CN109661978B - 一种食用菌栽培基料的高温高压蒸汽闪蒸灭菌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种食用菌栽培基料的高温高压蒸汽闪蒸灭菌装置，包括蒸汽发生器、螺旋喂料机、内螺旋充汽夹层管、内螺旋冷却调制管、内螺旋接种管和无菌装袋机；内螺旋充汽夹层管包括同轴设置的外管道和内管道，内管道和外管道之间设有间隔而形成蒸汽缓冲室，在内管道上设有多个进汽孔，在内管道内同轴转动连接有推进搅拌螺杆，在端部设有用于带动推进螺杆转动的第一螺杆电机，蒸汽发生器通过蒸汽管道与蒸汽缓冲室相连接；螺旋喂料机的出料口与内管道的进料口相连接；本发明以高温高压蒸汽为灭菌介质，直接对干物质栽培料进行灭菌，蒸汽潜热大，穿透力强，易使微生物死亡，因此灭菌效率高；本发明集灭菌、搅拌、降温、加湿、接种，无菌装袋于一体，能达到高效节能、自动化生产的目的。
Description
技术领域
本发明属于食用菌生产设备技术领域，特别涉及一种食用菌栽培基料的高温高压蒸汽闪蒸灭菌装置。
背景技术
食用菌是公认的有益健康的农产品，兼有营养与保健双重功能。近年来，我国将食用菌产业列为提倡大力发展的优势特色产业之一，加大了对食用菌产业的扶持力度，食用菌工厂化生产快速发展，我国成为世界上最大的食用菌生产和消费国。
在食用菌的生产工艺中，一个关键技术环节是对栽培基料进行灭菌处理，没有这个环节单一的人为菌种是不可能正常生长的，竞争性杂菌和其他微生物的生长会抑制食用菌生长，影响食用菌产量。目前栽培基料的杀菌主要是采用蒸汽锅炉杀菌，其工艺条件为常压条件下100℃，杀菌12～24h；或0.15MPa高压条件下，杀菌3～6h。同时此种杀菌方式存在10～15%的废袋率，一旦处理不当造成整批菌袋的二次污染,且此种杀菌方式时间长、能耗大、人工成本高。
发明内容
本发明目的是为解决上述现有技术中存在的问题而提出了一种食用菌栽培基料的高温高压蒸汽闪蒸灭菌装置；为达到上述目的所采取的技术方案是：
一种食用菌栽培基料的高温高压蒸汽闪蒸灭菌装置，包括蒸汽发生器、螺旋喂料机、内螺旋充汽夹层管、内螺旋冷却调制管、内螺旋接种管和无菌装袋机；
所述内螺旋充汽夹层管包括同轴设置的外管道和内管道，内管道和外管道之间设有间隔而形成蒸汽缓冲室，在内管道上设有多个进汽孔，在内管道内同轴转动连接有推进螺杆，在端部设有用于带动推进螺杆转动的第一螺杆电机，蒸汽发生器通过蒸汽管道与蒸汽缓冲室相连接；所述螺旋喂料机的出料口与内管道的进料口相连接；
所述内螺旋充汽夹层管的出料口与内螺旋冷却调制管的进料口相连接，内螺旋冷却调制管的出料口与内螺旋接种管的进料口相连接，内螺旋接种管的培养基出料口与无菌装袋机相连接。
优选的，在内螺旋冷却调制管上设有多个无菌水喷头、控制多个无菌水喷头流量的计量恒流泵。
优选的，在内螺旋冷却调制管内同轴设有搅拌螺杆，在内螺旋接种管内同轴设有挤出螺杆。
优选的，所述搅拌螺杆和挤出螺杆一体成型为同根螺杆，在端部固定有用于带动搅拌螺杆和挤出螺杆同时转动的第二螺杆电机。
优选的，所述多个进汽孔均匀分布在内管道的上半管道壁上。
优选的，蒸汽管道与蒸汽缓冲室的顶部相连接，在蒸汽缓冲室的底部设有疏水管道，所述疏水管道与蒸汽发生器进水端相连接，在蒸汽管道上安装有进汽控制阀，在疏水管道上安装有疏水阀。
优选的，在内螺旋冷却调制管内壁上设有搅拌导槽。
优选的，在内螺旋接种管的培养基出料口处安装液体蠕动泵。
本发明所具有的有益效果为：1、本发明以高温高压蒸汽为灭菌介质，直接对干物质栽培料进行灭菌，由于蒸汽潜热大，穿透力强，易使微生物死亡，目前的食用菌栽培基质灭菌一般是含水率50~60%的湿基质，因此灭菌效率大大提高；同时本发明集灭菌、搅拌、降温、加湿、接种、无菌装袋于一体，能达到高效节能、自动化生产的目的。
本发明应用于食用菌栽培基料的生产过程中，可改变现有的食用菌生产时栽培基料采用蒸汽锅炉杀菌的加工工艺，克服食用菌栽培基料现有加工工艺存在的周期长、能耗大、人工成本高等问题。
2、利用高温高压蒸汽进行闪蒸灭菌时，高温高压蒸汽直接作用于栽培基料，对其具有一定的熟化膨化作用，营养成分发生复杂的物理化学变化，促进栽培基料大分子物质降解，大分子物质发生降解更有利于菌丝体的生长利用，从而提高栽培基料的生物转化率，促进食用菌行业节支增收。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明进一步描述。
如图1所示，一种食用菌栽培基料的高温高压蒸汽闪蒸灭菌装置，包括蒸汽发生器1、螺旋喂料机7、内螺旋充汽夹层管8、内螺旋冷却调制管9、内螺旋接种管10和无菌装袋机11；
所述内螺旋充汽夹层管8包括同轴设置的外管道82和内管道84，内管道84和外管道82之间设有间隔而形成蒸汽缓冲室83，在内管道84上设有多个进汽孔85，在内管道84内同轴转动连接有推进螺杆86，在端部设有用于带动推进螺杆86转动的第一螺杆电机81，蒸汽发生器1通过蒸汽管道2与蒸汽缓冲室83相连接；所述螺旋喂料机7的出料口与内管道84的进料口相连接；
所述内螺旋充汽夹层管8的出料口与内螺旋冷却调制管9的进料口相连接，内螺旋冷却调制管9的出料口与内螺旋接种管10的进料口相连接，内螺旋接种管10的培养基出料口103与无菌装袋机11相连接。
为了对进入内螺旋冷却调制管9内的食用菌栽培基料进行降温和润湿，在内螺旋冷却调制管9上设有多个无菌水喷头92、控制多个无菌水喷头92流量的计量恒流泵91。
在内螺旋冷却调制管9内同轴设有搅拌螺杆94，在内螺旋接种管10内同轴设有挤出螺杆102，也可以将搅拌螺杆94和挤出螺杆102一体成型设置为同根螺杆，在底座上固定有用于带动搅拌螺杆94和挤出螺杆102同时转动的第二螺杆电机（图中未示出）。
为了在达到灭菌效果的同时为了保证食用菌栽培基料内水份的散失和防止从内管道84内掉落，所述多个进汽孔85均匀分布在内管道84的上半管道壁上。
蒸汽管道2与蒸汽缓冲室83的顶部相连接，在蒸汽缓冲室83的底部设有疏水管道6，所述疏水管道6与蒸汽发生器1进水端相连接，在蒸汽管道2上安装有进汽控制阀3，在疏水管道6上安装有疏水阀5。
其中，蒸汽发生器1可以安装在支撑架4上以使得与内螺旋充汽夹层管8配合使用，在内螺旋冷却调制管9内壁上设有搅拌导槽93，在内螺旋接种管10的培养基出料口103处安装液体蠕动泵。
本发明在进行食用菌栽培基料灭菌时，包括如下步骤：
1.食用菌各种栽培基料按照生产要求适当粉碎，混匀后加螺旋喂料机7，喂料螺杆在喂料电机的作用下把食用菌栽培基料送入内螺旋充汽夹层管8的内管道84之内。
2内螺旋充汽夹层管8中预先由汽控制阀3通入高温高压蒸汽，高温高压蒸汽通过进汽孔85与用菌栽培基料直接接触，设置内螺旋充汽夹层管8的蒸汽温度、推进螺杆86转速等工艺参数，其工艺条件为蒸汽温度120～190℃，螺杆转速50～250rpm，通过调整蒸汽温度和推进螺杆86转速来调节栽培基料的推进速度，栽培基料借助推进螺杆86的推动不断向前，同时受到蒸汽缓冲室83的高温高压蒸汽作用，进行质热交换，在内螺旋充汽夹层管8末端物料在高压作用下从挤出模头被挤出，达到灭菌和润湿的目的。
3. 内螺旋充汽夹层管8挤出的栽培基料在内螺旋冷却调制管9的搅拌螺杆94、搅拌导槽93和无菌水喷头92共同作用下，完成搅拌、降温和加湿处理，达到食用菌生产所需要的水分含量。
4.完成杀菌、润湿、冷却处理的栽培基料，进入内螺旋接种管10内，从菌种投料口101加入菌种（包括固体菌种或液体菌种）完成接种，完成接种的栽培基料通过培养基出料口103出料进行无菌灌装密封，即为符合生产要求的食用菌栽培菌包。
与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明以高温高压蒸汽为灭菌介质，直接对干物质栽培料进行灭菌，由于蒸汽潜热大，穿透力强，易使微生物死亡，因此灭菌效率大大提高；同时本发明集灭菌、搅拌、降温、加湿、接种、无菌装袋于一体，能达到高效节能、自动化生产的目的。
本发明应用于食用菌栽培基料的生产过程中，可改变现有的食用菌生产时栽培基料采用蒸汽锅炉杀菌的加工工艺，克服食用菌栽培基料现有加工工艺存在的周期长、能耗大、人工成本高等问题。
2、利用高温高压蒸汽进行闪蒸灭菌时，高温高压蒸汽直接作用于栽培基料，对其具有一定的熟化膨化作用，营养成分发生复杂的物理化学变化，促进栽培基料大分子物质降解，大分子物质发生降解更有利于菌丝体的生长利用，从而提高栽培基料的生物转化率，促进食用菌行业节支增收。
本装置可以用于香菇栽培基料、金针菇栽培基料和黑木耳栽培基料等多种食用菌基质进行灭菌，
具体实施例1：
1. 香菇栽培基料按照生产要求适当粉碎，混匀后加螺旋喂料机7，喂料螺杆在喂料电机的作用下把食用菌栽培基料送入内螺旋充汽夹层管8的内管道84之内。
2内螺旋充汽夹层管8中预先由汽控制阀3通入高温高压蒸汽，高温高压蒸汽通过进汽孔85与用菌栽培基料直接接触，设置内螺旋充汽夹层管8的蒸汽温度、推进螺杆86转速等工艺参数，其工艺条件为蒸汽温度150℃，螺杆转速100rpm，通过调整蒸汽温度和推进螺杆86转速来调节栽培基料的推进速度，栽培基料借助推进螺杆86的推动不断向前，同时受到蒸汽缓冲室83的高温高压蒸汽作用，进行灭菌，在内螺旋充汽夹层管8末端物料在高压作用下从挤出模头被挤出，达到灭菌和润湿的目的。
3. 内螺旋充汽夹层管8挤出的栽培基料在内螺旋冷却调制管9的搅拌螺杆94、搅拌导槽93和无菌水喷头92共同作用下，完成搅拌、降温和加湿处理，使香菇栽培基料最终水分含量为55%左右，物料温度在30℃以下。
4.完成杀菌、润湿、冷却处理的栽培基料，进入内螺旋接种管10内，从菌种投料口101加入菌种（包括固体菌种或液体菌种）完成接种，完成接种的栽培基料通过培养基出料口103出料进行无菌灌装密封，即为符合生产要求的香菇栽培菌包。
具体实施例2：
1. 金针菇栽培基料按照生产要求适当粉碎，混匀后加螺旋喂料机7，喂料螺杆在喂料电机的作用下把食用菌栽培基料送入内螺旋充汽夹层管8的内管道84之内。
2内螺旋充汽夹层管8中预先由汽控制阀3通入高温高压蒸汽，高温高压蒸汽通过进汽孔85与用菌栽培基料直接接触，设置内螺旋充汽夹层管8的蒸汽温度、推进螺杆86转速等工艺参数，其工艺条件为蒸汽温度170℃，螺杆转速200rpm，通过调整蒸汽温度和推进螺杆86转速来调节栽培基料的推进速度，栽培基料借助推进螺杆86的推动不断向前，同时受到蒸汽缓冲室83的高温高压蒸汽作用，进行灭菌，在内螺旋充汽夹层管8末端物料在高压作用下从挤出模头被挤出，达到灭菌和润湿的目的。
3. 内螺旋充汽夹层管8挤出的栽培基料在内螺旋冷却调制管9的搅拌螺杆94、搅拌导槽93和无菌水喷头92共同作用下，完成搅拌、降温和加湿处理，使金针菇基料最终水分含量为60%左右，物料温度在30℃以下。
4.完成杀菌、润湿、冷却处理的栽培基料，进入内螺旋接种管10内，从菌种投料口101加入菌种（包括固体菌种或液体菌种）完成接种，完成接种的栽培基料通过培养基出料口103出料进行无菌灌装密封，即为符合生产要求的金针菇栽培菌包。
具体实施例3：
1. 黑木耳栽培基料按照生产要求适当粉碎，混匀后加螺旋喂料机7，喂料螺杆在喂料电机的作用下把食用菌栽培基料送入内螺旋充汽夹层管8的内管道84之内。
2. 内螺旋充汽夹层管8中预先由汽控制阀3通入高温高压蒸汽，高温高压蒸汽通过进汽孔85与用菌栽培基料直接接触，设置内螺旋充汽夹层管8的蒸汽温度、推进螺杆86转速等工艺参数，其工艺条件为蒸汽温度150℃，螺杆转速150rpm，通过调整蒸汽温度和推进螺杆86转速来调节栽培基料的推进速度，栽培基料借助推进螺杆86的推动不断向前，同时受到蒸汽缓冲室83的高温高压蒸汽作用，进行灭菌，在内螺旋充汽夹层管8末端物料在高压作用下从挤出模头被挤出，达到灭菌和润湿的目的。
3. 内螺旋充汽夹层管8挤出的栽培基料在内螺旋冷却调制管9的搅拌螺杆94、搅拌导槽93和无菌水喷头92共同作用下，完成搅拌、降温和加湿处理，使黑木耳栽培基料最终水分含量为55%左右，物料温度在30℃以下。
4.完成杀菌、润湿、冷却处理的栽培基料，进入内螺旋接种管10内，从菌种投料口101加入菌种（包括固体菌种或液体菌种）完成接种，完成接种的栽培基料通过培养基出料口103出料进行无菌灌装密封，即为符合生产要求的食用菌栽培菌包。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种食用菌栽培基料的高温高压蒸汽闪蒸灭菌装置，其特征在于，包括蒸汽发生器、螺旋喂料机、内螺旋充汽夹层管、内螺旋冷却调制管、内螺旋接种管和无菌装袋机；
所述内螺旋充汽夹层管包括同轴设置的外管道和内管道，内管道和外管道之间设有间隔而形成蒸汽缓冲室，在内管道上设有多个进汽孔，在内管道内同轴转动连接有推进螺杆，在端部设有用于带动推进螺杆转动的第一螺杆电机，蒸汽发生器通过蒸汽管道与蒸汽缓冲室相连接；所述螺旋喂料机的出料口与内管道的进料口相连接；
所述内螺旋充汽夹层管的出料口与内螺旋冷却调制管的进料口相连接，内螺旋冷却调制管的出料口与内螺旋接种管的进料口相连接，内螺旋接种管的培养基出料口与无菌装袋机相连接；
在内螺旋冷却调制管上设有多个无菌水喷头、控制多个无菌水喷头流量的计量恒流泵；
在内螺旋冷却调制管内同轴设有搅拌螺杆，在内螺旋接种管内同轴设有挤出螺杆；
所述多个进汽孔均匀分布在内管道的上半管道壁上；
蒸汽管道与蒸汽缓冲室的顶部相连接，在蒸汽缓冲室的底部设有疏水管道，所述疏水管道与蒸汽发生器进水端相连接，在蒸汽管道上安装有进汽控制阀，在疏水管道上安装有疏水阀。
2.根据权利要求1所述的食用菌栽培基料的高温高压蒸汽闪蒸灭菌装置，其特征在于，所述搅拌螺杆和挤出螺杆一体成型为同根螺杆，在端部固定有用于带动搅拌螺杆和挤出螺杆同时转动的第二螺杆电机。
3.根据权利要求1所述的食用菌栽培基料的高温高压蒸汽闪蒸灭菌装置，其特征在于，在内螺旋冷却调制管内壁上设有搅拌导槽。
4.根据权利要求3所述的食用菌栽培基料的高温高压蒸汽闪蒸灭菌装置，其特征在于，在内螺旋接种管的培养基出料口处安装液体蠕动泵。
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