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Verfahren zur mikrobiellen Gewinnung eines
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Kultursubstrates, insbesondere eines Champignon-Kultursubstrates
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
zur mikrobiellen Gewinnung von einem Kultursubstrat für den Anbau ein- oder mehrzelliger,
insbesondere hyphenbildender Mikroorganismen, vorzugsweise eines Champignon-Kultursubstrates.
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Es ist bekannt, als Nährsubstrate für die Champignon-Aufzucht Komposte
zu verwenden, die in zwei aufeinanderfolgenden Schritten erzeugt werden. Als erster
Schritt wird eine Mischung aus Pferdemist und verschiedenen Zuschlagstoffen, wie
Harnstoff, Gips und anderen, einer Heißrotte unterworfen, die als sogenannte Mietenkompostierung
durchgeführt wird. Bei dieser Heißrotte erreicht die Temperatur im Inneren der Haufen
etwa 60 bis 700 C. Die Kompostierung wird durch mehrmaliges Umschichten der Haufen
beschleunigt. Nach acht bis neun Tagen wird der hierbei erzeugte Kompost in Kisten
gepackt und in einem zweiten Schritt einer sechs Tage in Anspruch nehmenden Pasteurisierung
bei 600 C unterzogen. Dabei werden tierische Schädlinge, zum Beispiel Nematoden,
Milben sowie andere Schadorganismen, abgetötet sowie der im Kompost vorhandene,
für die Pilze toxische freie Ammoniak von den während dieser Zeit tätigen thermophilen
Mikroorganismen entfernt; vgl. Handbuch der Biotechnologie, Akademische Verlagsgesellschaft
Wiesbaden, 1982, Seite 267.
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Ein solches Verfahren erfordert nicht nur relativ große Flächen für
die Mietenkompostierung, sondern ist auch sehr aufwendig hinsichtlich des Personalbedarfes,
ganz abgesehen von den unerwünschten atmosphärischen Einwirkungen hinsichtlich Niederschlägen
und Temperaturschwankungen auf die Mietenrotte. Ferner erfolgt bei der Mietenkompostierung
eine nicht unerhebliche Geruchsbelästigung der Umwelt. Auch gelingt es nicht, auf
dem Wege der Mietenkompostierung homogene Nährsubstrate zu erzeugen, da die gewünschten
hohen Temperaturen lediglich im Innern der Miete erreichbar sind, nicht aber in
den Randzonen, die jedoch verfahrensbedingt überwiegend vorhanden sind. Schließlich
ist auch die nachfolgende Pasteurisierung relativ aufwendig, da der in Kisten gepackte
Kompost in besonderen temperierten Räumen der Pasteurisierungsphase zu unterwerfen
ist.
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Trotz dieser umfangreichen Maßnahmen hat die Erfahrung gezeigt, daß
auf diesem Wege Champignon-Kultursubstrate in jederzeit reproduzierbarer Weise nicht
zu erzeugen sind; immer wieder treten insbesondere wegen der nicht zu vermeidenen
Rekontaminierung beim Umsetzen der Mieten verursachte Vergiftungserscheinungen der
anschließend auf dem so behandelten Nährsubstrat, das auf etwa 250C abgekühlt ist,
eingeimpften Pilzkulturen auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der aufwendigen
Mietenkompostierung hier Abhilfe durch ein neues, einschrittiges Verfahren zur Erzeugung
von für den Anbau hyphenbildender Mikroorganismen, insbesondere von Champignons,
geeignetes Kultursubstrat zu schaffen, durch das einfacher als bisher ein krankheitskelmfreies
Kultursubstrat stets gleicher Qualität erzeugbar ist.
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Ausgehend von der an sich bekannten kommunalen Schlammkopostierung
in allseits geschlossenen Behältern ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß 450 bis
650, vorzugsweise 500 bis 600 Gewichtsanteile Pferdemist und 30 bis 90, vorzugsweise
50 bis 70 Gewichtsanteile Hähnchenmist sowie 15 bis 80, vorzugsweise 25 bis 50 Gewichtsanteile
Zuschläge
vorzugsweise Gips, maschinell zu einem Gemenge vermischt und das Gemenge nach einer
Einstellung auf einen pH-Wert von ca. 8 von oben her in einem allseits geschlossenen
Behälter zu einer annähernd homogenen Materialsäule eingebracht und von der Sohle
des Behälters her derart ausgetragen wird, daß jedes Partikel der aus dem Gemenge
bestehenden Material säule den Behälter innerhalb von 6 bis 14, vorzugsweise 10
Tagen durchläuft, daß zum Zwecke des Auslösens und der Aufrechterhaltung eines eine
thermophile Phase mit Temperaturen über +700C erreichenden Rottevorganges der Materialsäule
vom Boden her über ihren gesamten Querschnitt verteilt fein verteilte Luft eingespeist
wird, die im Gegenstrom zu der von oben nach unten durch den Behälter wandernden
Materialsäule zwangsweise geführt und von oben aus dem Behälter abgesaugt wird,
wobei frisches Gemenge jeweils nur in einem solchen Ausmaße zugeführt wird, daß
das durch den von der Sohle her erfolgenden Austrag verringerte Volumen der Materialsäule
durch frisches Gemenge gleichgehalten wird, und daß das von der Sohle der Materialsäule
ausgetragene gerottete Material durch Einblasen von vorzugsweise erwärmter Luft
von Ammoniakgas befreit wird.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Gemenge
aus 540 Gewichtsanteilen Pferdemist, 60 Gewichtsanteilen Hähnchenmist und 30 bis
40 Gewichtsanteilen Gips.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird als Blasluft gegebenenfalls
gefilterte Abluft des Behälters verwendet.
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Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Mischen der Gemengeanteile zwangsbewegte Mischwerkzeuge
vorgesehen sind, die innerhalb einer Abwurfgrube angeordnet sind, zu deren Beschickung
Förderbänder vorgesehen sind, daß der Rottebehälter als mit Eintrags- und Austrags-Vorrichtungen,
mit Luftzufuhr und Absaug-Einrichtungen sowie mit Meß- und Regel-Einrichtungen versehener
Bio-Reaktor ausgebildet ist, daß zwischen Abwurfgrube und Bio-Reaktor ein Becherwerk
zwecks Versorgung der Eintragsorgane mit Gemenge vorgesehen ist, und daß
den
Austragsorganen des Bio-Reaktors ein über einen Förderer beschickbarer Zwischenbunker
nachgeordnet ist, dessen Boden mit einer Einrichtung zum Beblasen mit Luft verbunden
ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt die Einrichtung ein
Gebläse, das über eine Luftleitung mit einem dem Behälter nachgeschalteten Filter
verbunden ist.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren gelingt es auf verblüffend einfache
Weise, erstmals in einem einstufigen Durchlaufverfahren ein Kultursubstrat für hyphenbildende
Mikroorganismen, insbesondere für -Champignons, mit stets gleichbleibenden Eigenschaften
zu erzeugen, das frei von Krankheitskeimen ist, das auf einfache Weise durch Beblasen
von Ammoniak zu befreien ist und das weitestgehend maschinell durchführbar ist.
Da es sich um ein weitestgehend geschlossenes System handelt, wird jede Geruchsbelästigung
der Umwelt vermieden, so daß Standortprobleme nicht mehr auftreten.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung mehr oder
minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.
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Das beispielsweise jeweils über Förderbänder 1, 2 und 3 zugeführte
Mischgut, nämlich Pferdemist, Hähnchemist und Gips, wird in Bunkern 4, 5 und 6 zwischengebunkert
und gelangt über geeignete Förderer, beispielsweise sogenannte Becherwerke, in eine
Abwurfgrube 10, in der hier nur schematisch dargestellte, zwangsbewegte Mischwerkzeuge
11 vorhanden sind.
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Selbstverständlich können die genannten liischkomponenten über die
genannten Förderbänder -auch direkt der Abwurfgrube zugeführt werden.
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In der Abwurfgrube erfolgt eine innige Mischung der einzelnen Komponenten,
wobei durch den Gips-Zuschlag der pH-Wert des Gemenges auf Cd. 8 eingestellt wird.
Dieser Mischvorgang kann beispielsweise
durch Einblasen von Luft
verbessert werden. Nach erfolgtem Mischvorgang wird das ein rottefähiges N/C-Verhältnis
aufweisende Gemenge, beispielsweise ebenfalls über ein Becherwerk, von oben her
in einen allseits geschlossenen Bio-Reaktor 14, beispielsweise über einen Wurfteller
15, eingetragen und bildet dort eine ann&-hernd homogene Materialsäule 16, von
deren Sohle über eine Austragsvorrichtung, beispielsweise eine umlaufende Schnecke
17, das infolge der noch zu beschreibenden Rottevorgänge zu einem Nähr- oder Kultursubstrat
umgewandelte Gemenge ausgetragen wird. Uber ein Gebläse 19 wird dem Behälter von
der Sohle her über den gesamten Querschnitt verteilt fein verteilte Luft eingespeist,
die im Gegenstrom zu der von oben nach unten durch den Behälter wandernden Materialsbuule
zwangsweise geführt und von oben aus dem Behälter über ein Gebläse 21 abgesaugt
sowie über einen Filter 22 in die Atmosphäre überführt wird. Frisches Gemenge wird
oben jeweils nur in einem solchen Ausmaße zugeführt, daß das durch den von der Sohle
her erfolgenden Austrag verringerte Volumen der Materialsäule 16 durch frisches
Gemenge über den gesamten Rottevorgang gleichgehalten wird. Das aus dem Rottebehälter
14 ausgetragene Material wird in einem Bunker 26 zwischengebunkert, von wo es dann
in einzelne Pflanzkästen 27, die über ein Förderband 28 zu-und abgeführt werden,
abgefüllt wird.
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Der zum Beispiel als Siebboden ausgebildete Boden des Bunkers 26 weist
einen Luftzuführungstrichter 30 auf, der von einem Gebläse 31 gespeist ist, das
über eine Leitung 32 mit dem Filter 22 verbunden ist. Auf diese Weise wird warme
Abluft durch das im Bunker befindliche Kultursubstrat geblasen, wodurch dieses von
Ammoniak befreit wird> das gasförmig und eventuell in wässriger Lösung vorhanden
ist. Das ausgeblasene Ammoniak verläßt den Bunker über eine Öffnung 33. Selbstverständlich
kann dort ebenfalls eine Filtervorrichtung vorgesehen werden. Auch kann das Beblasen
an anderer geeigneter Stelle durchgeführt werden.
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Ferner ist ein nicht näher dargestelltes Steuergerät 24 vorgesehen,
das mit den hier nicht näher dargestellten Eintrags- und Austragsmotoren
sowie
mit den Gebläsemotoren für das Druck- und Sauggebläse 19, 21 in Wirkverbindung steht.
Ferner ist mit dem Steuergerät 24 eine Meßvorrichtung 23 verbunden, über die der
Feuchtigkeitsgehalt des ausgetragenen Kultursubstrates gemessen werden kann. Gegebenenfalls
ist nämlich das Gemenge nach seiner Einführung in den Rottebehälter 14 zu befeuchten,
wozu eine Sprühanlage 25 dient. über das Steuergerät wird nun die Verweilzeit der
Partikel der Materialsäule im Behälter 14 in Abhängigkeit von durch Versuche ermittelten
Verfahrenswerten sowie in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt des ausgetragenen
Kultursubstrates derart gesteuert, daß eine vollständige Verrottung der eingetragenen
Gemengepartikel erfolgt.
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Als Gemenge werden 450 bis 650, vorzugsweise 500 bis 600 Gewichtsanteile
Pferdemist und 30 bis 90, vorzugsweise 50 bis 70 Gewichtsanteile Hähnchenmist sowie
15 bis 80, vorzugsweise 25 bis 50 Gewichtsanteile Zuschläge, insbesondere Gips,
verwendet. Nach einem Ausführungsbeispiel besteht das Gemenge aus 540 Gewichtsanteilen
Pferdemist, 60 Gewichtsanteilen Hähnchenmist und 30 bis 40 Gewichtsanteilen Gips.
Aufgrund von Versuchen hat sich gezeigt, daß eine Durchlaufzeit der Partikel der
aus dem Gemenge bestehenden Materialsäule durch den Behälter 6 bis 14 Tage, vorzugsweise
10 Tage, beträgt. Hierbei ist ein Luftdurchsatz in der Größenordnung von etwa einem
Behälter-Inhalt pro Stunde, vorzugsweise in Intervallen, notwendig.
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Das in die Pflanzkästen überführte Kultursubstrat hat einen pH-Wert
von 6,8 bis 7,5, ein C:N-Verhältnis von 1:16 bis 1:17, einen TS-Gehalt von 35 bis
38 X., davon einen Anteil an organischem Material von 64 bis 66 % und an Rohasche
von 34 bis 36 X. Freies Ammoniak ist nur bis 5 ppm enthalten.
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Anstelle von Gips kann als Zuschlagstoff auch Kalk in Verbindung mit
Ammoniumsulfat im Verhältnis von 1:3 verwendet werden.
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Jedes Partikel des dem Bio-Reaktor 14 zugeführten Gemenges durchwandert
die ständig gleich hoch gehaltene Materialsäule 16, in der infolge der gesteuerten
Luftzufuhr eine differenzierte Rotte mit mindestens einer thermophilen Phase von
mindestens +700C aufrechterhalten wird, ehe der Austrag von der Sohle der Materialsäule
erfolgt. Das ausgetragene gerotte Material wird anschließend mit Warmluft beblasen,
um in Wasser gelöstes Ammoniak in Gasform zu überführen und aus dem Material auszutreiben.
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