DE3618894A1 - Verfahren und einrichtung zur sterilen und/oder teilweise sterilen vorbereitung, pfropfung und abfuellung von pilznaehrboeden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur sterilen und/oder teilweise sterilen Vorbereitung, Pfropfung und Abfüllung von Pilznährboden. Die gleichzeitige Verwendung des Verfahrens und der Einrichtung der Erfindung ermöglicht die Verwendung von landwirtschaftlichen Abfallstoffen und die Herstellung von Nährboden in kürzerer Zeit, wodurch die Ausbeute der bekannten Praxis auf einem niedrigen Kostenniveau mehrmals überschritten werden kann.

Es ist bekannt, daß einige Pilzarten wie z. B. der Seitling an Holzstoffen, Getreidepflanzen und verschiedene Nebenprodukten der Landwirtschaft auch angezüchtet werden können. Mehrere Methode sind für die Vorbereitung der zum Züchten benötigten Nährboden bekannt. Jede Vorbereitungsmethode hat das Ziel, die günstigen Lebensbedingungen für das Myzel der zu züchtenden Pilzen im Nährboden zu schaffen. Der Nährboden beinhaltet die für die Pilze nötigen Nährstoffe und Wasser. Die Vorbereitung ist gleichzeitig auch dazu gerichtet, die konkurrenten Mikroorganismen (wie Schimmel, Bakterien) aus dem Rohstoff und dem Nährboden zu eliminieren oder deren Zahl zu vermindern, bzw. ihre Lebensbedingungen zu beheben. Das durch die Pfropfung in einen solchen Nährboden eingegebene Myzel der Pilze kann dadurch schnell und ungestört wachsen. Nährboden können also aus trockenen Rohstoffen durch Befeuchtung, dann durch die Behebung der schädigen Aktivität der konkurrenten Mikroorganismen hergestellt werden. Die so vorbereiteten Nährboden werden nach der Pfropfung durchgewebt. Der durchgewebte Stoff wird zur weiteren Durchpfropfung - das ist der Pfropfstoff - oder zum Pilzzüchten oder in durchgewebter Lage als Futtermittel verwendet.

Drei Methoden der meist verwendeten Wärmebehandlung sind bekannt, die die schädigen Mikroorganismen nach der Befeuchtung vermindern:

Das Ziel der ersten Art der Wärmebehandlung ist die Vermehrung der thermophilen Bakterien in dem Nährboden, um den benötigten Schuzt zu sichern. Während der Wärmebehandlung wird der befeuchtete Rohstoff auf eine Temperatur von max. 60°C erwärmt (gegen Insekten vielleicht 2-3 Stunden lang auf 70°C, dann unter 60°C gekühlt) und 2-3 Tagen lang bei entsprechendem Lüften auf 50-55°C gehalten. Die sich im Stoff in großen Mengen vermehrenden thermophilen Bakterien verbrauchen die Nährstoffen hauptsächlich der Schimmeln und anderer Mikroorganismen, infolgedessen sich ein bestimmter Schutz in dem Nährboden ausgestaltet. Nach dieser Methode kann der befeuchtete Rohstoff durch Dampf durch Eintauchen ins Warmwasser oder durch eine sogenannte Maßwärmebehandlung erwärmt werden. Der wärmebehandelte Nährboden wird unter 30°C gekühlt und danach kann mit Pilzmyzelle ohne spezielle hygienische Bedingungen gepfropft, in Wickel gefüllt, durchgewebt und verwendet werden.

Nach der zweiten Wärmebehandlungsmethode wird der befeuchtete Rohstoff während der unvollständigen Sterilisierung auf eine Temperatur von 70 bis 100°C erhitzt und 1-6 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten. So werden die Schädlinge und die vegetative Formen der konkurrenten Mikroorganismen im Rohstoff absterben, die Sporen aber nicht. Nach der Heißhaltung wird der Nährboden schnell unter 30°C gekühlt und mit dem Myzel der ausgewählten Pilz gepfropft. Bei der Pfropfung müssen strenge hygienische Bedingungen gesichert werden, weil die teilweise Sterilisierung keinen Schutz für den Nährboden gegen die aus Sporenform auskeimenden Schimmeln und die aus der Luft und anderen Mitteln stammenden, neu infizierenden Organismen gewährt. Nach dem Pfropfen und Einwickeln des Nährbodens sollen auch während des Durchwebens strenge hygienische Bedingungen gesichert werden, deshalb soll der Wickel nach der Pfropfung mit einem Abschluß versehen werden, der entsprechende Sporenarmut sichert. Der durchgewebte Stoff kann sich von den Infektionen schützen, so kann das Züchten unter üblichen Bedingungen durchgeführt werden.

Die dritte Wärmebehandlungsart die die Sterilisierung. Nach dieser Methode wird der befeuchtete Rohstoff in einen entsprechenden Wickel gefüllt und abgeschlossen, danach zusammen mit dem Wickel unter Autoklavdruck auf eine Temperatur von 110 bis 135°C erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten. Wegen dieser Temperatur sterben die Schädlinge und alle Mikroorganismen (Schimmelpilze, Sporen, Bakterien) in dem Rohstoff ab. Der Nährboden wird dann zusammen mit dem Autoklav auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt, und danach werden die Wickel aus dem Autoklav genommen und unter 30°C gekühlt. Nach der Öffnung des Wickels wird der Nährboden unter strengen hygienischen Bedingungen mit Myzel gepfropft, dann sporenfrei wieder abgeschlossen. Der Nährboden wird danach auf einem entsprechenden Ort durchgewebt und verwendet. Durch diese Methode werden meistens Pfropfstoffe hergestellt.

Zur technischen Durchführung der Vorbereitung, Pfropfung und Abfüllung von sterilen Nährboden sind bekanntlich folgende Methode und Mittel verwendet.

Der zerkleinerte oder kleinsamige (z. B. Weizenkorn) Rohstoff wird zuerst für die entsprechende Wasseraufnahme befeuchtet oder die Wasseraufnahme wird durch Vorkochen gesichert. Die Befeuchtung wird im allgemeinen mit der Hand, durch Besprengung und Umrühren durchgeführt, bei großen Mengen werden auch Transporteinrichtungen (Transportband usw.) in Anspruch genommen. Zum Vorkochen des Kornrohstoffes werden verschiedene periodisch und kontinuierlich funktionierende Kocheinrichtungen verwendet. Der vorbefeuchtete und gekochte Stoff wird nach Abkühlung und Trocknung im algemeinen mit der Hand in Wickel, meistens in Konservenflaschen gefüllt, und auch einer Sporenarmut sichernden Weise wieder mit Hand abgeschlossen. Die Flaschen werden mit Hand vielleicht durch Verwendung eines Korbhebers ins Autoklav gesetzt, und unter entsprechendem Druck und entsprechender Temperatur sterilisiert. Nach Heißhaltung werden die Flaschen mit dem Autoklav zusammen bis zu einer bestimmten Temperatur gekühlt, dann aus dem Autoklav genommen zur Kühlung auf Pfropftemperatur auf einem Ort zerlegt, der natürliche Kühlung sichert. Unter sterilen Umständen werden dann die Flaschen mit Hand aufgemacht und der Nährboden wird mit Hand durch Kornspore oder Pfropfstäbchen gepfropft und die Flaschen werden wieder zugemacht. Der Nährboden wird auf einem entsprechenden Ort durchgewebt. Solche Einrichtungen und Mittel sind in I. Szili - E. V´ssey: "Züchten von Egerling und anderer Pilzarten in der Hauswirtschaft", 1980, auf Seiten 185-204 bekanntgemacht.

Auch im Autoklav, ähnlicherweise wie oben geschrieben, kann die fast sterile Wärmebehandlung von Pilznährboden in kleineren Mengen aber auf niedriger Temperatur durchgeführt werden. Pfropfung und Durchweben werden ähnlich durchgeführt, wie bei der sterilen Methode. Bei großen Mengen wird der in Kisten oder in Foliensäcken gefüllte, befeuchtete Rohstoff in wärmeisolierten Dampfraumen mit Dampf auf die gewünschte Temperatur erhitzt, heißgehalten und durch einen Luftstrom möglichst schnell abgekühlt. Der wärmebehandelte Nährboden wird dann aus dem Dämpfer ausgeladen. Nach seinem Ausgießen wird der Pfropfstoff mit Maschine oder Hand eingemischt und wieder in Kisten oder Säcken gefüllt. Die Pfropfung kann auch in dem bei dem Dämpfer verwendeten Wickel, mit Hilfe von Pfropfstäbchen oder einzeln mit Hand durchgeführt werden. Nach der Pfropfung werden die Wickel sporenarm abgeschlossen. In beiden Fällen wird die Pfropfung bei sehr strengen hygienischen Bedingungen durchgeführt. Der Nährboden wird danach bei erhöhten hygienischen Bedingungen durchgewebt.

Der Nachteil der bekannten und bisher verwendeten Verfahren besteht darin, daß bei der sterilen und fast sterilen Pilznährboden-Vorbereitung, Pfropfung und Abfüllung Verfahren und Einrichtungen nur für die einzelnen Schritten bekannt sind. Ein weiterer Nachteil ist, daß die einzelnen technologischen Phasen bisher in verschiedenen Räumen, mit spezialen Einrichtungen durchgeführt sind. Dementsprechend beanspruchten diese Methoden viele Arbeit bezüglich Materialbeförderung und Handarbeit. Ein weiterer Nachteil der verwendeten Verfahren hängt mit der Infektionsempfindlichkeit des wärmebehandelten Nährbodens zusammen, d. h. jede Operation (Umladung, Öffnung) bedeutet eine erhöhte Infektionsgefahr. Besonderer Nachteil der Autoklavprozesse besteht darin, daß wegen der ungünstigen Wärmeübergabeverhältnisse nur kleinere Einheiten (höchstens 5 Liter) mit unnötigem hohen Energieverbrauch wärbehandelt werden können. Auch die Reinigung der Flaschen vor dem Wiederverbrauch zieht Mehrkosten mit sich. Die verwendeten Methoden haben den weiteren Nachteil, daß sie viele Handarbeit benötigen und die unentbährlichen Materialbeförderungsaufgaben die Kosten und die Wirtschaftlichkeit der Methoden ungünstig beeinflussen. Bei der Produktion in Großbetrieben treten diese Nachteile noch stärker auf. Deshalb war die sterile Methode in Industriemaßen nur für die Herstellung von Pilzsporen wirtschaftlich.

Die Vorbereitung, Pfropfung und Abfüllung in Großbetriebsmaßen für das Pilzezüchten konnte weder mit steriler noch mit teilweise steriler Methode mangels entsprechenden Prozesses und entsprechender Einrichtung zustandekommen.

Das Ziel der Erfindung ist, die obengenannten Nachteile zu eliminieren und ein solches Verfahren und solche Einrichtung für die sterile und teilweise sterile Vorbereitung, Pfropfung und Abfüllung von Pilznährboden auszuarbeiten, durch die die Befeuchtung, Wärmebehandlung des Rohstoffes und die Pfropfung des Nährbodens mit weniger Materialbeförderung, kleinem Energieverbrauch, minimalem menschlichen Arbeitsaufwand, mit der Verminderung der Infektionsgefahr des Nährbodens durchgeführt wird und dadurch die wirtschaftliche Verwendung in Großbetriebsmaßen gesichert wird.

Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zur sterilen und/oder teilweise sterilen Vorbereitung, Pfropfung und Abfüllung von Pilznährboden, worin der bekannte Grundstoff, zweckmäßig Stroh und/oder Maiskolben während des Verfahrens für den Nährboden durch Schneiden und Mahlen vorbereitet wird. Nach dem Mahlen wird das Mahlgut mit den benötigten Zusatzstoffen zusammengemischt. Der durch die Mischung vorbereitete Stoff wird mit Wasser befeuchtet und durch Erwärmung, Fermentation und teilweise Sterilisierung sporenfrei gemacht, dann wird der Pilznährboden gepfropft, durchgewebt und der durchgewebte Stoff in einen Züchtenraum gesetzt. Dieses Verfahren wird erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der trockene Grundstoff, vorteilhaft Stroh zu einer Größe kleiner als 5 mm und/oder das Maiskolben kleiner als 6 mm geschnitten und gemahlt und der so vorbereitete Stoff aufgrund einer gegebenen Rezeptur, zweckmäßig aufgrund der zu züchtenden Pilze nach der Zugabe von organischen und/oder anorganischen Zusatzstoffen, die als Stickstoffquelle dienen, vorteilhaft von Sojamehl in ein abgeschlossenes System angegeben, und mit einer Geschwindigkeit von 60 U/min. gemischt wird. Zum Erreichen der 70% Feuchtigkeitsgehalt wird dem Stoff während der Mischung im ersten Schritt Heißwasser von mindestens 90°C zugegeben, bis der Feuchtigkeitsgehalt einen Wert von 63% erreicht. Die so erreichte Erhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes wird weiterhin noch 5 bis 30 Minuten lang, vorteilhaft 15 Minuten lang, durch Zugabe von Wasserdampf von 100-120°C, vorteilhaft von 110°C gesichert. Der vorbereitete befeuchtete Grundstoff wird mit Dampf von 100-120°C, vorteilhaft von 115°C, durch die außere Aufwärmung des verwendeten geschlossenen Systems 30 bis 60 Minuten, vorteilhaft 35 Minuten lang sterilisiert. Nach der Sterilisierung wird der Grundstoff bei Erhaltung der Rühr- und Mischbewegung und der Geschwindigkeit dürch das auf die Außenfläche des geschlossenen Systems geführte Kühlmittel auf eine Temperatur zwischen 20-30°C, zweckmäßig auf 25°C gekühlt. Nach der Kühlung wird der im geschlossenen System anwesende Innendruck auf Atmosphärendruck ausgeglichen. Gleichzeitig mit dem Ausgleich werden Pfropfstoffe mit einer Korngröße von 1-3 mm, vorteilhaft 1,5 mm in das geschlossene System aus sporenarmen Gebiet ersetzt. Der so zusammengestellte Grundstoff wird 5-15 Minuten, vorteilhaft 5 Minuten lang mit einer Geschwindigkeit von 30 U/Min gemischt, und danach wird das Gemisch von sporenarmen Gebiet für das Durchweben oder Züchten in einen geschlossenen, sterilen Behälter angegeben und geschlossen. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung hat einen durch eine Deckel sowie einen mit einem sich nach unten verjüngenden Ansatz versehenen zylindrischen Mantel begrenzten hermetischen Innenraum. Der Innenraum hat je eine aufschließbare, hermetisch schließende, mit einem Abschlußelement versehene Öffnung für die Einführung des Pfropfstoffes und für die Dosierung des gepfropften Nährbodens. Die Einrichtung hat weiterhin in der Deckel ein mit rotierendem Antrieb verbundenes, drehbar gelagertes Transport- Mischungselement, das mit einer hermetisch abgedichteten Achse versehen ist, und in den hermetischen Innenraum einreicht. Die Einrichtung hat auch eine Öffnung für die Einführung von Heizdampf, Warmwasser und Kaltwasser in den Innenraum, die für die Zirkulation des Heiz- und Kühlmittels mit einem Außenmantel versehen ist, wo je eine Öffnung für die Ein- und Abführung des Heiz- und Kühlmittels ausgebildet ist. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform hat die Einrichtung eine mit rotierendem Antrieb verbundene in der Mittellinie des zylindrischen Mantels drehbar gelagerte hermetisch abgedichtete Achse, die den zylindrischen Mantel und den Mantel mit sich verjüngendem Ansatz reinigt, sowie zur Achse befestigte Kratzlatten. Es ist auch vorteilhaft, wenn die Einrichtung ein Transport-Mischungselement für die Dosierung des Nährbodens, eine Rohstoffeinführungsöffnung, und dazu geschaltete Transportschnecke und einen Pfropfstoffrebler hat. Eine weitere vorteilhafte Auführungsform der Einrichtung hat eine Lufteinführungsöffnung auf dem unteren Teil des Mantels mit sich verjüngendem Ansatz und eine zur Pfropfstoffeinführungsöffnung geschaltete Transportschnecke, sowie der Innenraum verfügt über einen aseptischen Druckbegrenzer.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Einrichtung wird in der Gosse der Transportschnecke eine zur Pfropfstoffeinführungsöffnung geschaltete Stabachse angeordnet, während die Gosse der Transportschnecke eine hermetisch schließbare Deckel, sowie die den Inneraum reinigende Rohrleitung Reinigungsdüsen hat.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sterilen oder teilweise sterilen Herstellung von verschiedenen Pilznährboden (Substraten), das dadurch gekennzeichnet ist, daß die zur Herstellung des Pilznährbodens benötigten Tätigkeiten - wie die Trockenmischung, Befeuchtung, biologische Ausbeute durch Wärmebehandlung, Sterilisierung, Abkühlung und Dosierung des Rohstoffes und der benötigten Zusatzstoffe, Einmischung des Pfropfstoffes, Abfüllung des gepfropften Stoffes - in einer von dem Außenluftraum hermetisch geschlossenen Einrichtung, ohne Handarbeit durchgeführt werden können.

Die verschiedenen Pilznährboden werden aufgrund des Verfahrens nach der Erfindung folgendermasse hergestellt: Die zu den verschiedenen Pilznährbodenarten allgemein verwendete Rohstoffe (Stroh, Maiskolben, Maisstroh usw.) werden entsprechend vorbereitet - gemahlte Stroh mit einer Faserlänge kleiner als 5 mm; gemahlte Maiskolben vorteilhaft mit einer Korndurchmesser von 2-6 mm; gemahlter Maisstroh, vorteilhaft mit einer Größe von 5 mm und/oder mit kleinerer Größe usw. - in eine zweckmäßig ausgearbeitete, von dem Außenluftraum hermetisch abschließbare Einrichtung dosiert. Gleichzeitig werden die bei verschiedenen Pilznährboden verwendeten und in bekannten Rezepturen beschriebenen Zusatzstoffe - organische und/oder anorganische Stoffe, die als Stickstoffquelle dienen, z. B. Sojamehl, Luzernenmehl, P´ter Salz usw. - auch in die Einrichtung gesetzt. Danach wird die Einrichtung hermetisch abgeschlossen, und durch eine Schüreinrichtung binnen der Einrichtung die Mischung des Stoffes angefangen. Nach der Vormischung des trockenen Rohstoffes und der Zusatzstoffe wird der Stoff bei der Fortsetzung der Schürbewegung befeuchtet.

Der übliche Feuchtigkeitsgehalt von 60-75%, zweckmäßig von 70% des Stoffes wird nach dem Verfahren der Erfindung in zwei Schritten gesichert. 90% des angegebenen Feuchtigkeitsgehaltes wird in die Einrichtung vorteilhaft mit einer Temperatur von 90-100°C in Form von Wasser eingegeben. Die übriggebliebene 10% Feuchtigkeit wird durch Wasserdampfeinblasen von 100-125°C zum vorbefeuchteten Stoff gemischt. Das Ziel des Dampfeinblasens ist den vorbefeuchteten Stoff binnen kurzer Zeit - 5-30 Minuten abhängig von der zur Verfügung stehenden Dampfkapazität - auf die Temperatur der Entkeimung der latenten Hitze des Dampfes (Kondensation) erhitzt, während das Kondensat zur endgültigen Einstellung des Feuchtigkeitsgehaltes des vorbefeuchteten Stoffes beiträgt. Die als Rohstoff verwendeten landwirtschaftlichen Nebenprodukte können immer andere Sterilisierungsperioden von 30 bis 60 Minuten, sowie verschiedene Sterilisierungstemperaturen von 100 bis 125°C beanspruchen. Die Sterilisierung des vorbereiteten Stoffes, d. h. die Erhaltung der durch das Dampfeinblasen eingestellten Temperatur wird dadurch gelöst, daß der Außenmantel der Einrichtung immer auf gleicher Temperatur - 100-125°C - gehalten wird (z. B. durch die Dampfheizung des Außenmantels der Einrichtung.

Nach der Beendigung der Sterilisierung wird die Abkühlung des aufgeheizten Stoffes durch auf dem Außenmantel der Einrichtung verwendeten Wärmeentzug (z. B. durch Strömung von Wasser von einer Temperatur unter 20 °C) und/oder durch die Kondensation des Dampfes des Stoffes, aber während der Erhaltung der Schürbewegung, begonnen. Die Dampfkondensation entsteht so durch die partiellen Verdampfung des Wassergehaltes des Stoffes, daß der Innenraum der Einrichtung mit einem Dampfkondensator zusammengeschlossen wird, wodurch die evaporierten Dämpfer in den Kondensator geraten, die aus dem Stoff entzogene Hitze abnehmen und sich kondensieren. Die Menge des Kondensates vermindert den Wassergehalt des Nährbodens, deshalb soll es zweckmäßig in die Einrichtung zurückgeführt werden, wo es sich wieder in dem Stoff vermischt. Die Temperatur des behandelten Rohstoffes wird derart vermindert doch dessen Feuchtigkeitsgehalt verändert sich nicht.

Die Abkühlung des Stoffes wird zwischen 20-30°C, vorteilhaft bis zum Erreichen der Temperatur von 25°C durchgeführt. Diese Temperatur ist schon vorteilhaft für die Lebensbedingungen der als Pfropfstoff eingegebenen Pilzmyzelle.

Nach Beendigung der Abkühlung wird der Innendruck (Vakuum) der hermetisch abgeschlossenen Einrichtung durch Sterilfilter auf Atmosphärendruck ausgeglichen. Dadurch wird die Öffnung der Einrichtung für die Pfropfstoffeinführung möglich. Die Dosierung des Pfropfstoffes wird vorteilhaft aus sporenfreiem (sporenarmen) Raum gemacht, wodurch die Infektion des sterilen Stoffes in der Einrichtung verhindert wird.

Die entsprechende Vermischung des Pfropfstoffes in dem sterilisierten Grundstoff wird außer der ständigen Schürbewegung auch dadurch gestützt, daß der in die Einrichtung gebrachte Pfropfstoff durch einen entsprechenden Reiber vorteilhaft für eine Korngröße von 1 bis 3 mm zerreibt wird. Die Feinzerstreuung des Pfropfstoffes auf dieser Weise in dem Grundstoff trägt zum schnellen Vermehreung der Myzelle bei.

Nach der Einfürhung des Pfropfstoffes und nach der gleichmäßigen Mischung - 5-15 Minuten - wird der gepfropfte Stoff für Durchweben und/oder Zucht in einen geschlossenen Wickel gefüllt. Die Einfüllung wird in sporenfreiem Raum unter entsprechenden objektiven und hygienischen Bedingungen durchgeführt.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung wird weiterhin aufgrund der Fig. 1 dargestellt, wo zu dem Gerüst 1 der mit einer Deckel 2 versehene zylindrische Mantel 4 mit sich verjüngendem Ansatz 3 befestigt ist, und dieser Mantel ein hermetisch geschlossener Innenraum 5 formt. Die Einrichtung ist mit einer Rohstoffeinführungsöffnung 6, Pfropfstoffeinführungsöffnung 7 und mit diese Öffnungen hermetisch abschliessenden, aufschließbaren Abschlußelementen 8, 9 versehen. In der Deckel 2 ist ein Transport- Mischungselement 12 an einer mit einem rotierenden Antrieb 10 verbundenen, hermetisch abgedichteten, verdrehbar gelagerten Achse 11 angeschlossen. Zum rotierenden Antrieb 13 werden den Innenraum des zylindrischen Manteils 4 kratzende Kratzlatten 14 mit Hilfe der gedichteten und verdrehbar gelagerten Achse 15 angeschlossen. Zur Einführung des Wärmedampfes, sowie des Warm- oder Kaltwassers in den hermetisch geschlossenen Innenraum 5 ist eine Einführungsöffnung 16 ausgebaut, die zu einer Abschlußeinheit 17 angeschlossen ist. Für die Strömung des Heiz- und Kühlmittels werden der Mantel mit sich verjüngendem Ansatz 3 und der zylindrische Mantel durch einen Außenmantel 18 umgekleidet. In dem Raum zwischen den zwei Mänteln kann das Heiz- oder Kühlmedium strömen, die durch die auf dem Außenmantel gebauten Öffnungen 20 und 21 in den Raum geraten. An den Öffnungen 20 und 21 sind Abschlußeinheite 22 und 23 angeschlossen. Auf dem unteren Teil des Mantels mit sich verjüngendem Ansatz 3 ist eine Luftabflußöffnung 24 ausgebildet, wozu sich eine Abschlußeinheit 25 anschließt. Der zylindrische Mantel 4 und der Mantel mit sich verjüngendem Ansatz 3 sind von einer wärmeisolierenden Schicht bedeckt. Für die Dosierung des gepfropften Nährbodens dient eine Nährbodendosieröffnung 27, wozu ein hermetisch schließendes Abschlußelement 28 angeschlossen ist. Der Foliensack 29 kann zum Nährbodendosieröffnung 27 angeschlossen werden. Zur Rohstoffeinführungsöffnung 6 ist eine Transportschnecke 30, zur Pfropfstoffeinführungsöffnung 7 eine Transportschnecke 31 angeordnet. In der Gosse 48 der Transportschnecke 31 ist eine Stabachse 32 für die Grobzerkleinerung des Pfropfstoffes ausgebildet. Die Gosse 48 ist weiterhin mit einer hermetisch schließbaren Abschlußelement 33 versehen. Zur Achse 15 ist eine Rebscheibe 34 (Rebler) für die Feinzerkleinerung des Pfropfstoffes angeschlossen. Zum Innenraum 5 ist ein aseptischer Druckbegrenzer 35 durch eine Rohrleitung 49 und eine Abschlußeinheit 50 angeschlossen, sowie für die Reinigung des Innenraumes 5 sind Reinigungsdüsen ausgebildet, die durch eine Rohrleitung 37 zur Abschlußeinheit 38 angeschlossen sind. Die Abschlußeinheiten 17 und 22 sind nach der Fig. 1 durch eine Rohrleitung an den Anschlußpunkten "Warmwasser", "Kaltwasser", "Dampf", "Kühlmittel aus" angeschlossen, und in den Rohrleitungen sind auf dem in Fig. 1 angegebenen Ort eine Warmwasserabschlußeinheit 39, eine Kaltwasserabschlußeinheit 40, eine Abschlußeinheit 41, eine Dampfabschlußeinheit 42 und eine Kühlmittelabschlußeinheit 43 eingebaut. Die Abschlußeinheit 23 ist zu den Schließpunkten "Kühlmittel ein", "kaltes Kühlmittel aus" mit einer Rohrleitung 53 durch die Abschlußeinheit "Kühlmittel ein" 44 und "Kühlmittel aus" 45 angeschlossen. Für Messung der Temperatur des Innenraumes 5 dient der Messer 46.

Der Innenraum 5 der Einrichtung wird zu dem Dampfkondensator mit Hilfe von der Rohrleitung 49 und der Abschlußeinheit 51 durch den Punkt "Dampf aus", sowie durch den Punkt "Kondensat zurück" mit Hilfe der Rohrleitung 37, der Abschlußeinheit 52 und der Reinigungsdüsen 36 angeschlossen.

Die Ausführungsform der Einrichtung der Erfindung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt:

Der Rohstoff wird in die Rohstoffgosse 47 der Transportschnecke 30 beschickt, woher er durch die Transportschnecke 30 durch eine Rohstoffeinführungsöffnung 6 bei geöffneter Lage des Abschlußelementes 8 in den Innenraum 5 weitergeführt wird. Der Innenraum 5 wird bis zum zwei Drittel Teil gefüllt, dann die Rohstoffeinführungsöffnung 6 mit Hilfe des Abschlußelementes 8 hermetisch abgeschlossen. Gleichzeitig werden alle anderen Öffnungen 7, 16, 20, 21, 24 und 27 mit Hilfe der Abschlußelemente 9 und 28, bzw. der Abschlußeinheite 17, 22, 23 und 25 abgeschlossen. Das Abschlußelement 33 und alle anderen Abschlußeinheite 30, 40, 41, 42, 43, 44 und 45 sind auch abgeschlossen.

Die rotierenden Antriebe 10 und 13 werden in Gang gesetzt. Der rotierende Antrieb 10 dreht die ihm angeschlossenen Kratzlatten durch die Achse 15. Die Gewindesteigung und Drehrichtung der Transport-Mischungsschnecke 12 is so gebildet, daß sie den Rohstoff aufwärts liefert, wo oben der Rohstoff aus der Transport-Mischungsschnecke 12 ausgeschüttet und bei dem zylindrischen Mantel 4 und der Mantelfläche mit sich verjüngendem Ansatz 3 herabrutscht. So wird der Rohstoff kontinuierlich durchgemischt. Der Stoff, der an der Fläche von dem Innenraum 5 des Mantels 4 und des Mantels mit sich verjüngendem Ansatz 3 haftet, wird von den Kratzlatten 14 kontinuierlich abgekratzt.

Danach wird die Luftauslaßöffnung 24 durch die Öffnung der Abschlußeinheit 25 geöffnet, dann werden die in die Rohrleitung des "Dampf" Anschlußpunktes eingebaute, für das unmittelbare Dampfeinblasen dienende Abschlußeinheit 17 und die Dampfabschlußeinheit 42 geöffnet. Der Dampf strömt in den Innenraum 5 und drückt die Luft heraus, die durch die Luftausführungsöffnung 24 und die geöffnete Abschlußeinheit 25 abgeleitet werden kann. Nach der Entfernung der Luft wird die Abschlußeinheit 25 geschlossen. Bei kontinuierlicher Rührung erhöht der in den Rohstoff gelangte Dampf die Temperatur des Rohstoffes auf einen gewünschten Wert. Die Dampfabschlußeinheit 42 wird bei einer mit Hilfe eines Thermometers kontrollierten Temperatur abgeschlossen. Dann kann von dem Anschlußpunkt "Warmwasser" durch die Öffnung der Warmwasserabschlußeinheit 39 eine bestimmte Menge Wasser von bestimmter Temperatur zur Einstellung des benötigten Wassergehaltes durch die Dampf-Wassereinführungsöffnung 16 zu dem Rohstoff gelassen werden. Die angegebene Wassermenge wird in dem Rohstoff gleichmäßig eingemischt. Danach werden die Warmwasserabschlußeinheit 39 und die Abschlußeinheiten 41 und 17 geschlossen. Die Temperatur des Rohstoffes wird so gehalten, daß die Dampfabschlußeinheit 42 und die Abschlußeinheit 22 geöffnet wird, wodurch von dem Anschlußpunkt "Dampf" in den Mantelraum 19 ein Heizmittel, zweckmäßig Dampf durch die Öffnung 20 des Außenmantels 18 geleitet wird. Das durch die Wärmeübertragung abgekühlte Heizmittel wird durch die Öffnung 21 des Außenmantels 18, in offener Position der Abschlußeinheit "Kühlmittel aus" 45 von dem Anschlußpunkt "kaltes Kühlmittel aus" kontinuierlich abgeleitet. Die heißhaltende Heizung wird durch das Schließen der Dampfabschlußeinheit 42, sowie der Abschlußeinheit 22 eingestellt. Dann werden die Abschlußeinheit 23 und die Abschlußeinheit "Kühlmittel aus" 45 abgeschlossen.

Eine wärmedichte Schicht 26 vermindert die Wärmeverluste. Während des Heizprozeßes wird der Druck des Innenraumes 5 der Einrichtung und die Temperatur auf einem gewünschten Wert gehalten und durch den aseptischen Druckbegrenzer 35 reguliert. Die Abkühlung des wärmebehandelten Rohstoffes wird durch die Kühlmittel-Strömung in dem Mantelraum 19 und/oder durch Verwendung von Vakuumkondensation erreicht. Im vorigen Fall wird die Kühlung mit Hilfe der Kühlmittel-Strömung, die durch die Öffnung der Abschlußeinheit "Kühlmittel ein" 44 und der Abschlußeinheit 23, sowie der Abschlußeinheit 22 und der Abschlußeinheit "Kühlmedium aus" 43 beginnt, erreicht. Zur Verwendung von Vakuumkondensation wird der Innenraum 5 der Einrichtung mit Dampfkondensator so zusammengeschlossen (in der Figur ist mit "Dampf aus", bzw. "Kondensat zurück" bezeichnet), daß die Abschlußeinheit 50 der Rohrleitung 49, sowie der Abschlußeinheit 38 der Rohrleitung 37 abgeschlossen werden, und gleichzeitig werden die Abschlußeinheit 51 der Rohrleitung 40 und die Abschlußeinheit 52 der Rohrleitung geöffnet. Beide Kühlungsmethode sollen bei gleichzeitigem Rühren des Rohstoffes durchgeführt werden. Während der Kühlung vermindert sich der Innendruck. Der Druckunterschied wird durch den aseptischen Druckbehälter ausgeglichen. Nach der Beendigung des Kühlprozeßes werden in dem ersten Fall die Abschlußeinheit "Kühlmittel ein" 44 und die Abschlußeinheit 23, sowie die Abschlußeinheit 22 und die Abschlußeinheit Kühlmittel aus 43 abgeschlossen, infolge dessen die Strömung des Kühlmittels eingestellt wird. In dem Fall der Vakuumkondensation kann das Kühlprozeß durch den Abschluß der Abschlußeinheiten 38 und 52 eingestellt werden.

Nach dem Erreichen der entsprechenden Temperatur wird die Deckel 33 der Gosse der Schnecke 31, die zu der zur Einführung des Pfropfstoffes dienenden Öffnung 7 angeschlossen ist, unter sporenfreien Bedingungen geöffnet, und der Pfropfstoff wird in die Gosse 48 eingefüllt, dann die Deckel 33 sofort abgeschlossen. Die Grobzerkleinerung des zusammengestellten Pfropfstoffes wird durch die von der Achse der Schnecke 31 gedrehte Stabachse 32 durchgeführt. Die vorzerkleinerten Stücke werden nach der Öffnung der Deckel 9 der Öffnung 7 von der Schnecke 31 auf die die Feinzerkleinerung des Pfropfstoffes durchführende drehende Rebscheibe 34 (Rebler) geliefert, wo die Pfropfstoffstücke zwischen den zylindrischen Mantel 4 und die Rebscheibe 34 geklemmt zu einer der Körnung des Pfropfstoffes entsprechenden Größe aufgerieben werden. Der zerkleinerte Pfropfstoff fällt in den Nährboden, wo wie durch das Rühren gleichförmig eingemischt wird. Dadurch kann der Beginn des Durchwebens von vielen Ausgangspunkten und das schnelle Durchweben gesichert werden. Nach der Dosierung des Pfropfstoffes wird die Öffnung 7 mit der Deckel 9 sofort abgeschlossen.

Der gepfropfte Nährboden kann durch die Dosieröffnung 27 so dosiert werden, daß die Drehrichtung des rotierenden Antriebes 10 verändert wird, dit Transportschnecke 12 liefert dadurch den gepfropften Nährboden in die Richtung der Öffnung 27. Der Nährboden kann nach der Öffnung der Deckel 28 unter sporenfreien Bedingungen in sterilisierte Plastiksäcke oder in andere sporenfreie Wickel gefüllt werden. Nachdem der Nährboden entlehrt wurde, wird die Deckel 28 geschlossen und die Arbeitszyklus beginnt wieder vor vorne.

Die Reinigung, Durchwaschen und Desinfizierung des Innenraumes 5 kann mit Hilfe einer Reinigungsflüssigkeit durchgeführt werden, die nach der Öffnung der Einheit 38, durch die Rohrleitung 37 durch die Düse 36 eingepreßt wird. Die Reinigungsflüssigkeit kann durch Öffnung der Deckel 28 entfernt werden.

Zur Verminderung der Infektion, die bei der Pfropfung und Füllung auftreten kann, soll die Einrichtung auf einem entsprechend sporenfreien Ort funktionieren. Der den gepfropften Nährboden enthaltende Sack wird mit einem sporensicher Pfropfen abgeschlossen und nach Durchweben verwendet.

Das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung beweisen, daß mit der Einrichtung die Befeuchtung, die Wärmebehandlung, die Pfropfung und Abfüllung nach dem Verfahren in einem einzigen hermetischen Raum durchgeführt werden können. Dadurch ist die Gefahr der Infektion des Nährbodens gegenüber den bekannten Methoden auf minimum vermindert. Wegen ihres einfachen Aufbaus kann die Einrichtung bei günstigen Investitionskosten hergestellt werden. Das Verfahren kann mit automatisierter Steuerung der Einrichtung durchgeführt werden, so kann sie mit wenigem menschlichen Arbeitsaufwand funktionieren und die Zeitdauer der einzelnen Arbeitsphasen kann von dem Bediener unabhängig auf konstantem Wert gehalten werden. Die Phasen sind in einem einzigen Raum ohne Materialbeförderung durchgeführt. Die Einrichtung kann für die Bearbeitung von Grundstoffen in großen Mengen (mehrere m³) auch leicht hergestellt werden. Die Einrichtung hat einen kleinen Platzbedarf, deshalb müssen die strengen hygienischen Bedingungen nur in einem kleinen Teil des Gebäudes gesichert werden, wodurch die Investitionsersatzkosten vermindert werden können. Das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung können also für Größbetriebsproduktion sehr günstig verwendet werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur sterilen und/oder teilweise sterilen Vorbereitung, Pfropfung und Abfüllung von Pilznährboden, wo während des Verfahrens der bekannte Grundstoff, vorteilhaft Stroh und/oder Maiskolben zum Pilznährboden durch Schneiden und Mahlen vorbereitet, dann mit den benötigten Zusatzstoffen, zweckmäßig mit Ammonnitrat zusammengemischt und der so vorbereitete Stoff durch Zugabe von Wasser befeuchtet, dann der befeuchtete Stoff durch Aufwärmen, Fermentieren, teilweise Sterilisierung sterilisiert, danach der Pilznährboden gepfropft, durchgewebt und der durchgewebte Stoff in einen Züchtenraum gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der trockene Grundstoff, zweckmäßig Stroh zu einer Größe kleiner als 5 mm und/oder der Maiskolben kleiner als 6 mm geschnitten und gemahlt wird, dann der so vorbereitete Stoff aufgrund einer angegebenen Rezeptur durch die Zugabe von organischen und/oder anorganischen Zusatzstoffen, zweckmäßig von Sojamehl, die für den zu züchtenden Pilz als Stickstoffquelle dienen, in ein abgeschlossenes System dosiert und mit einer Geschwindigkeit von 60 U/min. gerührt wird, dann um den benötigten Feuchtigkeitsgehalt, zweckmäßig einen Wert von 70% zu erreichen zum Stoff im ersten Schritt während des Rührens Heizwasser von min. 90°C bis zum Erreichen des Feuchtigkeitsgehaltes von 63% zugegeben wird, dann die weitere Erhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes von 7-10%, vorteilhaft von 7,5% mit Einführung von Dampfwasser von 100-120°C, vorteilhaft von 110°C 5-30 Minuten lang, vorteilhaft 15 Minuten lang gesichert wird, und der so vorbereitete Grundstoff mit Dampf von 100-120°C, vorteilhaft von 115°C, durch das Aufwärmen des verwendeten abgeschlossenen Systems 30-60 Minuten lang, zweckmäßig 35 Minuten lang steriliziert wird, nach der Sterilisierung der Grundstoff bei der Erhaltung der Schür- und Mischbewegung und der Geschwindigkeit durch das an die Außenfläche des geschlossenen Systems geführte Kühlmedium auf eine Temperatur zwischen 20-30°C, zweckmäßig auf 25°C gekühlt wird, nachdem der Innendruck des geschlossenen Systems auf Atmosphärendruck geglichen wird, und gleichzeitig ins geschlossene System aus den sporenarmen Raum Pfropfstoff mit einer Korngröße von 1-3 mm, vorteilhaft von 1,5 mm eingegeben wird, und vorteilhaft 5 Minuten lang mit einer Geschwindigkeit von 30 U/min. gerührt wird, und dann die Mischung in sporenarmen Raum für Durchweben und/oder Züchten in einen geschlossenen, sterilen Behälter dosiert und der Behälter abgeschlossen wird.

2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen mit einer Deckel (2), sowie einem mit nach unten sich verjüngenden Ansatz (3) versehenen, zylindrischen Mantel (4) begrenzten, hermetisch abschließbaren Innenraum (5) hat, der eine aufschließbare und hermetisch schließbare, mit einem Abschlußelement (8) versehene Einführungsöffnung (6) für den Rohstoff, und eine aufschließbare, mit einem hermetisch schließbaren Abschlußelement (9) versehenen Pfropfstoffeinführungsöffnung (7) und eine aufschließbare, mit einem hermetisch schließbaren Abschlußelement (28) versehenen Öffnung (27) für die Dosierung des gepfropften Nährbodens, ferner ein mit einer in der Deckel (2) mit einem rotierendem Antrieb (10) verbundenen, drehbar gelagerten, hermetisch abgedichteten Achse (11) versehenes, in den hermetischen Innenraum (5) einreichendes Transport-Mischungselement (12), sowie eine in den hermetischen Innenraum (5) für Dampf, Warmwasser und Kaltwasser-Einführung geeignete Öffnung (16) hat, die für die Strömung der Heiz- und Kühlmedien mit einem Außenmantel (18) versehen ist, wobei für die Ein- und Abführung der Heiz- und Kühlmedien je eine Öffnung (20, 21) ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine den zylindrischen Mantel (4) und den Mantel mit dem sich verjüngenden Ansatz (3) reinigende, an dem rotierendem Antrieb (13) angeschlossene, in der Mittellinie des Mantels (4) drehbar gelagerte, hermetisch abgedichtete Achse (15) und daran befestigte Kratzlatten (14) hat.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Transport-Mischungselement (12) für die Dosierung des Nährbodens, eine Rohstoffeinführungsöffnung (6) und dazu angeschlossene Transportschnecke (30) und ein Rebler (34) für die Zerkleinerung des Pfropfstoffes hat.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf dem unteren Teil des Mantels mit dem sich verjüngenden Ansatz (3) eine Luftauslaßöffnung (24), eine sich an die Pfropfstoffeinführungsöffnung (7) anschließende Transportschnecke (31) und der Innenraum (5) einen aseptischen Druckbegrenzer (35) hat.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gosse (48) der zur Pfropfstoffeinführungsöffnung (7) angeschlossenen Transportschnecke (31) eine Stabachse (32) angeordnet ist, während die Gosse (48) der Transportschnecke (31) eine aufschließbare, hermetisch schließbare Deckel (33), sowie die den Innenraum (5) reinigende Rohrleitung (37) Reinigungsdüsen (36) hat.