[发明专利]一种连续自动化生物反应器

说明书

本发明是一种连续自动化生物反应器，主要概念来自生物反应器或发酵槽的发想。主要分为三大部分，第一部分：塔式的饲养槽体，内部以隔板分出不同层次，可以区隔不同生长天数的生物体，并达到空间最佳化使用；第二部分：自动给料系统，减少投料人力，并能达到少量多次的给料，减低饲养槽体内因饲料发酵所产生的温度；第三部分：利用真空抽气原理，让槽体内的空气流动，除供应饲养生物体所需氧气外，也将生物体所产生的废气抽离，并能达到降温及降湿效果。本发明收获生物体与接种生物体同步进行。以饲养黑水虻为例，每天接种初龄幼虫，并收获老熟幼虫及虫粪，可使系统持续运作，达到最佳化饲养，节省大量人力及空间。

技术领域

本发明涉及一种自动化生产管理设备，包括三大部分，第一部分：塔式的饲养槽体，可以达到空间最佳化使用；第二部分：自动给料系统，减少投料人力，并能达到少量多次的给料，减低饲料发酵所产生的温度；第三部分：利用真空抽气原理，让槽体内的空气流动，除供应饲养生物如黑水虻所需氧气外，也将饲养生物所产生的废气抽离，并能达到降温及降湿效果。

背景技术

自动化虫体生产管理设备，于采用漏斗式饲养，设有监控及输送带设置，以便收集幼虫。然而，需要大量空间来摆放设备饲养虫体，且要很多人力来补充饲料。该项专利批次饲养，必须每次收获后，再重新开始饲养。

Black Soldier Fly Biowaste Processing-A Step-by-Step Guide，是由瑞士发展与合作署(SDC)和瑞士联邦经济教育与研发部经济事务秘书处(SECO)资助撰写与出版。主要目的在于利用黑水虻大量处理生物废弃物如厨余、食物残渣等。其采用箱盒饲养方式，需要大量人力、场地及物力投入，才能饲养虫体。

饲养时，会产生热及大量粪便与废气，因此只能限于使用固定容器，采薄层(5～10公分)化饲养，以利散热及气体交换。

薄层饲养，无通气设备，生物体生长排放的废气累积在饲养盒中，不但不利生物体发育，还有氧气不足的情况，会妨碍生物体生长，必须不断翻搅饲养盒内的饲养介质。此外，饲养容器通常无降温设备，幼虫生长及饲料发酵所产生的热，累积在容器内，使温度过高，也不利生物体生长。不管使用箱式、盒式、池式、漏斗式等方式，都需要极大空间来堆叠或放置饲养容器。

采用整批饲养，收获后需要重新再设立新的饲养流程。如此，花费很多人力，再重新设立不同批次的生产。

批次化饲养，在初龄生物体体积很小时，仍然占据相同饲养空间，造成饲养空间浪费，并只能在一定期间(10～15天)收获一次，无法每天生产生物体，无法稳定供应，因此有碍作为饲料，每天喂食其他家禽、家畜、或水产养殖来用。

除微生物饲养外(如酒类发酵)，现今多细胞生物体，如黑水虻饲养，大都无自动化给料系统，未能小量多次给料，易造成饲料在饲养盒内发酵，使温度增高，不利幼虫生长。

传统的生物反应器或发酵槽，大多用于酿酒、微生物发酵或细胞株培养等。因为培养液养分高，微生物生长快，所以很容易污染，必须在严密的环境条件控制下，才能正常运作。

本发明从发酵槽及生物反应器的概念出发，参考生物体如黑水虻的生物特性，设计连续自动化生物反应器。

发明内容

黑水虻作为当前循环经济及环境保护的明星物种，由于其具有消化有机生质废弃物能力，例如厨余、果菜市场食物残渣、动物粪便、人类粪便、污泥、豆渣、酒糟、食材工厂下脚料、屠宰场废弃物等，近年来已经在世界各国迅速发展，大量饲养黑水虻，处理有机废弃物。此外，黑水虻由于幼虫具有丰富的营养价值，可以作为饲料，饲养各种家禽、家畜、水产养殖等；也可取代鱼粉功能，作为饲料添加剂，减少海洋鱼类遭到滥捕的压力。