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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Pilzzucht.
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Bekannte Anlagen und Verfahren zur Pilzzucht umfassen verschiedene Stufen bzw. Verfahrensschritte. Zunächst wird ein Substrat hergestellt bzw. aufbereitet. Dieses wird mit Pilzkultur (Mycel) geimpft bzw. bespickt. Daraufhin folgt ein Durchwachsen des Substrats mit dem Pilzmycel. Insbesondere bei der Produktion von Speisepilzen folgt anschließend eine Initiierung der Fruchtkörperbildung und die Ernte der Fruchtkörper in üblicherweise mehreren Erntewellen.
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Das Durchwachsen des Substrates mit der Pilzkultur erfolgt üblicherweise in Tranchen (Bulks). Diese Tranchen können Kunststoffsäcke, Kisten, Holzstämme, Komposthaufen oder (großflächige) Behältnisse in fabrikähnlichen Anlagen sein. Beispielsweise
US 2 097 766 beschreibt die Vorteile einer blockweisen Verarbeitung von Substrat zur Vermeidung von Ausfällen und einer Optimierung der Logistik.
FR 2 663 627 zeigt eine gängige Anordnung zur Substratproduktion, wobei die Erzeugung des Substrates kontinuierlich erfolgt, dieses dann mit zugeführter Impfkultur geimpft wird und in Blöcken zur Reifung gebracht wird.
DE 2 846 604 beschreibt eine Anordnung, die den Prozess von der Substratabfüllung bis zur Pilzreifung durchführt. Auch hier erfolgt die Impfung mit von außen zugeführter Impfkultur und das Mycelwachstum im Substrat erfolgt erst nach Abfüllung in einzelne Behältnisse.
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Insgesamt werden die bekannten Verfahren zur Pilzzucht als vergleichsweise aufwändig empfunden. Auch das Risiko für eine Kontamination des Substrates wird als vergleichsweise hoch empfunden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Pilzzucht vorzuschlagen, wobei mit vergleichsweise einfachen Mitteln ein zuverlässiges Heranziehen von Pilzen bzw. Pilzmycel erreicht werden soll.
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Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Pilzzucht, wobei (in einem Ausgangszustand) unbewachsenes Substrat durch eine Pilzzuchtvorrichtung geführt wird, in der mit Mycel durchwachsenes Substrat befindlich ist, wobei das unbewachsene Substrat in der Pilzzuchtvorrichtung mit dem mit Mycel durchwachsenen Substrat derart in Verbindung gebracht wird, dass das Mycel des mit Mycel durchwachsenen Substrates beginnt das unbewachsene Substrat zu besiedeln, so dass neu besiedeltes Substrat entsteht, wobei das neu besiedelte Substrat weitergefördert wird und zusätzlich (innerhalb der Pilzzuchtvorrichtung) dazu verwendet wird, zunächst noch (innerhalb der Pilzzuchtvorrichtung vorhandenes bzw. geführtes) unbewachsenes Substrat (wiederum neu) zu besiedeln.
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Ein Gedanke der Erfindung liegt darin, abgesehen von einer einmaligen Initiierung mit externer Pilzbrut (bzw. mit einem extern zugeführten Mycel), in der Pilzzuchtvorrichtung befindliches Mycel zu verwenden, um neues (im Ausgangszustand unbewachsenes) Substrat zu besiedeln. Nach einmaliger Initiierung mit Pilzbrut ist somit keine weitere Zuführung von Pilzbrut notwendig. Dies reduziert die Kosten und senkt das Risiko von Kontamination.
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Insbesondere wurde erkannt, dass bei den üblichen technischen Verfahren der Nachteil vorliegt, dass aufgrund des diskontinuierlichen Prozesses jede Substrateinheit mit Pilzmycel geimpft werden muss. Daraus resultiert auch ein Risiko für eine Kontamination des Substrates. Außerdem erfordert dies eine vorherige Aufzucht der sogenannten Pilzbrut zur Beimpfung. Diese muss aufwändig vermehrt werden und stellt einen großen Anteil an den Kosten der Pilzzucht dar. Alle gängigen Verfahren verbrauchen ein zur Impfung eingebrachtes Pilzmycel.
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Vorzugsweise bilden innerhalb der Pilzzuchtvorrichtung das unbewachsene Substrat sowie das mit Mycel durchwachsene Substrat ein zusammenhängendes (gemeinsames) Substrat aus, so dass die entsprechenden Substrate auch als Substratabschnitte bezeichnet werden können.
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Bei der vorliegenden Erfindung geht es insbesondere nicht um ein reines Recyceln von bereits abgeerntetem Pilzmycel. Es wird also nicht (primär) bereits abgeerntetes Substrat aufbereitet und mit frischem Substrat in Kontakt gebracht. Gemäß der vorliegenden Erfindung geht es insbesondere darum, dass das neu besiedelte Substrat innerhalb der Pilzzuchtvorrichtung einerseits weitergefördert wird (so dass es für das Heranwachsen von Fruchtkörpern verwendet werden kann) und zugleich (ggf. zeitgleich oder zumindest zeitlich überlappend mit dieser Weiterbeförderung) noch unbewachsenes, nachgeführtes, Substrat innerhalb der Pilzzuchtvorrichtung besiedelt (insbesondere bevor es selbst Fruchtkörper ausbildet). Innerhalb derselben Pilzzuchtvorrichtung wird also sowohl ein mit Mycel durchwachsenes Substrat hergestellt (aus dem dann die Fruchtkörper wachsen können) als auch neues Substrat mit Mycel geimpft.
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Unter einer Pilzzuchtvorrichtung ist insbesondere eine (zusammenhängende) Baugruppe zu verstehen, die zur Durchführung des Verfahrens konfiguriert ist. Ein Ort bzw. Abschnitt innerhalb der Pilzzuchtvorrichtung, an/in dem das unbewachsene Substrat geimpft wird, ist vorzugsweise maximal 100 m oder maximal 10 m oder maximal 5 m oder maximal 2 m und/oder mindestens 10 cm von dem Ort bzw. Abschnitt der Pilzzuchtvorrichtung entfernt, bei dem das Substrat (vollständig) mit Mycel durchwachsen ist und/oder von einem Ort, an dem die Fruchtkörper der Pilze beginnen, sich auszubilden und/oder einem Ort, an dem die Fruchtkörper abgeerntet werden bzw. das Substrat (mit den Fruchtkörpern) abgetrennt wird.
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Insbesondere wird das unbewachsene Substrat mit Substrat (innerhalb der Pilzzuchtvorrichtung) geimpft, das noch nicht abgeerntet wurde (auf dem also noch keine Fruchtkörper ausgebildet worden sind).
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Das Pilzzuchtverfahren kann einen Schritt des Heranwachsenlassens und ggf. des Aberntens von Fruchtkörpern umfassen. Dazu kann beispielsweise entsprechend sauerstoffhaltiges Gas (z. B. Frischluft) und/oder Wasser appliziert werden und/oder ein an dem Substrat anliegendes Licht entsprechend eingestellt werden.
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Das unbewachsene Substrat kann vor der Beimpfung mit Pilzmycel fermentiert und/oder sterilisiert werden (insbesondere um eine Belastung mit schädlichen Fremdkulturen zu minimieren).
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Grundsätzlich hängt bei bekannten Verfahren eine notwendige Menge an (aktivem) Mycel zur erfolgreichen Besiedelung des Substrates von vielen Faktoren ab. Es kann davon ausgegangen werden, dass je mehr Impf-Mycel zugegeben wird und je kleiner die Belastung des Substrates mit schädlichen Fremdkulturen ist, desto höher die Erfolgswahrscheinlichkeit einer erfolgreichen (kompletten) Besiedelung des Substrates durch den gewünschten Pilz.
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Aufgrund der bei bekannten Verfahren erheblichen Kosten der Impfkultur wurde in der Vergangenheit versucht, den Anteil der Impfkultur zu reduzieren. Die bekannten Verfahren arbeiten dabei nach dem Grundprinzip, ein vorbereites Substrat eines Volumens X zu impfen mit einer Impfkultur des Volumens Y, wobei üblicherweise gilt: Substratvolumen X > > Impfkultur-Volumen Y.
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Dabei wurde insbesondere die Dauer des Substrat-Durchwachsens als Risiko erkannt, da bis zum vollständigen Durchwachsen des Substrats eine Anfälligkeit für Kontamination erhöht ist. Daher ist es nachteilig, wenn das Substrat zu lange in dem zur Besiedlung mit Pilzmycel notwendigen Feuchtezustand verbleibt (was der Dauer entspricht, bis das nächstgelegene Mycel mit der Wachstumsgeschwindigkeit der Hyphen das unbesiedelte Substrat erreicht). In gängigen Verfahren wird der Anteil der Pilzbrut daher so gewählt, dass die Zeit bis zur vollständigen Besiedelung nicht zu lange dauert. Übliche Zeiten in der Speisepilzzucht sind 2-4 Wochen (bei der Pilzzucht auf Substrat, bei Zucht auf Vollholz entsprechend länger).
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Erfindungsgemäß wird nun insbesondere erreicht, dass die Zeit von der Substrataufbereitung bis zur Besiedelung reduziert wird und damit auch ein Kontaminationsrisiko reduziert wird. Dies wird insbesondere erreicht, indem das Substrat ein Impfvolumen (eine Impfkammer) durchläuft. In diesem Impfvolumen (Impfkammer) kann ein Kontakt, ggf. mit Durchmischung oder ohne Durchmischung (durch bloßes berührendes Aneinander-Anordnen) von bereits mit Pilzmycel bewachsenem Substrat (Vorkultur) und neu hinzugeführtem Substrat erfolgen. Die bereits (teilweise) mit Pilzmycel bewachsene Vorkultur übernimmt dabei in dem Impfvolumen (der Impfkammer) die Funktion der Impfkultur (Impfbrut).
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Aufgrund des schnellen Wachstums von Pilzmycel bei günstigen (optimalen) Bedingungen genügt eine kurze Verweildauer von frischem Substrat in Kontakt mit der Vorkultur für eine Beimpfung. Nach einer kurzen Verweildauer (Ruhezeit) von mindestens 30 min, vorzugsweise mindestens 1 h oder mindestens 8 h oder mindestens 1 Tag und/oder maximal 10 Tagen oder maximal 5 Tagen oder maximal 2 Tagen in dem Impfvolumen (der Impfkammer) kann beimpftes Substrat aus dem Impfvolumen (der Impfkammer) entfernt und neues vorbereitetes Substrat mit einem Volumen A zur Vorkultur mit Volumen B zugeführt werden. Dabei kann insbesondere gelten: Substratvolumen A ≤ Vorkultur (Impfkultur) Volumen B.
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Bei dem Impfvolumen handelt es sich vorzugsweise um einen Raum (eine Kammer) innerhalb der Pilzzuchtvorrichtung, in der eine Beimpfung des unbewachsenen Substrates erfolgt. Dieses Impfvolumen ist vorzugsweise Bestandteil eines Volumens, in dem auch ein Durchwachsen des Mycels erfolgt bis zu einem Stadium, in dem mit der Fruchtkörperbildung begonnen werden kann bzw. begonnen wird (beispielsweise durch Applikation von Licht und/oder einem sauerstoffhaltigen Gas, z. B. Frischluft).
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Ein solches Volumen kann auch (beispielsweise im Fall eines Substratbandes) teilweise offen sein, beispielsweise nach oben. In diesem Fall kann das jeweilige Volumen dann durch einen Bereich definiert werden, auf dem das Substratband aufliegt.
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Insbesondere wird vorgeschlagen, das Substrat (quasi-)kontinuierlich so durch eine Vorrichtung zu bewegen, dass eine Impfung mit dem in der Vorrichtung vorhandenen Pilzmycel (quasi-)kontinuierlich erfolgt. Dabei kann eine Bewegung des unbewachsenen Substrats so auf eine Bewegung des mit Mycel bewachsenen Substrats abgestimmt werden, dass diese sich berühren und solange beieinander verbleiben, bis das Mycel beginnt, das neue Substrat zu besiedeln.
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Im Allgemeinen kann eine Fortbewegung des unbewachsenen Substrates und/oder eine Fortbewegung des mit Mycel durchwachsenen Substrates (bzw. des neu besiedelten Substrates) (quasi-)kontinuierlich und/oder in Schüben erfolgen. Bei der Variante, bei der eine Fortbewegung kontinuierlich und in Schüben erfolgt, sollen Phasen einer kontinuierlichen Bewegung und Phasen einer schubhaften Fortbewegung sich abwechseln.
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Unter einem „mit Mycel durchwachsenem Substrat“ ist insbesondere ein Substrat zu verstehen, das zumindest teilweise (aktives) Mycel enthält, also Mycel, das in der Lage ist, weiter zu wachsen. In diesem Sinne handelt es sich insbesondere auch bei dem neu besiedelten Substrat um ein mit Mycel durchwachsenes Substrat. Dabei soll „neu besiedeltes Substrat“ insbesondere bedeuten, dass es sich um ein Substrat handelt, das erst in der Pilzzuchtvorrichtung besiedelt worden ist und nicht schon vorher, wie beispielsweise das bei einer initialen Impfung zugegebene mit Mycel durchwachsene Substrat.
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Selbstverständlich ist nicht grundsätzlich ausgeschlossen, dass auch zu einem späteren Zeitpunkt noch von extern mit Mycel durchwachsenes Substrat zugegeben wird (beispielsweise bei einem Neustart des Prozesses oder einer Auffrischung). Zwingend notwendig ist dies jedoch nicht. So ist beispielsweise denkbar, dass zu einem initialen Zeitpunkt (t = 0) von extern mit Mycel durchwachsenes Substrat zugegeben wird und daraufhin das Verfahren über einen Zeitraum von beispielsweise mindestens 5 Tagen oder mindestens 10 Tagen oder mindestens 50 Tagen oder mindestens 100 Tagen durchgeführt wird (ohne die Zugabe von weiterem externen durchwachsenen Substrat). Insbesondere kann das Verfahren zeitlich unbegrenzt durchgeführt werden (solange keine Störfälle eintreten, wie beispielsweise Schäden an der Pilzzuchtvorrichtung).
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Unter einer kontinuierlichen Bewegung (Fortbewegung) ist insbesondere eine Bewegung zu verstehen, bei der das jeweilige Substrat (bzw. jeweilige Abschnitte des Substrates) stetig in Bewegung sind (ggf. mit konstanter Geschwindigkeit oder variierender Geschwindigkeit). Unter einer quasi-kontinuierlichen Bewegung (Fortbewegung) ist insbesondere eine Bewegung zu verstehen, bei der nur geringe Unterbrechungen bzw. Stillstandszeiten vorliegen, von beispielsweise weniger als 10 min oder weniger als 5 min, wobei entsprechende zwischen den Stillstandszeiten liegende Bewegungszeiten mindestens 1 min oder mindestens 3 min oder mindestens 5 min betragen können. Unter einer in Schüben stattfindenden Bewegung (Fortbewegung) ist insbesondere eine Bewegung zu verstehen, bei der das jeweilige Substrat (bzw. der jeweilige Substratabschnitt) über einen längeren Zeitraum ruht, beispielsweise über einen Zeitraum von mindestens 1 h oder mindestens 8 h oder mindestens 1 Tag und/oder maximal 10 Tagen oder maximal 5 Tagen oder maximal 2 Tagen.
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Vorzugsweise ist eine Bewegung des unbewachsenen Substrats so auf die Bewegung des mit Mycel durchwachsenen (bzw. neu besiedelten Substrates) abgestimmt, dass die entsprechenden Substrate (Substratabschnitte) sich zumindest phasenweise berühren und solange beieinander verbleiben, bis das Mycel beginnt, das unbewachsene Substrat zu besiedeln (vorzugsweise mindestens 1 h, oder mindestens 8 h oder mindestens 1 Tag und/oder maximal 10 Tage oder maximal 5 Tage oder maximal 2 Tage).
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In Ausführungsformen kann eine Bewegung des unbewachsenen Substrates so auf die Bewegung des mit Mycel durchwachsenen (bzw. neu besiedelten Substrates) abgestimmt werden, so dass sich diese zumindest phasenweise berühren, wobei eine durchschnittliche Geschwindigkeit der Fortbewegung des unbewachsenen Substrates kleiner oder gleich einer Wachstumsgeschwindigkeit des Mycels entgegengesetzt zu einer Fortbewegungsrichtung des unbewachsenen Substrates ist. Durch eine derartige Maßnahme wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass stets ausreichend geimpftes Substrat nachgefördert werden kann. In jedem Fall zwingend ist dies jedoch nicht, beispielsweise wenn in Kauf genommen wird, dass nach längerer (aber endlicher) Zeit ein Abbrechen des Prozesses erfolgt oder wenn sich eine Phase erhöhter Geschwindigkeit der Fortbewegung des unbewachsenen Substrates mit einer Phase entsprechend niedrigerer Geschwindigkeit anschließt. Die durchschnittliche Geschwindigkeit soll insbesondere durch Mittelung über einen Zeitraum von 10 h oder100 h bestimmt werden.
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In Ausführungsformen kann das Verfahren durchgeführt werden, ohne dass das unbewachsene Substrat und das mit Mycel durchwachsene Substrat (bzw. das neu besiedelte Substrat) durchmischt werden.
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Unter einer Durchmischung ist insbesondere zu verstehen, dass das jeweilige Substrat zumindest teilweise zerkleinert wird bzw. in einzelne Teile aufgetrennt wird und diese einzelnen Teile wiederum mit entsprechenden Teilen des anderen Substrates vermengt werden.
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In weiteren Ausführungsformen kann das unbewachsene Substrat und das mit Mycel durchwachsene Substrat (bzw. das neu besiedelte Substrat) zumindest teilweise durchmischt werden, wobei sich an die Durchmischung vorzugsweise eine Ruhephase anschließt, in der Mycel in die Bestandteile (Teile) der Mischung, die von dem unbewachsenen Substrat stammen, einwachsen kann. Für eine solche Durchmischung kann ein Mischer, beispielsweise umfassend mindestens ein rotierendes Element, vorgesehen sein.
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Im Allgemeinen kann eine Fördervorrichtung vorgesehen sein, die das unbewachsene Substrat und/oder das mit Mycel durchwachsene Substrat (bzw. das neu besiedelte Substrat) durch die Pilzzuchtvorrichtung fördert. Eine solche Fördervorrichtung kann beispielsweise ein Fließband und/oder eine Antriebsrolle und/oder ein rotierendes Element aufweisen und/oder beispielsweise als Schneckenförderer ausgebildet sein.
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Die Fördervorrichtung kann beispielsweise einen Antriebsmotor aufweisen.
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Das unbewachsene Substrat und/oder das mit Mycel durchwachsene Substrat (bzw. das neu besiedelte Substrat) kann zumindest teilweise durch einen Kanal, insbesondere eine Röhre befördert werden (vorzugsweise mittels einer entsprechenden, rotierenden, Fördervorrichtung, beispielsweise einen Schneckenförderer).
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Das unbewachsene Substrat und/oder das mit Mycel durchwachsene Substrat (bzw. das neu besiedelte Substrat) kann zumindest in Form eines, insbesondere im Ausgangszustand teilweise aufgerollten, Bandes vorliegen, das vorzugsweise so (insbesondere mittels Rollen) geführt wird, dass jeweils unbewachsene Abschnitte des Substrates mit bereits mit Mycel durchwachsenen Abschnitten des Substrates in Kontakt kommen, wobei sich die unbewachsenen Abschnitte vorzugsweise in die gleiche Richtung bewegen wie die mit Mycel durchwachsenen Abschnitte. Alternativ oder zusätzlich (letzteres beispielsweise im Bereich eines zweiten Kontaktes) können sich die unbewachsenen Abschnitte in die entgegengesetzte Richtung bewegen wie die mit Mycel durchwachsenen Abschnitte. Durch eine gleichlaufende (parallel) Bewegung (Führung) des durchwachsenen und des neuen (unbewachsenen) Substrats kann ein vorteilhaftes Beimpfen des unbewachsenen Substrates (durch direktes Hinüberwachsen) erreicht werden. Vorzugsweise kann bei einer solchen gleichlaufenden (parallelen) Führung für eine Überbrückung der „lag phase“ (wie unten weiter erläutert) und eine Initiierung des Mycelwachstums in das unbewachsene Substrat der Kontakt vergleichsweise lange erfolgen. Bei gegenläufiger Bewegung der Substrate (bzw. Substratabschnitte) kann eine Besiedelung beispielsweise über abgestreifte Partikel (und/oder Bruchstücke) des Mycels erfolgen.
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Das Substratband (bandförmiges bzw. bandartiges Substrat) kann ein Trägermaterial umfassen, das, vorzugsweise beidseitig, an ein Substrat-Grundmaterial 52 angelegt ist (insbesondere oberhalb und unterhalb desselben). Vorzugsweise bildet das Trägermaterial eine Vielzahl (z. B. mindestens 5 oder mindestens 20) einzelne Kammern, die jeweils mit Substrat-Grundmaterial gefüllt sein können. Die Kammern können durch Stege, die wiederum von dem Trägermaterial gebildet werden können, voneinander getrennt sein (entweder vollständig, so dass im Bereich der Stege kein Substrat-Grundmaterial vorhanden ist oder zumindest teilweise, insbesondere durch eine Verjüngung eines Volumens innerhalb des (beidseitig angeordneten) Trägermaterials, beispielsweise eine Verjüngung auf eine Ausdehnung senkrecht zu einer Längsrichtung des Bandes von maximal 20 % oder maximal 5 % einer maximalen Ausdehnung senkrecht zur der Längsrichtung und/oder auf eine Ausdehnung senkrecht zu einer Längsrichtung des Bandes von maximal 5 cm oder maximal 1 cm). Dadurch kann in einem nachfolgenden Schritt auf einfache Art und Weise eine Vereinzelung von mit Fruchtkörpern bewachsenen Substratabschnitten erfolgen, insbesondere durch Auftrennen des Substratbandes im Bereich des jeweiligen Steges. Bei dem Trägermaterial handelt es sich vorzugsweise um ein solches, dass von Mycel durchdringbar ist. Beispielsweise kann das Trägermaterial dazu Perforationen aufweisen und/oder aus einem Material bestehen, z. B. auf Faserbasis (z. B. Papier- und/oder Filzbasis), das wachsendes Mycel nicht am Durchdringen hindert.
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Vorzugsweise wird das neu besiedelte Substrat zumindest teilweise von der Pilzzuchtvorrichtung, beispielsweise durch Abtrennen, insbesondere Abschneiden, entfernt, vorzugsweise nachdem auf dem neu besiedelten Substrat Fruchtkörper gewachsen sind. Ein Abrennen kann ggf. auch erfolgen, bevor auf dem neu besiedelten Substrat Fruchtkörper gewachsen sind.
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Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin insbesondere gelöst durch eine Pilzzuchtvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in dem obigen Verfahren, umfassend eine Einrichtung zur Aufnahme von unbewachsenen Substrat sowie eine Einrichtung, mittels der das unbewachsene Substrat in der Pilzzuchtvorrichtung mit einem mit Mycel durchwachsenen Substrat derart in Verbindung bringbar ist, dass das Mycel des mit Mycel durchwachsenen Substrates beginnt das unbewachsene Substrat zu besiedeln, so dass neu besiedeltes Substrat entsteht, wobei das neu besiedelte Substrat mittels einer Fördereinrichtung weiterförderbar ist und zusätzlich dazu verwendbar ist, zunächst noch unbewachsenes Substrat zu besiedeln.
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Vorzugsweise umfasst die Pilzzuchtvorrichtung mit Mycel durchwachsenes Substrat bzw. neu besiedeltes Substrat und/oder unbewachsenes Substrat, beispielsweise in, vorzugsweise teilweise aufgewickelter, Bandform.
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Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein System, insbesondere zur Verwendung in dem obigen Verfahren, umfassend die obige Pilzzuchtvorrichtung sowie unbewachsenes Substrat, wobei das unbewachsene Substrat beispielsweise schüttfähig ist oder kompakt und/oder in, vorzugsweise teilweise aufgewickelter, Bandform vorliegt. Unter einem schüttfähigen Substrat ist insbesondere ein Substrat zu verstehen, das in die Pilzzuchtvorrichtung (beispielsweise von oben) eingeschüttet werden kann. Das Substrat kann in Bruchstücken und/oder als Granulat und/oder in Form von Pellets vorliegen. Unter einer kompakten Ausgestaltung ist insbesondere ein Substrat zu verstehen, das in mindestens einem kompakten Block (von beispielsweise mindestens 100 g oder mindestens 500 g oder mindestens 1 kg oder mindestens 10 kg und/oder höchstens 200 kg) vorliegt. Ein solcher Block kann beispielsweise innerhalb der Pilzzuchtvorrichtung zerkleinert werden und dann mit bereits mit Mycel durchwachsenem Substrat (das ebenfalls zerkleinert sein kann, beispielsweise durch einen kombinierten Mixer-Zerkleinerer) vermischt werden.
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Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Verwendung von Substrat, das in einer Pilzzuchtvorrichtung zur Pilzzucht mit Mycel besiedelt worden ist, zur Besiedlung von weiterem zunächst unbewachsenen Substrat innerhalb derselben Pilzzuchtvorrichtung zur Pilzzucht, vorzugsweise in demselben Abschnitt der Pilzzuchtvorrichtung, in dem auch das Substrat, das ursprünglich in der Pilzzuchtvorrichtung zur Pilzzucht mit Mycel besiedelt worden ist,. Während der Verwendung wird vorzugsweise das obige Verfahren durchgeführt. Alternativ oder zusätzlich kommt die obige Pilzzuchtvorrichtung zum Einsatz. Alternativ oder zusätzlich kommt das obige System zum Einsatz.
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Die Pilzzuchtvorrichtung kann eine Einheit (z. B. Kamera mit Auswerteeinheit, Lichtreflexionsmessung oder elektrische Widerstandsmessung) zur Überwachung des Mycelwachstums beinhalten, um die optimale Substratzufuhr zu gewährleisten.
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Die Pilzzuchtvorrichtung kann über die Länge veränderliche Querschnitte, Oberflächen, Lichtdurchlässigkeiten, Luftdurchlässigkeiten, Temperaturen und Luftfeuchtigkeit aufweisen um das Mycelwachstum und die Fruchtkörperbildung zu beeinflussen. Außerdem können Anordnungen zum Mischen, Trennen, Befeuchten (Berieseln), Bedecken, Wenden, Zerkleinern und/oder Verpacken angebracht sein.
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Die Vorrichtung kann Anordnungen zum Ernten und/Verpacken der Fruchtkörper sowie zum Zerkleinern und Verpacken oder Erhitzen des durchwachsenen Substrates beinhalten.
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Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Pilzzuchtvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Pilzzucht;
- 2 eine weitere Ausführungsform für eine Pilzzuchtvorrichtung in schematischer Darstellung;
- 3 eine weitere Ausführungsform für eine Pilzzuchtvorrichtung in schematischer Darstellung;
- 4 eine weitere Ausführungsform für eine Pilzzuchtvorrichtung in schematischer Darstellung;
- 5 eine weitere Ausführungsform für eine Pilzzuchtvorrichtung in schematischer Darstellung; und
- 6 eine vergrößerte Darstellung eines Substratbandes.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleich und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
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1 zeigt eine Pilzzuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in einer schematischen Darstellung.
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Die Pilzzuchtvorrichtung gemäß 1 umfasst eine Substrateinfülleinrichtung 10 (z. B. umfassend einen Trichter), eine Impfkammer 11 (Röhrenimpfkammer) sowie einen Fruchtkörperwachstumsbereich 12. Das Substrat 13 kann (insbesondere im trockenen Zustand) in die Substrateinfülleinrichtung 10 eingefüllt werden und dort (und/oder vorher und/oder nachfolgend) befeuchtet werden. Optional erfolgt auch eine Sterilisierung und/oder Fermentierung des (zunächst unbewachsenen) Substrates bzw. Grundsubstrates zur Pilzzucht.
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Über eine Fördereinrichtung 14, insbesondere umfassend einen Motor 15 sowie eine Förderschnecke 16 wird das (feuchte) noch unbewachsene Substrat dem Impfvolumen 11 (Röhrenimpfvolumen) gefördert.
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Konkret kann das zunächst ggf. noch trockene (unbewachsene) Substrat durch eine Befeuchtungseinrichtung 17 (die beispielsweise zwischen Fördereinrichtung 14 und Impfvolumen 11 liegt) geführt werden bzw. an einer solchen vorbei geführt werden. Weiterhin ist eine optionale Sterilisierungseinrichtung 18 der Befeuchtungseinrichtung 17 vorgeschaltet (alternativ kann dies auch umgekehrt sein, also eine Sterilisierung nach der Befeuchtung erfolgen).
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Eine Vorschubrichtung des Substrates wird durch einen Pfeil 20 illustriert, eine Hauptwachstumsrichtung des Mycels durch einen Pfeil 21. Nach der Impfung in dem Impfvolumen 11 erfolgt ein Wachstum des Mycels (in dem kontinuierlich geförderten Substrat).
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Zwischen dem Impfvolumen 11 und dem Pilzwachstumsbereich 12 kann optional eine Schneideeinrichtung 22 angeordnet sein, um einzelne Substratabschnitte abzutrennen. Weiterhin kann vor oder am Anfang des Pilzwachstumsbereichs 12 eine Deckerde-Auftrageinrichtung 23 angeordnet sein, um Deckerde auf das Substrat aufzutragen. In dem Fruchtkörperwachstumsbereich 12 kann Frischluft (Sauerstoff) und/oder Licht (entweder aus der Umgebung oder künstlich) appliziert werden, so dass das Fruchtkörperwachstum angeregt wird. In dem Abschnitt des Substrats vor dem Fruchtkörperwachstumsbereich wird vorzugsweise kein Licht und kein Sauerstoff (zumindest nicht in größeren Mengen) appliziert.
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Zusammenfassend wird das Grundsubstrat zur Pilzzucht zunächst befeuchtet (optional sterilisiert und/oder fermentiert) und in die Impfkammer 11 (Röhrenimpfkammer) eingeführt. Diese kann einmalig mit Pilzbrut beimpft sein (in einem initialen Prozess). Ein Hyphenwachstum des Mycels erfolgt hauptsächlich in Richtung der vorhandenen Nahrung, also im vorliegenden Fall in Richtung des sich in der 1 von links nach rechts bewegenden Substrates. Beim Einführen des frischen (noch unbewachsenen) Substrates 13 erfolgt eine Bewegung dabei entgegen der Hauptwachstumsrichtung der Hyphen des Mycels, so dass die unterschiedlichen Bereiche in der Pilzzuchtvorrichtung (definiert durch die einzelnen Stadien der Mycel-Ausbildung) (quasi-)stationär bleiben. Diese Bewegung kann entweder kontinuierlich oder insbesondere aufgrund der geringen Wachstumsgeschwindigkeit des Mycels in Schüben erfolgen, entspricht aber vorzugsweise zumindest durchschnittlich der Wachstumsgeschwindigkeit des Mycels.
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Die Pilzzuchtvorrichtung gemäß 1 weist vorzugsweise eine Option auf, Substrat kontinuierlich und/oder in Tranchen zuzufügen, wobei die Menge an zugeführtem Substrat pro Zeiteinheit vorzugsweise derjenigen Menge entspricht, die in der gleichen Zeiteinheit von den Hyphen des Mycels in der Vorrichtung besiedelt wird. Ein solches Verfahren einer kontinuierlichen Substratbereitstellung hat den Vorteil, dass damit ein ebenfalls kontinuierliches Hyphenwachstum erreicht werden kann. Gemäß 21st Century Guidebook to Fungi, SECOND EDITION, von David Moore, Geoffrey D. Robson und Anthony P. J. Trinci, gibt es vier Phasen im Hyphenwachstum:
- • Lag phase
- • Exponential phase (growth occurring under unrestricted conditions)
- • Linear (= constant growth rate)
- • Deceleration phases of growth.
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Bei den herkömmlichen Verfahren werden jeweils alle vier Phasen durchlaufen, da das Angebot an zu besiedelndem Substrat sich über den Fortschritt der Besiedlung ändert, bis das vollständige Substrat besiedelt ist. Gemäß der Ausführungsform nach 1 werden die Phasen mit reduzierter Wachstumsgeschwindigkeit, die Lag phase und die Exponential phase, nur einmalig beim Start durchlaufen. Anschließend verbleibt das Hyphenwachstum aufgrund des konstanten Nachschubes an Substrat solange in der linearen Wachstumsphase, bis der Substratnachschub gestoppt wird. Dies hat eine deutlich schnellere Besiedelung von Substrat zur Folge und somit eine höhere Wirtschaftlichkeit.
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2 zeigt eine Ausführungsform einer Pilzzuchtvorrichtung, die grundsätzlich auf ähnliche Weise funktioniert, wie die Ausführungsform nach 1. Auch hier ist eine Substrateinfülleinrichtung 10 vorgesehen, über die (noch unbewachsenes) Substrat eingefüllt werden kann. Diese kann analog 1 beispielsweise einen Trichter aufweisen. Unterhalb der Substrateinfülleinrichtung 10 kann eine Verschlusseinrichtung (Schiebeeinrichtung) 24 vorgesehen sein, die es ermöglicht, die Substrateinfülleinrichtung 10 an ihrem unteren Ende zu verschließen (bzw. ein solches unteres Ende zu öffnen). Unterhalb der Substrateinfülleinrichtung 10 bzw. der Verschlusseinrichtung 24 kann Wasser appliziert werden, beispielsweise durch eine entsprechende Befeuchtungseinrichtung.
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Weiterhin befindet sich eine Impfzone 11 (bzw. das entsprechende Impfvolumen bzw. Röhrenimpfkammer) ebenfalls unter der Substrateinfülleinrichtung 10 (und unter der Verschlusseinrichtung 24). Dort kann das Mycelwachstum erfolgen. An einem unteren Ende des entsprechenden Volumens (Impfkammer) kann eine Schneideeinrichtung 25 vorgesehen sein, die das Substrat entlang der Linie 26 durchtrennen kann. Über eine Schubeinrichtung 27 kann das Substrat dann weiter befördert werden (in 2, nach rechts). Unter entsprechender Applikation von Licht und Sauerstoff kann dann in einem Fruchkörperwachstumsbereich 12 ein Fruchtkörperwachstum erfolgen.
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3 zeigt eine Pilzzuchtvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, die ebenfalls ähnlich wie die Ausführungsform nach 1 funktioniert und besonders einfach aufgebaut ist. Die Pilzzuchtvorrichtung gemäß 3 umfasst eine (zumindest im Wesentlichen) vertikal ausgerichtete, beispielsweise röhrenförmige Kammer 47, die beispielsweise durch eine Haltevorrichtung 28 so positioniert werden kann, dass ein unteres Ende offen ist. Verbrauchtes Substrat kann in einer Auffangeinrichtung 29 aufgefangen werden. Die Kammer 47 und die optionale Halteeinrichtung 28 sowie die optionale Auffangeinrichtung 29 können innerhalb einer Haube 30 angeordnet sein. An einem oberen (offenen oder öffenbaren) Ende 31 der Kammer 47 kann Substrat eingefüllt werden. Dieses wird in einer Impfzone 11 mit bereits mit Mycel durchwachsenem Substrat (initial extern zugeführt und nachfolgend durch in der Pilzzuchtvorrichtung selbst erstmalig geimpftes Substrat) geimpft. Optional können Sichtöffnungen (z. B. Kontrollfenster 32) vorgesehen sein, um das Mycelwachstum kontrollieren zu können. In einem unteren Bereich können (z. B. schlitzförmige und/oder langlochförmige) Öffnungen in einer Wand der Kammer 47 vorgesehen sein, um Licht und Luft applizieren zu können (z. B. aus der Umgebung oder künstlich). Entsprechend wird auch hier eine Fruchtkörperwachstumszone 12 ausgebildet, in der die Fruchtkörper des jeweiligen Pilzes wachsen können.
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4 zeigt ein alternatives Konzept für eine Pilzzuchtvorrichtung. Die Pilzzuchtvorrichtung gemäß 4 weist ein bandförmiges Substrat auf, das von einer Substratrolle 35 abgerollt werden kann. Das Substrat erstreckt sich dabei von der Substratrolle 35 bis in die Pilzwachstumszone 12 (insbesondere ohne Unterbrechungen). Eine (initial extern geimpfte) Impfzone 11 ermöglicht einen Kontakt von einem Abschnitt des Substrates, der noch unbewachsen ist und der Substratrolle 35 näher ist mit einem Abschnitt des Substrates, der bereits mit Mycel durchwachsen ist, so dass (kontinuierlich) immer wieder ein Mycelwachstum von dem letztgenannten Abschnitt in den erstgenannten Abschnitt hinüber stattfindet. Vor der Impfzone 11 kann eine Befeuchtung mittels einer Befeuchtungseinrichtung 17 erfolgen. Eine Vorschubrichtung des Substrates ist durch Pfeile 36 illustriert.
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Konkret kann das Substrat gemäß 4 in Plattenform und/oder Rollenform vorliegen und in der Pilzzuchtvorrichtung an bereits besiedeltem Material (das einmalig grundbeimpft ist) so vorbeigeführt werden, dass ein Kontakt erfolgt und/oder Partikel des Mycels übertragen werden. Durch eine parallele Führung des durchwachsenen und des neuen (noch nicht durchwachsenen) Substrates kann ein optimales Beimpfen des neuen Substrates durch direktes Einwachsen gewährleistet werden. Bei einer parallelen Führung kann zu einer Überbrückung der Lag phase und Initiierung des Mycelwachstums in das neue Substrat, der Kontakt möglichst lange erfolgen.
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Bei einer (alternativen, nicht in 4 dargestellten) gegenläufigen Bewegung der einzelnen Substratabschnitte (innerhalb der Impfzone) kann eine Besiedelung über abgestreifte Partikel (Bruchstücke) des Mycels erfolgen. Bei einer Anordnung des bereits besiedelten Substrates oberhalb des zu besiedelnden (frischen) Substrates kann eine Übertragung sichergestellt werden. Hierbei können die übertragenden Mycel-Partikel mindestens die für die Besiedelung notwendige Zeit auf dem neuen Substrat verbleiben.
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Nach der Impfung wird das neue Substrat vom durchwachsenen Substrat wieder getrennt (räumlich gesehen) und so durch die Vorrichtung befördert, dass es ausreichend durchwachsen ist, wenn es die Impfzone 11 erneut passiert (diesmal auf der anderen Seite). Dass dann durchwachsene Substrat impft nun seinerseits das neue Substrat. Im weiteren Verlauf kann das durchwachsene Substrat zur Befruchtung angeregt und abgeerntet (bei der Speisepilzzucht) oder anderweitig weiterverarbeitet werden. Zur Führung des Substratbandes gemäß 4 können nicht im Detail dargestellte Rollen vorgesehen werden.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Pilzzuchtvorrichtung. Strukturen gemäß den Bezugszeichen 13, 14, 15, 16, 17 und 18 in 1 können hier optional analog 1 ausgebildet sein. Abweichend von 1 wird das (noch nicht durchwachsene Substrat) in einen Mischer 37 überführt, in dem ein rotierendes Element 38 vorgesehen ist, das über einen Motor 39 angetrieben werden kann. Dieser Mischer 37 definiert zugleich eine Impfkammer, an deren unterem Ende eine optionale weitere Beförderungseinrichtung 40 (umfassend einen Schneckenförderer und einen Motor) angeordnet ist, die das nun mit Mycel durchwachsene Substrat in Richtung einer Wachstumszone 12 fördert.
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In der Vorrichtung gemäß 5 wird das befeuchtete (oder flüssige oder pastöse) und optional sterilisierte Substrat der mit Vorkultur gefüllten Impfkammer des Mischers zugeführt. Eine Menge des zugeführten Substrates kann dabei immer kleiner oder gleich einer Menge der Vorkultur in der Impfkammer (vor Zufuhr des neuen Substrates) sein. Nach Zuführung einer Menge X des frischen Substrates, kann eine Mischung von Vorkultur und Substrat in der Impfkammer erfolgen, gefolgt von einer Ruhezeit von mindestens 1 h oder mindestens 8 h oder mindestens 1 Tag und/oder höchstens 10 Tagen oder höchstens 5 Tagen oder höchstens 2 Tagen. Nach dieser kann eine Entnahme einer Menge X erfolgen, der nun beimpften Vorkultur, und der Prozess beginnt von vorne.
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Eine Zufuhr zur und Entnahme aus der Impfkammer kann vollautomatisiert erfolgen. Eine entnommene Menge kann nun optional weiteren Reife- und Fruchtbildungsschritten zugeführt werden.
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Abschließend ist festzustellen, dass bisher keine vergleichbaren Anlagen zur (automatischen) Pilzzucht gibt. Durch den kontinuierlichen Prozess, die schnelle Wachstumsrate und ohne die Notwendigkeit der Zufuhr von Impfkultur (Pilzmycel) im laufenden Betrieb, sind platzsparende kompakte Anlagen möglich. Diese können für die Zucht von Speisepilzen direkt am Ort des Konsumenten, in Restaurants oder Supermärkten eingesetzt und ohne Fachpersonal betrieben werden.
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Bei allen bisherigen Verfahren wird jede Charge mit Pilzmycel / Impfkultur geimpft - die Impfkultur wird dabei „verbraucht“. Durch die Nutzung der Impfkammer erfolgt die Impfung von neuem Substrat nach einmaliger Startbeimpfung ohne Zufuhr von Pilzmycel oder Impfkultur. Dadurch können Kosten erheblich gesenkt werden.
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In den heute gängigen Verfahren wird eine große Menge an Substrat mit einer kleineren Menge an Pilzmycel / Impfkultur geimpft. Das anschließende vollständige Durchwachsen des Substrates dauert meist mehrere Wochen. Bis zum vollständigen Durchwachsen ist das Substrat sehr anfällig für Fremdpilze und Keime. Die Erfindung nutzt den Vorteil, dass nach anfänglicher Impfung kein weiteres Pilzmycel / keine weitere Impfkultur eingebracht werden muss. Durch den beschriebenen „Überschuss“ an Vorkultur in der Impfkammer erfolgt die Besiedelung von neuem Substrat innerhalb kürzester Zeit. Das der Impfkammer entnommene Substrat ist entsprechend schon zu einem großen Anteil mit Pilzmycel bewachsen - das Risiko durch Fremdkeime wird dadurch erheblich reduziert.
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6 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Substratbandes 48 (bandförmiges bzw. bandartiges Substrat), wie es beispielsweise in 4 gezeigt ist. Vorzugsweise kommt das Substratband in der Vorrichtung gemäß 4 zum Einsatz. Das Substratband 48 umfasst ein Trägermaterial 49, das, vorzugsweise beidseitig, an ein Substrat-Grundmaterial 52 angelegt ist. Vorzugsweise bildet das Trägermaterial eine Vielzahl (z. B. mindestens 5 oder mindestens 20) einzelne Kammern 50, die jeweils mit Substrat-Grundmaterial 52 gefüllt sind und die weiter vorzugsweise durch Stege 51, die wiederum von dem Trägermaterial 49 gebildet werden können, voneinander getrennt sind (entweder vollständig, so dass im Bereich der Stege kein Substrat-Grundmaterial vorhanden ist oder zumindest teilweise, insbesondere durch eine Verjüngung eines Volumens innerhalb des (beidseitig angeordneten) Trägermaterials, beispielsweise auf eine Ausdehnung senkrecht zu einer Längsrichtung des Bandes von maximal 20 % oder maximal 5 % einer maximalen Ausdehnung senkrecht zur der Längsrichtung und/oder auf eine Ausdehnung senkrecht zu einer Längsrichtung des Bandes von maximal 5 cm oder maximal 1 cm). Dadurch kann in einem nachfolgenden Schritt auf einfache Art und Weise eine Vereinzelung von mit Fruchtkörpern bewachsenen Substratabschnitten erfolgen, insbesondere durch Auftrennen des Substratbandes im Bereich des jeweiligen Steges. Bei dem Trägermaterial handelt es sich vorzugsweise um ein solches, dass von Mycel durchdringbar ist. Beispielsweise kann das Trägermaterial dazu Perforationen aufweisen und/oder aus einem Material bestehen, z. B. auf Faserbasis (z. B. Papier- und/oder Filzbasis), das wachsendes Mycel nicht am Durchdringen hindert.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebene Teile bzw. Funktionen für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
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Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass ein möglichst breiter Schutzumfang angestrebt wird. Insofern kann die in den Ansprüchen enthaltene Offenbarung auch durch Merkmale präzisiert werden, die mit weiteren Merkmalen beschrieben werden (auch ohne dass diese weiteren Merkmale zwingend aufgenommen werden sollen). Explizit wird darauf hingewiesen, dass runde Klammern und der Begriff „insbesondere“ im jeweiligen Kontext die Optionalität von Merkmalen hervorheben soll (was nicht im Umkehrschluss bedeuten soll, dass ohne derartige Kenntlichmachung ein Merkmal als im entsprechenden Zusammenhang zwingend zu betrachten ist).
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Bezugszeichen
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- 10
- Substrateinfülleinrichtung
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- Impfvolumen, Impfzone (Impfkammer, Röhrenimpfkammer)
- 12
- Pilzwachstumsbereich (Pilzwachstumszone)
- 13
- Substrat
- 14
- Fördereinrichtung
- 15
- Motor
- 16
- Förderschnecke
- 17
- Befeuchtungseinrichtung
- 18
- Sterilisierungseinrichtung
- 20
- Pfeil
- 21
- Pfeil
- 22
- Schneideeinrichtung
- 23
- Deckerde-Auftrageinrichtung
- 24
- Verschlusseinrichtung (Schiebeeinrichtung)
- 25
- Schneideeinrichtung
- 26
- Linie
- 27
- Schubvorrichtung
- 28
- Haltevorrichtung
- 29
- Auffangeinrichtung
- 30
- Haube
- 31
- Ende
- 32
- Kontrollfenster
- 35
- Substratrolle
- 36
- Pfeile, Vorschubrichtung
- 37
- Mischer
- 38
- rotierendes Element
- 39
- Motor
- 40
- Beförderungseinrichtung
- 47
- Kammer
- 48
- Substratband
- 49
- Trägermaterial
- 50
- Kammer
- 51
- Steg
- 52
- Substrat-Grundmaterial
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2097766 [0003]
- FR 2663627 [0003]
- DE 2846604 [0003]