BE904994A - Procede et appareil pour la preparation, l'inoculation et le conditionnement steriles et/ou partiellement steriles d'un substrat pour champignons. - Google Patents

Abstract

Des déchets agricoles sont broyés, humidifiés et traités thermiquement dans un système hermétiquement clos sous des conditions spécifiques. Un inoculum est ensuite introduit de manière stérile dans ce substrat qui est ensuite entremelé et conditionné. L'appareil est un corps clos pourvu de systèmes (chemises, arbres à vis, vannes, clapets, mélangeur-transporteur, etc.) permettant l'exécution des divers traitements dans les conditions spécifiques. Ce procédé permet d'obtenir des rendements et des couts plus intéressants que ceux connus jusqu'à présent.

Description

  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.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour préparation, inoculation et conditionnement stériles et/ou partiellement stériles d'un substrat pour champignons, au cours duquel les matières de bases connues pour le substrat, de préférence paille et/ou balles de céréales, sont préparées par découpage et broyage, ensuite sont mélangées avec les additifs requis, de préférence du nitrate d'ammonium, puis la matière ainsi préparée est humidifiée avec de l'eau, la matière humide est partiellement stérilisée par chauffage et fermentation, le substrat reçoit une inoculation et est entremêlé, la matière entremêlée est placée dans un espace pour culture, procédé caractérisé en ce que les matières de base sèches, de préférence paille et/ou balles de céréales, sont découpées et broyées jusqu'à moins de 5 mm et/ou 6 mm respectivement,

puis la matière ainsi préparée est mélangée à une vitesse de 60 t.p.m. dans un système clos suivant une formule donnée avec des additifs organiques et/ou inorganiques, de préférence de la farine de soja utilisée comme source d'azote, suivant le champignon à cultiver, en même temps de l'eau chaude à au moins 90[deg.]C est ajoutée à la matière pour obtenir une teneur en humidité de 63 % en une première étape jusqu'à ce qu'une teneur en humidité de 70 % soit atteinte, puis la teneur en humidité est encore accrue de 7-10 %, de préférence de 7,5 %, avec de la vapeur à 100-120[deg.]C, de préférence à 110[deg.]C, durant 5-30 minutes, de préférence 15 minutes, puis la matière de base ainsi préparée est stérilisée durant 30-60 minutes, de préférence 35 minutes, avec de la vapeur à 100-120[deg.]C, de préférence 115[deg.]C,

au moyen d'un chauffage externe au système clos, la stérilisation est suivie par le refroidissement de la matière de base jusqu'à une température entre 20 et 30[deg.]C, de préférence 25[deg.]C, au moyen d'un système réfrigérant, pendant que le mouvement agitation-mélange et la vitesse sont maintenus, la pression interne régnant dans le système clos est mise à l'équilibre à la pression atmosphérique, en même temps l'inoculum de dimension particulaire 1-3 mm, de préférence 1,5 mm, est introduit dans le système clos à partir d'un espace partiellement stérile, puis la matière de

base est mélangée à une vitesse de 30 t.p.m. durant 5-15 minutes, de préférence 5 minutes, enfin le mélange est admis dans un espace partiellement stérile dans une unité de stockage close et stérile à des fins d'entremêlement et/ou de culture.

2. Appareil pour la réalisation d'un procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un couvercle (2) et un corps hermétiquement clos (5) délimité par une chemise cylindrique (4) pourvue d'une chemise (3) en extension rétrécie à la base, l'appareil étant pourvu d'un orifice d'entrée

(6) pour matière première équipé d'un clapet (8) ouvrable fermant hermétiquement et d'un orifice d'entrée (7) pour inoculum équipé d'un clapet (9) ouvrable fermant hermétiquement, en outre d'un orifice de décharge (27) du substrat ayant reçu l'inoculation équipé d'un clapet (28) ouvrable fermant hermétiquement, d'un mélangeur-transporteur (12) s'étendant dans le corps hermétiquement clos (5) et pourvu d'un arbre hermétiquement scellé (11) pouvant tourner dans le couvercle (2) et équipé d'un dispositif d'entraînement rotatif (10), ainsi que d'un orifice d'entrée (16) approprié pour introduction de vapeur de chauffage, d'eau chaude et d'eau froide dans le corps hermétiquement clos (5), cet appareil étant pourvu d'une chemise externe (18) pour circulation d'un fluide de chauffage et d'un fluide réfrigérant,

sur laquelle des orifices d'entrée et de sortie (20,21) sont présents pour le fluide de chauffage et pour le fluide réfrigérant.

3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un arbre hermétiquement scellé (15) pouvant tourner dans l'axe de la chemise cylindrique (4) équipé d'un dispositif d'entraînement rotatif (13) et garni de barreaux racleurs (14) fixés sur l'arbre pour nettoyage de la chemise cylindrique (4) et de la chemise (3) de l'extension rétrécie.

4. Appareil suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un mélangeurtransporteur (12) pour décharge du substrat, d'un orifice d'entrée (6) pour la matière première relié à un transporteur à vis (30), et un granulateur (34) pour broyage de l'inoculum.

5. Appareil suivant les revendications 2, 3 et 4, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un orifice de sortie d'air (24) à la partie inférieure de la chemise (3) de l'extension rétrécie, d'un transporteur à vis (31) relié à l'orifice d'entrée (7) de l'inoculum et en ce que le corps (5) est pourvu d'une vanne de détente de pression aseptique (35).

6. Appareil suivant les revendications 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que l'arbre (32) garni de barreaux est disposé dans la trémie (48) du transporteur à vis (31) relié à l'orifice d'entrée (7) de l'inoculum et la trémie du transporteur à vis (31) est équipée d'un clapet (33) ouvrable fermant hermétiquement et la tuyauterie (37) pour nettoyage du corps (5) est munie de têtes de pulvérisation (36) pour nettoy- <EMI ID=2.1>