TWI658137B - 發酵製造系統與發酵製程 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種發酵製程，包含以下步驟：槽內殺菌：對一第一發酵槽內部進行殺菌；投入培養基：對該第一發酵槽之密閉空間中投入一培養基，其中該培養基係由一培養基供應源供給予一殺菌機構進行殺菌後再經由管路投入該第一發酵槽；投入菌種：一菌種供應源對該第一發酵槽之密閉空間中投入一菌種；發酵：該培養基與該菌種於該第一發酵槽之密閉空間中進行發酵以形成一第一產物；出料：該第一產物自該第一發酵槽排出。

Description

發酵製造系統與發酵製程
本發明係有關於一種發酵製造系統與一種發酵製程。
習知之發酵製程，係先對發酵槽進行殺菌，接著投入培養基，之後封槽進行加溫殺菌，再經冷卻後投入菌種進行發酵，待發酵完成並出料後，即須進行發酵槽的清洗並再次殺菌，才能再次投入培養基進行下一次的發酵製程。
然而，上述製程有諸多缺點：首先，由於發酵槽容積大，加溫殺菌的時間常常需要至少兩小時，且殺菌溫度須高於150℃，不僅於此，要將一整桶的培養基冷卻至能夠進行發酵，又需要2至3小時，整個發酵製程極為耗時，又耗費能源，更有部分培養基焦化的可能；再者，每次發酵完成後即須進行清洗與再次殺菌才能再投入新的培養基，同樣拉長了發酵的程序，無法連續地進行製造。
本發明之主要目的在於提供一種發酵製造系統與一種發酵製程，能簡化製程、提高效率。
為達成上述目的，本發明提供一種發酵製造系統，包含一第一發酵槽、一殺菌機構、一培養基供應源與一菌種供應源。
該第一發酵槽具有一密閉空間，且具有一第一培養基入口、一第一菌種入口與一第一出料口；該殺菌機構藉由管路與該第一發酵槽的第一培養基入口連接；該培養基供應源藉由管路與該殺菌機構連接以對該殺菌機構供應一培養基；該菌種供應源藉由管路與該第一發酵槽之第一菌種入口連接以對該第一發酵槽供應一菌種；其中，該培養基供應源將該培養基供應予該殺菌機構，該培養基經由該殺菌機構的高溫殺菌後，經冷卻後經由該第一培養基入口進入該第一發酵槽中，該菌種供應源將該菌種經由該第一菌種入口投入該第一發酵槽，該培養基與該菌種於該第一發酵槽中進行發酵後形成一第一產物，該第一產物經由該第一出料口離開該第一發酵槽。
為達成上述目的，本發明更提供一種發酵製程，包含以下步驟：槽內殺菌：對一第一發酵槽內部進行殺菌；投入培養基：對該第一發酵槽之密閉空間中投入一培養基，其中該培養基係由一培養基供應源供給予一殺菌機構進行殺菌後再經由管路投入該第一發酵槽；投入菌種：一菌種供應源對該第一發酵槽之密閉空間中投入一菌種；發酵：該培養基與該菌種於該第一發酵槽之密閉空間中進行發酵以形成一第一產物；出料：該第一產物自該第一發酵槽排出。
藉此，本發明提供之發酵製造系統與發酵製程能簡化製程，免去多次對發酵槽清洗與殺菌的繁瑣步驟，並縮短製造所須時間。
10‧‧‧第一發酵槽
101‧‧‧第一產物
S11‧‧‧槽內殺菌
S12‧‧‧投入培養基
11‧‧‧第一培養基入口
12‧‧‧第一菌種入口
13‧‧‧第一出料口
20‧‧‧殺菌機構
30‧‧‧培養基供應源
40‧‧‧菌種供應源
50‧‧‧第二發酵槽
501‧‧‧第二產物
51‧‧‧第二培養基入口
52‧‧‧第二菌種入口
53‧‧‧第二出料口
60‧‧‧第三發酵槽
601‧‧‧第三產物
61‧‧‧第三培養基入口
62‧‧‧第三菌種入口
63‧‧‧第三出料口
S13‧‧‧投入菌種
S14‧‧‧發酵
S15‧‧‧出料
S21‧‧‧槽內殺菌
S22‧‧‧投入培養基
S23‧‧‧投入第一產物
S24‧‧‧發酵
S25‧‧‧出料
S31‧‧‧槽內殺菌
S32‧‧‧投入培養基
S33‧‧‧投入第二產物
S34‧‧‧發酵
S35‧‧‧出料
圖1係本發明第一實施例之示意圖。
圖1A係本發明另一實施方式之示意圖。
圖2係本發明第一實施例之流程圖。
圖3係本發明第二實施例之示意圖。
圖4係本發明第二實施例之流程圖。
以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。
請參考圖1，本發明提供一種發酵製造系統，包含一第一發酵槽10、一殺菌機構20、一培養基供應源30與一菌種供應源40。
該第一發酵槽10具有一密閉空間，且具有一第一培養基入口11、一第一菌種入口12與一第一出料口13；該殺菌機構20藉由管路與該第一發酵槽10的第一培養基入口11連接；該培養基供應源30藉由管路與該殺菌機構20連接以對該殺菌機構20供應一培養基；該菌種供應源40藉由管路與該第一發酵槽10之第一菌種入口12連接以對該第一發酵槽10供應一菌種；其中，該殺菌機構20與該第一培養基入口11之間的管路、該培養基供應源30與該殺菌機構20之間的管路、該菌種供應源40與該第一菌種入口12之間的管路皆分別設有閥體以控制連通與否。
藉此，該培養基供應源30將該培養基供應予該殺菌機構20，該培養基經由該殺菌機構20的高溫殺菌(較佳者，係於110℃至150℃之溫度下加熱約20分鐘)後，在通往該第一培養基入口11的管路中進行冷卻(亦可於該殺菌機構中即經冷卻)後經由該第一培養基入口11進入該第一發酵槽10中，該菌種供應源40(較佳者包含一蠕動馬達)將該菌種經由該第一菌種入口12投入該第一發酵槽10，該培養基與該菌種於該第一發酵槽10中進行發酵後形成一第一產物，該第一產物經由該第一出料口13離開該第一發酵槽10。
於本實施例中，該殺菌機構包含一高溫殺菌部與一低溫冷卻部，藉以在殺菌機構中即完成殺菌與冷卻之步驟。
特別要說明的是，如圖1A所示，該菌種供應源40亦可連接於第一發酵槽10與殺菌機構20之間的管路，菌種可於經冷卻的培養基進入第一發酵槽10之後，再共用管路將菌種導入該第一發酵槽10。
藉由上述系統，如圖2所示，本發明更提供一種發酵製程，包含以下步驟：
槽內殺菌S11：對一第一發酵槽內部進行殺菌。
投入培養基S12：對該第一發酵槽之密閉空間中投入一培養基，其中該培養基係由一培養基供應源供給予一殺菌機構進行殺菌後再經由管路投入該第一發酵槽。
投入菌種S13：一菌種供應源對該第一發酵槽之密閉空間中投入一菌種。
發酵S14：該培養基與該菌種於該第一發酵槽之密閉空間中進行發酵以形成一第一產物101。
出料S15：該第一產物101自該第一發酵槽排出。出料後，若須持續進行下一次的發酵，則無須進行清洗與發酵槽的殺菌，直接回到投入培養基的步驟進行即可。
當然，在出料S15步驟後，亦可繼續依序循環投入培養基S12、投入菌種S13、發酵S14與出料S15的步驟，以形成連續發酵生產。
於本發明的第二實施例中，如圖3所示，該發酵製造系統更包含了一第二發酵槽50，該第二發酵槽50具有一密閉空間，且具有一第二培養基入口51、一第二菌種入口52與一第二出料口53，該第二培養基入口51與該殺菌機構20經由管路連接使該培養基能進入該第二發酵槽50，該第二菌種入口52 與該第一出料口13連接使該第一產物能進入該第二發酵槽50中，該培養基與該第一產物於該第二發酵槽50中進行發酵後形成一第二產物，該第二產物藉由該第二出料口53離開該第二發酵槽50，其中該第二發酵槽50之容積大於該第一發酵槽10之容積；甚至更可包含一第三發酵槽60，該第三發酵槽60具有一密閉空間，且具有一第三培養基入口61、一第三菌種入口62與一第三出料口63，該第三培養基入口61與該殺菌機構20經由管路連接使該培養基能進入該第三發酵槽60，該第三菌種入口62與該第二出料口53連接使該第二產物能進入該第三發酵槽60中，該培養基與該第二產物於該第三發酵槽60中進行發酵後形成一第三產物，其中該第三發酵槽60之容積大於該第二發酵槽50之容積。
特別要說明的是，該第一發酵槽10、該第二發酵槽50、該第三發酵槽60、該殺菌機構20、該培養基供應源30與該菌種供應源40形成一封閉之系統，使發酵過程皆於該封閉之系統中進行。
再請參考圖4，本發明並藉此提供一種發酵製程，除了第一實施例中已提及之步驟之外，更包含以下步驟：
槽內殺菌S21：對一第二發酵槽內部進行殺菌。
投入培養基S22：對該第二發酵槽之密閉空間中投入一培養基，其中該培養基係由該培養基供應源供給予該殺菌機構進行殺菌後再經由管路投入該第二發酵槽。
投入第一產物S23：對該第二發酵槽之密閉空間中投入該第一產物101。
發酵S24：該培養基與該第一產物101於該第二發酵槽之密閉空間中進行發酵以形成一第二產物501。
出料S25：該第二產物501自該第二發酵槽排出。
槽內殺菌S31：對一第三發酵槽內部進行殺菌。
投入培養基S32：對該第三發酵槽之密閉空間中投入一培養基，其中該培養基係由該培養基供應源供給予該殺菌機構進行殺菌後再經由管路投入該第三發酵槽。
投入第二產物S33：對該第三發酵槽之密閉空間中投入該第二產物501。
發酵S34：該培養基與該第二產物501於該第三發酵槽之密閉空間中進行發酵以形成一第三產物601。
出料S35：該第三產物601自該第三發酵槽排出。
特別要說明的是，各發酵槽完成出料步驟後，若須持續進行下一次的發酵，則直接回到投入培養基的步驟即可，無須進行清洗與槽內殺菌。
藉此，能藉由前一發酵槽的發酵產物作為下一發酵槽的菌種進行發酵，以節省發酵時間，並達到連續發酵擴大的效應，甚至，更可具有第四發酵槽、第五發酵槽等更多發酵槽來延長連續發酵擴大的製程。
綜上所述，本發明藉由獨立於發酵槽之外的殺菌機構將培養基進行殺菌，因培養基係動態地通過殺菌機構與管路，加熱效率極佳，殺菌完成後又能快速冷卻，在投入發酵槽之前即達到冷卻溫度，可節省製程時間，且出料完成後可再持續進料發酵，無須每次清洗、殺菌，大幅提升了製造效率，若再搭配多個發酵槽串聯，更可進一步提高製造效能，又可避免培養基焦化的問題，極具進步之效。

Claims (13)

  1. 一種發酵製造系統，包含：一第一發酵槽，具有一密閉空間，且具有一第一培養基入口、一第一菌種入口與一第一出料口；一第二發酵槽，具有一密閉空間，且具有一第二培養基入口、一第二菌種入口與一第二出料口；一殺菌機構，藉由管路分別與該第一發酵槽的第一培養基入口與該第二發酵槽之第二培養基入口連接；一培養基供應源，藉由管路與該殺菌機構連接以對該殺菌機構供應一培養基；一菌種供應源，藉由管路與該第一發酵槽之第一菌種入口連接以對該第一發酵槽供應一菌種；其中，該培養基供應源將該培養基供應予該殺菌機構，該培養基經由該殺菌機構的高溫殺菌後，經冷卻後經由該第一培養基入口進入該第一發酵槽中，該菌種供應源將該菌種經由該第一菌種入口投入該第一發酵槽，該培養基與該菌種於該第一發酵槽中進行發酵後形成一第一產物，該第一產物經由該第一出料口離開該第一發酵槽，該第二菌種入口與該第一出料口連接使該第一產物能進入該第二發酵槽中，該培養基與該第一產物於該第二發酵槽中進行發酵後形成一第二產物，該第二產物藉由該第二出料口離開該第二發酵槽，其中該第一發酵槽、該第二發酵槽、該殺菌機構、該培養基供應源與該菌種供應源形成一封閉之系統，使發酵過程皆於該封閉之系統中進行；其中，該第二發酵槽之容積大於該第一發酵槽之容積。
  2. 如請求項1所述之發酵製造系統，其中該殺菌機構與該第一培養基入口之間的管路更具有一閥體，該培養基供應源與該殺菌機構之間的管路亦具有一閥體，該殺菌機構包含一高溫殺菌部與一低溫冷卻部。
  3. 如請求項1所述之發酵製造系統，其中該培養基於該殺菌機構中停留的時間為20分鐘，殺菌的溫度為110℃至150℃。
  4. 如請求項1所述之發酵製造系統，更包含一第三發酵槽，該第三發酵槽具有一密閉空間，且具有一第三培養基入口、一第三菌種入口與一第三出料口，該第三培養基入口與該殺菌機構經由管路連接使該培養基能進入該第三發酵槽，該第三菌種入口與該第二出料口連接使該第二產物能進入該第三發酵槽中，該培養基與該第二產物於該第三發酵槽中進行發酵後形成一第三產物，其中該第三發酵槽之容積大於該第二發酵槽之容積。
  5. 如請求項1所述之發酵製造系統，其中該菌種供應源係包含一蠕動馬達。
  6. 一種發酵製造系統，包含：一第一發酵槽，具有一密閉空間；一第二發酵槽，具有一密閉空間；一殺菌機構，藉由管路分別與該第一發酵槽及該第二發酵槽連接；一培養基供應源，藉由管路與該殺菌機構連接以對該殺菌機構供應一培養基；一菌種供應源，藉由管路與連接於該殺菌機構與該第一發酵槽之間的管路連接以對該第一發酵槽供應一菌種；其中，該培養基供應源將該培養基供應予該殺菌機構，該培養基經由該殺菌機構的高溫殺菌後，經冷卻後進入該第一發酵槽中，該菌種供應源將該菌種投入該第一發酵槽，該培養基與該菌種於該第一發酵槽中進行發酵後形成一第一產物，該第二發酵槽與該第一發酵槽連接使該第一產物能進入該第二發酵槽中，該培養基與該第一產物於該第二發酵槽中進行發酵後形成一第二產物，其中該第一發酵槽、該第二發酵槽、該殺菌機構、該培養基供應源與該菌種供應源形成一封閉之系統，使發酵過程皆於該封閉之系統中進行；其中，該第二發酵槽之容積大於該第一發酵槽之容積。
  7. 如請求項6所述之發酵製造系統，其中該殺菌機構與該第一發酵槽之間的管路更具有一閥體，該培養基供應源與該殺菌機構之間的管路亦具有一閥體，該殺菌機構包含一高溫殺菌部與一低溫冷卻部。
  8. 如請求項6所述之發酵製造系統，其中該培養基於該殺菌機構中停留的時間為20分鐘，殺菌的溫度為110℃至150℃。
  9. 如請求項6所述之發酵製造系統，更包含一第三發酵槽，該第三發酵槽具有一密閉空間，該第三發酵槽與該殺菌機構經由管路連接使該培養基能進入該第三發酵槽，該第三發酵槽與該第二發酵槽連接使該第二產物能進入該第三發酵槽中，該培養基與該第二產物於該第三發酵槽中進行發酵後形成一第三產物，其中該第三發酵槽之容積大於該第二發酵槽之容積。
  10. 如請求項6所述之發酵製造系統，其中該菌種供應源係包含一蠕動馬達。
  11. 一種發酵製程，包含以下步驟：槽內殺菌：對一第一發酵槽與一第二發酵槽內部進行殺菌；投入培養基：對該第一發酵槽之密閉空間中投入一培養基，其中該培養基係由一培養基供應源供給予一殺菌機構進行殺菌後再經由管路投入該第一發酵槽；投入菌種：一菌種供應源對該第一發酵槽之密閉空間中投入一菌種；發酵：該培養基與該菌種於該第一發酵槽之密閉空間中進行發酵以形成一第一產物；投入培養基：對該第二發酵槽之密閉空間中投入一培養基，其中該培養基係由該培養基供應源供給予該殺菌機構進行殺菌後再經由管路投入該第二發酵槽；投入第一產物：該第一發酵槽與該第二發酵槽連接，對該第二發酵槽之密閉空間中投入該第一產物；發酵：該培養基與該第一產物於該第二發酵槽之密閉空間中進行發酵以形成一第二產物；出料：該第二產物自該第二發酵槽排出；其中，該第一發酵槽、該第二發酵槽、該殺菌機構、該培養基供應源與該菌種供應源形成一封閉之系統，使發酵過程皆於該封閉之系統中進行。
  12. 如請求項11所述之發酵製程，其中於「出料」步驟後，更繼續依序循環「投入培養基」、「投入菌種」、「發酵」、「投入培養基」、「投入第一產物」、「發酵」、「出料」之步驟。
  13. 如請求項11所述之發酵製程，更包含以下步驟：槽內殺菌：對一第三發酵槽內部進行殺菌；投入培養基：對該第三發酵槽之密閉空間中投入一培養基，其中該培養基係由該培養基供應源供給予該殺菌機構進行殺菌後再經由管路投入該第三發酵槽；投入第二產物：該第二發酵槽與該第三發酵槽連接，對該第三發酵槽之密閉空間中投入該第二產物；發酵：該培養基與該第二產物於該第三發酵槽之密閉空間中進行發酵以形成一第三產物；出料：該第三產物自該第三發酵槽排出。
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