CN116941477A - 一种食用菌固体培养基灭菌接种方法 - Google Patents
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Abstract
一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，先将准备好的培养基料加入封闭的灭菌容器中进行灭菌处理，然后通过封闭的通路输送至冷却接种容器进行冷却接种，之后输出并装袋，灭菌处理过程中，向灭菌容器中通入蒸汽，同时利用灭菌容器周围布置的微波发生机构向灭菌容器内发射微波，使微波作用于灭菌容器内的蒸汽和培养基料，利用微波作用使灭菌容器内的低温蒸汽转变为高温蒸汽，使培养基料在微波及升温后的高温蒸汽作用下完成灭菌。灭菌效率高，相对于直接提供高温高压蒸汽，对设备要求更低，且更为节能。灭菌后的食用菌散基料进入冷却接种容器冷却后与菌种混合装袋，具有高效、省工、节能等优点。
Description
技术领域
本发明涉及食用菌培养基灭菌接种技术，具体的说是一种食用菌固体培养基灭菌接种方法。
背景技术
在食用菌生产过程中，培养基料的灭菌是必不可少的重要环节。目前的食用菌培养基灭菌方式主要有两种，一是将培养基装袋后放置在灭菌室内，通入高温蒸汽灭菌。由于封装在袋内的培养基传热速度较慢，导致这种灭菌方法时间长、效能低。另一种灭菌方式是将培养基装入密闭的灭菌容器内，通入高温蒸汽灭菌，冷却之后再装袋接种。这种方式与装袋后灭菌相比，有利于培养基料与蒸汽接触热交换，灭菌效率更高。现有的蒸汽灭菌过程中，为了获得较好的灭菌效果，通常需要使用高压蒸汽以达到高温快速灭菌的作用。但是高温高压蒸汽对设备要求较高，而且能耗较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种灭菌效率高、能耗低的食用菌固体培养基灭菌接种方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，先将准备好的培养基料加入封闭的灭菌容器中进行灭菌处理，然后通过封闭的通路输送至冷却接种容器进行冷却接种，之后输出并装袋，在灭菌处理过程中，向灭菌容器中通入蒸汽，同时利用灭菌容器周围布置的微波发生机构向灭菌容器内发射微波，使微波作用于灭菌容器内的蒸汽和培养基料，利用微波作用使灭菌容器内的低温蒸汽转变为高温蒸汽，使培养基料在微波及升温后的高温蒸汽作用下完成灭菌。
进一步的，将培养基料的含水量调整至56%---65%，然后加入到灭菌容器中。
进一步的，利用微波作用于培养基料中的水分，使其形成蒸汽以提高微波容器内的蒸汽压。
进一步的，向灭菌容器中通入的蒸汽温度为100—120℃。
进一步的，利用微波作用于灭菌容器内的蒸汽，使蒸汽温度提高到200℃以上。
进一步的，利用蒸汽和微波，使灭菌容器内的培养基料升温至130—200℃，保温10—15分钟完成灭菌。
所述的灭菌容器采用横向布置的筒状结构，微波发生机构围绕灭菌容器外壁均匀分布，培养基料装填至灭菌容器内壁空间高度的1/2—3/2，在灭菌容器内位于培养基料上方形成供微波加热蒸汽的蒸汽聚集区。
在冷却接种过程中，灭菌容器内灭菌后的培养基料通过封闭的通路输送至冷却接种容器，对冷却接种容器重复进行抽真空和通入冷空气操作，直至培养基料冷却至所需温度。
所述的冷却接种过程中，冷却接种容器内通入的冷空气温度低于0℃。
进一步的，培养基料冷却至所需温度后，通过冷却接种容器连接的接种机构向冷却接种容器内喷入固体或液体菌种，并在冷却接种容器内的搅拌机构辅助下完成接种。
本发明的有益效果是： 通过微波与蒸汽共同作用下在灭菌容器内对食用菌散基料灭菌，灭菌效率高，并可节约能源。利用微波作用于培养基料和蒸汽，一方面能够利用微波作用灭杀培养基料中的杂菌和虫体，另一方面微波可作用于蒸汽中的水分子，使灭菌容器内的低于低温蒸汽转变为高温蒸汽，使培养基料快速灭菌。相对于直接提供高温高压蒸汽，对设备要求更低，且更为节能。灭菌后的食用菌散基料进入冷却接种容器冷却后与菌种混合装袋，具有高效、省工、节能等优点。
附图说明
图1是本发明所用灭菌接种装置的结构示意图。
图2是本发明灭菌接种装置的俯视结构示意图。
图3是灭菌容器内推料机构的结构示意图。
图中标记：1、灭菌容器，2、进料口，3、出料口，4、微波发生机构，5、蒸汽发生机构，6、推料机构，7、螺旋叶片，8、驱动轴，9、拌料机构，10、冷却接种容器，11、搅拌混合机构，12、接种机构，13、抽真空机构，14、供风机构，15、冷空气净化器，16、风机，17、湿度调节机构，18、液体菌种接种机构，19、固体菌种接种机构，20、电机，21、减速机，22、微波电源，23、支架。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明。下面实施例所列出的具体内容不限于权利要求记载的技术方案要解决的技术问题所必须的技术特征。同时，所述列举是实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部实施例。
本发明的食用菌固体培养基灭菌接种方法，在一套封闭的智能化一体机设备中连续完成灭菌、冷却和接种等操作，完成接种后再输出装袋。先根据不同食用菌的种植需求调配培养基料，并将其调整至合适的含水量。例如，将待灭菌的硬杂木、麦麸等食用菌散基料调至含水量在56%---65%，加入封闭的灭菌容器中进行灭菌处理。在灭菌处理过程中，采用蒸汽、微波联合灭菌的方式。向灭菌容器中通入蒸汽，同时利用灭菌容器周围布置的微波发生机构4向灭菌容器内发射微波，使微波作用于灭菌容器内的蒸汽和培养基料。所述的灭菌容器1采用横向布置的筒状结构，其一端设有进料口2，另一端设有出料口3，在灭菌容器1内壁设有用于搅拌物料并能够将物料向出料口3输送的推料机构6。微波发生机构4围绕灭菌容器1外壁均匀分布，培养基料装填至灭菌容器内壁空间高度的1/2—3/2，在灭菌容器1内位于培养基料上方形蒸汽聚集区，利于微波在该区域内直接作用于蒸汽中的水分子。围绕灭菌容器设置的微波发生机构一部分分布在装填有培养基料的区域，该区域微波发生机构产生的微波透过灭菌容器壁进入其内部，直接作用于培养基料，利用其热效应以及引起分子结构极性改变的特性实现灭菌。而且微波灭菌的同时，能够使培养基料中的水分蒸发产生蒸汽，从而提高微波容器内的蒸汽压。围绕灭菌容器设置的微波发生机构另一部分分布在上方的蒸汽聚集区周围，从该区域进入灭菌容器的微波首先进入蒸汽聚集区作用于蒸汽，利用微波作用使灭菌容器内的低温蒸汽转变为高温蒸汽，在加热蒸汽之外，穿过蒸汽区的微波作用于下部培养基料的上表面，用于培养基料灭菌。在本发明的一个实施例中，向灭菌容器内通入100—120℃的蒸汽，在微波作用下可迅速升高至200℃以上。在微波和高温蒸汽双重作用下，能够使基料很快达130---200℃，在此温度保持10---15分钟（按不同食用菌基质选温度、时间），实现快速灭菌效果。
由于微波对蒸汽和培养基料的加热作用，利用微波能够维持灭菌容器内的蒸汽温度和蒸汽压。灭菌过程中，蒸汽不需要持续通入，仅在灭菌开始阶段通入蒸汽，培养基料温度达到预定值后即可停止输入蒸汽，利用微波维持温度完成灭菌过程即可。与常规的蒸汽灭菌相比，能够大幅降低蒸汽使用量，从而降低成本。
灭菌结束后，通过封闭的通路将培养基料输送至冷却接种容器10进行冷却接种，之后输出并装袋。所述的冷却接种过程中，对冷却接种容器重复进行抽真空和通入冷空气操作，可快速使培养基料冷却至所需温度。
所述冷却接种容器10接有用于对冷却接种容器内部基料降温的降温机构，包括用于抽真空机构13和供风机构14。供风机构14包括冷空气净化器15和风机16。冷空气净化器15可冷却接种容器内通入0℃以下冷空气，降温冷却效率高。灭菌后的基料送入冷却接种容器10之后，开启抽真空机构13，抽取冷却接种容器内的高温高湿气体。随着冷却接种容器10内部压强降低，基料中的水分加速蒸发，带走基料中的大量热量，使基料快速降温。抽取湿热气体后，利用风机16向冷却接种容器内通入经冷空气净化器15净化后的洁净冷空气，进一步吸收基料的热量。根据降温情况，可重复抽真空和通入洁净冷空气的操作，直到基料温度降至适合接种的目标温度，例如30℃以下。如基料湿度下降过多，可通过湿度调节机构17补充水分调节湿度。容器内的湿度、温度、pH值等参数通过设置的传感器测定，根据不同食用菌品种调节其值。基料的温度、湿度等参数调节至合适的范围后，通过冷却接种容器连接的接种机构向冷却接种容器内喷入固体或液体菌种，并在冷却接种容器内的搅拌机构辅助下充分混合，之后送入装袋机装袋或送入压块机压制成块，以用于食用菌生产。
如图1和2所示，本发明所用的灭菌容器的容器壁上设有微波发生机构4，用于产生微波并对灭菌容器内的基料灭菌。灭菌容器的容器壁上还接有蒸汽发生机构5，用于向灭菌容器内通入蒸汽。所述的灭菌容器1包括金属壳体和四氟透波层，金属壳体上分布有多个用于安装微波发生机构4的开孔，四氟透波层铺设在金属壳体的内壁上，并覆盖所述开孔。所述金属壳体用于屏蔽微波，防止微波泄漏到外界。铺设在金属壳体内壁的四氟透波层一方面能够将金属壳体和微波发生机构与内部的培养基料隔离，防止金属壳体和微波发生机构被腐蚀，另一方面能够使灭菌容器1透入微波，使外部微波发生机构4产生的微波进入灭菌容器1内部作用于蒸汽和培养基料。而且，聚四氟乙烯材质的四氟透波层不易粘附培养基料，有利于培养基料的搅拌和充分排出。
如图3所示，所述的灭菌容器为平置的筒状结构，在灭菌容器内设有推料机构6。所述推料机构6能够贴着灭菌容器内壁运动以推动基料向出料端移动。推料机构6仅推动贴近灭菌容器内壁的小部分基料，例如推料机构6推动基料的作用面在灭菌容器1径向上的宽度不超过灭菌容器半径的三分之一。在推料机构将贴近灭菌容器内壁的部分基料推离后，靠近灭菌容器中部的基料能够迅速向容器内壁填补至微波作用区域内。通过推料机构的作用，在实现基料输送的同时，可以起到搅拌作用，使基料受微波和蒸汽的作用更为均匀。
所述的推料机构6可以包括沿灭菌容器内壁螺旋布置的螺旋叶片7和用于驱动螺旋叶片转动的驱动轴8，，其有电机20和减速机21驱动。螺旋叶片7的宽度较小，仅推动贴近灭菌容器内壁的小部分基料。控制螺旋叶片的旋转速度和方向，可实现对基料的搅拌作用。在驱动轴8上还可以设置拌料机构9，以增强对基料的搅拌效果。
灭菌容器1的出料口通过封闭的通路与冷却接种容器10相接，灭菌后的基料送至冷却接种容器10内。在冷却接种容器内设有搅拌混合机构11，例如搅拌轴、搅拌叶片等，也可以参照灭菌容器中推料机构的结构形式。冷却接种容器的容器壁上接有用于向冷却接种容器内添加菌种的接种机构12，根据需要，可以是液体菌种接种机构18，也可以是固体菌种接种机构19，或者两种接种机构都设置。通过输送泵、喷头、螺旋加料器等方式向冷却接种容器内的基料中加入液体菌种或固体菌种。冷却接种容器10还连接有湿度调节机构17，可用于向冷却接种容器内补水调节湿度。该装置灭菌效率高，10---15分钟可实现基料灭菌率100%。全封闭的结构使装袋污染率小于0.1%，具有高效、省工、节能等优点。在灭菌容器1和冷却接种容器10之间的通路上设有可控制启闭的阀或门，灭菌容器1和冷却接种容器10独立运行，灭菌完成的培养基料送入冷却接种容器10后，关闭该阀或门。在冷却接种容器10进行冷却接种和输出装袋的过程中，在灭菌容器1加入新的培养基料并进行灭菌，实现连续生产，提高了生产效率。
以上对具体实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的技术构思及其核心思想，尽管本文使用了特定的优选实施例对技术方案进行了描述和说明，但其不应理解为对本发明自身的限制。本领域技术人员在不脱离本技术构思的前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。这些轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，先将准备好的培养基料加入封闭的灭菌容器中进行灭菌处理，然后通过封闭的通路输送至冷却接种容器进行冷却接种，之后输出并装袋，其特征在于：在灭菌处理过程中，向灭菌容器中通入蒸汽，同时利用灭菌容器周围布置的微波发生机构向灭菌容器内发射微波，使微波作用于灭菌容器内的蒸汽和培养基料，利用微波作用使灭菌容器内的低温蒸汽转变为高温蒸汽，使培养基料在微波及升温后的高温蒸汽作用下完成灭菌。
2.如权利要求1所述的一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，其特征在于：将培养基料的含水量调整至56%---65%，然后加入到灭菌容器中。
3.如权利要求1所述的一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，其特征在于：利用微波作用于培养基料中的水分，使其形成蒸汽以提高微波容器内的蒸汽压。
4.如权利要求1所述的一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，其特征在于：向灭菌容器中通入的蒸汽温度为100—120℃。
5.如权利要求4所述的一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，其特征在于：利用微波作用于灭菌容器内的蒸汽，使蒸汽温度提高到200℃以上。
6.如权利要求4所述的一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，其特征在于：利用蒸汽和微波，使灭菌容器内的培养基料升温至130—200℃，保温10—15分钟完成灭菌。
7.如权利要求1所述的一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，其特征在于：所述的灭菌容器采用横向布置的筒状结构，微波发生机构围绕灭菌容器外壁均匀分布，培养基料装填至灭菌容器内壁空间高度的1/2—3/2，在灭菌容器内位于培养基料上方形成供微波加热蒸汽的蒸汽聚集区。
8.如权利要求1所述的一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，其特征在于：冷却接种过程中，灭菌容器内灭菌后的培养基料通过封闭的通路输送至冷却接种容器，对冷却接种容器重复进行抽真空和通入冷空气操作，直至培养基料冷却至所需温度。
9.如权利要求8所述的一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，其特征在于：所述的冷却接种过程中，冷却接种容器内通入的冷空气温度低于0℃。
10.如权利要求8所述的一种食用菌固体培养基灭菌接种方法，其特征在于：培养基料冷却至所需温度后，通过冷却接种容器连接的接种机构向冷却接种容器内喷入固体或液体菌种，并在冷却接种容器内的搅拌机构辅助下完成接种。
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