵箱(61)內提供濕度及風速調節的濕度/風速控制裝置(621),及一用以對各發酵箱(61)內提供照光控的照度控制裝置(622)。
2.6 RFID無線射頻辨識模組
請參看第二、六圖所示,本發明環境監控模組更包括一RFID無線射頻辨識模組(623)以及至少一對各培養基質(1a)進行熱區影像監控的紅外線熱相儀(626),RFID無線射頻辨識模組(623)包含複數個貼設在各淺盤(1)的RFID標籤(624),及至少一用以讀取每一RFID標籤(624)相關資訊RFID讀取器(625),當培養基質(1a)之熱區影像超過預設溫度而異常時,則以RFID讀取器(625)將淺盤上的RFID標籤(624)寫入為不良品,或是將其他正常的淺盤(1)上的RFID標籤(624)寫入為良品,以做為包裝與回收辨識的依據。
2.7取送手段
請參看第四圖所示,本發明取送手段(70)之具體實施例,包含有一導軌式縱移手段、一導軌式橫移手段、一升降手段、一旋轉手段及一抓取手段。導軌式縱移手段先使取送手段(70)移至欲裝填的發酵箱(61)。再依序進行以下各步驟:(a)以抓取手段(70)抓取第二輸送裝置(30)送來的淺盤(1);(b)以升降手段驅使旋轉手段、抓取手段連同淺盤(1)升降;(c)導軌式橫移手段驅使升降手段、旋轉手段、抓取手段連同淺盤(1)橫移,進而將淺盤(1)送入發酵箱(61)內的其中一層。藉由重複前述步驟(a)至(c),便可將數個淺盤(1)依序置入發酵箱(61)內各層。而後再以導軌式縱移手段使取送手段(70)再移至另一發酵箱(61)前,並進行重複前述步驟(a)至(c)的程序,即可將每一發酵箱(61)都置滿淺盤(1)以進行發酵。本實施例中,加設有旋轉手段,主要是因應第二輸送裝置(30)兩側都設有發酵箱(61)時,完成一側的發酵箱(61)填裝淺盤(1)後,導軌式縱移手段仍不作動,只是利用旋轉手段將抓取手段旋轉一百八十度,再依前述步驟(a)至(c)的程序,即可將另一側的發酵箱(61)都置滿淺盤(1)以進行發酵。
本發明取送手段(70)的一種更具體實施方式,導軌式縱移手段係包括有二條平行並置的縱軌(71),二縱軌(71)係沿著第二輸送裝置(30)路徑而架設,並位於第二輸送裝置(30)的上方,而導軌式橫移手段包括有一橫軌(72),橫軌(72)兩端分別利用一縱移驅動手段(720)而搭接在二縱軌(71)上,藉縱移驅動手段(720)可使橫軌(72)得以沿著縱軌(71)做縱向的位移(其原理如同工廠中所使用的所謂天車),升降手段(73)包含一升降桿組(731)、一使升降桿組(731)頂端搭接於橫軌(72)上的橫移驅動手段(730)及一用以使升降桿組(731)底端升降的升降驅動手段(737)(其原理如同電螺桿),升降桿組(731)底端連接旋轉手段(732),藉橫移驅動手段(730)使升降桿組(731)可沿著橫軌(72)做橫向位移,同時使旋轉手段(732)沿著橫軌(72)做橫向位移,此旋轉手段(732)包含一固定在升降桿組(731)底端的固定盤(733)、一可轉動的設在固定盤(733)的轉盤(734)、一可驅動該轉盤(734)相對固定盤(733)旋轉的旋轉驅動手段(738),抓取手段包括有一連接在轉盤(734)的延伸臂(735),及至少一設在延伸臂(735)上的夾爪(736),夾爪(736)用以抓取該淺盤(1)至發酵箱(61)置放。
參.本發明具體實施例的運作
請參看第一、七圖所示,當欲進行培養基質(1a)接種作業時,首先將有益真菌之菌苗及基質(例如米)置入在液態發酵裝置(13)中,以進行初步的發酵,再將稻穀放入一蒸汽機(15)或是壓力鍋中進行蒸煮,再經發泡機(120)冷卻處理後送至混合裝置(14)中,以將上述菌苗及基質與稻穀做一混合接種,藉以生成一足量的培養基質(1a);另一方面,可將各發酵箱(61)之腔室(610)內進行以紅外線或是高溫蒸汽,或是抽真空的方式進行滅菌。
請參看第一至四圖所示,此時可透過第一輸送裝置(20)將培養基質(1a)輸送至第二輸送管(23)之出料口(230),並可在裝填手段(50)的控制下將培養基質(1a)依序裝填在各淺盤(1)內,再以一淺盤擺放機(本圖示例中未示)將裝填有培養基質(1a)的淺盤(1)放置在第二輸送裝置(30)的輸送帶(31)上,由於第二輸送裝置(30)的輸送帶(31)係繞經各發酵箱(61)且形成一前後連接的迴圈緣故,所以當淺盤(1)到達發酵箱(61)前時,則可由取送手段(70)將淺盤(1)堆疊取至置放架(63)上,同時可以依據欲置放位置高度來調整取送手段(70)之升降手段(73)的高度,當置放架(63)各階層置滿淺盤(1)時,則使旋轉手段(732)迴轉180度以抓取淺盤(1)至對向之發酵箱(61)內進行堆疊取送作業,並重覆上述步驟對下一個發酵箱(61)進行相同的堆疊淺盤(1)作業,直到所有發酵箱(61)內疊滿淺盤(1)為止。
請參看第五、六圖所示,由於培養基質(1a)在前三天為發酵期而後三天則為乾燥期,於發酵期間培養基質(1a)會散發出熱量,所以發酵箱(61)內的溫度需控制在約28~30度左右,濕度則調控在百分之50左右的範圍;反之,在乾燥期間濕度則必須調控在百分之12以下範圍,另酸鹼值PH則控制在5~7.5左右的範圍,另照度則依據菌種的受光特性來做調節,在一般的情況下則調節在250lux、120D/N左右,經過上述各步驟後10天內即可完成培養基質(1a)的發酵與乾燥作業,即可由取送手段(70)將淺盤(1)自置放架(63)上取至第二輸送裝置(30)上,同時可以依據欲置放位置高度來調整取送手段(70)之升降手段(73)的高度,當置放架(63)各階層的淺盤(1)完全取出時,則重覆上述步驟對下一個發酵箱(61)進行相同的淺盤(1)取出作業,直到所有發酵箱(61)內淺盤(1)取出為止。同時再由第二輸送裝置(30)將淺盤(1)輸送至粉碎包裝區進行粉碎及包裝作業,最後將空的各淺盤(1)逐一送至滅菌手段(40)中,以進行高溫蒸汽滅菌的作業。
肆‧結論
因此,藉由上述技術特徵的設置,本發明確實具有以下特點:
1.本發明在於係採用盤式固態發酵法,不僅具有模組式發酵與乾燥一體化設計,而且可以達到監測監控批量生產功能,使得培養基質之固態發酵製程可以達到自動化量產規模,並可藉由標準化的濕度、溫度、風速及照度等監控下,使製程與發酵品質可以達到最佳化。
2.本發明可以達到商業運轉的規模,因而具有一體模組化製程、可依客戶訂單來產製、縮短發酵與乾燥周期以提升產量、節省人力資源、避免人為染菌、發酵底物可以原位滅菌、滅菌容易、無菌生產、整體控溫、縮短發酵周期以增加產量以及可以連續生產以實現工業自動化控制等特點。
3.本發明採用淺盤式固態發酵方式生產,可以避免過度的攪拌導致抑制菌體生長和產孢等問題產生,並可提升透氣的效果。
以上所述,僅為本發明之一可行實施例,並非用以限定本發明之專利範圍,凡舉依據下列請求項所述之內容、特徵以及其精神而為之其他變化的等效實施,皆應包含於本發明之專利範圍內。本發明所具體界定於請求項之結構特徵,未見於同類物品,且具實用性與進步性,已符合發明專利要件,爰依法具文提出申請,謹請 鈞局依法核予專利,以維護本申請人合法之權益。
(1)...淺盤
(1a)...培養基質
(10)...培養基質供應裝置
(11)...稻穀供應裝置
(12)...稻穀發泡冷卻裝置
(120)...發泡機
(121)...冷卻桶
(13)...液態發酵裝置
(14)...混合裝置
(14a)...泵浦
(15)...蒸汽機
(20)...第一輸送裝置
(21)(22)(23)...第一、二、三輸送管
(230)...出料口
(30)...第二輸送裝置
(31)...輸送帶
(40)...滅菌手段
(50)...裝填手段
(51)...工作檯
(52)...流體控制閥
(53)...震動手段
(60)...發酵裝置
(61)...發酵箱
(610)...腔室
(62)...環境監控模組
(620)...溫度控制裝置組
(621)...濕度/風速控制裝置
(622)...照度控制裝置
(623)...RFID無線射頻辨識模組
(624)...RFID標籤
(625)...RFID讀取器
(626)...紅外線熱相儀
(63)...置放架
(70)...取送手段
(71)...縱軌
(72)...橫軌
(720)...第一導軌手段
(73)...升降手段
(730)...橫移驅動手段
(731)...升降桿組
(732)...旋轉手段
(733)...固定盤
(734)...轉盤
(735)...延伸臂
(736)...夾爪
(737)...升降驅動手段
(738)...旋轉驅動手段
(80)...粉碎手段
(81)...包裝手段
第一圖係本發明基本架構之運作示意圖。
第二圖係第二圖A區塊之放大示意圖。
第三圖係本發明培養基質之發酵與乾燥示意圖。
第四圖係本發明堆疊取送手段之俯視示意圖。
第五圖係本發明發酵箱之外觀示意圖。
第六圖係本發明環境監控模組之控制示意圖。
第七圖係本發明生產控制之流程示意圖。
(1)...淺盤
(1a)...培養基質
(10)...培養基質供應裝置
(11)...稻穀供應裝置
(12)...稻穀發泡冷卻裝置
(120)...發泡機
(121)...冷卻桶
(13)...液態發酵裝置
(14)...混合裝置
(14a)...泵浦
(15)...蒸汽機
(20)...第一輸送裝置
(21)(22)(23)...第一、二、三輸送管
(230)...出料口
(30)...第二輸送裝置
(31)...輸送帶
(50)...裝填手段
(51)...工作檯
(52)...流體控制閥
(53)...震動手段
(60)...發酵裝置
(61)...發酵箱

Claims (5)

  1. 一種有益真菌自動化量產系統,其包括一用以供應培養基質的培養基質供應裝置、一第一輸送裝置、一第二輸送裝置、一滅菌手段、一裝填手段、複數個依序排列設置的發酵裝置、一環境監控模組、一取送手段、一粉碎手段及一包裝手段,該環境監控模組用以調節各該發酵裝置之至少一發酵箱內之溫度,並以該第一輸送裝置輸送該培養基質至該裝填手段中,再以該滅菌手段將淺盤預先滅菌後利用該第二輸送裝置輸送該淺盤,該裝填手段用以將該培養基質裝填於各該淺盤內,藉由該取送手段將充填有該培養基質的各該淺盤送入該發酵裝置之該發酵箱內,完成發酵及乾燥後,由該取送手段將該淺盤連同該培養基質取至該第二輸送裝置中,進而送至該粉碎手段及該包裝手段以進行粉碎及包裝作業,其中,該裝填手段包括一流體控制閥及一震動手段,該震動手段用以使該淺盤震動,以使該淺盤內的該培養基質平均分散,使該培養基質的厚度能均勻為3~4公分,該環境監控模組更包括一濕度/風速控制模組、一用以調節各該發酵箱內之光照的照度控制模組、一RFID無線射頻辨識模組,及至少一對各該培養基質進行熱區影像監控的紅外線熱相儀,於該培養基質的發酵期間,該濕度/風速控制模組則增加各該發酵箱內的濕度,於該培養基質的乾燥期間,該濕度/風速控制模組則降低各該發酵箱內的濕度,該RFID無線射頻辨識模組包含複數個貼設在各該淺盤的RFID標籤,及至少一用以讀取每一該RFID標籤相關資訊RFID讀取器,當該培養基質之該熱區影像 超過預設溫度而異常時,則以該RFID讀取器將該淺盤上的該RFID標籤寫入為不良品,其他正常的該淺盤上的該RFID標籤則寫入為良品,以做為包裝與回收辨識的依據,該取送手段包括一導軌式縱移手段、一導軌式橫移手段、一升降手段、一旋轉手段及一抓取手段,該導軌式縱移手段先使該取送手段移至欲裝填的該發酵箱,該抓取手段用以抓取該第二輸送裝置送來的該淺盤,該旋轉手段驅使抓取手段連同該淺盤旋轉,該升降手段驅使該旋轉手段、該抓取手段連同該淺盤升降,該導軌式橫移手段驅使該升降手段、該旋轉手段、該抓取手段連同該淺盤橫移,進而將該淺盤送入該發酵箱內,該導軌式縱移手段包括有二條平行並置的縱軌,該二縱軌沿著該第二輸送裝置路徑而架設,並位於該第二輸送裝置的上方,而該導軌式橫移手段包括有一橫軌,該橫軌兩端分別利用一縱移驅動手段而搭接在該二縱軌上,藉該縱移驅動手段使該橫軌得以沿著該縱軌位移,該升降手段包含一升降桿組、一使該升降桿組頂端搭接於該橫軌上的橫移驅動手段、一用以使該升降桿組底端升降的升降驅動手段及一連接於該升降桿組底端的旋轉手段,藉該橫移驅動手段使該升降桿組可沿著該橫軌做橫向位移,同時使該旋轉手段沿著該橫軌做橫向位移,該旋轉手段包含一固定在該升降桿組底端的固定盤、一可轉動的設在該固定盤的轉盤、一可驅動該轉盤相對該固定盤旋轉的旋轉驅動手段,該抓取手段包含一連接在該轉盤的延伸臂及至少一設在該延伸臂上的夾爪,該夾爪用以抓取該淺盤;該第二輸送裝置上佈置有至少一滅菌手段,其用以對該淺盤進行殺菌;該淺盤裝填 該培養基質的區域設有一對應該出料口的工作檯,該第二輸送裝置更包含一動力源及一受該動力源帶動的輸送帶,該輸送帶自該工作檯前端繞經各該箱體與該包裝區而回繞至該工作檯後端,以形成一輸送該淺盤的迴圈。
  2. 如請求項1所述之有益真菌自動化量產系統,其中,該培養基質供應裝置與該第一輸送裝置連接,該培養基質供應裝置包括有:一稻穀供應裝置,其包括有:一稻穀發泡冷卻裝置,其包括有一發泡機及一冷卻桶,用以將滅菌後之該稻穀經發泡處理後進行冷卻;一液態發酵裝置,其可供該有益真菌之菌苗及基質置入而發酵;及一混合裝置,其用以將該有益真菌之菌苗、該基質與該稻穀混合,使該有益真菌之菌苗接種在該稻穀上以生成一足量的培養基質。
  3. 如請求項2所述之有益真菌自動化量產系統,其中,該第一輸送裝置包含第一輸送管、一第二輸送管及一第三輸送管,該第一輸送裝置更包括一泵浦,該第一輸送管一端連通於該稻穀冷卻裝置,另端連通於該泵浦之其一輸入口,該第二輸送管一端連通於該液態發酵裝置,另端連通於該泵浦之另一輸入口,該第三輸送管一端與該泵浦之輸送口連通,另端則為該出料口。
  4. 如請求項1所述之有益真菌自動化量產系統,其中,於該 培養基質的發酵期間,該環境監控模組控制該發酵箱內的濕度約為百分之五十;於該培養基質的乾燥期間,該環境監控模組控制該發酵箱內的濕度為百分之十二以下;該環境監控模組控制該發酵箱內之溫度約攝氏28~30度。
  5. 如請求項1所述之有益真菌自動化量產系統,其中,該照度控制模組調節該發酵箱內之光照約為250lux、120D/N。
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