Procédé et appareil pour la préparation, l'inoculation et le conditionnement stériles et/ou partiellement stériles d'un substrat pour champignons.
PROCEDE ET APPAREIL POUR LA PREPARATION,
L'INOCULATION ET LE CONDITIONNEMENTSTERILES ET/OU PARTIELLEMENT STERILES
D'UN SUBSTRAT POUR CHAMPIGNONS
L'invention concerne un procédé et un appareil pour la préparation, l'inoculation et le conditionnement stériles et/ou partiellement stériles d'un substrat pour champignons. Le présent mémoire descriptif du procédé et de l'appareil selon l'invention présente l'utilisation de déchets agricoles, la production d'un substrat en un laps de temps réduit, l'obtention d'un rendement valant plusieurs fois celui des pratiques connues jusqu'à présent, et à un coût considérablement moindre.
On sait que certaines variétés de champignons, p.ex. pleurotus ostreatus (pleurote), peuvent être cultivées sur des arbres, des céréales et sur divers sous-produits agricoles. Plusieurs procédés sont connus pour la préparation du substrat nécessaire à la culture. Chaque procédé a pour objectif la production de conditions favorables dans le substrat pour le mycélium du champignon à cultiver. A cette fin, le substrat du champignon doit contenir des éléments nutritifs et de l'eau. De plus, la préparation doit se caractériser par l'absence ou la réduction substantielle des nombreux autres microorganismes rivaux (moisissures, bactéries) dans la matière première, et à l'élimination de leurs conditions d'existence. Ainsi, le mycélium du champignon inoculé dans ce substrat croît rapidement sans concurrence.
Pour cette raison, le substrat est produit à partir de matières premières sèches, par humidification puis par élimination de l'effet préjudiciable des microorganismes rivaux. Après inoculation, le substrat ainsi préparé est entremêlé. La matière entremêlée est utilisée pour une inoculation ultérieure, cet inoculum en condition entremêlée étant utilisé pour fourrage ou pour culture des champignons.
On connaît trois méthodes de traitement thermique, le plus fréquemment utilisé, pour réduire les microorganismes nuisibles après l'humidification. Le premier traitement thermique a pour but la propagation de bactéries thermophiles dans le substrat pour fournir la protection requise. Au cours du traitement thermique, la matière première humidifiée est chauffée à une température de 60[deg.]C maximum (facultativement à
70[deg.]C durant 2-3 heures contre les insectes nuisibles, puis avec refroidissement à moins de 60[deg.]C), puis est maintenue à 50-55[deg.]C durant 2-3 jours avec aération appropriée. Dans ce cas, les bactéries thermophiles
se propageant en une très grande quantité consomment les matières nutritives, principalement celles des moisissures et des autres microorganismes, et il en résulte le développement d'une certaine protection dans le substrat. Suivant ce procédé, la matière première humidifiée est chauffée par de la vapeur, par immersion dans de l'eau chaude ou par un traitement appelé traitement thermique de masse. Le substrat traité thermiquement et refroidi à moins de 30[deg.]C peut recevoir l'inoculation de mycélium sans condition hygiénique spéciale puis, après conditionnement dans un matériau d'emballage, il est entremêlé et est prêt à l'emploi.
Suivant le second procédé de traitement thermique, au cours de la stérilisation partielle, la matière première humidifiée est chauffée à une température de 70-100[deg.]C et est maintenue à celle-ci durant 1-6 heures. Dans ce cas, les organismes nuisibles dans la matière première et les formes végétatives des microorganismes concurrents sont détruits, sauf ceux-présents sous forme persistante (spore). Après ce traitement, le substrat est rapidement refroidi à moins de 30[deg.]C et le mycélium du champignon choisi y est inoculé. Des conditions d'hygiène strictes sont requises pour l'inoculation puisque la stérilisation partielle ne protège pas le substrat contre les organismes ré-infectants provenant de l'air ou des accessoires.
Après inoculation et conditionnement, des conditions d'hygiène strictes doivent être maintenues pour le substrat durant l'entremêlement également et, par conséquent, l'emballage doit être scellé afin d'assurer une stérilité adéquate. La matière entremêlée étant déjà protégée par elle-même contre les infections, la culture peut s'effectuer sous des circonstances habituelles.
Le troisième traitement thermique est le procédé stérile. Dans ce procédé, la matière première humidifiée est placée et enfermée dans un matériau d'emballage approprié, ensuite, avec l'emballage, elle est chauffée et maintenue à une température de
110-135[deg.]C sous pression dans un autoclave. Par l'effet de cette température, les organismes nuisibles et tous les microorganismes (moisissures, spores, bactéries) présents dans la matière première sont détruits. Ensuite, le substrat est refroidi dans l'autoclave jusqu'à une température déterminée, puis la matière dans son emballage est enlevée de l'autoclave et est refroidie à moins de 30[deg.]C. Ensuite, l'emballage est ouvert et le substrat reçoit l'inoculation de mycélium sous des conditions d'hygiène strictes, puis il est à nouveau emballé par une méthode stérile.
Plus tard, le substrat est entremêlé et est ainsi prêt à l'emploi. Ce procédé est particulièrement approprié pour la production d'un inoculum.
Pour la réalisation technique, la préparation, l'inoculation et le conditionnement du substrat stérile, les procédés et accessoires suivants sont utilisés.
La matière première broyée ou finement granulée (p.ex. grain de blé) est d'abord humidifiée ou pré-cuite dans le but d'assurer une imprégnation d'eau adéquate. L'humidification est généralement effectuée manuellement par arrosage et mélange et dans le cas de grandes quantités, en utilisant des dispositifs transporteurs (bandes, etc.). Divers dispositifs pour cuisson de type intermittent et continu sont utilisés pour la pré-cuisson de la matière première granulaire. Après cuisson et séchage, la matière pré-humidifiée et cuite-est généralement placée manuellement dans le matériau d'emballage, le plus fréquemment dans des bouteilles pour conservation, qui sont ensuite scellées manuellement sous condition stérile.
Les bouteilles sont placées dans des autoclaves, facultativement en utilisant un panier amovible, et ensuite stérilisées sous pression et température appropriées. Après le temps requis, les bouteilles dans l'autoclave sont refroidies jusqu'à une température déterminée, puis elles sont enlevées de l'autoclave et laissées à refroidir de manière naturelle jusqu'à la température d'inoculation. Ensuite, les bouteilles sont ouvertes manuellement sous des conditions stériles, le substrat subit l'inoculation manuellement avec un germe en grain ou un bâton d'inoculation, et ensuite les bouteilles sont scellées manuellement. Cette opération est suivie par un entremêlement du substrat à l'emplacement approprié.
Cet appareil et les accessoires sont décrits dans le livre de Szili, I., Vessey, E. intitulé "Household cultivation of champignon and other mushrooms", 1980, p. 185-204.
Le traitement thermique quasi-stérile du substrat est aussi effectué dans un autoclave en de plus petites quantités, de la même manière que celle ci-dessus, mais à une température plus basse. L'inoculation et l'entremêlement sont les mêmes que ceux décrits pour la méthode stérile. Dans le cas de grandes quantités, la matière première humidifiée placée dans des boîtes ou des sacs en plastique, dans une chambre isolée chauffée à la vapeur, est chauffée par de la vapeur jusqu'à la température requise, ensuite maintenue à cette température et puis refroidie rapidement dans un courant d'air. Le substrat traité thermiquement est enlevé de la chambre à vapeur. Ce substrat est déchargé et on y mélange un inoculum soit mécaniquement ou soit manuellement, ensuite il est à nouveau placé dans une boîte ou un sac.
L'inoculation peut s'effectuer dans l'emballage utilisé dans la chambre à vapeur par l'insertion d'un bâton d'inoculation ou par inoculation manuelle. Après inoculation, les sacs sont scellés par un procédé stérile. Dans les deux cas, l'inoculation s'effectue sous des conditions d'hygiène strictes. Ensuite, le substrat est entremêlé sous des conditions d'hygiène encore plus strictes.
L'inconvénient des pratiques connues et utilisées jusqu'à présent est que les procédés et les appareils employés pour la préparation, l'inoculation et le conditionnement du substrat stérile et quasistérile sont connus uniquement pour chaque étape. Un autre inconvénient est que, jusqu'à présent, les phases technologiques ont été réalisées dans des espaces séparés, avec des appareils séparés. Par conséquent, ces procédés exigent une importante manutention et des travaux opératoires manuels. Un autre inconvénient de ces procédés est lié à la sensibilité du substrat traité thermiquement à l'infection provenant de l'environnement; en effet, chaque étape
(transfert, ouverture) entraîne une augmentation des risques d'infection.
Les traitements en autoclave ont un inconvénient supplémentaire car, du fait des conditions de transfert thermique défavorables, uniquement de petites unités (max. 5 litres) peuvent être traitées thermiquement, et même alors cela exige une utilisation d'énergie inutilement élevée. Le nettoyage des bouteilles avant leur réutilisation représente aussi un coût supplémentaire. Un autre inconvénient de ces procédés est la grande part de travail manuel, les manipulations des matériels influençant défavorablement les coûts et l'efficacité économique de ces procédés. Ces inconvénients sont encore plus importants dans le cas d'une production à grande échelle. Pour cette raison, le procédé stérile était économique pour des quantités industrielles uniquement pour la production du germe de champignon.
La préparation, l'inoculation et le conditionnement à grande échelle de substrat pour la culture des champignons ne pouvaient être développés ni par le procédé stérile
ni par le procédé partiellement stérile par manque de procédé et d'appareil appropriés.
L'invention a pour but l'élimination des inconvénients indiqués ci-dessus, et concerne le développement d'un procédé et d'un appareil pour la préparation, l'inoculation et le conditionnement stériles et partiellement stériles d'un substrat, développement caractérisé en ce que l'humidification, le traitement thermique de la matière première, l'inoculation et le conditionnement du substrat sont effectués avec une manutention minimale de matériel, une consommation faible d'énergie, une main-d'oeuvre réduite et en même temps avec une réduction des risques d'infection du substrat et la possibilité d'une application économique à grande échelle.
Ainsi, l'invention concerne un procédé pour la préparation, l'inoculation et le conditionnement stériles et/ou partiellement stériles d'un substrat, dans lequel les matériaux de base connus,
de la paille et/ou des balles de céréales appropriées, sont préparés par découpage, broyage pour le substrat. Après broyage, le produit broyé est mélangé avec les additifs nécessaires. Le matériau préparé par mélange est humidifié avec de l'eau, ensuite il est partiellement stérilisé par chauffage et fermentation, puis
le substrat est soumis à inoculation et entremêlement, et le matériau entremêlé est placé dans un emplacement pour culture. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on découpe et broie la matière de base, de la paille et/ou des balles de céréales appropriées, jusqu'à moins de 5 et 6 mm respectivement, ensuite ajoute des additifs organiques et/ou inorganiques, de préférence de la farine de soja, comme source d'azote à la matière ainsi préparée suivant une formule donnée, convenant au champignon à cultiver, puis place la matière dans un système clos et la mélange à une vitesse de
60 t.p.m. et en même temps y ajoute de l'eau chaude,
à au moins 90[deg.]C pour obtenir un taux d'humidité de
63 % et enfin de 70 % exigé. Pour une augmentation supplémentaire du taux d'humidité de 7-10 %, de préférence de 7,5 %, on introduit de la vapeur à 100-120[deg.]C, de préférence à 110[deg.]C, durant 5-30 minutes, de préférence durant 15 minutes. Ensuite, le matériau de base ainsi préparé et contenu dans le système clos est stérilisé par de la vapeur à 100-120[deg.]C, de préférence à 115[deg.]C, durant 30-60 minutes, de préférence durant
35 minutes. La stérilisation est suivie par le refroidissement du matériau de base jusqu'à une température comprise entre 20 et 30[deg.]C, de préférence à 25[deg.]C, à l'aide d'un liquide réfrigérant circulant à la surface externe du système clos, tout en maintenant le mouvement et la vitesse d'agitation du mélange.
Après refroidissement, la pression interne régnant dans le système clos est mise à l'équilibre avec la pression atmosphérique. En même temps, un inoculum d'une dimension particulaire de 1-3 mm, de préférence de 1,5 mm, provenant de l'espace stérile est introduit dans le système clos. Le matériau de base est mélangé à une vitesse de 30 t.p.m. durant 5-15 minutes, de préférence durant 5 minutes, ensuite le mélange dans un espace quasi-stérile est introduit dans une unité de stockage stérile fermée, pour entremêlement ou culture et enfin l'unité de stockage est scellée. L'appareil utilisé pour la réalisation du procédé suivant l'invention est pourvu d'un couvercle et d'un corps hermétiquement clos entouré par une chemise cylindrique et dont la partie inférieure est en forme d'extension rétrécie.
Le corps est pourvu d'un orifice d'entrée ouvrable pour la matière première garni d'une vanne fermant hermétiquement, et d'un orifice de sortie ouvrable pour le substrat après inoculation, garni d'une vanne fermant hermétiquement. En outre, l'appareil est pourvu d'un élément mélangeurtransporteur s'étendant dans le corps hermétiquement clos, ajusté sur un arbre hermétiquement scellé équipé d'un entraînement rotatif et pouvant tourner à travers le couvercle, ainsi que d'un orifice d'entrée pour amenée de vapeur de chauffage, d'eau chaude et d'eau froide à l'intérieur du corps hermétiquement clos, la chemise étant munie de vannes d'entrée et de sortie pour le fluide de chauffage et pour le fluide de refroidissement.
Suivant une construction complémentaire préférée de l'appareil, celui-ci est pourvu d'un arbre hermétiquement scellé pouvant tourner dans l'axe de la chemise cylindrique, des éléments racleurs étant fixés à l'arbre pour nettoyer la chemise cylindrique et celle de l'extension rétrécie. Une autre construction préférée de l'appareil comprend un élément mélangeur-transporteur pour l'évacuation du substrat, un orifice d'entrée de la matière première relié à un transporteur à vis et un broyeur pour l'inoculum.
Dans une autre construction préférée, l'appareil est pourvu d'une entrée d'air à la base de l'extension rétrécie, d'un transporteur à vis relié à l'orifice d'entrée de l'inoculum, et d'une vanne de détente aseptique.
Dans une autre construction préférée encore de l'appareil, un arbre équipé de barreaux est disposé dans la trémie du transporteur à vis relié à l'orifice d'entrée de l'inoculum, la trémie du transporteur à vis est équipée d'un couvercle ouvrable fermant hermétiquement et la conduite est équipée de têtes de lavage pour nettoyer l'intérieur.
L'objet de l'invention est donc un procédé pour la production stérile ou partiellement stérile de divers substrats pour champignons, caractérisé principalement en ce que les activités nécessaires pour la production du substrat, c.a.d. mélange, humidification, traitement thermique, stérilisation et refroidissement des matières premières et des additifs, admission et mélange de l'inoculum, conditionnement du matériau après inoculation, ont lieu dans un appareillage hermétiquement clos, sans intervention manuelle.
Suivant le critère du procédé, les divers substrats sont produits de la manière suivante. Les matières premières (paille, balles de céréales, tiges de céréales, etc.), généralement utilisées pour les divers substrats, sont introduites sous forme convenablement préparée (paille broyée, de préférence plus courte que 5 mm, balles de céréales broyées, de préférence à dimension particulaire 2-6 mm, tiges de céréales broyées, de préférence en longueur de 5 mm et/ou moins) dans un appareil hermétiquement clos construit à cet effet. En même temps, les additifs selon la formule connue utilisée pour les divers substrats, tels que matières organiques et/ou inorganiques comme source d'azote, p.ex. farine de soja, farine d'alfa, etc., sont également introduits dans l'appareil.
Ensuite, l'appareil est hermétiquement fermé et le mélange de la matière sèche dans l'appareil est mis en marche avec l'agitateur. Après prémixage de la matière sèche et des additifs, le matériau est humidifié tout en maintenant l'agitation.
Dans le procédé suivant l'invention, une teneur en humidité de la matière de 60-75 %, de préférence 70 %, est atteinte de préférence en deux étapes. Environ 90 % de la teneur en humidité fixée sont admis dans l'appareil sous forme d'eau, de préférence à une température de 90-100[deg.]C. Le solde de 10 % de la teneur en humidité requise est fourni au matériau déjà préhumidifié par injection de vapeur, de préférence entre
100 et 125[deg.]C. Le but de l'injection de vapeur est de chauffer le matériau pré-humidifié jusqu'à la température de stérilisation en un court laps de temps, c.a.d. en 5-30 minutes en fonction de la capacité disponible de vapeur.
Le chauffage du matériau est effectué par la libération de la chaleur latente de la vapeur (condensation) tandis que le condensat participe à l'ajustement de la teneur en humidité finale du matériau pré-humidifié.
Les sous-produits agricoles utilisés comme matières premières requièrent différentes durées de stérilisation selon les cas, c.a.d. 30-60 minutes et différentes températures de stérilisation, c.a.d.
100-125[deg.]C. La stérilisation de la matière préparée, c.a.d. le maintien de la gamme de température avec injection de vapeur, est assuré en maintenant la chemise de l'appareil à la même température, 100-125[deg.]C
(p.ex. par chauffage de la chemise avec de la vapeur).
Après achèvement de la stérilisation, le refroidissement de la matière chauffée est amorcé par extraction de chaleur dans la chemise de l'appareil
(p.ex. par circulation d'eau à moins de 20[deg.]C) et/ou par condensation de vapeur. La condensation de vapeur se produit à travers le système, l'intérieur de l'appareil est relié à un générateur de vapeur, et par conséquent, les vapeurs dégagées passant dans le condenseur dissipent la chaleur extraite de la matière et sont ainsi condensées. La quantité de condensat réduit la teneur en humidité du substrat et par conséquent, il est recommandé de le recycler dans l'appareil où il est à nouveau mélangé avec la matière. De la sorte, la température de la matière première traitée est abaissée, mais sa teneur en humidité reste la même.
La matière est refroidie jusqu'à ce qu'une température comprise entre 20 et 30[deg.]C, de préférence
25[deg.]C soit atteinte.
Cette température est déjà favorable pour les conditions de vie des mycélia de champignons admis en tant qu'inoculum.
Après achèvement du procédé de refroidissement, la pression interne (vide) de l'appareil hermétiquement clos est mise à l'équilibre à la pression atmosphérique. Cela se passe lorsque l'appareil est ouvert pour introduction de l'inoculum. L'inoculum est introduit de préférence à partir d'un espace stérile ce qui empêche le matériau stérile dans l'appareil d'être infecté.
Le mélange correct de l'inoculum dans le matériau de base stérilisé est facilité par l'agitation constante et par la granulation de l'inoculum introduit dans l'appareil, de préférence à une dimension particulaire de 1-3 mm au moyen d'un granulateur convenablement conçu. Une telle dispersion fine de l'inoculum facilite la propagation rapide des mycélia dans la matière de base.
Après introduction de l'inoculum et mélange uniforme durant 5-15 minutes, la matière après inoculation est placée dans un matériau d'emballage pouvant être scellé, utilisé pour l'entremêlement et/ou la culture. La mise en conditionnement est effectuée dans un espace stérile sous des conditions strictes d'hygiène.
L'appareil suivant l'invention est décrit en détail à l'aide du dessin de la Fig. 1, sur lequel la chemise cylindrique 4 avec extension rétrécie 3 et couvercle 2 est fixée sur la structure 1 pour former le corps hermétiquement clos 5. L'appareil est pourvu d'un orifice d'entrée de la matière première 6, d'un orifice d'entrée de l'inoculum 7 et de clapets ouvrables 8 et 9 fermant hermétiquement ces orifices. L'élément mélangeur-transporteur 12 est relié à un arbre 11 hermétiquement scellé équipé d'un entraînement rotatif et pouvant tourner dans le couvercle 2. Les éléments racleurs 14 frottant la surface interne de la chemise cyclindrique 4 sont reliés à l'entraînement rotatif 13 à l'aide de l'arbre 15 hermétiquement scellé et pouvant tourner dans le couvercle.
L'orifice d'entrée 16 est prévu pour introduction de chaleur de chauffage et d'eau chaude ou froide dans le corps hermétiquement clos 5, cet orifice étant relié à la vanne 17. La chemise cylindrique 4 et l'extension rétrécie 3 sont entourées par une chemise externe 18 pour circulation d'un milieu chauffant ou réfrigérant. Le milieu chauffant ou réfrigérant circule dans l'espace entre les deux chemises, passant dans cet espace par les orifices 20 et 21. L'orifice de sortie d'air 24 relié à la vanne 25 se trouve à la partie inférieure de la chemise de l'extension rétrécie 3. La chemise cylindrique 4 et l'extension rétrécie 3 sont recouvertes d'une couche isolante 26. L'orifice de sortie du substrat 27 relié à la vanne de fermeture hermétique/ouverture 28 est utilisé pour évacuation du substrat après inoculation.
Le sac en plastique 29 recevant le substrat après inoculation peut être fixé à l'orifice de sortie du substrat 27. Le transporteur à vis 30 est relié à l'orifice d'entrée 6 de la matière première et le transporteur à vis 31 est relié à l'orifice d'entrée 7 de l'inoculum. L'arbre 32 avec des barreaux est situé dans la trémie 48 du transporteur à vis 31 pour le broyage grossier de l'inoculum, et la trémie 48 est pourvue d'un couvercle 33 pour fermeture hermétique. Le disque de granulation 34 est fixé à l'arbre 15 pour le broyage fin de l'inoculum. La vanne de détente aseptique 35 est reliée au corps
5 par la conduite 49 et la vanne 50, et les têtes de pulvérisation 36 sont destinées au nettoyage du corps 5, par connection à la tuyauterie 37 et à la vanne 38. Suivant le dessin de la Figure 1, les vannes 17 et 22 sont reliées par l'intermédiaire de tuyauteries aux vannes 39 pour eau chaude, 40 pour eau froide, 41, 42 pour vapeur et 43 pour fluide réfrigérant. La vanne 23 est reliée par l'intermédiaire de la tuyauterie 53 aux vannes 44 pour entrée du fluide réfrigérant et 45
pour sortie du fluide réfrigérant. Le thermomètre 46 est prévu pour mesurer la température du corps 5.
Le corps 5 de l'appareil est relié au condenseur de vapeur par la tuyauterie 49 et la vanne
51, pour évacuation de la vapeur, et le condensat est recyclé par la tuyauterie 37, la vanne 52 et les têtes de pulvérisation 36.
L'appareil pour réalisation du procédé selon l'invention, schématisé à la Figure 1, fonctionne comme suit.
La matière première est introduite dans la trémie 47 du transporteur à vis 30, ce dernier l'introduit par l'orifice 8 dans le corps 5 tandis que le clapet 8 est en position ouverte. Environ les 2/3 du corps 5 sont ainsi remplis, puis l'orifice d'entrée 6 de la matière première est hermétiquement fermé par le clapet 8. Au même moment, tous les autres éléments 7,
16, 20, 21, 24 et 27 sont également fermés grâce aux clapets 9 et 28 et aux vannes 17, 22, 23 et 25. Le couvercle de fermeture 33 et toutes les autres vannes
39, 40, 41, 42, 43, 44 et 45 sont également fermées.
Les dispositifs d'entraînement rotatif 10 et 13 sont mis en service. L'entraînement rotatif 10 fait tourner les barreaux racleurs grâce à l'arbre 15. Le pas et la direction de rotation du mélangeurconvoyeur à vis 12 sont tels que la matière première est transportée vers le haut, quitte le mélangeurtransporteur à vis 12 au sommet et glisse vers le bas sur la surface de la chemise cylindrique 4 et de l'extension rétrécie 3 tandis que ces surfaces sont continuellement raclées par les barreaux racleurs 14.
En ouvrant la vanne 25, l'orifice de sortie d'air est ouvert, la vanne 17 et la vanne 42 dans la tuyauterie pour injection de vapeur sont également ouvertes. La vapeur introduite dans le
corps 5 déplace l'air qui y est présent et qui peut être évacué par l'orifice de sortie d'air 24 et par la vanne 25 en position ouverte. Après sortie de l'air, la vanne 25 est fermée. La vapeur passant à travers la matière première mélangée de manière continue élève la température de la matière première à la valeur requise. La vanne 42 pour vapeur est fermée lorsque la température est atteinte comme indiqué par le thermomètre 46. Par ouverture de la vanne à eau chaude 39, de l'eau en quantité et à température requises peut être introduite par l'orifice d'entrée de la vapeur pour obtenir la teneur requise en eau dans la matière première. La quantité admise d'eau est mélangée de façon uniforme dans la matière première. Ensuite, on ferme les vannes
39 à eau chaude, puis 41 et 17.
La température de la matière première est maintenue en introduisant un fluide de chauffage, de préférence de la vapeur, dans la double enveloppe 19 en ouvrant la vanne 42 et la vanne 22, et ce par l'orifice 20 de la chemise externe
18. Le fluide de chauffage se refroidissant par transfert thermique est évacué en continu par l'orifice 21 de la chemise externe 18, avec position ouverte des vannes 23 et 45. Le chauffage pour maintien de la température est interrompu en fermant la vanne à vapeur 42 et la vanne 22. Ensuite, on ferme la vanne 23 et la vanne 45 du liquide réfrigérant.
Les pertes thermiques sont réduites grâce
à la couche isolante 26.
Le maintien de la pression et de la température du corps 5 de l'appareil aux valeurs requises durant le chauffage est assuré par la vanne de détente aseptique 35. La matière première traitée thermiquement est refroidie par circulation de fluide réfrigérant dans la double enveloppe 19, et/ou par utilisation de la condensation sous vide. Dans le premier cas, le refroidissement est obtenu par circulation du fluide réfrigérant en ouvrant la vanne 44 et la vanne 23, ainsi que les vannes 22 et 43. Dans le second cas, le corps 5 de l'appareil est relié au condenseur à vapeur, les vannes 50 de la conduite 49, et 38 de.la conduite 37 étant fermées, et les vannes
51 de la conduite 49 et 52 de la conduite 37 étant ouvertes. Les deux procédés de refroidissement sont effectués durant le mélange de la matière première.
La pression interne diminue durant le refroidissement. La pression différentielle est mise à l'équilibre par la vanne de détente aseptique. Après achèvement du refroidissement, dans le premier cas, la vanne 44 pour admission du fluide réfrigérant et la vanne 23 ainsi que la vanne 22 et la vanne 43 pour évacuation du liquide réfrigérant sont fermées, ce qui arrête la circulation du fluide réfrigérant. Dans le cas de la condensation sous vide, le procédé de refroidissement est interrompu par fermeture des vannes 38 et 52.
Après avoir atteint la température requise, on ouvre sous des conditions stériles le couvercle 33 de la trémie de la vis 31 reliée à l'orifice d'entrée 7 de l'inoculum, l'inoculum est introduit dans la trémie 48 et-le couvercle est immédiatement refermé. L'inoculum est grossièrement broyé par l'arbre 32 équipé de barreaux et entraîné par l'arbre de la vis
31. Par ouverture du clapet 9 de l'orifice 7, les morceaux pré-broyés sont transportés par la vis 31 vers le disque rotatif de granulation 34 pour broyage fin de l'inoculum, où les morceaux d'inoculum comprimés entre la chemise cylindrique 4 et le disque de granulation 34 sont granulés jusqu'à la dimension particulaire requise. L'inoculum broyé tombe dans le substrat et y est uniformément mélangé. De cette façon, l'entremêlement débute à partir de plusieurs points, ce qui entraîne une opération rapide. Après admission de l'inoculum, l'orifice 7 est immédiatement obturé au moyen du clapet 9.
Le substrat après inoculation est évacué par l'orifice de sortie 27 en changeant le sens de rotation du dispositif d'entraînement 10, le transporteur 12 pousse ainsi le substrat vers l'orifice 27 et, en ouvrant le clapet 28 sous des conditions stériles, le substrat est versé dans un sac en plastique stérilisé ou un autre matériau d'emballage stérilisé. Après décharge du substrat, le clapet 28 est fermé et le cycle de travail est recommencé.
Le corps 5 est nettoyé, lavé et désinfecté si nécessaire en ouvrant la vanne 38 et à l'aide d'un fluide de nettoyage injecté à travers la tuyauterie 37 et les têtes de pulvérisation 36. Le liquide de nettoyage est éliminé en ouvrant le clapet 28.
L'appareil doit être utilisé dans un endroit convenablement stérile pour réduire les risques d'infection durant les procédés d'inoculation et de mise sous conditionnement. Un dispositif d'obturation est utilisé pour fermer de manière stérile le sac contenant le substrat traité par inoculation et déjà entremêlé de manière propre, ce qui le rend ainsi prêt à l'emploi.
Le procédé et l'opération de l'appareil suivant l'invention démontrent que l'humidification,
le traitement thermique, l'inoculation et le conditionnement suivant le procédé peuvent être effectués avec l'appareil dans un seul réservoir hermétiquement clos. De la sorte, le risque d'infection du substrat est réduit au minimum par comparaison aux procédés connus antérieurement. La construction simple de l'appareil entraîne une production avec des coûts d'investissement intéressants. Le procédé est également réalisable avec une régulation automatique accrue de l'appareil, de sorte qu'il peut être utilisé avec emploi minimum de main-d'oeuvre et que la durée des phases de travail peut être maintenue à une valeur constante indépendamment de l'opérateur. Les procédés sont réalisés dans un seul volume sans manutention intermédiaire de la matière. L'appareil peut être également construit pour
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de matière de base. L'encombrement de l'appareil est favorable en sorte que les conditions strictes d'hygiène sont nécessaires seulement dans une petite zone du bâtiment, ce qui réduit les coûts additionnels d'investissement. Par conséquent, le procédé et l'appareil sont utilisés de manière intéressante pour la production à grande échelle.
Method and apparatus for the sterile and / or partially sterile preparation, inoculation and packaging of a substrate for fungi.
PROCESS AND APPARATUS FOR PREPARATION,
STERILE AND / OR PARTIALLY STERILE INOCULATION AND PACKAGING
A MUSHROOM SUBSTRATE
The invention relates to a method and an apparatus for the sterile and / or partially sterile preparation, inoculation and packaging of a substrate for fungi. The present description of the process and of the apparatus according to the invention presents the use of agricultural waste, the production of a substrate in a reduced period of time, obtaining a yield worth several times that of known practices. so far, and at a considerably lower cost.
We know that certain varieties of mushrooms, p. ex. pleurotus ostreatus (oyster mushroom), can be grown on trees, grains and various agricultural by-products. Several processes are known for the preparation of the substrate necessary for culture. Each process aims to produce favorable conditions in the substrate for the mycelium of the fungus to be cultivated. For this purpose, the substrate of the fungus must contain nutrients and water. In addition, the preparation must be characterized by the absence or substantial reduction of the many other rival microorganisms (molds, bacteria) in the raw material, and the elimination of their conditions of existence. Thus, the mycelium of the fungus inoculated in this substrate grows rapidly without competition.
For this reason, the substrate is produced from dry raw materials, by humidification and then by elimination of the detrimental effect of rival microorganisms. After inoculation, the substrate thus prepared is intermingled. The intermingled material is used for further inoculation, this inoculum in intermingled condition being used for fodder or for mushroom cultivation.
Three methods of heat treatment, the most frequently used, are known for reducing harmful microorganisms after humidification. The first heat treatment aims to propagate thermophilic bacteria in the substrate to provide the required protection. During the heat treatment, the humidified raw material is heated to a temperature of 60 [deg. ] C maximum (optionally at
70 [deg. ] C for 2-3 hours against harmful insects, then with cooling to less than 60 [deg. ] C), then held at 50-55 [deg. ] C for 2-3 days with adequate ventilation. In this case, thermophilic bacteria
propagating in a very large amount consume nutrients, mainly those of molds and other microorganisms, and this results in the development of a certain protection in the substrate. According to this process, the humidified raw material is heated by steam, by immersion in hot water or by a treatment called mass heat treatment. The substrate heat treated and cooled to less than 30 [deg. ] C can receive mycelium inoculation without any special hygienic condition and then, after packaging in packaging material, it is intermingled and ready for use.
According to the second heat treatment process, during partial sterilization, the humidified raw material is heated to a temperature of 70-100 [deg. ] C and held there for 1-6 hours. In this case, the harmful organisms in the raw material and the vegetative forms of the competing microorganisms are destroyed, except those present in persistent form (spore). After this treatment, the substrate is quickly cooled to less than 30 [deg. ] C and the mycelium of the selected fungus is inoculated there. Strict hygienic conditions are required for inoculation since partial sterilization does not protect the substrate against re-infecting organisms from the air or accessories.
After inoculation and packaging, strict hygienic conditions must be maintained for the substrate also during the intermingling and, therefore, the packaging must be sealed to ensure adequate sterility. Since the material intermingled is already protected by itself against infection, cultivation can be carried out under usual circumstances.
The third heat treatment is the sterile process. In this process, the moistened raw material is placed and enclosed in a suitable packaging material, then with the packaging it is heated and maintained at a temperature of
110-135 [deg. ] C under pressure in an autoclave. By the effect of this temperature, harmful organisms and all microorganisms (molds, spores, bacteria) present in the raw material are destroyed. Then, the substrate is cooled in the autoclave to a determined temperature, then the material in its packaging is removed from the autoclave and is cooled to less than 30 [deg. ]VS. Then the package is opened and the substrate receives the inoculation of mycelium under strict hygienic conditions, then it is again packaged by a sterile method.
Later, the substrate is intermingled and is thus ready for use. This process is particularly suitable for the production of an inoculum.
For the technical realization, the preparation, the inoculation and the packaging of the sterile substrate, the following methods and accessories are used.
The crushed or finely granulated raw material (p. ex. wheat grain) is first moistened or pre-cooked in order to ensure adequate water impregnation. Humidification is generally carried out manually by watering and mixing and in the case of large quantities, using conveyor devices (bands, etc. ). Various intermittent and continuous cooking devices are used for pre-cooking the granular raw material. After cooking and drying, the pre-moistened and cooked material is generally placed manually in the packaging material, most often in bottles for preservation, which are then sealed manually under sterile conditions.
The bottles are placed in autoclaves, optionally using a removable basket, and then sterilized under appropriate pressure and temperature. After the required time, the bottles in the autoclave are cooled to a determined temperature, then they are removed from the autoclave and allowed to cool naturally to the inoculation temperature. Then the bottles are opened manually under sterile conditions, the substrate is manually inoculated with a seed germ or an inoculation stick, and then the bottles are sealed manually. This is followed by an entanglement of the substrate in the appropriate location.
This device and the accessories are described in the book by Szili, I. , Vessey, E. entitled "Household cultivation of champignon and other mushrooms", 1980, p. 185-204.
The quasi-sterile heat treatment of the substrate is also carried out in an autoclave in smaller quantities, in the same manner as that above, but at a lower temperature. Inoculation and entanglement are the same as those described for the sterile method. In the case of large quantities, the humidified raw material placed in boxes or plastic bags, in an insulated chamber heated with steam, is heated by steam to the required temperature, then maintained at this temperature and then quickly cooled in a draft. The heat treated substrate is removed from the steam chamber. This substrate is discharged and an inoculum is mixed there either mechanically or manually, then it is again placed in a box or bag.
Inoculation can be carried out in the packaging used in the steam chamber by the insertion of an inoculation stick or by manual inoculation. After inoculation, the bags are sealed by a sterile process. In both cases, the inoculation is carried out under strict hygienic conditions. Then the substrate is intermingled under even more stringent hygienic conditions.
The disadvantage of the practices known and used up to now is that the methods and apparatuses used for the preparation, inoculation and conditioning of the sterile and quasi-sterile substrate are known only for each step. Another drawback is that, so far, the technological phases have been carried out in separate spaces, with separate devices. Consequently, these methods require significant handling and manual operating work. Another drawback of these methods is related to the sensitivity of the heat treated substrate to infection from the environment; indeed each step
(transfer, opening) increases the risk of infection.
Autoclave treatments have an additional disadvantage because, due to unfavorable heat transfer conditions, only small units (max. 5 liters) can be heat treated, and even then it requires unnecessarily high energy use. Cleaning bottles before reuse is also an additional cost. Another drawback of these processes is the large amount of manual work, the handling of the materials adversely affecting the costs and the economic efficiency of these processes. These disadvantages are even more important in the case of large-scale production. For this reason, the sterile process was economical for industrial quantities only for the production of the mushroom germ.
The preparation, inoculation and large-scale packaging of substrate for the cultivation of mushrooms could not be developed nor by the sterile process
nor by the partially sterile process for lack of a suitable process and apparatus.
The object of the invention is to eliminate the drawbacks indicated above, and relates to the development of a method and an apparatus for the sterile and partially sterile preparation, inoculation and packaging of a substrate, development characterized in that humidification, heat treatment of the raw material, inoculation and conditioning of the substrate are carried out with minimal handling of material, low energy consumption, reduced labor and at the same time with a reduction in the risks of infection of the substrate and the possibility of an economic application on a large scale.
Thus, the invention relates to a process for the sterile and / or partially sterile preparation, inoculation and packaging of a substrate, in which the known basic materials,
appropriate straw and / or husks of cereals are prepared by cutting, grinding for the substrate. After grinding, the ground product is mixed with the necessary additives. The material prepared by mixing is moistened with water, then it is partially sterilized by heating and fermentation, then
the substrate is subjected to inoculation and entanglement, and the intermingled material is placed in a culture location. This process is characterized in that the base material, straw and / or suitable cereal husks are cut and ground, to less than 5 and 6 mm respectively, then added organic and / or inorganic additives, preferably soy flour, as a source of nitrogen to the material thus prepared according to a given formula, suitable for the fungus to be cultivated, then places the material in a closed system and mixes it at a speed of
60 t. p. m. and at the same time add hot water to it,
at least 90 [deg. ] C to obtain a humidity level of
63% and finally 70% required. For a further increase in the humidity of 7-10%, preferably 7.5%, steam is introduced at 100-120 [deg. ] C, preferably 110 [deg. ] C, for 5-30 minutes, preferably for 15 minutes. Then, the basic material thus prepared and contained in the closed system is sterilized by steam at 100-120 [deg. ] C, preferably 115 [deg. ] C, for 30-60 minutes, preferably for
35 minutes. Sterilization is followed by cooling the base material to a temperature between 20 and 30 [deg. ] C, preferably 25 [deg. ] C, using a coolant circulating on the external surface of the closed system, while maintaining the movement and the stirring speed of the mixture.
After cooling, the internal pressure prevailing in the closed system is brought into equilibrium with atmospheric pressure. At the same time, an inoculum with a particle size of 1-3 mm, preferably 1.5 mm, from the sterile space is introduced into the closed system. The base material is mixed at a speed of 30 t. p. m. for 5-15 minutes, preferably for 5 minutes, then the mixture in a quasi-sterile space is introduced into a closed sterile storage unit, for intermingling or culture and finally the storage unit is sealed. The apparatus used for carrying out the process according to the invention is provided with a cover and a hermetically closed body surrounded by a cylindrical jacket and the lower part of which is in the form of a narrowed extension.
The body is provided with an opening opening port for the raw material provided with a hermetically closing valve, and with an opening opening opening for the substrate after inoculation, provided with a hermetically closing valve. In addition, the apparatus is provided with a mixing and transporting element extending in the hermetically sealed body, fitted on a hermetically sealed shaft equipped with a rotary drive and able to rotate through the cover, as well as an orifice. inlet for supplying heating steam, hot water and cold water to the interior of the hermetically sealed body, the jacket being provided with inlet and outlet valves for the heating fluid and for the cooling fluid.
According to a preferred complementary construction of the device, it is provided with a hermetically sealed shaft which can rotate in the axis of the cylindrical jacket, scraper elements being fixed to the shaft to clean the cylindrical jacket and that of the 'narrowed extension. Another preferred construction of the apparatus comprises a mixer-conveyor element for the evacuation of the substrate, a raw material inlet orifice connected to a screw conveyor and a grinder for the inoculum.
In another preferred construction, the apparatus is provided with an air inlet at the base of the narrowed extension, a screw conveyor connected to the inlet port of the inoculum, and a aseptic expansion valve.
In yet another preferred construction of the apparatus, a shaft equipped with bars is placed in the hopper of the screw conveyor connected to the inlet port of the inoculum, the hopper of the screw conveyor is equipped with a cover openable hermetically closing and the pipe is equipped with washing heads to clean the interior.
The object of the invention is therefore a process for the sterile or partially sterile production of various substrates for fungi, characterized mainly in that the activities necessary for the production of the substrate, c. at. d. mixing, humidification, heat treatment, sterilization and cooling of raw materials and additives, admission and mixing of the inoculum, conditioning of the material after inoculation, take place in a hermetically sealed apparatus, without manual intervention.
According to the process criterion, the various substrates are produced in the following manner. Raw materials (straw, grain husks, grain stalks, etc. ), generally used for the various substrates, are introduced in a suitably prepared form (crushed straw, preferably shorter than 5 mm, crushed cereal husks, preferably with particle size 2-6 mm, crushed cereal stalks, preferably in length of 5 mm and / or less) in a hermetically sealed device constructed for this purpose. At the same time, the additives according to the known formula used for the various substrates, such as organic and / or inorganic materials as a source of nitrogen, e.g. ex. soy flour, alfa flour, etc. , are also introduced into the device.
The device is then hermetically sealed and the mixture of dry matter in the device is started with the agitator. After premixing the dry matter and additives, the material is moistened while maintaining agitation.
In the process according to the invention, a moisture content of the material of 60-75%, preferably 70%, is preferably achieved in two stages. About 90% of the fixed moisture content is admitted into the device in the form of water, preferably at a temperature of 90-100 [deg. ]VS. The balance of 10% of the required moisture content is supplied to the material already prehumidified by steam injection, preferably between
100 and 125 [deg. ]VS. The purpose of steam injection is to heat the pre-moistened material to the sterilization temperature in a short period of time, c. at. d. in 5-30 minutes depending on the available steam capacity.
The heating of the material is carried out by the release of the latent heat of the vapor (condensation) while the condensate participates in the adjustment of the final moisture content of the pre-moistened material.
Agricultural by-products used as raw materials require different sterilization times depending on the case, c. at. d. 30-60 minutes and different sterilization temperatures, c. at. d.
100-125 [deg. ]VS. Sterilization of the prepared material, c. at. d. maintaining the temperature range with steam injection, is ensured by keeping the jacket of the device at the same temperature, 100-125 [deg. ]VS
(p. ex. by heating the jacket with steam).
After completion of sterilization, the cooling of the heated material is initiated by extracting heat from the jacket of the device
(p. ex. by circulation of water within 20 [deg. ] C) and / or by vapor condensation. Condensation of steam occurs through the system, the interior of the device is connected to a steam generator, and therefore, the vapors released passing through the condenser dissipate the heat extracted from the material and are thus condensed. The amount of condensate reduces the moisture content of the substrate and therefore it is recommended to recycle it in the device where it is again mixed with the material. In this way, the temperature of the treated raw material is lowered, but its moisture content remains the same.
The material is cooled until a temperature between 20 and 30 [deg. ] C, preferably
25 [deg. ] C is reached.
This temperature is already favorable for the living conditions of the mycelia of fungi accepted as an inoculum.
After completion of the cooling process, the internal pressure (vacuum) of the hermetically sealed device is brought to equilibrium at atmospheric pressure. This happens when the device is opened for introduction of the inoculum. The inoculum is preferably introduced from a sterile space which prevents the sterile material in the device from being infected.
The correct mixing of the inoculum in the sterilized base material is facilitated by constant agitation and by the granulation of the inoculum introduced into the apparatus, preferably to a particle size of 1-3 mm by means of a suitably designed granulator. Such a fine dispersion of the inoculum facilitates the rapid spread of the mycelia in the base material.
After introduction of the inoculum and uniform mixing for 5-15 minutes, the material after inoculation is placed in a sealable packaging material, used for entanglement and / or culture. Packaging is carried out in a sterile space under strict hygienic conditions.
The apparatus according to the invention is described in detail with the aid of the drawing of FIG. 1, on which the cylindrical jacket 4 with narrowed extension 3 and cover 2 is fixed to the structure 1 to form the hermetically closed body 5. The device is provided with a raw material inlet port 6, an inoculum inlet port 7 and opening valves 8 and 9 hermetically closing these orifices. The mixer-transporter element 12 is connected to a hermetically sealed shaft 11 equipped with a rotary drive and capable of rotating in the cover 2. The scraper elements 14 rubbing against the internal surface of the cylindrical jacket 4 are connected to the rotary drive 13 by means of the hermetically sealed shaft 15 which can rotate in the cover.
The inlet orifice 16 is provided for the introduction of heating heat and hot or cold water into the hermetically sealed body 5, this orifice being connected to the valve 17. The cylindrical jacket 4 and the narrowed extension 3 are surrounded by an external jacket 18 for circulation of a heating or cooling medium. The heating or cooling medium circulates in the space between the two jackets, passing in this space through the orifices 20 and 21. The air outlet 24 connected to the valve 25 is located at the bottom of the jacket of the narrowed extension 3. The cylindrical jacket 4 and the narrowed extension 3 are covered with an insulating layer 26. The outlet outlet of the substrate 27 connected to the hermetic closing / opening valve 28 is used for evacuation of the substrate after inoculation.
The plastic bag 29 receiving the substrate after inoculation can be fixed to the outlet orifice of the substrate 27. The screw conveyor 30 is connected to the inlet port 6 of the raw material and the screw conveyor 31 is connected to the inlet port 7 of the inoculum. The shaft 32 with bars is located in the hopper 48 of the screw conveyor 31 for rough grinding of the inoculum, and the hopper 48 is provided with a cover 33 for hermetic closure. The granulation disc 34 is fixed to the shaft 15 for fine grinding of the inoculum. The aseptic expansion valve 35 is connected to the body
5 via the pipe 49 and the valve 50, and the spray heads 36 are intended for cleaning the body 5, by connection to the piping 37 and to the valve 38. According to the drawing in Figure 1, the valves 17 and 22 are connected by means of pipes to the valves 39 for hot water, 40 for cold water, 41, 42 for steam and 43 for refrigerant. The valve 23 is connected via the piping 53 to the valves 44 for the entry of the coolant and 45
for coolant outlet. The thermometer 46 is provided for measuring the temperature of the body 5.
The body 5 of the device is connected to the steam condenser by the pipe 49 and the valve
51, for evacuation of the vapor, and the condensate is recycled by the piping 37, the valve 52 and the spray heads 36.
The apparatus for carrying out the method according to the invention, shown diagrammatically in FIG. 1, operates as follows.
The raw material is introduced into the hopper 47 of the screw conveyor 30, the latter introduces it through the orifice 8 into the body 5 while the valve 8 is in the open position. About 2/3 of the body 5 are thus filled, then the inlet orifice 6 of the raw material is hermetically closed by the valve 8. At the same time, all the other elements 7,
16, 20, 21, 24 and 27 are also closed thanks to the valves 9 and 28 and to the valves 17, 22, 23 and 25. The closing cover 33 and all the other valves
39, 40, 41, 42, 43, 44 and 45 are also closed.
The rotary drive devices 10 and 13 are put into service. The rotary drive 10 rotates the scraper bars by means of the shaft 15. The pitch and direction of rotation of the screw conveyor mixer 12 are such that the raw material is transported upwards, leaves the screw conveyor mixer 12 at the top and slides down on the surface of the cylindrical jacket 4 and of the extension narrowed 3 while these surfaces are continuously scraped by the scraper bars 14.
By opening the valve 25, the air outlet orifice is open, the valve 17 and the valve 42 in the pipe for steam injection are also open. The steam introduced into the
body 5 displaces the air which is present there and which can be evacuated by the air outlet orifice 24 and by the valve 25 in the open position. After air outlet, the valve 25 is closed. The steam passing through the continuously mixed raw material raises the temperature of the raw material to the required value. The valve 42 for steam is closed when the temperature is reached as indicated by the thermometer 46. By opening the hot water valve 39, water in the required quantity and temperature can be introduced through the steam inlet orifice to obtain the required water content in the raw material. The admitted quantity of water is uniformly mixed in the raw material. Then we close the valves
39 with hot water, then 41 and 17.
The temperature of the raw material is maintained by introducing a heating fluid, preferably steam, into the double jacket 19 by opening the valve 42 and the valve 22, and this through the orifice 20 of the outer jacket.
18. The heating fluid cooling by thermal transfer is continuously discharged through the orifice 21 of the external jacket 18, with the open position of the valves 23 and 45. Heating to maintain the temperature is interrupted by closing the steam valve 42 and the valve 22. Then, the valve 23 and the valve 45 of the coolant are closed.
Heat losses are reduced thanks to
to the insulating layer 26.
Maintaining the pressure and the temperature of the body 5 of the apparatus at the values required during heating is ensured by the aseptic expansion valve 35. The heat treated raw material is cooled by circulation of coolant in the jacket 19, and / or by the use of vacuum condensation. In the first case, cooling is obtained by circulation of the coolant by opening the valve 44 and the valve 23, as well as the valves 22 and 43. In the second case, the body 5 of the device is connected to the steam condenser, the valves 50 of the pipe 49, and 38 of. line 37 being closed, and the valves
51 of line 49 and 52 of line 37 being open. Both cooling processes are carried out during the mixing of the raw material.
The internal pressure decreases during cooling. The differential pressure is brought into equilibrium by the aseptic expansion valve. After completion of the cooling, in the first case, the valve 44 for admitting the coolant and the valve 23 as well as the valve 22 and the valve 43 for discharging the coolant are closed, which stops the circulation of the coolant. In the case of vacuum condensation, the cooling process is interrupted by closing the valves 38 and 52.
After reaching the required temperature, the lid 33 of the hopper of the screw 31 connected to the inlet port 7 of the inoculum is opened under sterile conditions, the inoculum is introduced into the hopper 48 and the lid is immediately closed. The inoculum is roughly ground by the shaft 32 fitted with bars and driven by the screw shaft
31. By opening the valve 9 of the orifice 7, the pre-ground pieces are transported by the screw 31 to the rotary granulation disc 34 for fine grinding of the inoculum, where the inoculum pieces compressed between the cylindrical jacket 4 and the granulation disc 34 are granulated to the required particle size. The ground inoculum falls into the substrate and is uniformly mixed there. In this way, the intermingling begins from several points, which results in rapid operation. After admission of the inoculum, the orifice 7 is immediately closed by means of the valve 9.
The substrate after inoculation is discharged through the outlet orifice 27 by changing the direction of rotation of the drive device 10, the conveyor 12 thus pushes the substrate towards the orifice 27 and, by opening the valve 28 under sterile conditions, the substrate is poured into a sterilized plastic bag or other sterilized packaging material. After discharge of the substrate, the valve 28 is closed and the working cycle is restarted.
The body 5 is cleaned, washed and disinfected if necessary by opening the valve 38 and using a cleaning fluid injected through the piping 37 and the spray heads 36. The cleaning liquid is eliminated by opening the valve 28.
The device should be used in a suitably sterile location to reduce the risk of infection during the inoculation and packaging procedures. A sealing device is used to sterile close the bag containing the substrate treated by inoculation and already tangled cleanly, which thus makes it ready for use.
The method and the operation of the apparatus according to the invention demonstrate that humidification,
the heat treatment, inoculation and conditioning according to the process can be carried out with the device in a single hermetically sealed container. In this way, the risk of infection of the substrate is reduced to a minimum compared to the previously known methods. The simple construction of the device results in production with attractive investment costs. The process can also be carried out with increased automatic regulation of the apparatus, so that it can be used with minimum employment of labor and that the duration of the working phases can be kept at a constant value independently of the 'operator. The processes are carried out in a single volume without intermediate handling of the material. The device can also be built for
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basic material. The size of the device is favorable so that strict hygienic conditions are necessary only in a small area of the building, which reduces additional investment costs. Therefore, the method and the apparatus are advantageously used for large-scale production.