KR100288882B1 - 버섯배지의 살균 및 발효 시스템 - Google Patents

버섯배지의 살균 및 발효 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 버섯을 재배하기 위한 살균 및 발효 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 버섯배지의 살균 및 발효 시스템(1)에 있어서, 벽면이 단열성 우레탄 패널로 구성된 컨테이너형 용기(2), 상기 컨테이너형 용기(2)의 전방에 버섯배지 상자가 다층으로 적층된 버섯배지 살균 및 발효 체임버(4), 상기 용기(2)의 후방에 단열 패널로 격벽(5)되어 상기 살균및 발효 체임버(4)에 고온 스팀 및 열을 공급하게 되는 보일러(6)가 장착된 보일러실(7), 상기 체임버(4) 바닥면(8)에 배설된 동파이프 스팀배관(9), 상기 체임버(4)의 상단면으로 설치된 보일러 연통로(10), 상기 체임버(4)의 전체 바닥면(8)에 탈착가능하게 깔아놓은 모판형 파렛(11), 상기 파렛(11)위에 버섯배지 상자(12)를 공간을 두고 다층으로 적층할 수 있는 배지상자 선반(13), 상기 체임버(4)의 전면 하단부에 배설된 배수구(14), 상기 체임버(4) 전방 상단부 한면에 체임버내의 스팀을 배기하기 위한 댐퍼 배기구(15), 상기 용기(2) 전면에 작업자가 진입할 수 있는 전면 도어(16), 상기 체임버(4)로부터 배지를 재배사로 이동시킬 수 체임버 측면에 설치된 있는 배지하차도어(17), 상기 보일러실(7)에 작업자가 진입할 수 있는 후면 도어(18), 상기 체임버(4)와 보일러실(7) 격벽(5)의 한쪽 상단에 체임버(4)의 온도를 조절하기 위해 장착된 냉각팬(19)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 버섯배지의 살균 및 발효 시스템이다.

Description

버섯배지의 살균 및 발효 시스템( STERILIZING AND FERMENTING SYSTEM OF CULTIVATION MEDIUM FOR MUSHROOM )
본 발명은 버섯을 재배하기 위한 살균 발효 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상압하에서 1차로 버섯 배지를 살균하고, 2차로 버섯배지에 버섯의 종균 배양에 필요한 호기성 균을 증식하여 버섯 종균을 접종할 수 있도록 한 버섯배지의 살균 발효 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 버섯은 분류학상 담자균류(Basidiomycetes)에 속하는 미생물로 독성이 있는 것을 제외하고는 대부분 식용으로 하고 있으며, 이러한 버섯들은 육류를 대체할 수 있는 고단백 식품으로 예로부터 승려들이 이용하여 왔으며 최근에는 성인병을 예방할 수 있는 유익한 자연건강 식품으로 인정받고 있으며 우리의 주요 농산물 수익원이 될 수 있는 것으로 기대하고 있다.
특히, 버섯류에 함유되어 있는 다당류인 그루칸(glucan) 유도체 들에 의한 항암 및 항바이러스 등의 효과가 보고되어 건강식품으로 널리 인정되고 있다(김병각 등, 한국산 담자균류의 항암성분에 관한 연구. 한국균학회지, 8:107(1980); 강창진 등, 한국산 담자균류의 항암성분에 관한 연구, 불로초의 균사 배양 및 항암성분. 한국행화학지, 14:101(1981); Miyazaki, T., Nishijima, M., Studies on fungal polysaccharides(XXVII), Structural examination of a water-soluble, antitumor polysaccharides. Chem. Pharm. Bull. 29:3611(1981)).
이와 같은 버섯류의 재배방법으로는 종류에 따라 팽나무, 느타리, 떡갈나무, 참나무 등의 원목에 구멍을 뚫어 종균을 접종하는 방식으로 재배하여 왔으나(일특개소 61-268109호, 62-186726호 등), 원목의 안정된 공급의 차질 및 많은 노동력이 요구되기 때문에 근래에는 버섯의 재배 방법이 개선되어 톱밥이나 폐면등을 배지로 사용하여 재배사 내에서 병재배, 상자재배, 포대재배 등에 재배하는 방법(일특공소 46-40169호, 48-39540호 등)이 개발되어 있다.
그러나 상기와 같은 배지를 이용하는 방법은 배지 자체의 통기성이나 영양공급등의 문제도 있어 버섯을 성공적으로 재배하기에 어려움이 있지만, 버섯재배를 성공적으로 수행하기 위해서는 배지자체에 버섯종균이 생육되는데 방해가 되는 오염균이 생존 및 증식하여 버섯의 생장환경을 저해하는 요인을 없애는 것이라 하겠다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로 최근 밀폐된 환경하에서 고압(1.1 ~ 1.2㎏/㎠), 고온(110 ~ 121℃)하에서 멸균시키고, 이어서 완전 멸균 밀봉된 무균 상태에서 버섯종균을 접종하여 외부와 세균적으로 차단시키는 방법을 수행하는 장치가 개발되어 있다(특허공보 제 95-8868호).
그러나 상기 종래기술(특허공보제95-8868호)은 버섯배지를 완전 멸균하여 무균상태에서 버섯 종균을 접종하기 때문에 버섯재배의 성공률은 매우 높으나, 일반 농가에서 사용하기에는 고압의 살균장치가 매우 고가이며, 그에 부가적으로 사용되는 장비를 포함한다면 일반 농가에서 부담하기에는 엄청난 비용이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 종래의 고온 고압 살균장치는 완전한 무균상태에서 작업을 하여야 하는 전문지식 및 기술이 요구되어 일반 농민들이 이 기술을 실제 사용하기에는 매우 어려움이 있다. 즉 버섯재배의 성공률이 높다하더라도 일반 농가에 보급하기에는 곤란한 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 일반 농가에서 버섯의 재배방법을 실제로 사용하기에 간편하고, 버섯재배의 성공확률도 획기적으로 높일수 있는 버섯배지의 살균 및 발효 시스템을 제공하는 것을 그 기술적인 과제로 하고 있다.
또한, 본 발명은 고온 고압의 버섯배지 살균시스템에 비해 일반 농가에서 실제 사용가능한 비용으로 제작할 수 있는 버섯배지의 살균 및 호기성 균을 발효하는 버섯배지 살균 발효 시스템을 제공하는 것을 그 기술적인 과제로 하고 있다.
또한, 본 발명은 일반 농가에서 종래에 사용하였던 보온 덮개 하우스에서 적용되던 기술수준이면 쉽게 배지를 살균 발효하여 버섯재배를 할 수 있는 버섯배지의 살균 및 발효 시스템을 제공하는 것을 기술적인 과제로 하고 있다.
도 1 - 본 발명에 의한 버섯배지의 살균 및 발효 시스템의 개략 설명도이다.
도 2 - 본 발명에 의한 시스템의 개략적인 평단면도이다.
도 3 - 본 발명에 의한 시스템의 정단면도이다.
도 4 - 본 발명에 의한 시스템의 좌측면도이다.
도 5 - 본 발명에 의한 시스템의 우측면도이다.
도 6 - 본 발명의 다른 구현예의 시스템의 개략 설명도이다.
도 7 - 도 1의 바닥 A부분 확대 단면 설명도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 버섯배지의 살균 및 발효 시스템(1)에 있어서, 벽면이 단열성 우레탄 패널로 구성된 컨테이너형 용기(2), 상기 컨테이너형 용기(2)의 전방에 버섯배지 상자가 다층으로 적층된 버섯배지 살균 및 발효 체임버(4), 상기 용기(2)의 후방에 단열 패널로 격벽(5)되어 상기 살균및 발효 체임버(4)에 고온 스팀 및 열을 공급하게 되는 보일러(6)가 장착된 보일러실(7), 상기 체임버(4) 바닥면(8)에 배설된 동파이프 스팀배관(9), 상기 체임버(4)의 상단면으로 설치된 보일러 연통로(10), 상기 체임버(4)의 전체 바닥면(8)에 탈착가능하게 깔아놓은 모판형 파렛(11), 상기 파렛(11)위에 버섯배지 상자(12)를 공간을 두고 다층으로 적층할 수 있는 배지상자 선반(13), 상기 체임버(4)의 전면 하단부에 배설된 배수구(14), 상기 체임버(4) 전방 상단부 한면에 체임버내의 스팀을 배기하기 위한 댐퍼 배기구(15), 상기 용기(2) 전면에 작업자가 진입할 수 있는 전면 도어(16), 상기 체임버(4)로부터 배지를 재배사로 이동시킬 수 체임버 측면에 설치된 있는 배지하차도어(17), 상기 보일러실(7)에 작업자가 진입할 수 있는 후면 도어(18), 상기 체임버(4)와 보일러실(7) 격벽(5)의 한쪽 상단에 체임버(4)의 온도를 조절하기 위해 장착된 냉각팬(19)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 버섯배지의 살균 및 발효 시스템이다.
이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
최근 버섯의 배양배지는 톱밥, 밀기울, 사탕수수, 바나나, 폐면 등을 단일 또는 2종이상을 혼합하여 사용하고 있다. 이 경우 배지를 버섯종균이 자라기에 적절한 환경으로 만들어 주는 과정에서, 배지중에 버섯 종균의 배양에 치명적으로 악영향을 주는 나쁜 세균들도 함께 증식되며, 이로인해 버섯재배에 실패를 초래하고 있다. 따라서, 버섯 배양배지를 살균하는 것은 필수적인 절차이며 이를 위해 버섯재배가들이 많은 연구를 거듭하고 있다. 이러한 방법의 하나로 버섯 배지를 완전 멸균하여 버섯종균을 무균상태에서 접종하는 방법이 있으나, 이는 버섯 종균을 접종하기 위한 장소가 배지의 살균장소에서 신속히 이루어져야 하며, 또한 완전 살균된 버섯배지가 공기에 조금이라도 노출되는 경우 공기 오염으로 인한 실패가 우려되어 일반 농가에서 이용하기에는 많은 곤란한 점이 있다.
따라서 본 발명에서는 이러한 완전 멸균 방식을 이용하기 보다는 1차로 배지의 살균 과정을 거친후 배지에 호기성균을 증식하여 공기에 배지가 노출되더라도 버섯재배에 나쁜영향을 미치는 세균에 대해 면역성이 있는 배지를 살균 발효하여 버섯 종균을 접종하여 재배하는 방식을 채택한다(최신버섯재배기술과 경영, 조성산, 1996 참조).
버섯재배에서 버섯 배양배지를 살균하고 호기성 균을 증식하기 위해서는 문헌상 60~65℃에서 12시간 동안 배지를 살균하고, 이어서 50 ~ 55℃에서 3일간 배지를 살균 발효하여 호기성 균을 증식한다.
이러한 조건을 충족시키기 위한 본 발명의 버섯 배지 살균 및 발효 시스템의 개략적인 설명도면을 도 1 내지 7에 나타냈다.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 의한 버섯배지의 살균 및 발효 시스템의 개략 설명도이다.
도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 본 발명은 버섯배지의 살균 및 발효 시스템(1)에 있어서, 벽면이 단열성 우레탄 패널로 구성된 컨테이너형 용기(2)로 이루어지고, 상기 컨테이너형 용기(2)는 용기의 전방에 버섯배지 상자(12)를 공간을 두고 다층으로 적층하여 버섯배지의 살균 및 발효을 수행하는 체임버(4)와 상기 용기(2)의 후방에는 단열 패널로 격벽(5)되어 상기 살균 및 발효 체임버(4)에 고온의 스팀 및 열을 공급하게 되는 보일러(6)가 장착된 보일러실(7)로 이루어진다.
상기 체임버(4)는 보일러실(7)의 보일러(6)로부터 가열된 스팀증기에 의해 체임버(4)를 가열하기 위하여 보일러(6)에 연결된 동파이프 스팀배관(9)이 체임버의 바닥면에 '⊃'자 형으로 배설되어 있다. 이 동파이프 스팀 배관(9)은 약 20㎝의 간격으로 증기 노즐이 설치되어 체임버(4)내로 고온 증기가 균일하게 분출되도록 하는 구조로 되어 있다.
또한 상기 체임버(4)에는 보일러(6)에서 발생한 폐열을 재활용하기 위해 보일러 연통(10)을 상기 체임버의 상단부로 'Ω'자 형으로 배설하여 체임버의 온도를 높이는데 이용하였고, 이 연통의 배출구(20)는 상기 체임버의 전면 한쪽 상단부에 설치하여 외부로 보일러 폐기 및 폐열을 배기하도록 하였다.
이와 같은 본 발명의 시스템에 의하면 버섯 배지를 살균 및 발효하기 위한 체임버(4)내의 배지의 온도를 단시간 내에 약 60 ~ 65℃의 온도, 배지습도 70~75%로 유지할 수 있다. 이어서 상기 온도에서 약 12시간 정도 유지하여 배지를 1차 살균 한 후, 2차로 배지에 호기성균을 증식 발효하기 위하여, 배지의 온도를 50 ~ 55℃로 조정하여야 하며 이를 위해 체임버(4) 전면 상단부 한면에 설치된 댐퍼 배기구(15)를 이용하여 체임버(4) 내부의 고온 증기를 외부로 배출하고, 동시에 상기 체임버(4)와 보일러실(7) 격벽(5)의 한쪽 상단에 체임버(4)의 온도를 조절하기 위해 장착된 냉각 순환팬(19)을 작동시켜 체임버(4)의 공기를 순환시킨다. 이렇게 하여 체임버(4)의 온도를 50~55℃로 조정 한 후, 보일러(6)를 이용하여 상기 체임버 내의 온도를 적절하게 유지시킨다. 이때 온도를 유지하는 수단으로는 자동 온도시스템을 이용하여 제어하게 된다(도시하지 않음). 이때 용기(2) 상단부의 댐퍼 배기구(15)와 격벽(5) 상단부의 냉각 순환팬(19)을 가동하는 이유는 버섯 종균 배양에 필요한 호기성 균은 신선한 공기(산소가 함유된)를 필요로 하며, 그렇지 못한 공기(CO2가스가 다량 포함된 공기)의 경우에는 살균된 배지에는 호기성균이 증식 되지 못하며, 버섯재배에 치명적인 영향을 미치게 되는 혐기성균이 배지중에 증식되게 된다. 다시 말하면 혐기성균이 있는 배지는 버섯 종균이 자라지 못하여 버섯재배의 실패 원인이 된다.
또한, 상기 체임버(4)의 전체 바닥면(8)에는 탈착가능한 모판형 파렛(11)을 깔아 놓아, 작업자가 체임버(4) 전면부에 설치된 전면 도어(16)를 통해 진입하여 체임버(4)내에서 작업하는 경우, 바닥면(8)에 깔린 동파이프 스팀배관(9)을 손상하지 않고 안전하게 작업할 수 있도록 하였다. 상기의 모판형 파렛(11)은 일반농가의 벼농사에서 사용하는 모판을 사용하였다. 또한 상기 전면 도어(16)는 체임버(4)의 밀폐성을 높이기 위하여 실리콘 바킹이 도어(16)의 접촉면에 부착되고 오버랩 잠금장치를 설치 사용한다.
또한, 상기 체임버(4) 내부 공간에는 상기 파렛(11) 위에 버섯배지 상자(12)를 공간을 두고 다층으로 적층할 수 있는 배지상자 선반(13)이 설치되어 있어 많은 양의 버섯배지를 적층하여 살균 및 발효할 수 있다. 또한 상기 체임버(4)의 전면 바닥면(8)에는 배수구(4)가 설치되어 있어, 고온 다습한 체임버(4) 내의 공기가 응결되어 체임버의 바닥면(8)으로 흘러내릴 경우, 자연스럽게 외부로 배출되어 체임버(4) 내부를 청결하게 유지할 수 있으며, 체임버(4)의 청소시에도 별도의 노력을 기울이지 않고, 간단하게 체임버 안에서 발생한 물을 외부로 배출시킬 수 있도록 하였다.
이를 좀더 상세하게 설명하기 위하여 도 1의 'A'의 점선 부분의 바닥면의 층단면 설명도를 도 7에 확대 단면 설명도로 나타냈다. 도 7에서 체임버의 바닥면(8)은 단열성 우레판 패널로 구성되며, 그 위에 동파이프 스팀 배관(9)이 설치되며, 그위에 모판형 파렛(11)이 올려지게 된다. 이렇게 구성된 체임버(4)의 바닥면위에는 배지상자(12)가 놓이는 배지상자 선반이 장착된다.
또한, 상기 체임버(4)의 측면에는 살균 및 호기성 균이 발효된 배지를 외부로 운반하기에 편리한 배지하차 도어(17)가 장착된다.
상기 용기(2) 후방의 보일러실(7)에는 작업자가 진입할 수 있는 후면 도어(18)와 보일러(6)에 물을 연속적으로 공급할 수 있는 물탱크(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
또한, 본 발명에 의한 버섯배지의 살균 및 발효 시스템(1)의 컨테이너형 용기(2)는 용기의 이동성을 높이기 위하여, 도 6에 나타난 바와 같이 컨테이너형 용기(2)의 전방에 견인고리(21), 용기의 후방 하단부에 운송바퀴(22)가 일체 또는 착탈식으로 설치된다. 부호(23)는 접철식 계단이다.
이와 같은 본 발명에 의한 버섯 배지 살균 및 발효 시스템에서 최종 생성한 배지는 시스템내에서 바로 버섯종균의 접종이 가능하며, 또는 일반 농가에서 사용하는 보온 덮개용 하우스로 이동하여 버섯종균을 접종하여 버섯을 재배하게 된다.
이하 실시에로 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
실시예
본 발명에 의한 버섯 배지의 살균 및 발효 시스템을 사용하여 폐면을 기질로 하는 버섯 배지를 65℃(습도 75%)에서 12시간 동안 살균하고, 이어서 50℃(습도75%)에서 3일간 호기성균을 증식하여 배지를 1회 10개씩 생산하였다. 이를 10회반복하여 10군(1군당 10개의 배지)의 버섯배지를 생성하였다. 이어서 얻어진 각 군의 배지에 느타리 버섯을 종균 접종하여 일반 농가에서 사용하는 보온덮개용 하우스에서 버섯을 재배한 결과 10군의 배지중 9군이 버섯재배에 성공하여 성공률 90%를 얻었다.
이 결과는 일반 농가에서 사용하는 보온 덮개용 하우스에서 배지를 배양하여 버섯을 접종 재배하는 경우 성공률이 60%인 것에 비교하면 대단한 효율로 평가되었다.
또한 종래의 고온 고압식 버섯의 배지 살균 장치는 그 성공률이 90%이상 이지만, 살균 장치의 제조판매 가격면에서 본 발명에 의한 장치가 매우 저렴한 것으로(약 1/4가격으로 제작판매 가능) 경제성에서 대단한 효율이 있다.
본 발명에 의한 버섯배지의 살균 및 발효 시스템은 일반 농가에서 버섯의 재배방법을 실제로 사용하기에 간편하고, 버섯재배의 성공확률도 획기적으로 높일수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 버섯배지의 살균 및 발효 시스템은 고온 고압의 버섯배지 살균시스템에 비해 일반 농가에서 실제 사용가능한 비용으로 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 일반 농가에서 종래에 사용하였던 보온 덮개 하우스에서 적용되던 기술수준이면 쉽게 배지를 살균 발효하여 버섯재배를 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 버섯배지의 살균 및 발효 시스템(1)에 있어서, 벽면이 단열성 우레탄 패널로 구성된 컨테이너형 용기(2), 상기 컨테이너형 용기(2)의 전방에 버섯배지 상자가 다층으로 적층된 버섯배지 살균 및 발효 체임버(4), 상기 용기(2)의 후방에 단열 패널로 격벽(5)되어 상기 살균및 발효 체임버(4)에 고온 스팀 및 열을 공급하게 되는 보일러(6)가 장착된 보일러실(7), 상기 체임버(4) 바닥면(8)에 배설된 동파이프 스팀배관(9), 상기 체임버(4)의 상단면으로 설치된 보일러 연통로(10), 상기 체임버(4)의 전체 바닥면(8)에 탈착가능하게 깔아놓은 모판형 파렛(11), 상기 파렛(11)위에 버섯배지 상자(12)를 공간을 두고 다층으로 적층할 수 있는 배지상자 선반(13), 상기 체임버(4)의 전면 하단부에 배설된 배수구(14), 상기 체임버(4) 전방 상단부 한면에 체임버내의 스팀을 배기하기 위한 댐퍼 배기구(15), 상기 용기(2) 전면에 작업자가 진입할 수 있는 전면 도어(16), 상기 체임버(4)로부터 배지를 재배사로 이동시킬 수 체임버 측면에 설치된 있는 배지하차도어(17), 상기 보일러실(7)에 작업자가 진입할 수 있는 후면 도어(18), 상기 체임버(4)와 보일러실(7) 격벽(5)의 한쪽 상단에 체임버(4)의 온도를 조절하기 위해 장착된 냉각팬(19)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 버섯배지의 살균 및 발효 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 버섯배지의 살균 및 발효 시스템(1)의 이동성을 위하여 용기 전방에 견인장치와 용기 후방 하단부에 바퀴가 장착되는 것을 특징으로 하는 버섯배지 살균 및 발효 시스템.
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