TWI662122B - 發酵設備 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種發酵設備。其中該發酵設備包含了一第一發酵槽和一第二發酵槽。其中，該第一發酵槽及該第二發酵槽之間設有一連通管。該連通管上設有至少一第一離心泵與至少一閥門。藉此，可讓該第一發酵槽或該第二發酵槽中的內容物得以於彼此間雙向傳輸。

Description

發酵設備

本發明提供了一種發酵設備，尤指一種具有可以彼此互通有無之第一發酵槽和第二發酵槽的發酵設備。

目前利用發酵方式所生產出來的製品，早已被廣泛用於我們的日常生活之間，例如農業上使用的肥料，調理食物所使用醬油、酒類、醋以及我們飲用的發酵乳製品等等。

而傳統用來製造此類發酵製品的發酵設備，大多需以加壓發酵槽及非連續化的液態發酵方式來生產，在液態發酵的時候常常會經過許多不同的設備，例如從大搖床混和之後，再移往發酵罐之中執行發酵，在發酵的動作不連續執行的情況下，很容易因為一些外在的汙染，影響到產物的品質。

相對來說，對於用於發酵反應時的水質，亦是影響發酵非常重要的一個環節，而傳統的發酵水質要求僅以飲用水標準為主，但飲用水常常會含有一些金屬離子，如鎂離子（Mg ²⁺）或鈣離子（Ca ²⁺）等，這些金屬離子不僅會影響功能性菌種在發酵時的效率，甚至可能造成產物和離子螯合變質等的情況。

此外，傳統發酵設備和淨水儀器並未直接相連，因此在發酵反應用水進到發酵設備之前，也容易因外在的汙染使得發酵反應用水水質受到 汙染，進而影響到發酵產物的品質。

有鑑於以上的缺失，開始有人注意到發展連續式的發酵設備，得以在常壓的條件下，將所有的發酵程序和條件一次把關，做成完全的發酵。然而，此類的設備僅能針對單一的發酵程序進行作業。無論是入料或是調整濃度等皆僅能透過人工來協助。此外，對於複合連續式的發酵作業也必須透過多次手段才能完成，相對費時。

有鑑於先前技術中所提及的缺失，本發明提供了一種發酵設備，包含一第一發酵槽、一第二發酵槽、一水質過濾裝置、一加熱裝置、一第二離心泵以及一控制系統。

其中該一第一發酵槽具有一第一攪拌裝置與一第一通氣孔。該第二發酵槽透過設有至少一第一離心泵與至少一閥門的一連通管與該第一發酵槽連接，且該第二發酵槽具有一第二攪拌裝置與一第二通氣孔。

該水質過濾裝置具有一儲水桶、一硬水軟化器與一逆滲透機，該硬水軟化器與該逆滲透機連接，該逆滲透機與該儲水桶連接，該儲水桶與該第一發酵槽以至少一管路連接。該加熱裝置與該水質過濾裝置連接。

該第二離心泵，設於該至少一管路上。而該控制系統分別與該第一發酵槽、該第二發酵槽、該加熱裝置、該第一離心泵、該第二離心泵、該水質過濾裝置連接。其中，該第一離心泵為雙向離心泵。

以上對本發明的簡述，目的在於對本發明之數種面向和技術特徵作一基本說明。發明簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍，僅為以簡明的方式呈現本發明的數種概念而已。

為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：

請同時參照圖1及圖2，圖1為本發明實施例之外觀示意圖；圖2為本發明實施例之系統架構圖。

由圖1的示意圖中可得知，本實施例發酵設備10主要由第一發酵槽100及第二發酵槽200所構成。且第一發酵槽100及第二發酵槽200上依序設有第一攪拌裝置101及第二攪拌裝置201。此外，第一發酵槽100及第二發酵槽200更透過連通管300連接。

如上所述，發酵設備10中還包含了控制系統700。透過控制系統700的作用，能夠有效的調控第一發酵槽100及第二發酵槽200的各種發酵條件。而所述的發酵條件包含了壓力、溫度、液位、濃度以及水質等，本發明並不加以限制。

更進一步來說，整體發酵設備10的架構如圖2所示。在本實施例中，發酵設備10包含第一發酵槽100、第二發酵槽200、水質過濾裝置400、加熱裝置500、第二離心泵600以及控制系統700。

其中該第一發酵槽100具有第一攪拌裝置101與第一通氣孔102。第二發酵槽200透過設有至少一第一離心泵301與至少一閥門302的連通管300與第一發酵槽100連接，且第二發酵槽200具有第二攪拌裝置201與第二通氣孔202。且第一離心泵301為雙向離心泵。

在圖2的實施例中，第一攪拌裝置101及第二攪拌裝置201各與一第一螺旋槳及一第二螺旋槳連接。而連通管300用以連通第一發酵槽100及第二發酵槽200。透過此設計，可以輕易且自動地控制第一發酵槽100及第二發酵槽200之間產物或原料間的互通有無。進一步達到進行複合連續式常壓發酵之目的。

舉例言之，由於第一離心泵301為雙向離心泵之故，因此當第一發酵槽100及第二發酵槽200中各自的發酵作業必須先獨力完成後，再進行混合發酵的發酵作業時，便可透過至少一閥門302開啟，並由第一離心泵301雙向輸送，將第一發酵槽100及第二發酵槽200中各自發酵完成的發酵液體混合後，再進行下一階段的混合發酵作業。透過這樣的設計方式，能夠有效的節省複雜發酵作業程序下的時間以及成本，並大幅提高發酵作業的效率。

而水質過濾裝置400具有儲水桶403、硬水軟化器401與逆滲透機402，該硬水軟化器401與逆滲透機402連接。該逆滲透機402與該儲水桶403連接。此外，本實施例之儲水桶403與第一發酵槽100以至少一管路406連接。加熱裝置500則與水質過濾裝置連接400。在本實施例中，加熱裝置500可為可為電熱器或電熱管等物理性加熱裝置。

更佳地，在圖2的實施例系統架構中，發酵設備10之水質過濾裝置400更具有砂過濾器404、活性碳過濾器405與鹽桶407。其中，砂過濾器404與活性碳過濾器405連接，而活性碳過濾器405與硬水軟化器401連接。鹽桶407則獨立與硬水軟化器401連接。本實施例之硬水軟化器401可透過離子交換樹脂的方式進行水質的軟化作業，去除發酵作業可能影響到發校進程的有害金屬離子。更進一步地，硬水軟化器401所得出的鹽類如果析出時，更可進一步回收於鹽桶407之內，本發明並不加以限制。

而本實施例發酵設備10之第二離心泵600設於至少一管路406上。且至少一管路406上設有至少一閥件408。透過至少一閥件408的設置，可進一步控制至少一管路406送液到第一發酵槽100的液體量。至於控制系統700則分別與第一發酵槽100、第二發酵槽200、加熱裝置500、第一離心泵301、第二離心泵600、水質過濾裝置400連接。當然，在其他可能的實施例中，控制系統700亦可進一步與至少一閥件408連接，以達到自動控制所有至少一管路406控制液體流量的功效。

更進一步地，圖2實施例中的控制系統700主要由主電氣箱701與操作電氣箱702構成。且主電氣箱701與操作電氣箱702連接。其中，本實施例之主電氣箱701主要用以提供市電及管理整個控制系統700中各個硬體項目之電源及電力應用分配，因此主電氣箱701中可設有絕緣柵雙極電晶體（Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT）等節溫器元件，以調整最佳自動控制狀態下的電力分配策略。至於操作電氣箱702包含顯示單元7021、控制單元7022、通訊單元7023及無線射頻標籤讀取器7024。

其中顯示單元7021為一觸控面板，更進一步來說可以式電容式或電阻式的觸控面板。而控制單元7022與顯示單元7021連接。至於通訊單元7023及無線射頻標籤讀取器7024亦獨立與控制單元7022連接。在本實施例中，通訊單元7023可以為Wi-Fi訊號收發器或藍芽訊號收發器，進一步與智慧型裝置無線連接。據此，發酵作業人員便可透過智慧型裝置直接了解到發酵進程以及發酵設備10的運作狀態。而無線射頻標籤讀取器7024則用以讀取原料外部包裝的無線射頻標籤。據此記錄下每批發酵入料的料號，以便當發酵作業出現問題時，進行原料的反推和追蹤。此外，為了控制操作電氣箱702中之所有元件，本實施例之控制單元7022可為多功能單晶片或可程式控制器。

本實施例中，發酵設備10更包含空氣過濾裝置800及降溫裝置900。其中該空氣過濾裝置800依序與該第一發酵槽100及該第二發酵槽200之第一通氣孔102及第二通氣孔202連接。而空氣過濾裝置800本身則與控制系統700連接。 其中，空氣過濾裝置800具有鼓風機801與過濾器802，鼓風機801與過濾器802連接。而該降溫裝置900為冰水機，主要與該儲水桶403連接。在本實施例中，降溫裝置900仰賴控制系統700於發酵水溫過高時啟動。

此外，第一發酵槽100及第二發酵槽200上各設有入料口、至少一液出入口、液位計、出料口及溫度感測器（圖未示）。因此在圖2的實施例中，更佳地控制系統700係各自獨立與第一發酵槽100及第二發酵槽200上的入料口、至少一液出入口、液位計、出料口及溫度感測器連接。也就是說，在圖2的系統架構下，本發明最佳實施例之發酵設備10可以透過入料口上設有光感應器的方式，得知開始進料及結束進料。而液位計可用於偵測進料後的液位是否符合標準，以便了解進料的量是否正確。相同地，至少一液出入口也可透過光學的方式得知進液的開始與結束，配合液位計量測進液的量是否正確。而出料口亦同。

在上述概念下，當本實施例之發酵設備10由無線射頻標籤讀取器7024則用以讀取原料外部包裝的無線射頻標籤後，亦可進一步顯示該原料應投入之入料口編號。讓發酵作業人員能夠快速地知道應於哪個發酵槽的入料口投入該原料。而顯示單元7021上顯示的原料投入提醒，必須在標的發酵槽的入料口之光感應器感應到原料投入及液位計上升的液位量在標準誤差範圍內後，才會消去提醒，代表入料作業完成。

基於上述實施例的概念，本發明依據不同的發酵作業需求，亦可以將第一發酵槽100、第二發酵槽200與更多複數個第三發酵槽透過更多個連通管300連接。也就是說，本發明所展示之發酵設備10之發酵槽數量可以依照需求客製化、模組化擴充，並依照發酵的作業流程和需求調整多個連通管300和多個發酵槽之間的連接關係。並將作業流程透過控制系統700自動控制。而在某些可能的實施例中，連通管300上的第一離心泵301如果損壞，更可在連通管300上裝設備用離心泵。或是在發酵槽的底部安裝升降基座，透過升降機座帶動升高以達到控制液體流入其他發酵槽的方式。

而在不同的發酵作業流程中，連通管300亦可為透明連通管。讓在某些特殊的發酵作業中，當發酵液透過連通管300輸送時，以紫外光機進行殺菌等作業。本發明並不加以限制。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。

10‧‧‧發酵設備

100‧‧‧第一發酵槽

101‧‧‧第一攪拌裝置

102‧‧‧第一通氣孔

200‧‧‧第二發酵槽

201‧‧‧第二攪拌裝置

202‧‧‧第二通氣孔

300‧‧‧連通管

301‧‧‧第一離心泵

302‧‧‧閥門

400‧‧‧水質過濾裝置

401‧‧‧硬水軟化器

402‧‧‧逆滲透機

403‧‧‧儲水桶

404‧‧‧砂過濾器

405‧‧‧活性碳過濾器

406‧‧‧管路

407‧‧‧鹽桶

408‧‧‧閥件

500‧‧‧加熱裝置

600‧‧‧第二離心泵

700‧‧‧控制系統

701‧‧‧主電氣箱

702‧‧‧操作電氣箱

7021‧‧‧顯示單元

7022‧‧‧控制單元

7023‧‧‧通訊單元

7024‧‧‧無線射頻標籤讀取器

800‧‧‧空氣過濾裝置

801‧‧‧鼓風機

802‧‧‧過濾器

900‧‧‧降溫裝置

圖1為本發明實施例之外觀示意圖。 圖2為本發明實施例之系統架構圖。

Claims (10)

1. 一種發酵設備，包含：一第一發酵槽，具有一第一攪拌裝置與一第一通氣孔；一第二發酵槽，透過設有至少一第一離心泵與至少一閥門的一連通管與該第一發酵槽連接，該第二發酵槽具有一第二攪拌裝置與一第二通氣孔；一水質過濾裝置，具有一儲水桶、一硬水軟化器與一逆滲透機，該硬水軟化器與該逆滲透機連接，該逆滲透機與該儲水桶連接，該儲水桶與該第一發酵槽以至少一管路連接；一加熱裝置，與該水質過濾裝置連接；以及一第二離心泵，設於該至少一管路上；一控制系統，分別與該第一發酵槽、該第二發酵槽、該加熱裝置、該第一離心泵、該第二離心泵、該水質過濾裝置連接；其中，該第一離心泵為雙向離心泵，該第一發酵槽及該第二發酵槽更各設有一入料口、至少一液出入口、一液位計及一出料口，且該入料口、該至少一液出入口及該出料口上更設有一光感應器。
2. 如請求項1所述之發酵設備，還包含一空氣過濾裝置，該空氣過濾裝置依序與該第一發酵槽及該第二發酵槽之該第一通氣孔及該第二通氣孔連接，該空氣過濾裝置與該控制系統連接。
3. 如請求項2所述之發酵設備，其中該空氣過濾裝置具有一鼓風機與一過濾器，該鼓風機與該過濾器連接。
4. 如請求項1所述之發酵設備，其中該第一發酵槽及該第二發酵槽更各設有一溫度感測器。
5. 如請求項1所述之發酵設備，其中該水質過濾裝置還可具有一砂過濾器、一活性碳過濾器與一鹽桶，該砂過濾器與該活性碳過濾器連接，該活性碳過濾器與該硬水軟化器連接，該鹽桶與該硬水軟化器連接。
6. 如請求項1所述之發酵設備，其中該加熱裝置可為電熱器或電熱管。
7. 如請求項1所述之發酵設備，其中該至少一管路上設有至少一閥件。
8. 如請求項1所述之發酵設備，其中該控制系統具有一主電氣箱與一操作電氣箱，該主電氣箱與該操作電氣箱連接；該操作電氣箱更包含：一顯示單元，為一觸控面板；一控制單元，與該顯示單元連接；通訊單元，與該控制單元連接；一無線射頻標籤讀取器，與該控制單元連接。
9. 如請求項8所述之發酵設備，其中該控制單元為一多功能單晶片或一可程式控制器。
10. 如請求項1所述之發酵設備，其中該發酵設備更包含一降溫裝置，該降溫裝置與該儲水桶連接，該降溫裝置與該控制系統電性連接；其中該降溫裝置為一冰水機。