CN102718581A - 一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置 - Google Patents

一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于食用菌(例如双孢菇)培养基的一次发酵(前发酵)、二次发酵(后发酵)、二次发酵(菌丝发酵培养或发菌)在单区(单一区域)内利用食用菌培养基单区连续发酵装置连续完成；食用菌培养基单区连续发酵装置由(48)发酵场地面(5)空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备发酵场地(2)预埋通风管道(25)预埋通风管道联动区位阀及(20)预埋通风管道通风套管(21)通风套管联动区位阀(10)内层伸缩式发酵棚(9)外层伸缩式发酵棚(11)回风管道(55)翻料播种机等部分构成。本发明使现有食用菌培养基发酵生产工艺流程和厂房设备得到大幅度简化，成本降低。

Description

一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置
所属技术领域
本发明提供了一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置。
背景技术
现有食用菌(例如双孢菇)培养基发酵生产方法和所用装置通常采用的是一次发酵(前发酵)、二次发酵(后发酵)和三次发酵(菌丝发酵培养或发菌)生产过程在多个生产区域场地和厂房设施内断续式进行，其缺点是生产工艺流程过长并且连续性差等问题存在，导致生产场地和生产厂房设施、生产设备装置的需求数量大幅度增加，进而造成建厂投资成本、日常生产成本、能源消耗、劳动力用量等全面增加。
国内外现有代表性食用菌(例：双孢菇)培养基发酵生产方法对比表：
Figure BSA00000749270900011
发明内容
本发明是通过提供一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，实现食用菌(例如双孢菇)培养基发酵生产方法和所需生产装置的大幅度简化，从而提高生产效率，降低成本。
本发明是通过下列具体方法和装置实现的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1.(28)发酵棚室收起空置状态俯视平面图。
图2.(28)发酵棚室完全展开空置状态正视图。
图3.(28)发酵棚室完全展开空置状态后视图。
图4.一次发酵作业状态正视图。
图5.二次发酵作业状态正视图。
图6.三次发酵作业状态正视图。
图7.一次发酵翻料播种机翻料作业状态正视图。
图8.一次发酵翻料播种机翻料作业状态俯视图。
图9.二次发酵翻料播种机翻料作业状态正视图。
图10.二次发酵翻料播种机翻料作业状态俯视图。
图11.三次发酵翻料播种机播种作业状态正视图。
图12.三次发酵翻料播种机播种作业状态俯视图。
图13.(7)设备间和(28)发酵棚室右视图。
图14.(28)发酵棚室左视图。
图15.图4.M-M′剖面图。
图16.(2)空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备左视图。
图17.(2)空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备右视图。
图18.图7.N-N′剖面图。
图19.图11.I-I′剖面图。
图20.图1.L-L′剖面图。
图21.图1.Z-Z′纵剖面图。
图22.(20)预埋通风管道通风套管在(2)预埋通风管道中位置关系俯视图。
图23.一次发酵作业状态正视图。
图24.图23.S-S′纵剖面图。
图25.(55)翻料播种机正视图；
图26.(55)翻料播种机后视图；
图27.(55)翻料机播种机俯视图；
图28.图27.的C-C′剖面图；
图29.(55)翻料机播种机仰视图；
图30.(55)翻料机播种机左视图；
图31.(55)翻料机播种机右视图；
图32.(29)发酵间空置状态俯视平面图。
图33.(29)发酵间内(55)翻料播种机作业状态图。
图34.图33.的H-H′剖面图。
图35.(29)发酵间及(7)设备间发酵作业原理图。
图中：1.食用菌培养基(发酵料)，2.预埋通风管道，3.送风管道，4.空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备新风进风口，5.空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备，6.循环回风阀，7.设备间，8.循环回风管道，9.外层伸缩式发酵棚，10.内层伸缩式发酵棚，11.回风管道，12.棚地脚围裙，13.棚伸缩式骨架脚轮，14.通风管道空气喷嘴，15.回风管道悬挂，16.通风机，18.预埋通风管道联动区位阀，19.预埋通风管道区位阀联动轴，20.预埋通风管道通风套管，21.通风套管联动区位阀，22.发酵棚室密封端门，23.发酵间门，24.蒸汽管道，25.预埋通风管道联动区位阀开关，26.预埋通风管道联动区位阀开关井，27.内发酵棚室冗余收起部分，28.发酵棚室，29.发酵间30.排气口，31.设备间新风进风口，32.设备间防护门，33.发酵棚室山墙密封门，34.预埋通风管道积水排出管道气密阀门，35.通风套管尾端位置，36.预埋通风管道积水排出管道37.伸缩式发酵棚完全收起状态，38.预埋通风管道积水收集井，39.食用菌液体菌种，40.通风套管联动区位阀开关，41.固体料斗，42.播种轮，43.液体容器，44.水，45.液体泵，46.散料器，47.外发酵棚冗余收起部分，48.发酵场地面，49.套管区位阀联动轴，50.回风管道末端冗余部分，51.三次发酵(菌丝发酵培养或发菌)状态的食用菌培养基，52.地面行走机构，53.电动脚轮牵引车，54.液体喷嘴，55.翻料播种机，56.翻料器，58.固体播撒器，59.液体喷撒器。
本发明提供的一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于食用菌培养基的一次发酵(前发酵)、二次发酵(后发酵)和三次发酵(菌丝培养或发菌)过程均在同一食用菌培养基单区发酵装置中连续进行。(55)翻料播种机可以在食用菌培养基单区发酵装置中穿行进行翻料作业。食用菌培养基的固体添加物(例如石膏、固体菌种、固体添加剂)和液体添加物(例如水分、液体菌种、液体添加剂)的混匀调理翻料作业过程由(55)翻料播种机进行完成。一次发酵(前发酵)、二次发酵(后发酵)和三次发酵(菌丝培养或发菌)的发酵通风过程通过(5)空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备(3)送风管道(48)发酵场地面下(2)预埋通风管道(20)预埋通风管道通风套管及(25)预埋通风管道联动区位阀开关(21)通风套管联动区位阀(36)预埋通风管道积水排出管道(34)预埋通风管道积水排出管道气密阀门(11)回风管道(6)循环回风阀等部分控制进行。
本发明一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，由(48)发酵场地面(2)预埋通风管道(20)预埋通风管道通风套管及(25)预埋通风管道联动区位阀开关(21)通风套管联动区位阀(36)预埋通风管道积水排出管道(34)预埋通风管道积水排出管道气密阀门(11)回风管道(6)循环回风阀(28)发酵棚室(5)空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备(55)翻料播种机等部分构成。(58)固体播撒器安装于(55)翻料播种机顶部。(59)液体喷撒器安装于(55)翻料播种机顶部。(9)外层伸缩式发酵棚构成(28)发酵棚室。(10)内层伸缩式发酵棚也可构成(28)发酵棚室。(10)内层伸缩式发酵棚也可与(9)外层伸缩式发酵棚共同构成(28)发酵棚室。(28)发酵棚室的棚壁与地面联接周边位置装有(12)棚地脚围裙。(28)发酵棚室可为固定式建筑(29)发酵间。(25)预埋通风管道联动区位阀开关安装在(2)预埋通风管道。(20)预埋通风管道通风套管平行安装在(2)预埋通风管道的前段。(21)通风套管联动区位阀安装在(20)预埋通风管道通风套管。(34)预埋通风管道积水排出管道气密阀门安装在(36)预埋通风管道积水排出管道。(24)蒸汽管道安装在(2)预埋通风管道前端的(3)送风管道部分。(8)循环回风管道悬挂安装在(28)发酵棚室内。
(48)发酵场地面要求平整，(1)食用菌培养基(发酵料)堆积区域两侧空地可略有坡度，以利于排出(1)食用菌培养基(发酵料)中渗出水，同时防止冲洗用水和外面雨水等流进(28)发酵棚室内。(2)预埋通风管道的(14)通风管道空气喷嘴和(26)预埋通风管道联动区位阀开关井(38)预埋通风管道积水收集井顶部不应超出(48)发酵场地面高度，以便于生产作业机械无障碍通行。(9)外层伸缩式发酵棚和(10)内层伸缩式发酵棚折叠收起后处于(37)伸缩式发酵棚完全收起状态时，除了(7)设备间和处于(37)伸缩式发酵棚完全收起状态的(28)发酵棚室以外，(48)发酵场地面无明显有碍机械作业的凸起物，这有利于保证机械作业生产效率与生产安全。
发酵通风路径：新风经过(31)设备间新风进风口和(7)设备间内(4)空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备新风进风口进入(5)空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备内部；(28)发酵棚室或(29)发酵间内的回风经(11)回风管道和(8)循环回风管道返回进入(5)空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备内部与新风混合；回风风量由(6)循环回风阀调节；(11)回风管道通过(15)回风管道悬挂固定于(28)发酵棚室内顶部骨架上；新风和回风在(5)空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备内完成空气净化和温湿度二氧化碳调整过程后形成调制新风，调制新风在(16)通风机动力推动下经(3)送风管道进入(2)预埋通风管道；调制新风经过(3)送风管道时可以选择引进和关闭来自(24)蒸汽管道的高温水蒸汽；调制新风在(2)预埋通风管道及其(20)预埋通风管道通风套管内经(14)通风管道空气喷嘴向(1)食用菌培养基(发酵料)堆垛内吹送；调制新风吹出的(1)食用菌培养基(发酵料)堆垛内的湿热空气，一部分从(11)回风管道返回(8)循环回风管道，另一部分从(30)排气口排放出去。由于随着(1)食用菌培养基(发酵料)的一次发酵、二次发酵和三次发酵进行过程中(1)食用菌培养基(发酵料)堆垛的长度会逐渐缩短体积缩小，图4.一次发酵作业状态正视图、图5.二次发酵作业状态正视图和图6.三次发酵作业状态正视图所显示的就是逐渐缩短的(1)食用菌培养基(发酵料)堆垛。为解决因各发酵阶段的(1)食用菌培养基(发酵料)堆垛缩短和位移带来的暴露状态的(3)送风管道的(14)通风管道空气喷嘴泄露跑气问题，调制新风在(2)预埋通风管道内通风的区段长度是由(2)预埋通风管道内的(25)预埋通风管道联动区位阀开关(19)预埋通风管道区位阀联动轴及(18)预埋通风管道联动区位阀，(40)通风套管联动区位阀开关(49)套管区位阀联动轴(21)通风套管联动区位阀等联合进行控制的。
管道废水排出路径：(1)食用菌培养基(发酵料)发酵过程中，会有少量来自蒸汽冷凝水和(1)食用菌培养基(发酵料)中的渗水积存在(2)预埋通风管道内，这些积水通过连接在(2)预埋通风管道尾端的(36)预埋通风管道积水排出管道并在(34)预埋通风管道积水排出管道气密阀门的控制下排放到(38)预埋通风管道积水收集井。
(28)发酵棚室的生产应用：(1)食用菌培养基(发酵料)的发酵过程自始至终在(28)发酵棚室中连续进行。在生产场地紧张条件下，将(28)发酵棚室收起后，(48)发酵场地面可以充当生产原料预湿场地，并就地建堆开始发酵过程。在启动二次发酵前要注意打开(24)蒸汽管道利用高温蒸汽对(2)预埋通风管道进行全面消毒并排出积水。(10)内层伸缩式发酵棚和(9)外层伸缩式发酵棚分别通过(53)电动脚轮牵引车和(13)棚伸缩式骨架脚轮的前进和后退运动在(48)发酵场地面进行展开和收起。在(10)内层伸缩式发酵棚和(9)外层伸缩式发酵棚与地面相接位置的(12)棚地脚围裙用以提高(28)发酵棚室的密封性能。在高温季节和高温地区，(1)食用菌培养基(发酵料)的一次发酵和二次发酵阶段可以采用单层发酵棚室，由(10)内层伸缩式发酵棚或(9)外层伸缩式发酵棚构成(28)发酵棚室，而且(10)内层伸缩式发酵棚或(9)外层伸缩式发酵棚的骨架覆盖材料以选用不透光防水防晒防腐材料为宜，例如可用黑色塑胶布料；进入三次发酵阶段，出于保温隔热和密封防污染需要，通常可采用双层发酵棚由(10)内层伸缩式发酵棚和(9)外层伸缩式发酵棚共同构成(28)发酵棚室，而且(9)外层伸缩式发酵棚的伸缩式骨架表层覆盖材料可以选用具备良好光热反射功能的白色和亮银色塑胶布料。在低温季节和低温地区，通常一次发酵、二次发酵和三次发酵阶段均采用双层发酵棚室，(9)外层伸缩式发酵棚的骨架覆盖材料以选用透光防水防晒防腐材料为宜，例如普通塑料温室大棚薄膜，薄膜外层加可装卸保温棉被供特殊低温无日光天气使用；(10)内层伸缩式发酵棚的骨架覆盖材料以选用不透光防水防晒防腐材料为宜，例如普通不透光塑胶布料；这样在晴朗天气，日光可以为(28)发酵棚室加热升温，并有利于节能；在特殊低温天气，可以使用(24)蒸汽管道的高温水蒸汽为(28)发酵棚室增温，完成各阶段发酵过程。在极其寒冷地区，(28)发酵棚室可以改为保温建筑材料建造的(29)发酵间，以确保发酵温度。由于随着发酵时间延长，(28)发酵棚室内(1)食用菌培养基(发酵料)堆垛体积不断缩小，通常从一次发酵到三次发酵开始体积减少50％左右；为了便于更有效控制(28)发酵棚室内部气候环境，所以在(1)食用菌培养基(发酵料)连续发酵过程中，在利用(55)翻料播种机完成每一次翻料作业过程后，可以根据(1)食用菌培养基(发酵料)堆垛的缩短长度收缩(28)发酵棚室一端的(27)内发酵棚室冗余收起部分或(47)外发酵棚冗余收起部分；与此同步，悬挂于(10)内层伸缩式发酵棚或(9)外层伸缩式发酵棚内的(50)回风管道末端冗余部分也要收起，并且要在(11)回风管道尾部水平方向固定拉紧，防止回风压力造成(11)回风管道变形过大。
(55)翻料播种机在(1)食用菌培养基(发酵料)各发酵阶段，在(28)发酵棚室或(29)发酵间内部的生产作业过程：(55)翻料播种机自带动力在驱动(52)地面行走机构前进的同时驱动(56)翻料器和(46)散料器翻动堆积在(28)发酵棚室或(29)发酵间内部的(1)食用菌培养基(发酵料)堆垛，(55)翻料播种机从(28)发酵棚室或(29)发酵间的一端门出发，边前进边翻料前进到(28)发酵棚室或(29)发酵间的另一端，即完成一次翻料作业过程。(55)翻料播种机可以从(22)发酵棚室密封端门和(33)发酵棚室山墙密封门进出(28)发酵棚室；(55)翻料播种机或者可以从(23)发酵间门进出(29)发酵间。(55)翻料播种机在进行翻料作业过程的同时可以通过其(58)固体播撒器和(59)液体喷撒器向(1)食用菌培养基(发酵料)混入固体添加物和液体添加物，例如，一次发酵阶段需要向(1)食用菌培养基(发酵料)中加入的石膏、碳酸钙等固体粉末，三次发酵需要加入的固体菌种颗粒或(39)液体菌种，需要补充的(44)水，防病虫害的药水，发酵增温菌剂等等；其固体添加物装在(58)固体播撒器的(41)固体料斗中并通过(41)固体料斗底部(42)播种轮的调速旋转播撒混合到(1)食用菌培养基(发酵料)内；其液体添加物装在(59)液体喷撒器的(43)液体容器内在(45)液体泵的作用下通过(54)液体喷嘴均匀喷洒混合进(1)食用菌培养基(发酵料)中。二次发酵阶段利用(55)翻料播种机进行翻料作业过程，可以使(1)食用菌培养基(发酵料)的堆垛内外表里发酵均匀，增加料堆松散透气性能；同时也使得在二次发酵过程中实现对(1)食用菌培养基(发酵料)出现的异常发酵现象实施纠偏操作干预成为现实和可能，可以因此大幅度提高二次发酵成功率，减少生产损失，例如，二次发酵阶段初期经常会出现水分过大导致(1)食用菌培养基(发酵料)升温困难甚至烂料现象，原有生产方式对此既难以发现又难以调整，而利用(55)翻料播种机及其(58)固体播撒器可以随时快速向高水分含量的(1)食用菌培养基(发酵料)混加进干燥麦麸、谷糠等速效降水升温原料，迅速及时纠正异常的二次发酵过程，确保二次发酵成功。原有隧道式三次发酵(播种后的菌丝发酵培养或发菌过程)技术由于菌种或二次发酵质量问题(例如氨气浓度升高)，经常发生菌种死亡，并导致隧道式三次发酵失败率居高不下，而且发现和调整纠正此类问题非常困难，而利用(55)翻料播种机可以随时对三次发酵异常的(1)食用菌培养基(发酵料)进行补播固体或液体菌种，还可以随时添加促进菌丝活跃发育和防治菌丝病虫害的物料，这样可以大幅度提高三次发酵的成功率。注意：(55)翻料播种机在进行二次发酵和三次发酵阶段的翻料作业前必须彻底消毒处理，防止设备带入病虫污染(1)食用菌培养基(发酵料)；有条件时，最好配备两台(55)翻料播种机，一台专门在污染区段作业，另一台在洁净区段作业，这样可减小设备日常消毒工作量，有利于设备保护，提高设备轮换出勤率。
在较大面积生产场地上，可以并列布置多条食用菌培养基单区连续发酵装置，将预湿场地和发酵场地、部分设备(例如草肥混合拌料设备)的作业场地有机地结合在一起，共用一块生产场地，达到节约土地，大幅度降低投资建厂成本的目的。

Claims (17)

1.一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于食用菌培养基的一次发酵(前发酵)、二次发酵(后发酵)和三次发酵(菌丝培养或发菌)过程均在同一食用菌培养基单区发酵装置中连续进行。
2.根据权利要求1.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于(55)翻堆机可以在食用菌培养基单区发酵装置中穿行作业。
3.根据权利要求1.和权利要求2.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于食用菌培养基的固体添加物(例如石膏、固体菌种、固体添加剂)和液体添加物(例如水分、液体菌种、液体添加剂)的混匀调理翻堆作业过程由(55)翻堆机进行完成。
4.一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于一次发酵(前发酵)、二次发酵(后发酵)和三次发酵(菌丝培养或发菌)的发酵通风过程通过(5)空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备(3)送风管道(48)发酵场地面下(2)预埋通风管道(20)预埋通风管道通风套管及(25)预埋通风管道联动区位阀开关(21)通风套管联动区位阀(36)预埋通风管道积水排出管道(34)预埋通风管道积水排出管道气密阀门(11)回风管道(6)循环回风阀控制进行。
5.一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于由(48)发酵场地面(2)预埋通风管道(20)预埋通风管道通风套管及(25)预埋通风管道联动区位阀开关(21)通风套管联动区位阀(36)预埋通风管道积水排出管道(34)预埋通风管道积水排出管道气密阀门(11)回风管道(6)循环回风阀(28)发酵棚室(5)空气净化通风及温湿度二氧化碳调控设备(55)翻料播种机等部分构成。
6.根据权利要求5.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于有(58)固体播撒器安装于(55)翻料播种机顶部。
7.根据权利要求5.权利要求6.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于有(59)液体喷撒器安装于(55)翻料播种机顶部。
8.根据权利要求5.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于有(9)外层伸缩式发酵棚构成(28)发酵棚室。
9.根据权利要求5.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于有(10)内层伸缩式发酵棚构成(28)发酵棚室。
10.根据权利要求5.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于(28)发酵棚室的棚壁与地面联接周边位置装有(12)棚地脚围裙。
11.根据权利要求5.权利要求8.权利要求9.和权利要求10.所述一种食用菌培养基单区连续发酵装置，其特征在于(28)发酵棚室也可为固定式建筑(29)发酵间。
12.根据权利要求5.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于有(25)预埋通风管道联动区位阀开关安装在(2)预埋通风管道。
13.根据权利要求5.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于有(20)预埋通风管道通风套管平行安装在(2)预埋通风管道的前段。
14.根据权利要求5.权利要求13.所述一种食用菌培养基单区连续发酵装置，其特征在于有(21)通风套管联动区位阀安装在(20)预埋通风管道通风套管。
15.根据权利要求5.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于有(34)预埋通风管道积水排出管道气密阀门安装在(36)预埋通风管道积水排出管道。
16.根据权利要求5.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于有(24)蒸汽管道安装在(2)预埋通风管道前端的(3)送风管道部分。
17.根据权利要求5.所述一种食用菌培养基单区连续发酵法及其装置，其特征在于有(8)循环回风管道悬挂安装在(28)发酵棚室内。
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