TWI744720B - 微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置 - Google Patents

Abstract

一種微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，包含：一反應槽，具有一入口與一出口，該入口用以供反應物a進入於該反應槽內，反應完成的生成物b則經由該出口輸出至該反應槽外；一溫度控制器，係設於該反應槽中，用以控制與調整該反應槽內的溫度，保持於一預設的溫度值；一氣壓調節閥，係設於該反應槽中並位於該反應槽的上方部位，用以控制與適時調整該反應槽內的壓力大小保持於一預設的壓力值；一氧氣進入管，係連接該反應槽，並且位於該反應槽的下方部位，用以持續提供氧氣進入於該反應槽內，提供微生物生長所需；一溢流管，溢出之液體經由加壓器注入油滴微型濾網，產生細小微滴，進入反應液中與反應物反應；微小油滴與氧氣的進入除供給生化反應所需外，亦同時提供循環攪拌作用。

Description

微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置

本發明係指一種微生物生合成油溶性分子生產與萃取裝置，可更有效率的產生與萃取微生物的脂溶性產物，簡易的生產與環保的萃取過程，能降低人工成本並節省生產時間，符合環保與經濟效益。

按，自然界中某些生物的脂溶性代謝產物，能被應用於人類生活中，用於改善生活增加生活便利性，例如：紫色桿菌(Chromobacterium violaceum)，其為一種球桿菌，在氧氣充足、營養豐富、溫度適宜的條件之下，能生產一種特殊的脂溶性代謝產物，稱之為紫色桿菌素(violacein)，自從19世紀末紫色桿菌素被發現以來，人們對其生物功能進行了大量的探索，因其具有廣譜抗菌性，抗原生動物活性，抗病毒性，抗腫瘤細胞活性以及獨特的藍紫色著色能力等功能特性，並在醫藥、衛生、食品、印染等領域潛在有相當好的應用前景，受到越來越多的關注。

然而，在這些微生物生產的過程中，目前仍停留在以人工來進行細菌的發酵與培養，例如：要將紫色桿菌接種於含有培養液的三角錐形瓶中，再將三角錐形瓶移置軌道式搖床上進行搖晃培養、以及，靜置使油菌分層(有的要放進4℃冰箱降溫、再過濾)，接著，發酵體系進行離心以及收集菌體等過程，前述培養則包括先在溫度為30℃的條件下培養至發酵體系的0D值為0.6-1.2，之 後，再將發酵體系放在溫度為20℃、並經發酵30-50h...，都是必須透過人力將培養皿從這個機器(或環境中)拿出來，再放到下一個機器(或環境中)進行下一道流程，實際而言，是一種非常耗能、耗時並且必須花費相當多人力，並且製造成本相當昂貴的過程。且，脂溶性代謝產物的萃取，幾乎都需要利用有機溶劑來協助萃取，常用的有機溶劑如甲醇、乙酸乙酯、甲苯、正丁醇、異戊醇等，對環境、生態及健康都有著不良的影響，皆須做好耗時耗能的有機溶劑回收系統，以避免破壞生態及影響健康。

本發明之主要目的在於提供一種微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，能更有效率的產生脂溶性代謝產物並且又能降低人工成本，進一步達到節省開銷與創造利潤的目的。

為了達成上述目的，本發明提供一種微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，包含：一反應槽，具有一入口與一出口，該入口用以供反應物a進入於該反應槽內，反應完成的生成物b則經由該出口輸出至該反應槽外；一溫度控制器，係設於該反應槽中，用以控制與調整該反應槽內的溫度，保持於一預設的溫度值；一氣壓調節閥，係設於該反應槽中並位於該反應槽的上方部位，用以控制與適時調整該反應槽內的壓力大小保持於一預設的壓力值；一氧氣進入管，係連接該反應槽，並且位於該反應槽的下方部位，用以持續提供氧氣進入於該反應槽內，提供微生物生長所需；溢流管，溢出之液體經由加壓器注入油滴微型濾網，產生細小微滴，進入反應液中與反應物反應；微小油滴與氧氣的進入除供給生化反應所需外，亦同時提供攪拌作用。

藉此，本發明微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，提供只要將目標微生物、培養液以及脂溶性物質(例如”油”)等反應物a置入於反應槽中，透過精密的溫度與壓力控制，並藉由氧氣及微小油滴的打入，形成循環攪拌之功能，就可以生成脂溶性代謝產物，再以簡單的分離步驟即可萃取出脂溶性代謝產物，能有效節省生產時間與降低人工成本，生產與萃取的過程更符合環保與經濟效益。

100:微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置

11:反應槽

11a:上方部位

11b:中間部位

11c:下方部位

111:入口

112:出口

113:透明收集管

114:閥門

12:奈米薄膜

13:溫度控制器

15:氣壓調節閥

17:氧氣進入管

18:加壓器

19:溢流管

191:出液端

192:入液端

193:油滴微型化濾網

第一圖係本發明微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置之平面示意圖；第二圖係本發明微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置之平面剖視示意圖；

如第一圖與第二圖所示，本發明一種微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置10，包含一反應槽11、一溫度控制器13、一氣壓調節閥15、一氧氣進入管17以及一溢流管19，其中：該反應槽11具有一入口111與一出口112，該入口111用以供反應物a進入於該反應槽11內，反應完成的生成物b則經由該出口112輸出至該反應槽11外，供集取；所述該反應物a包括目標微生物、培養液以及脂溶性物質(例如”油”)。

該反應槽11分成上、中、下三個部位，於上方部位與11a中間部位11b的槽寬度最大，下方部位11c的槽寬度較小，下方部位11c的槽壁係由中間 部位11b的二側槽壁分別往該出口112處逐漸傾斜往下縮小，於該反應槽11之上方部位11a、中間部位11b以及下方部位11c的槽壁內面皆設置有奈米薄膜12，提供可以防止油附著於該反應槽11的功用；又，於該出口112處更連接有一透明收集管113，方便於看清楚反應完成的生成物b中的食用油及懸浮在上面的脂溶性代謝產物，於該透明收集管113中並設有一閥門114，切換該閥門114可以控制該透明收集管113的開啟與關閉；該生成物b中的脂溶性代謝產物與油脂混合物，經過該透明收集管113內之該閥門114分批次由該出口112輸出，第一次打開該閥門114先將水溶性反應液漏出，第二次打開該閥門114則輸出脂溶性代謝產物的提取液，可放置一收集杯於該透明收集管113下方收取。

該溫度控制器13係設於該反應槽中，用以控制與調整該反應槽11內的溫度，保持於一預設的溫度值，針對目標微生物的生產條件，一般係將溫度設定為保持28℃。

該氣壓調節閥15係設於該反應槽11中並位於該反應槽11的上方部位11a，用以控制該反應槽11內的壓力大小，保持於一預設的壓力值，並當該反應槽11內的壓力超過預設的壓力值時，則適時的進行洩壓動作。

該氧氣進入管17係連接該反應槽11，並且位於該反應槽11的下方部位11c，用以持續供給氧氣進入於該反應槽11內，除了增加該反應槽11內之液體的溶氧量，並同時提供有攪拌作用，可以提昇反應生產的效果。更因為氧氣持續供給送進於該反應槽11內，可將原本浮在培養液表面的食用油打散成微小的油滴，懸浮在培養液中，包覆在紫色桿菌的菌體表面，當紫色桿菌素分子自菌體分泌出來時，即可與油分子以疏水性作用力結合，進而溶解於油滴中，不再與菌體表面疏水性分子結合。

該溢流管19具適當長度，並可隨反應液的高度可做調整，並具有一出液端191與一入液端192，該出液端191連接於該反應槽11的上方部位11a， 該出液端191連接於該反應槽11的下方部位11c，並且於該出液端191與該入液端192中間另外接設一加壓器18，當該反應槽11內的反應物a(即目標微生物、培養液以及脂溶性物質)超過預定體積大小，此時，該反應槽11內之液面高度高出於該溢流管19上方的，就可以從該溢流管19之出液端191排出該反應槽11外，之後，再經過該加壓器18的加壓，由該溢流管19之入液端192迴流回該反應槽11內，繼續進行反應生產；於該溢流管19內鄰近於該入液端192處更設有一油滴微型化濾網193，該油滴微型化濾網193經由加壓器的壓力可讓油滴形成微小顆粒，打入反應槽中，分散油滴使其充分與產物接觸，並同時具有循環攪拌功能。

藉由上述本發明之微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置100，已預先設定好該反應槽11之該溫度控制器13、該氣壓調節閥15、該氧氣進入管17、該溢流管19之該加壓器18，只要將含有適當比例目標微生物、培養液以及脂溶性物質的該反應物a，由該入口111放進於該反應槽11內，而就可以在預定的時間內生產出脂溶性代謝產物，去除習用技術必須透過人力將培養皿從這個機器(或環境中)拿出來、再接著放到下一個機器(或環境中)，方能進行搖晃培養、靜置、降溫、過濾、以及進行離心與收集菌體、有機溶劑萃取等各種流程，相當耗費時間與人力，本發明確實能改善習用技術的缺弊，提供可以簡單容易、更有效率的生產並萃取出脂溶性代謝產物，降低人工成本、節省生產時間，提昇經濟效益，更可兼顧環保安全。

由上可知，本發明微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置100，能更有效率的完成生產與萃取脂溶性代謝產物，又能降低人工成本，避用有機溶劑達到環保境界，確實能達成節省開銷與創造安全與利潤的預期創作目的。

上揭實施例僅係說明本發明而非限制。本發明所提供之微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，係為同類物品所首創之結構，並改進現有以人工進行生產與萃取技術的諸多缺失，具進步性，爰依法提出申請。

100:微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置

11:反應槽

111:入口

113:透明收集管

114:閥門

13:溫度控制器

15:氣壓調節閥

17:氧氣進入管

18:加壓器

19:溢流管

193:油滴微型化濾網

Claims (7)

1. 一種微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，包含：一反應槽，具有一入口與一出口，該入口用以供反應物a進入於該反應槽內，反應完成的生成物b則經由該出口輸出至該反應槽外；一溫度控制器，係設於該反應槽中，用以控制與調整該反應槽內的溫度，保持於一預設的溫度值；一氣壓調節閥，係設於該反應槽中並位於該反應槽的上方部位，用以控制與適時調整該反應槽內的壓力大小保持於一預設的壓力值；一氧氣進入管，係連接該反應槽，並且位於該反應槽的下方部位，用以持續提供氧氣進入於該反應槽內，並同時提供攪拌作用；一溢流管，該溢流管具適當長度，並具有一出液端與一入液端，該出液端連接於該反應槽的上方部位，該入液端連接於該反應槽的下方部位，並且於該出液端與該入液端中間另外接設一加壓器，供超過預定體積大小的反應物a從該溢流管排出該反應槽外，之後經過該加壓器的加壓，由該入液端迴流回該反應槽內，提供循環攪拌作用，微小油滴與氧氣的進入除供給生化反應所需外，亦同時提供循環攪拌作用；該溢流管內鄰近於該入液端處更設有一油滴微型化濾網，經由加壓器的壓力可讓油滴形成微小顆粒，打入反應槽中，分散油滴使其充分與產物接觸，並同時具有循環攪拌功能。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，其中該反應槽之分成上、中、下三個部位，於中間部位的槽壁寬度最大，下方部位的槽壁較小，下方部位的槽壁係由中間部位的槽壁二側分別往該出口處逐漸傾斜縮小。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，其中該反應槽之槽壁內面更設置有奈米薄膜或塗料，可以防止油附著。
4. 如申請專利範圍第1項所述之微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，其中所述反應物a包括目標微生物、培養液以及脂溶性物質。
5. 如申請專利範圍第1項所述之微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，其中所述生成物b為脂溶性代謝產物的提取液。
6. 如申請專利範圍第1項所述之微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，其中該生成物b中的脂溶性代謝產物的提取液係分批次由該出口輸出，第一次先輸出水溶性反應液，第二次輸出脂溶性代謝產物。
7. 如申請專利範圍第1項或第6項所述之微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置，其中該反應槽於該出口處更連接有一透明收集管，該透明收集管並設有一閥門，由該閥門控制該透明收集管的開啟與關閉。

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