CN109769594A

CN109769594A - 一种食用菌种植系统

Info

Publication number: CN109769594A
Application number: CN201910228729.7A
Authority: CN
Inventors: 林启相; 陈福永; 樊玲玲; 林启建; 姬广群; 张瑜
Original assignee: Shandong Youhe Bacteria Industry Co Ltd
Current assignee: Shandong Youhe Bacteria Industry Co Ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2019-05-21

Abstract

本发明提供一种食用菌种植系统，设置在墙体内侧的三个种植单元，并且，三个种植单元分别设置在三面墙体的一侧，分别为靠近后墙体的灭菌单元、靠近左侧墙体的接种单元、靠近右侧墙体的发菌单元，上述各个单元分别先后完成食用菌种植过程中的灭菌、接种和发菌过程；在每个所述的种植单元中分别设置有偶数个菌种工位以及设置在每个菌种工位上的工位监测单元。本发明设置环形的连续的菌种灭菌、接种、发菌三个种植单元，三个种植单元分别设置在三面墙体的一侧，在每个所述的种植单元中分别设置有偶数个菌种工位以及设置在每个菌种工位上的工位监测单元，各个工位可以单独工作，也可以共同工作；各个工位可以功能相同，也可以功能不同。

Description

一种食用菌种植系统

技术领域

本发明涉及食用菌种植技术领域，具体而言，涉及一种环形的食用菌种植系统。

背景技术

在食用菌的种植中，通常需要经过灭菌、接种和发菌的过程。

现有技术中，这些过程通常都是在相互独立、场地分散的操作间进行。致使灭菌后的培养基要由转运小车经过一段距离的运输被运送到相互独立的接种间进行食用菌菌种的接种，接种后的食用菌培养基又被转运小车经过一段距离的运输运送到发菌间进行发菌。而这些操作间需保持无菌状态，不利集中控制管理。这样结构的布置也很容易使灭菌后的培养基在转运的过程中再次被有害细菌感染，从而影响到食用菌的种植质量，而且建设场地占用较大，土地浪费，另外转运费工费时，生产效率低，生产成本高，而且现有的生产方式不利于实现食用菌的大规模种植，无法满足工业化大生产的需要。

现有技术中设置有直线型的生产线，但占用空间较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种食用菌种植系统，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种食用菌种植系统，包括：

设置在墙体内侧的三个种植单元，并且，三个种植单元分别设置在三面墙体的一侧，分别为靠近后墙体的灭菌单元、靠近左侧墙体的接种单元、靠近右侧墙体的发菌单元，上述各个单元分别先后完成食用菌种植过程中的灭菌、接种和发菌过程；在每个所述的种植单元中分别设置有偶数个菌种工位以及设置在每个菌种工位上的工位监测单元；

在三个所述种植单元内元围成的中间区域内设置有集中监控单元，在各个所述的种植单元与墙体之间设置外围送料通道；在各个所述的种植单元与集中监控单元之间设置内侧送料通道，各个通道均能够与各个工位之间传递物料以及菌种；

所述中间区域设置两个弧形边，两个弧形边分别与两个种植单元相对，所述的中间区域与种植单元之间形成缓冲区，中间区域的左侧弧形边与接种单元之间形成第一缓冲区，中间区域的右侧弧形边与发菌单元之间形成第二缓冲区；

食用菌种的种植模型设定为F，则，

F＝f(A_i,B_i,C_i，D_i,M_i,N_i)

A_i表示培育的菌种的种类，如香菇、草菇、金针菇，分别按照顺序进行标号，i表示序号；350多种食用菌分别进行标号；

B_i表示培育的菌种采用的培育基质，i为1或2，其中1，表示采用液体菌质，2表示固态菌质，不同的培养基可进行选择；

C_i表示培育的菌种过程中灭菌方式，i为1、2或3，分别为蒸馏杀菌方式、紫外等照射杀菌方式、高温加热杀菌方式，相应的，在灭菌单元内设置相应的各个灭菌方式的工位，分别能够完成相应的灭菌功能；

D_i表示培育的接种方式选择，i为1或2，1代表液体接种方式，2代表固体接种方式；

M_i表示发菌时间选择，i为大于等于1的自然数，通过选择不同的发菌时间，来确定最终的发菌单元的各个控制参数；

N_i表示某种具体的食用菌元素选择，i分别表示氨基酸、蛋白质、多糖、微量元素各项对应的序号，根据选择的食用菌的某种元素的含量，来确定最终的发菌单元的各个控制参数。

进一步地，对其中一种食用菌种进行培育，确定A_k，其对应的温度信息、湿度信息、二氧化碳浓度信息、氧气浓度信息及光照强度信息在一预设的范围内，则集中监控单元获取该存储的数据，并控制相应的工位的参数在范围内；

选择相应的液态或者固态的培养基，则集中监控单元获取该存储的数据，并控制相应的工位的参数在范围内；

选择灭菌方式，相应的灭菌单元按照预设参数控制；

选择相应的接种方式，相应的接种单元按照预设参数控制；

最后根据发菌时间选择、某种具体的食用菌元素选择，确定相应的发菌单元的各个控制参数。

进一步地，所述中间区域包括设置在三个方向的分处理器，分别为设置在后侧的第一分处理器、设置在左侧的第二分处理器、设置在右侧的第三分处理器，各个检测中心分别采集对应的各种植单元的菌种工位环境信息，并传输至集中监控单元内。

进一步地，在所述中心区域内还包括培育菌质输送区，其包括设置在中间的菌质输送通道，在所述菌质输送通道的两侧分别设置有液体菌质存储区和固体菌质存储区，在所述培育菌质输送区的外侧还设置有菌质生产区域。

进一步地，所述的两个种植单元之间分别设置有第一隔离室和第二隔离室，隔离室距离相邻的两个种植单元的距离相同，并且，在对应的种植单元的方向上设置有出入口。

进一步地，每个所述菌种工位设置工位监测单元，对菌种工位的空气情况进行监控，包括温度、湿度、细菌密集程度、空气流动情况进行监控。

进一步地，每个所述种植单元设置偶数m个病床监测元件，m≥6，在每个所述的种植单元设置数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑控制模块，所述的数据采集模块将上述各工位监测单元的监测电流信号进行采集并传输至所述比较模块；所述数据采集模块内包括一分组单元，其将上述种植单元设置的其中两个工位监测单元的电流进行分组整理，分别形成m/2组二维电流矩阵。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明设置环形的连续的菌种灭菌、接种、发菌三个种植单元，三个种植单元分别设置在三面墙体的一侧，在每个所述的种植单元中分别设置有偶数个菌种工位以及设置在每个菌种工位上的工位监测单元，各个工位可以单独工作，也可以共同工作；各个工位可以功能相同，也可以功能不同。在三个所述种植单元内元围成的中间区域内设置有集中监控单元，在各个所述的种植单元与墙体之间设置外围送料通道；在各个所述的种植单元与集中监控单元之间设置内侧送料通道，各个通道均能够与各个工位之间传递物料以及菌种。本发明能够在有限的空间内，实现生产线作业，并且，还能够实现特定的菌种培育过程。

尤其，本发明通过多个维度的参数，确定各个单元的控制参量，如，对某一种食用菌进行培育，确定A_k，其对应的温度信息、湿度信息、二氧化碳浓度信息、氧气浓度信息及光照强度信息在一预设的范围内，则集中监控单元获取该存储的数据，并控制相应的工位的参数在范围内；选择相应的液态或者固态的培养基，则集中监控单元获取该存储的数据，并控制相应的工位的参数在范围内；选择灭菌方式，相应的灭菌单元按照预设参数控制；选择相应的接种方式，相应的接种单元按照预设参数控制；最后根据发菌时间选择、某种具体的食用菌元素选择，确定相应的发菌单元的各个控制参数。

进一步地，本发明设置双层送料通道，能够降低菌种工位造成的用料紧张问题，并且，双层送料通道能够进一步改善物料的流通，增强菌种培育作业的培育能力。

进一步地，本发明在统一控制时，通过阈值计算，各个工位的环境条件不能满足要求，需要采取通风或者人工加热、加湿、除湿等方式来平衡种植单元的空气质量。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的食用菌种植系统的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释发明的技术原理，并非在限制发明的保护范围。

需要说明的是，在发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

此外，还需要说明的是，在发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明实施例的食用菌种植系统的结构示意图，本实施例的食用菌种植系统包括设置在墙体1内侧的三个种植单元，并且，三个种植单元分别设置在三面墙体的一侧。在本实施例中，分别为靠近后墙体的灭菌单元41、靠近左侧墙体的接种单元43、靠近右侧墙体的发菌单元42。在每个所述的种植单元中分别设置有偶数个菌种工位44以及设置在每个菌种工位上的工位监测单元45。上述各个单元分别完成食用菌种植过程中的灭菌、接种和发菌过程。

在本实施例中，在三个种植单元内元围成的中间区域5内设置有集中监控单元8，以及设备存储工位58。

在本发明实施例中，设置有内外送料通道；在各个所述的种植单元与墙体1之间设置外围送料通道2；在各个所述的种植单元与集中监控单元8之间设置内侧送料通道3，各个通道均能够与各个工位之间传递物料以及菌种。本发明实施例，通过设置双层送料通道，能够降低菌种工位造成的用料紧张问题，并且，双层送料通道能够进一步改善物料的流通，增强菌种培育作业的培育能力。

在本实施例中，中间区域5包括设置在三个方向的分处理器71，分别为设置在后侧的第一分处理器72、设置在左侧的第二分处理器73、设置在右侧的第三分处理器74，各个检测中心分别采集对应的各种植单元的菌种工位环境信息，并传输至集中监控单元8内。

在本实施例中，在中心区域5内还包括培育菌质输送区58，其包括设置在中间的菌质输送通道54，在所述菌质输送通道的两侧分别设置有液体菌质存储区53和固体菌质存储区55，方便及时向各个不同的种植单元输送菌质，在所述培育菌质输送区58的外侧还设置有菌质生产区域56，生产后的菌质存贮至培育菌质输送区58。

在本实施例中，所述的两个种植单元之间分别设置有第一隔离室51和第二隔离室52，隔离室距离相邻的两个种植单元的距离相同，并且，在对应的种植单元的方向上设置有出入口。本发明实施例设置隔离室，以便对各个区域内的菌种进行临时存储。在本实施例中，设置中间区域5，方便对等距离的各个种植单元进行监控和护理，为了节省空间，中间区域5设置两个弧形边65，两个弧形边65分别与两个种植单元相对。由于弧形边的设置，所述的中间区域5与种植单元之间形成缓冲区。在本实施例中，中间区域的左侧弧形边与第一、接种单元之间形成第一缓冲区61；中间区域的右侧弧形边与第一、发菌单元之间形成第二缓冲区62。本发明实施例设置中间区域5，充分利用空间，节省了空间，并且，距离各个种植单元的距离相同。

在本发明实施例中，每个菌种工位44设置工位监测单元45，对菌种工位44的空气情况进行监控，包括温度、湿度、细菌密集程度、空气流动情况进行监控。

在本实施例中，每个种植单元设置偶数m个病床监测元件，m≥6，在每个所述的种植单元设置数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑控制模块，所述的数据采集模块将上述各工位监测单元的监测电流信号进行采集并传输至所述比较模块；所述数据采集模块内包括一分组单元，其将上述种植单元设置的其中两个工位监测单元的电流进行分组整理，分别形成m/2组二维电流矩阵。

所述的比较模块将上述m/2组二维电流矩阵中的每两组进行比较判断，并将结果传输至所述逻辑控制模块，其按下述公式计算第一、二两组的重合度P₂₁，

式中，P₂₁表示每两组电流的重合度，i₁和i₂分别表示第一组二维电流矩阵的电流值，i₁表示第一病床监测元件的电流采样值，i₂表示第二病床监测元件的电流采样值；i₃和i₄分别表示第二组二维电流矩阵的电流值，i₃表示第三病床监测元件的电流采样值，i₄表示第四病床监测元件的电流采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

所述的比较模块按照下述公式计算第一组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵的重合度P₃₁，

式中，P₃₁表示每两组电流的重合度，i₁和i₂分别表示所述第一组二维电流矩阵的电流值，i₁表示第一病床监测元件的电流采样值，i₂表示第二病床监测元件的电流采样值；i₅和i₆分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，i₅表示第五病床监测元件的电流采样值，i₆表示第六病床监测元件的电流采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

所述的比较模块按照下述公式计算第二组二维电流矩阵和第三组二维电流矩阵的重合度P₃₂，

式中，P₃₂表示每两组电流的重合度，i₃和i₄分别表示所述第二组二维电流矩阵的电流值，i₃表示第三病床监测元件的电流采样值，i₄表示第四病床监测元件的电流采样值；i₅和i₆分别表示所述第三组二维电流矩阵的电流值，i₅表示第五病床监测元件的电流采样值，i₆表示第六病床监测元件的电流采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

所述存储模块内设置有一额定重合度阈值P₀；所述逻辑控制模块将所述计算所得的两两实际重合度绝对值差值与额定重合度阈值P₀进行比对，若所述实际重合度绝对值差值大于阈值，则该组工位的环境条件不能满足要求，需要采取通风或者人工加热、加湿、除湿等方式来平衡种植单元的空气质量。

本发明在环境调节上进行统一调节，所述食用菌的生长环境信息包括温度信息、湿度信息、二氧化碳浓度信息、氧气浓度信息及光照强度信息中的一种或多种组合，对应的环境监测装置包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器及光亮度传感器中的一种或多种组合，所述环境监测装置通过所述温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器及光亮度传感器中的一种或多种组合实现对食用菌的生长环境信息的监测氧气信息。

本发明的食用菌种植系统还能够根据不同的菌种设定不同的环境，以及不同菌质，所述集中监控单元8还能够根据不同菌种进行不同环境参数的设定。第一分处理器72、设置在左侧的第二分处理器73、设置在右侧的第三分处理器74，根据集中监控单元8的控制分别对各个菌种工位进行监测及控制。

在本发明实施例中，食用菌种的种植模型设定为F，则，

F＝f(A_i,B_i,C_i，D_i,M_i,N_i)

M_i表示发菌时间选择，i为大于等于1的自然数，通过选择不同的发菌时间，来确定最终的发菌单元的各个控制参数。

如，食用菌菌种需要有较多的氨基酸，则根据食用菌生长规律，设定发菌单元的氧气量较高、空气湿度较高、以及光照充分。

因此，本发明通过多个维度的参数，确定各个单元的控制参量，如，对金针菇进行培育，确定A_k，其对应的温度信息、湿度信息、二氧化碳浓度信息、氧气浓度信息及光照强度信息在一预设的范围内，则集中监控单元获取该存储的数据，并控制相应的工位的参数在范围内；选择相应的液态或者固态的培养基，则集中监控单元获取该存储的数据，并控制相应的工位的参数在范围内；选择灭菌方式，相应的灭菌单元按照预设参数控制；选择相应的接种方式，相应的接种单元按照预设参数控制；最后根据发菌时间选择、某种具体的食用菌元素选择，确定相应的发菌单元的各个控制参数。

本发明通过该预先存储的各种菌种选择方式，确定各个控制参数，实现智能化控制。

如:

紫外灯光强度的关系，在75-80℃温度范围内：

式中，p₁表示温度段的实时紫外强度值，T表示温度段内的实时温度，T₀表示参考预设温度值，温度为75℃，υ表示液体的流速，υ₀表示液体的预设速度，其值为3cm/s，c表示食用菌培养基质的比热，P₀表示第一温度段的预设紫外强度值，其为200μW/m²。

上述控制参数可通过标准化的算法或公式进行存储，也可以为离散的各个参量的选择。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种食用菌种植系统，其特征在于，包括：

食用菌种的种植模型设定为F，则，

F＝f(A_i,B_i,C_i，D_i,M_i,N_i)

2.根据权利要求1所述的食用菌种植系统，其特征在于，对其中一种食用菌种进行培育，确定A_k，其对应的温度信息、湿度信息、二氧化碳浓度信息、氧气浓度信息及光照强度信息在一预设的范围内，则集中监控单元获取该存储的数据，并控制相应的工位的参数在范围内；

选择灭菌方式，相应的灭菌单元按照预设参数控制；

选择相应的接种方式，相应的接种单元按照预设参数控制；

3.根据权利要求2所述的食用菌种植系统，其特征在于，所述中间区域包括设置在三个方向的分处理器，分别为设置在后侧的第一分处理器、设置在左侧的第二分处理器、设置在右侧的第三分处理器，各个检测中心分别采集对应的各种植单元的菌种工位环境信息，并传输至集中监控单元内。

4.根据权利要求2所述的食用菌种植系统，其特征在于，在所述中心区域内还包括培育菌质输送区，其包括设置在中间的菌质输送通道，在所述菌质输送通道的两侧分别设置有液体菌质存储区和固体菌质存储区，在所述培育菌质输送区的外侧还设置有菌质生产区域。

5.根据权利要求2所述的食用菌种植系统，其特征在于，所述的两个种植单元之间分别设置有第一隔离室和第二隔离室，隔离室距离相邻的两个种植单元的距离相同，并且，在对应的种植单元的方向上设置有出入口。

6.根据权利要求2所述的食用菌种植系统，其特征在于，每个所述菌种工位设置工位监测单元，对菌种工位的空气情况进行监控，包括温度、湿度、细菌密集程度、空气流动情况进行监控。

7.根据权利要求6所述的食用菌种植系统，其特征在于，每个所述种植单元设置偶数m个病床监测元件，m≥6，在每个所述的种植单元设置数据采集模块、一比较模块、一存储模块和一逻辑控制模块，所述的数据采集模块将上述各工位监测单元的监测电流信号进行采集并传输至所述比较模块；所述数据采集模块内包括一分组单元，其将上述种植单元设置的其中两个工位监测单元的电流进行分组整理，分别形成m/2组二维电流矩阵。