DE3618894C2 - Verfahren zum Vorbereiten, Beimpfen und Abfüllen von Pilznährboden und Verwendung einer Einrichtung in diesem Verfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten, Beimpfen und Abfüllen von Pilznährboden sowie die Verwendung einer Einrichtung in diesem Verfahren. Das erfindungsgemäße Verfahren und die gleichzeitige erfindungsgemäße Verwendung der Einrichtung ermöglicht die Verwertung von landwirtschaftlichen Abfallstoffen und die Herstellung von Nährboden in kürzerer Zeit, wodurch die bekannte Ausbeute auf einem niedrigen Kostenniveau mehrmals überschritten werden kann.

Es ist bekannt, daß einige Pilzarten, wie z. B. der Seitling, an Holzstoffen, Getreidepflanzen und auch verschiedenen Nebenprodukten der Landwirtschaft angezüchtet werden können. Mehrere Methoden sind für die Vorbereitung der zur Züchtung benötigten Nährböden bekannt. Jede Vorbereitungsmethode hat das Ziel, günstige Lebensbedingungen für das Myzel der zu züchtenden Pilze im Nährboden zu schaffen. Der Nährboden beinhaltet die für die Pilze nötigen Nährstoffe und Wasser. Die Vorbereitung ist gleichzeitig auch darauf gerichtet, konkurrierende Mikroorganismen (wie Schimmel, Bakterien) aus dem Rohstoff und dem Nährboden zu eliminieren oder deren Zahl zu vermindern, bzw. deren Lebensbedingungen zu verschlechtern. Das durch die Beimpfung in einen solchen Nährboden eingegebene Myzel der Pilze kann dadurch schnell und ungestört wachsen. Nährböden können also aus trockenen Rohstoffen durch Befeuchtung und anschließende Verhinderung der schädigen Aktivität der konkurenten Mikroorganismen hergestellt werden. Die so vorbereiteten Nährböden werden nach der Beimpfung durchwebt. Der durchwebte Stoff wird zur weiteren Beimpfung als Impfstoff zum Pilzezüchten oder in durchwebtem Zustand als Futtermittel verwendet.

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

Das Ziel der ersten Wärmebehandlungsmethode ist die Vermehrung der thermophilen Bakterien in dem Nährboden, um den benötigten Schutz zu sichern. Während der Wärmebehandlung wird der befeuchtete Rohstoff auf eine Temperatur von max. 60°C erwärmt (gegen Insekten vielleicht 2-3 Stunden auf 70°C, dann unter 60°C gekühlt) und 2-3 Tage bei entsprechendem Lüften auf 50-55°C gehalten. Die sich im Stoff in großen Mengen vermehrenden thermophilen Bakterien verbrauchen hauptsächlich die Nährstoffe der Schimmeln und anderer Mikroorganismen, wodurch der Nährboden geschützt wird. Nach dieser Methode kann der befeuchtete Rohstoff durch Dampf, durch Eintauchen in warmes Wasser oder durch eine sogenannte Naßwärmebehandlung erwärmt werden. Der wärmebehandelte Nährboden wird unter 30°C gekühlt und kann dann mit der Pilzmyzelle ohne spezielle hygienische Bedingungen beimpft, in Wickel gefüllt, durchwebt 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 bei dieser Temperatur gehalten. Dadurch sterben die Schädlinge und die vegetativen Formen der konkurrierenden Mikroorganismen im Rohstoff ab, die Sporen aber nicht. Nach der Erhitzung wird der Nährboden schnell unter 30°C gekühlt und mit dem Myzel des ausgewählten Pilzes beimpft. Bei der Beimpfung müssen strenge hygienische Bedingungen eingehalten werden, weil die teilweise Sterilisierung keinen Schutz für den Nährboden gegen die aus der Sporenform auskeimenden Schimmeln und die aus der Luft und anderen Quellen stammenden, neu infizierenden Organismen gewährt. Nach dem Beimpfen und Einwickeln des Nährbodens sollen auch während des Durchwebens strenge hygienische Bedingungen eingehalten werden, weshalb der Wickel nach der Beimpfung mit einem Abschluß versehen werden soll, der die entsprechende Sporenarmut sichert. Der durchwebte Stoff kann sich vor Infektionen schützen, und das Züchten kann unter den üblichen Bedingungen durchgeführt werden.

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

Zur technischen Durchführung der Vorbereitung, Beimpfung und Abfüllung von sterilen Nährboden werden bekanntlich folgende Methoden und Mittel verwendet. Der zerkleinerte oder kleinsamige (z. B. Weizenkorn) Rohstoff wird zuerst befeuchtet oder vorgekocht. Die Befeuchtung wird im allgemeinen mit der Hand, durch Besprengen und Umrühren ausgeführt. Bei großen Mengen werden auch Transporteinrichtungen (Transportband usw.) verwendet. Zum Vorkochen des Kornrohstoffes werden verschiedene periodisch und kontinuierlich arbeitende Kocheinrichtungen verwendet. Der vorbefeuchtete und gekochte Stoff wird nach Abkühlung und Trocknung im allgemeinen mit der Hand in Wickel, meistens in Konservengläser gefüllt, und auf eine die Sporenarmut sichernde Weise wieder von Hand verschlossen. Die Gläser werden von Hand, z. B. unter Verwendung eines Korbhebers in den Autoklaven gestellt und unter entsprechendem Druck und bei entsprechender Temperatur sterilisiert. Nach der Erhitzung werden die Gläser zusammen mit dem Autoklaven auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt, dann aus dem Autoklaven genommen und zur Kühlung auf Impftemperatur an einen Ort gestellt, der natürliche Kühlung sichert. Unter sterilen Bedingungen werden die Gläser dann mit der Hand geöffnet, der Nährboden von Hand mit Kornsporen oder Impfstäbchen beimpft und wieder verschlossen. Der Nährboden wird an einem entsprechenden Ort durchwebt. Solche Einrichtungen und Mittel sind in I. Szili - E. Vess´y: "Züchten von Egerling und anderer Pilzarten in der Hauswirtschaft", 1980, auf Seiten 185-204 beschrieben.

Auch im Autoklaven kann, ähnlich wie oben beschrieben, die fast sterile Wärmebehandlung von Pilznährböden in kleineren Mengen aber bei niedriger Temperatur durchgeführt werden. Das Beimpfen und Durchweben wird ähnlich wie bei der sterilen Methode durchgeführt. Bei großen Mengen wird der in Kisten oder in Foliensäcke gefüllte, befeuchtete Rohstoff in wärmeisolierten Dampfräumen 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 dem Ausgießen wird der Impfstoff mit einer Maschine oder von Hand zugemischt und wieder in Kisten oder Säcke gefüllt. Die Beimpfung kann auch in den im Dämpfer verwendeten Wickel mit Hilfe von Impfstäbchen oder einzeln von Hand durchgeführt werden. Nach der Impfung werden die Wickel sporenarm verschlossen. In beiden Fällen wird die Impfung unter sehr strengen hygienischen Bedingungen durchgeführt. Der Nährboden wird danach unter hygienischen Bedingungen durchwebt.

Der Nachteil der bekannten und bisher verwendeten Verfahren, wie z. B. in AT 303 437 beschrieben, besteht darin, daß bei der sterilen oder fast sterilen Pilznährboden-Vorbereitung, Beimpfung und Abfüllung nur für die einzelnen Schritte, Verfahren und Einrichtungen bekannt sind. Ein weiterer Nachteil ist, daß die einzelnen Schritte bisher in verschiedenen Räumen, mit speziellen Einrichtungen durchgeführt wurden. Dementsprechend beanspruchten diese Methoden aufgrund der Materialbeförderung und Handarbeit viel Arbeit. Ein weiterer Nachteil der verwendeten Verfahren und Einrichtungen (siehe z. B. DE 24 39 510 A1) hängt mit der Infektionsempfindlichkeit des wärmebehandelten Nährbodens zusammen, d. h. jeder Schritt (Umladung, Öffnung) bedeutet eine erhöhte Infektionsgefahr. Ein besonderer Nachteil der Autoklavenprozesse besteht darin, daß wegen der ungünstigen Wärmeübergangsverhältnisse nur kleinere Mengen (von höchstens 5 Liter) mit unnötig hohem Energieverbrauch behandelt werden können. Auch die Reinigung der Gläser vor der Wiederverwendung bedeutet Mehrkosten. Die verwendeten Methoden haben den weiteren Nachteil, daß sie viel Handarbeit erfordern, Materialbeförderungskosten verursachen, was die Wirtschaftlichkeit der Methoden verschlechtert. Bei der Produktion in Großbetrieben treten diese Nachteile noch stärker auf. Deshalb war die sterile Methode im Industriemaßstab nur für die Herstellung von Pilzesporen wirtschaftlich.

Die großtechnische Vorbereitung, Impfung und Abfüllung für das Pilzezüchten konnte weder mit der sterilen noch mit der teilweise sterilen Methode mangels entsprechender Prozesse und Einrichtungen durchgeführt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die obengenannten Nachteile zu eliminieren und ein Verfahren für die sterile und teilweise sterile Vorbereitung, Impfung und Abfüllung von Pilznährböden und eine dazu geeignete Einrichtung bereitzustellen, das die Befeuchtung, die Wärmebehandlung des Rohstoffes und die Impfung des Nährbodens bei geringerer Materialbeförderung, geringem Energieverbrauch, minimalem menschlichen Arbeitsaufwand und Verminderung der Infektionsgefahr des Nährbodens erlaubt und dadurch die wirtschaftliche Verwendung in großtechnischem Maßstab ermöglicht.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt durch das Verfahren nach Anspruch 1 wird die Verwendung einer Einrichtung in dem Verfahren nach Anspruch 13. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Der zerkleinerte bekannte Grundstoff, zweckmäßig Stroh und/oder Maiskolben, wird für den Nährboden mit den benötigten Zusatzstoffen zunächst vermischt.

Der durch die Mischung erhaltene Stoff wird mit Wasser befeuchtet und durch Erwärmung, Fermentation und teilweise Sterilisierung von Sporen befreit, beimpft, durchwebt und der durchwebte Stoff in einen Züchtungsraum gesetzt. Der trockene Grundstoff, vorteilhaft Stroh, wird zu einer Größe von weniger als 5 mm und/oder bei Maiskolben weniger als 6 mm geschnitten und gemahlen. Der so vorbereitete Stoff wird dann nach einer vorgegebenen Rezeptur, zweckmäßig in Abhängigkeit der zu züchtenden Pilze, mit einem organischen und/oder anorganischen Zusatzstoff, der als Stickstoffquelle dient, vorteilhaft Sojamehl, vermischt in ein abgeschlossenes System gegeben, und bei einer Rührgeschwindigkeit von 60 U/Min. gerührt. Zum Erreichen des Feuchtigkeitsgehalts von 70% wird der Stoff während der Mischung im ersten Schritt mit mindestens 90°C heißem Wasser versetzt, bis der Feuchtigkeitsgehalt einen Wert von 63% erreicht. Der so erreichte Feuchtigkeitsgehalt wird innerhalb von 5 bis 30 Minuten, vorteilhaft 15 bis 30 Minuten, durch Zugabe von Wasserdampf von 100-120°C, vorteilhaft von 110°C um weitere 7 bis 10% erhöht. Der vorbereitete und befeuchtete Grundstoff wird dann durch Durchleiten von 100- 120°C, vorteilhaft von 115°C heißem Dampf, durch den Außenmantel des geschlossenen Systems 30 bis 60 Minuten, vorteilhaft 35 Minuten lang sterilisiert. Nach der Sterilisierung wird der Grundstoff unter Aufrechterhaltung der Rühr- und Mischbewegung mit einem entlang der Außenfläche des geschlossenen Systems geführten Kühlmittel auf eine Temperatur, zwischen 20-30°C, zweckmäßig 25°C gekühlt. Nach der Kühlung wird der im geschlossenen System vorherrschende Innendruck auf Atmosphärendruck ausgeglichen. Anschließend wird der Impfstoff mit einer Korngröße von 1-3 mm, vorteilhaft 1,5 mm aus einem sporenarmen Raum in das geschlossene System gegeben. Der so zusammengestellte Grundstoff wird 5-15 Minuten, vorteilhaft 5 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 30 U/Min gerührt, und danach wird das Gemisch für das Durchweben in einen sterilen Behälter dosiert.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtung zur erfindungsgemäßen Verwendung hat einen durch einen Deckel und einen mit einem sich nach unten verjüngenden Ansatz versehenen durch einen zylindrischen Mantel begrenzten, hermetische abgeschlossenen Innenraum. Der Innenraum hat je eine aufschließbare, hermetisch schließende, mit einem Abschlußelement versehene Öffnung für die Einführung des Impfstoffes und für die Dosierung des beimpften Nährbodens.

Die Einrichtung hat weiterhin ein im Deckel mit einem rotierenden Antrieb verbundenes, drehbar gelagertes Transport- Mischungselement, das mit einer hermetisch abgedichteten Achse versehen ist und in den Innenraum hineinreicht. Die Einrichtung hat auch eine Öffnung für die Einführung von Heizdampf, Warmwasser und Kaltwasser in den Innenraum, der für die Zirkulation des Heiz- und Kühlmittels mit einem Außenmantel versehen ist, wobei je eine Öffnung für die Ein- und Abführung des Heiz- und Kühlmittels ausgebildet ist. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform hat die Einrichtung eine mit einem rotierenden Antrieb verbundene in der Mittellinie des zylindrischen Mantels drehbar gelagerte hermetisch abgedichtete Achse, die den zylindrischen Mantel und den Mantel mit dem sich verjüngendem Ansatz mit an der Achse befestigten Kratzlatten reinigt. Es ist auch vorteilhaft, wenn die Einrichtung ein Transport-Mischungselement für die Dosierung des Nährbodens, eine Rohstoffeinführungsöffnung, eine damit verbundene Transportschnecke und einen Impfstoffrebler hat. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtung hat eine Lufteinführungsöffnung am unteren Teil des Mantels mit dem sich verjüngendem Ansatz und eine mit der Impfstoffeinführungsöffnung verbundene Transportschnecke, sowie einen aseptischen Druckbegrenzer für den Innenraum.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Einrichtung wird im Vorratsbehälter der Transportschnecke eine zur Impfstoffeinführungsöffnung gerichtete Stabachse angeordnet während der Vorratsbehälter der Transportschnecke einen hermetisch schließbaren Deckel, sowie der Innenraum eine Rohrleitung und daran angebrachte Reinigungsdüsen hat.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1.

Die verschiedenen Pilznährböden werden folgendermaßen hergestellt: Die für verschiedene Pilznährböden allgemein verwendeten Rohstoffe (Stroh, Maiskolben, Maisstroh usw.) werden entsprechend vorbereitet, z. B. gemahlenes Stroh mit einer Faserlänge von weniger als 5 mm; gemahlene Maiskolben vorteilhaft mit einem Korndurchmesser von 2-6 mm; gemahlenes Maisstroh, vorteilhaft mit einer Größe von höchstens 5 mm wird in eine zweckmäßig von der Außenluft hermetisch abgeschlossene Einrichtung dosiert. Gleichzeitig werden die bei verschiedenen Pilznährböden verwendeten und in bekannten Rezepturen beschriebenen organischen und/oder anorganischen Zusatzstoffe, die als Stickstoffquelle dienen, z. B. Sojamehl, Luzernenmehl, P´ter Salz zugegeben. Danach wird die Einrichtung hermetisch abgeschlossen, und der Inhalt durch eine Mischeinrichtung in der Einrichtung vermischt. Nach der Vormischung des trockenen Rohstoffes und der Zusatzstoffe wird das Gemisch unter weiterem Rühren befeuchtet.

Der übliche Feuchtigkeitsgehalt von 60-75% zweckmäßig von 70% wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in zwei Schritten gesichert. 90% des angegebenen Feuchtigkeitsgehaltes werden vorteilhaft mit 90-100°C heißem Wasser erreicht. Die übrigen 10% Feuchtigkeit werden durch Wasserdampf von 100-125°C zum vorbefeuchteten Stoff gemischt. Das Ziel des Dampfeinblasens ist es das vorbefeuchtete Gemisch binnen kurzer Zeit (5-30 Minuten) - in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden Dampfkapazität - auf Entkeimungstemperatur aufzuheizen. Das Gemisch wird durch die latente Hitze des Dampfes (Kondensation) erhitzt, während das Kondensat zur endgültigen Einstellung des Feuchtigkeitsgehaltes des vorbefeuchteten Gemisches beiträgt. Die als Rohstoff verwendeten landwirtschaftlichen Nebenprodukte können auch andere Sterilisierungsperioden von 30 bis 60 Minuten sowie verschiedene Sterilisierungstemperaturen 25 von 100 bis 125°C erfordern. Die Sterilisierung des vorbereiteten Gemisches, d. h. das Aufrechterhalten der durch das Dampfeinblasen eingestellten Temperatur wird dadurch erreicht, daß der Außenmantel der Einrichtung immer auf der gleichen Temperatur - 100-125°C - gehalten wird (z. B. durch die Dampfheizung des Außenmantels der Einrichtung).

Nach Beendigung der Sterilisierung wird die Abkühlung des aufgeheizten Gemisches erreicht, in dem ein Kühlmedium durch den Außenmantel der Einrichtung geleitet wird (z. B. Wasser mit einer Temperatur von weniger als 20°C) und/oder durch Kondensation des Dampfes bei gleichzeitigem Rühren. Die Dampfkondensation entsteht durch die partielle Verdampfung des Wassers im Gemisch, wenn der Innenraum der Einrichtung mit einem Dampfkondensator verbunden wird. So gelangt der Dampf in den Kondensator und entzieht dem Gemisch die Wärme.

Das Kondensat vermindert den Wassergehalt des Nährbodens, deshalb sollte es zweckmäßig in die Einrichtung zurückgeführt werden, wo es wieder vermischt wird. So wird die Temperatur des behandelten Rohstoffes vermindert ohne dessen Feuchtigkeitsgehalt zu verändern.

Das Gemisch wird auf 20-30°C vorteilhaft bis zum Erreichen einer Temperatur von 25°C abgekühlt. Diese Temperatur ist schon vorteilhaft für die Lebensbedingungen der als Impfstoff eingegebenen Pilzmyzelle.

Nach Beendigung der Abkühlung wird der Innendruck der hermetisch abgeschlossenen Einrichtung durch Sterilfilter auf Atmosphärendruck ausgeglichen. Dadurch wird die Öffnung der Einrichtung für die Impfstoffeinführung möglich. Die Dosierung des Impfstoffes wird vorteilhaft aus einem sporenfreien (sporenarmen) Raum vorgenommen, wodurch die Infektion des sterilen Gemisches in der Einrichtung verhindert wird.

Die entsprechende Vermischung des Impfstoffes mit dem sterilisierten Grundstoff wird außer der ständigen Mischung auch dadurch gefördert, daß der in die Einrichtung eingebrachte Impfstoff durch einen entsprechenden Reiber vorteilhaft zu einer Korngröße von 1 bis 3 mm zerrieben wird. Diese Feinzerstreuung des Impfstoffes trägt zur schnellen Vermehrung der Myzelle bei.

Nach Einführung des Impfstoffes und nach gleichmäßiger 5-15 minütiger Mischung wird der gepfropfte Stoff zum Durchweben und/oder zur Zucht in einen geschlossenen Wickel gefüllt. Die Einfüllung wird in einem sporenfreien Raum unter entsprechend hygienischen Bedingungen durchgeführt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. An dem Gerüst (1) ist der mit einem Deckel (2) versehene zylindrische Mantel (4) mit einem sich verjüngenden Ansatz (3) befestigt, wobei der Mantel einen hermetisch geschlossenen Innenraum (5) formt. Die Einrichtung ist mit einer Rohstoffeinführungsöffnung (6), einer Impfstoffeinführungsöffnung (7) und mit den entsprechenden hermetisch abschließenden, aufschließbaren Abschlußelementen (8), (9) versehen. Im Deckel (2) ist ein Transport- Mischungselement (12) an einer mit einem rotierenden Antrieb (10) verbundenen, hermetisch abgedichteten, drehbar gelagerten Achse (11) angeschlossen. An den Antrieb (13) werden im Innenraum des zylindrischen Mantels (4) mit Hilfe der abgedichteten und drehbar gelagerten Achse (15) Kratzlatten (14) angeschlossen. Zur Einführung des Wasserdampfes, sowie des Warm- oder Kaltwassers in den hermetisch abgeschlossenen Innenraum (5) ist eine Einführungsöffnung (16) ausgebildet, die an eine Abschlußeinheit (17) angeschlossen ist. Für die Strömung des Heiz- und Kühlmittels wird der Mantel mit einem sich verjüngenden Ansatz und der zylindrische Mantel von einem Außenmantel (18) umgekleidet. In dem Raum zwischen den zwei Mänteln kann das Heiz- oder Kühlmedium strömen, das durch die in den Außenmantel eingebrachten Öffnungen (20) und (21) in diesen Raum gelangt. An den Öffnungen (20) und (21) sind die Abschlußeinheiten (22) und (23) angebracht. Am unteren Teil des Mantels mit dem sich verjüngenden Ansatz (3) ist eine Luftablaßöffnung (24) ausgebildet, an die sich eine Abschlußeinheit (25) anschließt. Der zylindrische Mantel (4) und der Mantel mit dem sich verjüngenden Ansatz sind mit einer wärmeisolierenden Schicht bedeckt. Zur Dosierung des beimpften Nährbodens dient eine Nährbodendosieröffnung (27), an die ein hermetisch-schließendes Abschlußelement (28) angeschlossen ist. Der Foliensack (29) kann an die Nährbodendosieröffnung (27) angeschlossen werden. An der Rohstoffeinführungsöffnung (6) ist eine Transportschnecke (30) und an der Impfstoffeinführungsöffnung (7) eine Transportschnecke (31) angeordnet. Im Vorratsbehälter (48) der Transportschnecke (31) ist eine Stabachse (32) für die Grobzerkleinerung des Impfstoffes angebracht. Der Vorratsbehälter (48) ist weiterhin mit einem hermetisch schließbaren Abschlußelement (33) versehen. An die Achse (15) ist eine Rebscheibe (34) (Rebler) für die Feinzerkleinerung des Impfstoffes angeschlossen. Der Innenraum (5) ist mit einem aseptischen Druckbegrenzer (35) durch eine Rohrleitung (49) und eine Abschlußeinheit (50) verbunden. Zur Reinigung des Innenraumes (5) sind Reinigungsdüsen ausgebildet, die durch eine Rohrleitung (37) mit der Abschlußeinheit (38) verbunden sind. Die Abschlußeinheiten (17) und (22) sind nach der Fig. 1 durch eine Rohrleitung an den Anschlußpunkten "Warmwasser", "Kaltwasser", "Dampf", "Kühlmittel" angeschlossen. An den Rohrleitungen sind wie in Fig. 1 angegeben eine Warmwasserabschlußeinheit (39), eine Kaltwasserabschlußeinheit (40), eine Abschlußeinheit (41), eine Dampfabschlußeinheit (42) und eine Kühlmittelabschlußeinheit (43) angebracht. Die Abschlußeinheit (23) ist mit den Schließpunkten "Kühlmittel ein", "kaltes Kühlmittel aus" durch eine Rohrleitung (53) über die Abschlußeinheiten (20) "Kühlmittel ein" (44) und "Kühlmittel aus" (45) angeschlossen. Zur Messung der Temperatur des Innenraumes (5) dient das Thermometer (46). Der Innenraum (5) der Einrichtung wird mit dem Dampfkondensator über Rohrleitung (49) und Abschlußeinheit (51) durch den Punkt "Dampf aus", sowie durch den Punkt "Kondensat zurück" über (37), die Abschlußeinheit (52) und die Reinigungsdüsen (36) verbunden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gemäß Fig. 1 arbeitet wie folgt:

Der Rohstoff wird in den Rohstoffvorratsbehälter (47) der Transportschnecke (30) gegeben, von dem 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 zu zwei Dritteln gefüllt, und dann wird 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 Abschlußeinheiten (17), (22), (23) und (25) abgeschlossen. Das Abschlußelement (33) und alle anderen Abschlußeinheiten (30), (40), (41), (42), (43), (44) und (45) sind auch geschlossen. Die rotierenden Antriebe (10) und (13) werden in Gang gesetzt. Der rotierende Antrieb (10) dreht die an ihn angeschlossenen Kratzlatten um die Achse (15). Die Gewindesteigung und die Drehrichtung der Transport-Mischschnecke (12) ist so gebildet, daß sie den Rohstoff nach oben fördert, wo der Rohstoff aus der Transport-Mischschnecke (12) zugegeben und am zylindrischen Mantel (4) und der Mantelfläche mit dem sich verjüngendem Ansatz (3) herabrutscht. So wird der Rohstoff kontinuierlich durchmischt. Das Gemisch, das an der Wandung des Innenraumes (5), des Mantels (4) und des Mantels mit dem sich verjüngendem Ansatz (3) haftet, wird von den Kratzlatten (14) kontinuierlich abgekratzt. Danach wird die Luftauslaßöffnung (24) durch die Öffnung der Abschlußeinheit (25) geöffnet, und dann werden die in die Rohrleitung des "Dampf" Anschlußpunktes eingebauten, zum unmittelbaren Dampfeinblasen dienende Abschlußeinheit (17) und die Dampfabschlußeinheit (42) geöffnet. Der Dampf strömt in den Innenraum (5) und drückt die Luft heraus, die durch die Luftauslaßöffnung (24) und die geöffnete Abschlußeinheit (25) abgeleitet werden kann. Nach Entfernung der Luft wird die Abschlußeinheit (25) geschlossen. Bei kontinuierlichen Rühren erhöht der in das Gemisch gelangte Dampf die Temperatur des Rohstoffes auf den gewünschten Wert. Die Dampfabschlußeinheit (42) wird bei einer mit Hilfe eines Thermometers kontrollierten Temperatur geschlossen. Dann kann von dem Anschlußpunkt "Warmwasser" durch die Öffnung der Warmwasserabschlußeinheit (39) eine bestimmte Menge Wasser mit einer bestimmten Temperatur zur Einstellung des benötigten Wassergehaltes durch die Dampf-Wassereinführungsöffnung (16) zugegeben werden. Die zugegebene Wassermenge wird in den 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) durch die Öffnung (20) des Außenmantels (18) ein Heizmittel, zweckmäßig Dampf, geleitet wird. Das durch die Wärmeübertragung abgekühlte Heizmittel wird durch die Öffnung (21) des Außenmantels (18), in offener Position der Abschlußeinheit "Kühlmittel aus" (45) durch den Anschlußpunkt "kaltes Kühlmittel aus" kontinuierlich abgeleitet. Die Heizung wird durch Schließen der Dampfabschlußeinheit (42), sowie der Abschlußeinheit (22) abgestellt. Dann werden die Abschlußeinheit (23) und die Abschlußeinheit "Kühlmittel aus" (45) geschlossen.

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 im 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) erreicht. Bei Verwendung von Vakuumkondensation wird der Innenraum (5) der Einrichtung mit einem Dampfkondensator so zusammengeschlossen (in der Figur mit "Dampf-aus", bzw. "Kondensat zurück" bezeichnet), daß die Abschlußeinheit (50) der Rohrleitung (49), sowie die Abschlußeinheit (38) der Rohrleitung (37) geschlossen werden und gleichzeitig die Abschlußeinheit (51) der Rohrleitung (40) und die Abschlußeinheit (52) der Rohrleitung geöffnet werden. Beide Kühlungsmethoden sollen bei gleichzeitigem Rühren des Rohstoffes durchgeführt werden. Während der Kühlung vermindert sich der Innendruck. Der Druckunterschied wird durch den aseptischen Druckbegrenzer ausgeglichen. Nach der Beendigung des Kühlprozesses werden im ersten Fall die Abschlußeinheit "Kühlmittel ein" (44) und die Abschlußeinheit (23), sowie die Abschlußeinheit (22) und die Abschlußeinheit "Kühlmittel aus" (43) geschlossen, wodurch die Strömung des Kühlmittels unterbrochen wird. Im Fall der Vakuumkondensation kann der Kühlprozeß durch Schließen der Abschlußeinheiten (38) und (52) eingestellt werden.

Nach Erreichen der entsprechenden Temperatur wird der Deckel (33) des Vorratbehälters mit Schnecke (31), die zur Einführung des Impfstoffes dienenden Öffnung (7) führt, unter sporenfreien Bedingungen geöffnet, und der Impfstoff wird in den Vorratsbehälter (48) eingefüllt, dann wird der Deckel (33) sofort geschlossen. Die Grobzerkleinerung des Impfstoffes wird durch die Stabachse (32) erreicht. Die vorzerkleinerten Stücke werden nach Öffnung des Deckels (9) durch Öffnung (7) von der Schnecke (31) auf die zur Feinzerkleinerung des Impfstoffes dienende Rebscheibe (34) (Rebler) gefördert, wobei die Impfstoffstücke zwischen dem zylindrischen Mantel (4) und die Rebscheibe (34) zu einer der Körnung des Impfstoffes entsprechenden Größe aufgerieben werden. Der zerkleinerte Impfstoff fällt in den Nährboden und wird durch das Rühren gleichförmig vermischt. Dadurch kann der Beginn des Durchwebens von vielen Ausgangspunkten und das schnelle Durchweben gesichert werden. Nach Dosierung des Impfstoffes wird die Öffnung (7) mit dem Deckel (9) sofort abgeschlossen.

Der gepfropfte Nährboden kann durch die Dosieröffnung (27) dosiert werden, in dem die Drehrichtung des rotierenden Antriebes verändert wird. Die Transportschnecke (12) liefert den beimpften Nährboden in Richtung der Öffnung (27). Der Nährboden kann nach der Öffnung des Deckels (28) unter sporenfreien Bedingungen in sterile Plastiksäcke oder in andere sporenfreie Wickel gefüllt werden. Nachdem die Einrichtung entlehrt wurde, wird der Deckel (28) geschlossen und der Arbeitszyklus beginnt von vorn.

Das Reinigen, Waschen und Desinfizieren des Innenraumes (5) kann mit Hilfe einer Reinigungsflüssigkeit durchgeführt werden, die nach Öffnung der Einheit (38), über die Rohrleitung (37) durch die Düse (36) eingepreßt wird. Die Reinigungsflüssigkeit kann durch Öffnung des Deckels (28) entfernt werden. Zur Verminderung der Infektion, die bei der Impfung und Füllung auftreten kann, soll die Einrichtung an einem entsprechend sporenfreien Ort arbeiten. Der den gepfropften Nährboden enthaltende Sack wird mit einem sporensicheren Pfropfen abgeschlossen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die dazu geeignete Einrichtung beweisen, daß die Befeuchtung, die Wärmebehandlung, die Pfropfung und Abfüllung in einem einzigen hermetisch abgeschlossenen Raum durchgeführt werden kann. Dadurch ist die Gefahr der Infektion des Nährbodens gegenüber den bekannten Methoden auf ein Minimum vermindert. Wegen ihres einfachen Aufbaus kann die Einrichtung günstig hergestellt werden. Das Verfahren kann mit automatisierter Steuerung durchgeführt werden und benötigt so wenig menschlichen Arbeitsaufwand. Die Zeitdauer der einzelnen Arbeitsphasen kann von dem Bediener unabhängig auf einem konstantem Wert gehalten werden. Die einzelnen Schritte werden in einem einzigen Raum ohne Materialbeförderung durchgeführt. Die Einrichtung eignet sich auch zur Bearbeitung von Grundstoffen in großen Mengen (mehreren m³). Die Einrichtung hat einen kleinen Platzbedarf, weshalb die strengen hygienischen Bedingungen nur in einem kleinen Teil des Gebäudes gesichert werden müssen. Das erfindungsgemäße Verfahren und die dazu geeignete Einrichtung können also in der großtechnischen Produktion sehr günstig verwendet werden.

Claims (17)

1. Verfahren zum Vorbereiten, Beimpfen und Abfüllen von Pilznährboden, in dem

• (a) der zerkleinerte Grundstoff nach Zugabe eines als Stickstoffquelle dienenden Zusatzstoffs in eine abgeschlossene Vorrichtung, welche durch einen Außenmantel umgeben ist, eingegeben wird,
• (b) in der bei einer Rührgeschwindigkeit von 60 U/min in einem ersten Schritt mit mindestens 90°C heißem Wasser ein Feuchtigkeitsgehalt von 63% eingestellt wird, und
• (c) in einem zweiten Schritt der Feuchtigkeitsgehalt um weitere 7 bis 10% durch 5- bis 30-minütiges Einleiten von 100 bis 120°C heißem Wasserdampf erhöht wird, und
• (d) anschließendem Sterilisieren der erhaltenen Mischung durch 30- bis 60-minütiges Durchleiten von 100 bis 120°C heißem Dampf durch den Außenmantel,
• (e) darauffolgend Abkühlen der Mischung auf 20 bis 30°C durch ein Kühlmedium, das durch den Außenmantel der Vorrichtung geführt wird,
• (f) nach anschließendem Druckausgleich Zuführen des Impfstoffs mit einer Korngröße von 1 bis 3 mm aus einem sporenarmen Raum,
• (g) weiteres Rühren mit ca. 30 U/min und
• (h) Dosieren der erhaltenen Mischung in einen sterilen Behälter.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundstoff Stroh verwendet wird, das auf eine Größe von weniger als 5 mm zerkleinert wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundstoff Maiskolben verwendet werden, die auf eine Größe von weniger als 6 mm zerkleinert werden.

4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoff Ammoniumnitrat oder Sojamehl verwendet wird.

5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt im zweiten Schritt (c) um 7,5% erhöht wird.

6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Schritt (c) Wasserdampf mit einer Temperatur von 110°C verwendet wird.

7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf im zweiten Schritt (c) 15 Minuten lang eingeleitet wird.

8. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung bei einer Temperatur von 115°C sterilisiert wird (d).

9. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisierung (d) über einen Zeitraum von 35 Minuten ausgeführt wird.

10. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sterilisierte Mischung auf eine Temperatur von 25°C (e) abgekühlt wird.

11. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Impfstoff mit einer Korngröße von 1,5 mm verwendet wird.

12. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rühren im Verfahrensschritt (g) 5 Minuten ausgeführt wird.

13. Verwendung einer Einrichtung in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß

• (a) die Einrichtung mit einem Deckel (2) und einem sich nach unten verjüngenden Ansatz (3) versehen ist,
• (b) einen durch einen zylindrischen Mantel (4) begrenzten, hermetisch abschließbaren Innenraum (5) hat,
• (c) der eine aufschließbare und hermetisch schließbare, mit einem Abschlußelement (8) versehene Einführungsöffnung (6) für den Rohstoff, und
• (d) eine aufschließbare, mit einem hermetisch schließbaren Abschlußelement (9) versehene Impfstoff-Einführungsöffnung (7), und
• (e) eine aufschließbare, mit einem hermetisch schließbaren Abschlußelement (28) versehene Öffnung (27) für die Dosierung des beimpften Nährbodens aufweist, und
• (f) mit einer im Deckel (2) mit einem rotierenden Antrieb (10) verbundene, drehbar gelagerte, hermetisch abgedichtete Achse (11), und
• (g) ein in den Innenraum (5) hineinreichendes Transportmischungselement (12) aufweist, wobei
• (h) der Innenraum (5) mit einer Öffnung (16) zur Dampf-, Warm- und Kaltwasserzuführung und
• (i) mit einem Außenmantel (18) versehen ist, der
• (j) für die Zu- und Abfuhr der Heiz- und Kühlmedien jeweils eine Öffnung (20, 21) aufweist.

14. Verwendung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zusätzlich mit an der Achse (15) befestigten Kratzlatten (14) versehen ist.

15. Verwendung gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung an der Rohstoff-Einführungsöffnung (6) mit einer Transportschnecke (30) und einem Rebler (34) versehen ist.

16. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung am unteren Teil des Mantels (3) mit einer Luftauslaßöffnung (24) und mit einer sich an die Impfstoff-Einführungsöffnung (7) anschließenden Transportschnecke (31) sowie der Innenraum mit einem aseptischen Druckbegrenzer (35) versehen ist.

17. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Vorratsbehälter (48) der an der Öffnung (7) angebrachten Transportschnecke (31) eine Stabachse (32) angeordnet ist, der Vorratsbehälter (48) einen aufschließbaren und hermetisch schließbaren Deckel (33) hat, und der Innenraum (5) mit einer Rohrleitung (37) versehen ist, die mit Reinigungsdüsen (36) bestückt ist.