CN102813179A - 蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，它包括：氧化酶灭活：通过隧道式微波灭活设备将蝉花培养物在微波中将氧化酶灭活；分散：将经灭活后的蝉花培养物通过分散设备分散，使子实体与菌质分散开；分拣：分拣设备将分散后培养物分离成子实体与菌质；子实体灭菌、干燥：将分离后的子实体通过隧道式微波设备将灭菌、预干燥和干燥；菌质灭菌、干燥：将分离后的菌质通过隧道式微波设备灭菌、预干燥、干燥；孢子粉收集：分别将分散、分拣、子实体和菌质灭菌预干燥等处孢子粉集中在一起收集孢子粉。本发明流水线实现了蝉花固体培养物的自动化和规模化生产；节省了人力成本，减少了劳动力强度；采用捕尘装置，将不同部位孢子粉集中收集。
Description
技术领域
本发明涉及一种蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，具体涉及到蝉花培养物的采收、灭菌和干燥，属于生物制品的自动化生产技术领域。
背景技术
蝉花也称蝉草、胡蝉、蝉茸等，为蝉棒束孢（Isaria cicadaeMiq.≡Paecilomyces cicadae(Miq)Samson,又称蝉拟青霉）寄生于某些蝉类若虫形成的虫菌复合体。
秋季来临，成蝉产卵入土,孵化成若蝉时被蝉棒束孢侵染，二者经过长期的抗争,部分蝉棒束孢占据上风,最终若蝉体被蝉棒束孢菌丝体占有。6～7月,若蝉头部渐渐生长出约一寸多长子实体束，其顶端产生大量孢子,似花朵组成的花束,故而得名蝉花。
野生蝉花是蝉棒束孢寄生竹蝉若虫后的复合体，与冬虫夏草相类似的虫草。最早在南北朝雷斅的《雷公炮炙论》就有加工蝉花的记载。宋代唐慎微的《征类本草》，以及明朝李时珍的《本草纲目》及之后药典都有记载功效。国内外研究表明，蝉花具有提高免疫力、抗疲劳、保肾、改善、睡眠、抗肿瘤、保肝、抗辐射和明目等多重作用，是神奇的古老中药。人工培养的蝉花含甘露醇2．18％、多糖21．73％，氨基酸19.76%，虫草素0.005%，腺苷0.05%，这与天然冬虫夏草相似，但砷、汞、铅等有毒重金属没有检出，这比天然冬虫夏草安全。因此，蝉花可以作为冬虫夏草的代用品，同样可以达到滋补养生的作用。
野生蝉花的历史记载比冬虫夏草早800年，但天然的蝉花非常稀少，这限制了大量使用。因此人工培养蝉花是解决问题的主要方法，但是，目前人工培养的蝉花培养物的采收、干燥、灭菌等还是采用人工操作的方法，存在着诸多问题：
（1）蝉花采收效率低；
（2）干燥过程时间长、能耗大；
（3）蝉拟青霉灭活与蝉花灭菌要分开进行；
（4）菌质干燥能耗更大；
（5）子实体含水80%，氧化酶作用放置过程易变黑，韧性较好不易折断。
（6）菌质含水较高，达到70%；因小麦麸皮阻隔水分不易挥发干燥时间长。
发明内容
本发明公开了一种蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，以解决现有技术的上述问题，形成工业化流水线作业的模式。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
一种蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，其步骤如下：
（1）氧化酶灭活：通过隧道式微波灭活设备将蝉花培养物在微波中将氧化酶灭活；
（2）分散：将经灭活后的蝉花培养物通过分散设备分散，使子实体与菌质分散开；
（3）分拣：分拣设备将分散后培养物分离成子实体与菌质；
（4）子实体灭菌、干燥：将分离后的子实体通过隧道式微波设备将灭菌、预干燥和干燥（带式干燥机）；
（5）菌质灭菌、干燥：将分离后的菌质通过隧道式微波设备灭菌、预干燥、干燥（带式干燥机）；
（6）孢子粉收集：分别将分散、分拣、子实体和菌质灭菌预干燥等处孢子粉集中在一起收集孢子粉。
所述的隧道式微波灭活设备包括长方体壳体，壳体内的底部为传送蝉花培养物的传送带，壳体内的顶部和底部均匀安装有若干微波发生器。
所述的隧道式微波灭活设备壳体内底部左右各设置有热风进风口，隧道式微波灭活设备壳体的顶部设置有出风口。以便于物料的干燥。
所述的微波灭活时间为5～10分钟，微波功率3～5kw，微波温度50～80℃。传统方法为蒸汽灭菌，能耗大时间长。
所述的分散设备包括机架、驱动电机、传动装置、分离组件和提供驱动电机运行的电源，所述的机架上安装有驱动电机和分离组件；分离组件由横卧在机架上柱状防护罩、贯穿防护罩水平设置的打板轴以及打板轴上均匀设置的打板组成；打板轴的输入端通过传动装置与驱动电机的输出轴传动连接；分离组件的一端上部设置有蝉花培养物进料口，另一端的下部设置有混合物出料口；分离组件的正下方设置有集杂斗。
分散设备中，所述的防护罩顶部设置有吸风口，以收集孢子粉。
分散设备中，所述的打板轴转速为800～3000转/分钟，驱动电机为变频电机0～50Hz调节，打板所在平面与打板轴的切面垂直，并与打板轴轴线的倾斜角度为30～60度，通过实验调节最优角度。
所述的分拣设备包括减速电机、传动机构和机壳；机壳内设置有一绕主轴转动的筛桶，所述的减速电机的输出轴与筛桶主轴的输入端传动连接；所述的机壳一端上部开有一口为混合物进料口，混合物进料口的下端倾斜向筛桶延伸为导向管；导向管出口的下方筛桶外侧的机壳上设置有菌质（小麦）出料口；在筛桶内壁环绕设置有螺旋导向带；筛桶的边缘、进料口的下方设置有蝉花子实体出料口。
分拣设备中，在机壳的上侧还开设有吸风口，以收集孢子粉。
分拣设备中，在主轴的上方，筛桶与机壳之间设置有与筛桶外侧壁紧密相贴合的清理刷，用来将沿筛桶运动到上部的混合物料清扫下来，以便于尽快实现自动化分拣。
通过本发明设计而成的蝉花培养物采收生产设备及其生产工艺，实现了蝉花固体培养物的自动化和规模化生产；节省了人力成本，减少了劳动力强度。它具有以下有益效果：
（1）氧化酶灭活，使子实体不易变黑，干燥后蝉花呈金黄色；
（2）根据子实体韧性好特性，设计分散设备，使培养物分散完；
（3）根据培养物分散后，菌质为小麦颗粒，子实体为线条状态特性，分拣设备可将子实体和菌质分开；
（4）隧道式微波灭菌预干燥机将灭菌干燥为一体，缩短蝉花子实体与菌质干燥时间，将干燥20小时缩短至1.5小时，减去原来高温灭活辐照灭菌的步骤，同时没有放射性残留隐患；
（5）采用捕尘装置，将不同部位孢子粉集中收集；
（6）将蝉花培养物通过灭霉、分散、分离、灭菌预干燥、破碎、干燥等，组成了一条全自动化蝉花采收生产者，整个过程只需要工作人员控制仪表即可完成整个生产过程。
附图说明
图1为本发明隧道式微波灭活设备的结构示意图；
图2为本发明分散设备的结构示意图；
图3为本发明分拣设备的结构示意图；
图中：11、传送带 12、微波发生器 13、进风口 14、出风口 21、机架 22、驱动电机 23、防护罩 24、打板轴 25、打板 26、蝉花培养物进料口 27、混合物出料口28、集杂斗 31、减速电机 32、筛桶 33、筛桶主轴 34、混合物进料口 35、菌质出料口 36、子实体出料口 37、导向管 38、螺旋导向带 41、吸风口。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。
蝉花培养物的采收生产工艺，其步骤如下：
1）通过隧道式微波灭活设备将蝉花培养物在微波中将氧化酶灭活；
2）将经灭活后的蝉花培养物通过分散设备分散，使子实体与菌质分散开；
3）分拣设备将分散后培养物分离成子实体与菌质；
4）隧道式微波设备将子实体灭菌预干燥，干燥（带式干燥机）；
5）隧道式微波设备菌质灭菌预干燥、破碎、干燥（带式干燥机）；
6）孢子粉收集：分别将分散、分拣、子实体和菌质灭菌预干燥等处孢子粉集中在一起收集孢子粉。
如图1所示的隧道式微波灭活设备包括长方体壳体，壳体内的底部为传送蝉花培养物的传送带11，壳体内的顶部和底部均匀安装有若干微波发生器12。
所述的隧道式微波灭活设备壳体内底部左右各设置有热风进风口13，隧道式微波灭活设备壳体的顶部设置有出风口14。以便于物料的干燥。
所述的微波灭活时间为5-10分钟，微波功率3-5kw，微波温度50-80℃。采收后部分菌质、菌丝体、孢子粉存在活性，经过隧道式微波灭菌设备灭活处理使之失去活性；传统方法为蒸汽灭菌，能耗大时间长。
如图2所示的分散设备，包括机架21、驱动电机22、传动装置、分离组件和提供驱动电机运行的电源，所述的机架21上安装有驱动电机和分离组件；分离组件由横卧在机架上柱状防护罩23、贯穿防护罩23水平设置的打板轴24以及打板轴24上均匀设置的打板25组成；打板轴24的输入端通过传动装置与驱动电机22的输出轴传动连接；分离组件的一端上部设置有蝉花培养物进料口26，另一端的下部设置有混合物出料口27；分离组件的正下方设置有集杂斗28。
分散设备中，所述的防护罩23顶部设置有吸风口41，以收集孢子粉。
分散设备中，所述的打板轴24转速为800-1500转/分钟，驱动电机为变频电机0～50Hz调节，打板25所在平面与打板轴24的切面垂直，并与打板轴24轴线的倾斜角度为30～60度，通过实验调节最优角度。
由于蝉花子实体韧性较好，因此当蝉花培养物自进料口进入工作区后，在高速旋转的倾斜的打板25打击作用下，蝉花子实体与蝉花菌质（小麦）分离开来，并在工作区形成较长的运动轨迹，分离效果更好，实现了自动分散的目的。而人工蝉花比较费力费时。
另外，打板的线数是衡量分离效果的主要条件，在一定范围内，打板线数越高，打板与蝉花的相对速度就越大，分离效果就越好。
如图3所示的分拣设备，包括减速电机31、传动机构和机壳；机壳内设置有一绕主轴转动的筛桶32，所述的减速电机31的输出轴与筛桶32主轴的输入端传动连接；所述的机壳一端上部开有一口为混合物进料口34，混合物进料口34的下端倾斜向筛桶32延伸为导向管37；导向管37出口的下方筛桶32外侧的机壳上设置有菌质（小麦）出料口35；在筛桶32内壁环绕设置有螺旋导向带38；筛桶32的边缘、进料口的下方设置有蝉花子实体出料口36。
分拣设备中，在机壳的上侧还开设有吸风口41，以收集孢子粉。
分拣设备中，在主轴的上方，筛桶32与机壳之间设置有与筛桶32外侧壁紧密相贴合的清理刷，用来将沿筛桶32运动到上部的混合物料清扫下来，以便于尽快实现自动化分拣。
当蝉花子实体与蝉花菌质的分离后的混合物由进料口微乳筛桶后，因筛桶32的筛孔较蝉花菌质（小麦）大，在筛桶32的转动下，蝉花菌质很快穿过筛孔落入蝉花菌质（小麦）出料口并排出；留在桶内的蝉花被筛桶带起，在安装于筛桶32内侧的螺旋导向带38的作用下，逐渐移至筛桶的桶口，然后落入蝉花子实体出料口。在物料流量较大时，螺旋导向带38对在筛面上短暂停留的蝉花菌质有阻滞其流向桶口的作用。
另外，与筛桶32上方外侧紧密贴合的清理刷不断清扫筛孔，将可能随筛桶转上来的物料刷下，以便于物料尽快分离。这样，分拣设备将蝉花子实体蝉花菌质混合物自动化分拣分离开来，实现了自动化分拣的目的。
更进一步地，在分散设备、分拣设备中，分别设置了吸风口，采用一级除尘单联和二级布筒除尘的方法，将分散在工作区的孢子粉充分收集在一起。实现孢子粉的自动化收集。
使用传统的手工采收生产方法，蝉花产量3kg/10人·天。公司规划蝉花产量200吨/年，即600kg/天，以此类推需要2000人同时工作，人力成本383元/kg（按2500元/月计算）。
按600kg/天产量计，采收30盒/人·天；需要800人采收。干燥蝉花3kg/12.2kw×20小时，即蝉花干燥用电量81kw/kg。菌质干燥另计（预实验试验表明干燥能耗更大）。蝉拟青霉灭活20kw/kg。
Claims (10)
1.一种蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，其特征在于：其步骤如下：
（1）氧化酶灭活：通过隧道式微波灭活设备将蝉花培养物在
微波中将氧化酶灭活；
（2）分散：将经灭活后的蝉花培养物通过分散设备分散，使子实体与菌质分散开；
（3）分拣：分拣设备将分散后培养物分离成子实体与菌质；
（4）子实体灭菌、干燥：将分离后的子实体通过隧道式微波设备将灭菌、预干燥和干燥；
（5）菌质灭菌、干燥：将分离后的菌质通过隧道式微波设备灭菌、预干燥、干燥；
（6）孢子粉收集：分别将分散、分拣、子实体和菌质灭菌预干燥等处孢子粉集中在一起收集孢子粉。
2.根据权利要求1所述的蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，其特征在于：所述的隧道式微波灭活设备包括长方体壳体，壳体内的底部为传送蝉花培养物的传送带，壳体内的顶部和底部均匀安装有若干微波发生器。
3.根据权利要求2所述的蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，其特征在于：所述的隧道式微波灭活设备壳体内底部左右各设置有热风进风口，隧道式微波灭活设备壳体的顶部设置有出风口。
4.根据权利要求1所述的蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，其特征在于：所述的微波灭活时间为5～10分钟，微波功率3～5kw，微波温度50～80℃。
5.根据权利要求1所述的蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，其特征在于：所述的分散设备包括机架、驱动电机、传动装置、分离组件和提供驱动电机运行的电源，所述的机架上安装有驱动电机和分离组件；分离组件由横卧在机架上柱状防护罩、贯穿防护罩水平设置的打板轴以及打板轴上均匀设置的打板组成；打板轴的输入端通过传动装置与驱动电机的输出轴传动连接；分离组件的一端上部设置有蝉花培养物进料口，另一端的下部设置有混合物出料口；分离组件的正下方设置有集杂斗。
6.根据权利要求5所述的蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，其特征在于：所述的防护罩顶部设置有吸风口。
7.根据权利要求1所述的蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，其特征在于：所述的打板轴转速为800～3000转/分钟，打板所在平面与打板轴的切面垂直，并与打板轴轴线的倾斜角度为30～60度，通过实验调节最优角度。
8.根据权利要求1所述的蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，其特征在于：所述的分拣设备包括减速电机、传动机构和机壳；机壳内设置有一绕主轴转动的筛桶，所述的减速电机的输出轴与筛桶主轴的输入端传动连接；所述的机壳一端上部开有一口为混合物进料口，混合物进料口的下端倾斜向筛桶延伸为导向管；导向管出口的下方筛桶外侧的机壳上设置有菌质出料口；在筛桶内壁环绕设置有螺旋导向带；筛桶的边缘、进料口的下方设置有蝉花子实体出料口。
9.根据权利要求8所述的蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，其特征在于：在机壳的上侧还开设有吸风口。
10.根据权利要求8所述的蝉花培养物的采收生产工艺及其专用设备，其特征在于：在主轴的上方，筛桶与机壳之间设置有与筛桶外侧壁紧密相贴合的清理刷。
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