KR20050100287A - 버섯 배지 혼합 발효기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버섯배지 혼합 발효기에 관한 것으로 발효조 하부에 반원형의 공기 포켓(200)이 설치되고 그 위에 발효조(100)가 형성됨에 있어서 특수형태로 절곡되고 기와형태로 덮어 씌워진 층상의 발효조판(110)이 설치되어 고압 터보 블로워로 유입된 공기가 발효조 하부의 공기 포켓으로 유입되고 그 유입된 공기는 층상의 발효조판에 타공된 다수의 홈(110a 110b)을 통하여 발효조 전체에 균일한 공기 공급을 하부로부터 상부로 유출할 수 있는 구조로 발효조 내의 배지에 전체적으로 균일하고 완벽한 호기성 조건을 유지시키며 발효시킬 수 있다.

이는 발효과정 중 무교반을 실현하며 균일하고 안정된 호기성 발효를 신속히(약5~6일)행할 수 있는데, 이는 무살균 배지제조를 가능케 함으로 많은 에너지 비용의 절감 및 손쉽게 양질의 버섯을 생산할 수 있는 것을 요지로 한다.

Description

버섯 배지 혼합 발효기 {Mushroom Culture medium Ferment machin}

본 발명은 버섯종균 접종에 필요한 배양배지를 발효시키기 위한 발효기에 관한 것으로 폐면 또는 볏짚, 팽연 왕겨 등 배지 재료를 일괄 투입하여 혼합하고 물 축이기, 호기성 발효, 배출 등 일련의 과정을 하나의 기계로 손쉽게 행 할 수 있는데, 완전한 호기성 발효를 이룰 수 있어 발효과정 중 무교반을 실현하고 살균과정이 불필요 하므로 노동력을 절감하고 생산코스트를 낮출 수 있다.

종래의 재래식 발효 방법은 배지 전체가 골고루 발효되지 못하고 발효시간이 오래 걸리고 또한 일정시간 간격으로 일일이 배지를 뒤집어 주어야 하는 등 번거롭고 힘이 드는 문제점이 있으며 또한 재배사내에서 살균처리 후 다시 발효시킨 후 냉동기로 하온 처리 후 종균 접종을 하여야 하므로 노동력과 에너지 비용이 많이 들어 버섯생산 원가의 상승을 가져 왔다.

일반적으로 배지를 살균하는 목적은 버섯균 이외의 균사멸과 배지의 연화이다. 그러나 살균은 곰팡이 포자를 죽이기도 하지만 유용한 미생물도 더불어 죽게 되며 균사 생장을 촉진하는 비타민은 일반적으로 열에 의한 손실이 잘된다.

그러나 발효법은 미생물에 의해 배지의 영양분을 이용하여 미생물의 단백질로 전환시키는 것이다.

버섯균사가 생장하는 데는 유기물 외에 여러 가지 광물질과 비타민이 필요한데 이러한 광물질과 비타민 공급원의 역할은 미생물이 하게 된다.

따라서 완전한 호기성 발효를 행하게 되면 무살균 배지에서도 균사 생장은 더 촉진 될 뿐 아니라 별도의 살균시설 연료 등이 소요되지 않기 때문에 경제적으로 손쉽게 버섯을 재배할 수 있는 것이다.

본 발명은 밀폐식 발효조 내에서 무교반으로 완전하게 호기성 발효를 신속하게 할 수 있는데 목적이 있다.

본 발명의 발효조 외부는 단열재(100a)로 씌워지고 하부에 반원 형태의 공기 포켓(200)이 설치되고 그 상부에 경사지게 설치된 다수의 층상 발효조판(110)이 서로 기와형태로 덮어 씌워진다.

층상발효조판은 절곡되어진 양끝에 V홈(110a 110b) 형태로 절개된 다수의 공기 유입구를 갖추고 있으며 하부 바닥에는 수평으로 설치된 2개의 순환 교반 스크류(300a 300b)가 배지 재료를 투입시 혼합시켜 주는 역할을 하며 상부에는 다수의 급수 노즐(550)이 설치되어 교반시 물을 급수하며 그 일측에는 배기관(530)과 그 반대편에 외기흡입관(540), 상부 중앙에 순환 흡입 공기관(500a)과 고압터보 블로워(500) 냉각 콘덴서(510)가 연결되고 발효조 하부의 순환교반 스크류 중간에 배출을 위해 배출 스크류(400)가 설치되고 측면 일측에는 급기 블로워(560) 및 공기히터(560a)전동 볼 밸브(560b)등으로 구성된다.

첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

호기성 발효를 이루기 위해서는 투입된 배지의 바닥에서부터 내외부로 전체적으로 골고루 산소를 공급할 수 있어야 한다. 이는 미생물의 활성을 높이고 발효 촉진에 의한 처리시간의 단축과 고품질화에 기여한다.

여기서 본 발명은 발효조 하부에 반원 형태의 공기포켓(200)이 설치되고 그 위에 층상의 발효조판(110)이 다수의 공기 유입구(110a)(110b)를 갖추고 기와 형태로 덮어 씌워져 있으므로 배지에 의하여 공기유입구가 막히지 않으며 고압터보 블로워(500 및 560)에 의하여 밀폐된 공기포켓(200)에 유입된 공기는 발효조에 경사지게 설치된 층상 발효조판(110)의 V홈 (110a 110b)를 통하여 발효조내 배지에 전체적으로 골고루 밑에서부터 상부로 통과하게 되는 것이다.

본 발명은 하부 공기 포켓(200)에 고압터보 블로워(500) 급기블로워(560)로 포켓의 공기유입구(520a 520b)를 통해 유입된 공기는 포켓 전체에 전압력이 걸리며 이는 층상 발효조판(110)의 공기 유입구(110a 110b)를 통하여 전체 배지의 하부로부터 상부로 골고루 공기가 유입통과 되므로 발효 과정 중 무교반이 가능하다.

그리고 공기 포켓(200)바닥 양측에는 청소 및 점검을 위하여 점검구(210a 210b)가 설치되어 청소가 용이하며 드레인(220)이 설치되어 공기 포켓에 고인 물을 배수할 수 있다.

종래 발효기에서 급기를 시키면서 교반을 시킨다던지 또는 발효조 내부에 다수의 공기공급용 PIPE에 단순히 구멍을 뚫어 급기시키는 방법은 공기구멍이 자주 막히고 배지 전체에 균일한 공기 공급에는 효과적이지 못하다.

상기 내용은 본 발명에서 무교반 호기성 발효과정을 달성하기 위한 중요한 사항이다.

또한 통기는 발효의 촉진뿐만이 아니라 수분을 증발시키는 효과도 있는데 약 5~6일의 발효과정 중 수분증발을 억제하기 위하여 본 발명은 발효조 상부중앙에 순환 흡입 공기관(500a)이 설치되고 일측에 연결된 고압터보 블로워(500)가 가동되면서 발효조 내부의 발효열에 의하여 발열된 수증기를 다시 하부의 공기포켓(200)으로 유입시켜 순환시킴으로서 수분증발이 되어 배기되는 것을 억제하고 별도의 가열히터 없이도 발효시킬 수 있는 것이다.

이때 외기 흡입관(540)의 외기흡입 조절댐퍼(540a)를 완전 밀페시키고 내부공기를 계속 순환만 시킬 경우 혐기성 발효가 일어날 수 있는데, 이때 손쉽게 외기흡입 조절댐퍼(540a)를 적절히 OPEN 조정 할 수 있으므로 외기 유입량을 최적화 시켜 혐기성 발효를 방지하면서 수증기의 배기를 억제하여 배지의 발효과정 중 배지의 건조를 방지한다.

외기흡입관(540)은 도3에서와 같이 일측이 힌지(540b)에 의한 판(540c)이 부착된 형태로 외기만 유입될 수 있는 판체크 구조로 그 반대쪽에 외기 흡입량을 조절 할 수 있는 외기흡입 조절댐퍼(540a)가 연결되어 있다.

본 발명은 고압터보 블로워(500)외에 급기 블로워(560)가 별도로 설치되어 있는데 이는 외기의 온도가 10℃ 이하일 경우 (예 겨울철)에도 발효를 시키기 위하여 설치된 것으로 고압터보 블로워(500)에 비하여 풍량이 적은 소용량으로 설치되어 있다. 이는 급기 가열 히터(560a)를 절약하기 위한 것으로 급기 블로워(560)는 0.1㎥/分㎥ 정도의 풍량을 갖는다.

급기가열 히터(560a)는 중온성 미생물의 활성 범위인 30℃ 정도로 설정 공급되는데 예를 들어 겨울철 외기가 영하 10℃의 경우 발효조 용량이 3㎥일 경우 필요공기량은 0.3㎥/分㎥이므로 히터 용량은 약 1KW미만 정도의 소용량으로 충분하므로 에너지 비용을 절감할 수 있으며 이는 발효조에 설치된 발효온도 센서(130)에 의하여 발효물질의 온도가 30℃ 정도 상승되면 제어장치에 의하여 급기 블로워(560)는 정지되고 급기가열 히터(560a)는 Off되면서 전동볼 밸브(560b)를 닫아 주게 되며 고압터보 블로워(500)가 자동가동 되면서 운전되는 것이다. 이는 겨울철에도 안정적으로 발효를 행할 수 있으며 여름철에는 급기가열 히터(560a)및 급기 블로워(560)는 가동되지 않는 것이다. 이는 일단 미생물에 의하여 활동이 시작된 배지는 자체 발효열을 발산하면서 왕성한 증식을 행하므로 원활한 산소 공급만 행하게 되면 미생물은 사멸되지 않고 부패하지 않는 호기성 발효를 지속하게 된다.

또한 배지는 발효과정 중 이산화탄소 등 가스가 발생되는데 이는 배기관(530)을 통하여 외부로 배출된다.

본 발명에서의 배기관은 도 2에서 보는 바와 같이 일측이 경사지게 구성되고 그 상부에 힌지(530a)가 설치되며 힌지에 연결된 뚜껑(530b)이 있어 그 뚜껑은 체크밸브 역할을 하므로 고압터보 블로워(500)가 가동 시 외기가 배기관(530)을 통하여 유입되는 것을 방지하며 발효과정 중 발생된 가스 및 외기 흡입 조절 댐퍼(540a)로 조절 유입되는 공기량만큼만 일정하게 배기 시킬 수 있는 것이다.

그리고 본 발명에서는 노동력 절감을 위하여 배지의 혼합 및 물 축이기 과정을 손쉽게 할 수 있는데 발효조 상부에 설치된 투입구(120)로 투입된 배지는 발효조 바닥에 설치된 2개의 순환 교반 스크류(300a 300b)의 회전에 의하여 혼합되게 되는데 혼합시 발효조 상부의 급수노즐(550)을 통하여 물을 공급하면서 교반시킨다. 이때 순환 교반 스크류(300a 300b)는 제어장치에 의하여 회전 방향을 선택적으로 제어하며 (300a 300b)가 서로 반대 방향으로 회전하면 배지는 순환되면서 섞이게 되고 동일 방향으로 회전하면 한쪽으로 배지를 밀면서 혼합시키게 된다. 이때 도 8에서 보는 바와 같이 스크류의 양 끝단 일정부분은 패달 형태의 바(310)로 구성되는데 이는 한쪽 방향으로 배지를 밀면서 교반시킬 경우 측벽에 스크류에 의한 부하를 받게 되므로 이를 분산시키기 위하여 고안된 것이다.

따라서 배지의 혼합은 순환교반 모터(320a 320b)의 회전을 선택적으로 제어하면서 교반시키게 되므로 적은 동력으로 균일하게 혼합할 수 있다.

본 발명에서 일정기간(약5~6일)후 발효가 완료되면 배출과 동시에 바로 종균접종을 할 수 있도록 배지를 하온시킬 수 있는 냉각콘덴서(510)가 고압터보블로워(500)의 토출공기관(500b)에 설치되는데 냉각콘덴서(510)내부에는 도4에서 보는 바와 같이 다수의 공기유입관(510a)이 설치되고 그 외부는 물 포켓(510b)공간을 확보하며 외부로부터 냉각수 유입구(510c)를 통하여 냉각수 또는 지하수 등을 유입시켜 유출구(510d)로 유출 순환시켜 발효조로 유입되는 공기를 냉각시키게 된다.

이때 외기 흡입 조절 댐퍼(540a)는 완전히 개방하여 다량의 외기를 냉각 공급시켜 신속히 배지를 하온 시킬 수 있다.

이때 발효과정 중에는 냉각수를 유입시키지 않으며 하온 과정에서만 냉각수를 유입시키는 것이다.

발효가 완료되고 하온 된 배지는 상부로 약간 경사지게 설치된 수평배출 스크류(400)를 운전시켜 외부로 배출하게 되는데 이때 넓은 면적의 발효조 내부의 배지를 신속하게 바닥까지 배출하기 위해서는 순환 교반 스크류(300a 300b)를 서로 반대방향으로 회전시켜서 배지를 순환시킴으로 한쪽 방향에서 바닥까지 쉽게 배출 시킬 수 있게 된다.

수평배출 스크류(400)는 상부로 약간경사지게 설치되었기 때문에 받아내는 작업이 용이하므로 배출과 동시에 종균 접종을 행할 수 있는 것이다.

상기 내용과 같이 본 발명을 무교반으로 완전한 호기성 발효를 행할 수 있는 장치로 배지의 혼합 및 물 적심 배출 등을 일괄적으로 하나의 기계로 생력화 시켜 노동력을 절감하고 완전한 호기성 발효를 실현시켜 무살균 배지 제조를 가능케 함으로 에너지 비용의 절감으로 생산원가를 낮추고 양질의 버섯을 손쉽게 생산 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 사시도

도 2는 본 발명의 배기관 B-B 선 단면도

도 3은 본 발명의 외기흡입관 단면도

도 4는 본 발명의 냉각콘덴서 C-C 선 단면도

도 5는 본 발명의 A-A 선 단면도

도 6은 본 발명의 일부 절개한 층상 발효조판 사시도

도 7은 본 발명의 층상 발효조판 상세도

도 8은 본 발명의 순환교반 스크류 사시도

도 9는 본 발명의 제어시스템 블록도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 발효조 200 : 공기포켓

110 : 층상발효조판 300a,300b : 순환교반 스크류

130 : 발효 온도 센서 400 : 배출 스크류

400a: 물질 배출구 540 : 외기흡입관

500 : 고압터보 블로워 540a : 외기흡입 조절 댐퍼

500a: 순환흡입 공기관 550 : 급수노즐

510 : 냉각 콘덴서 560 : 급기 블로워

530 : 배기관 560C: 급기온도 센서

Claims (13)

1. 원료배지를 투입하여 버섯종균접종에 필요한 배양배지를 발효시키기 위한 발효기에서 발효조(100)하부에 반원형의 공기포켓(200)이 설치되고 그 측면에 공기 유입구(520a),(520b)가 연결된 것을 특징으로 하며 그 위에 층상의 발효조판(110)이 경사지게 서로 기와 형태로 덮어 씌워진 구조로 된 것을 특징으로 하는 버섯배지 혼합발효기 및 장치.
2. 제 1항에서 층상의 발효조판(110)은 절곡되어진 양끝에 V홈 (110a 110b)형태로 절개된 다수의 공기 유입구를 갖는 버섯배지 혼합발효기 및 장치.
3. 제 1항에서 공기포켓(200) 하부양측에 청소 및 점검을 위한 점검구(210a 및 210b)가 설치되고 포켓에 고인 물을 배수하기 위한 드레인(220)이 설치된 것을 특징으로 하는 버섯배지 혼합발효기 및 장치.
4. 발효과정 중 수분 증발을 방지하기 위하여 발효조(100)상부 중앙에 순환 흡입 수증기증기관(500a)과 고압터보블로워(500)가 설치되고 측면에 배기관(530)이 설치되고 반대측면에 외기흡입관(540) 및 외기 흡입 조절 댐퍼(540a)가 설치되어 고압터보 블로워 (500)에 의해 발효조 내부의 수증기를 하부의 공기포켓(200)으로순환 공급함과 동시에 외기흡입량을 조절하고 발효가 완료된 배지의 하온을 위하여 고압터보 블로워(500)의 토출 공기관(500b)일측에 냉각콘덴서(510)가 설치된 것을 특징으로 하는 버섯배지 혼합발효기 및 장치.
5. 제 4항에서 냉각콘덴서(510)는 원형의 다수의 공기 유입관(510a)과 물 포켓

   (510b)공간을 확보하고 냉각수 유입구(510c)와 유출구(510d)를 갖는 원형형태의 구조.
6. 제 4항에서 배기관(530)은 일측이 경사지게 구성되고 그 상부에 힌지(530a)가 설치되며 힌지에 연결된 뚜껑(530b)이 있는 구조로 외기가 배기관을 통하여 유입되는 것을 방지할 수 있는 판체크 형태의 배기관.
7. 제 4항에서 외기흡입관(540)은 흡입공기량을 조절할 수 있는 외기흡입 조절댐퍼(540a)를 구비하고 발효조 내부의 공기가 배출되는 것을 방지하는 판체크 형태의 흡입관
8. 외기 온도가 10℃이하의 경우(예 겨울철)에 발효시키기 위한 소형 급기 블로워(560)가 별도로 설치되고 토출관에 가열히터(560a) 급기온도센서(560C) 및 전동 볼밸브 (560b)가 설치된 것을 특징으로 하는 버섯배지 혼합 발효기 및 장치.
9. 제 8항에서 발효물질 온도 센서(130)에 의하여 발효 물질의 온도(약 30℃)를 감지하여 소형급기 블로워(560) 및 가열히터(560a) 및 전동 볼밸브(560b)를 off시키고 고압터보 블로워(540)를 ON시키면서 자동 운전되는 제어장치를 갖는 버섯배지 혼합발효기 및 장치.
10. 발효조(100)바닥에 각각의 순환교반모터(320a 320b)를 갖는 순환 교반 스크류(300a 300b)가 서로 인접하게 수평으로 설치되고 발효조 상부에 다수의 급수노즐(550)이 설치되어 초기 배지 투입 후 혼합 교반시 물 적심 작업을 동시에 행할 수 있는 버섯배지 혼합발효기 및 장치.
11. 제 10항에서 순환교반 스크류(300a 300b)는 교반 효율을 높이기 위하여 선택적으로 정. 역 회전 또는 동시 정회전, 역회전 등을 할 수 있는 제어장치를 갖는 버섯배지 혼합발효기 및 장치.
12. 제 10항에서 순환교반 스크류(300a 300b)는 스크류 양 끝단이 다수의 패달 형태의 바(310)가 설치되어 한쪽방향으로 회전 교반 시킬 경우 측벽 부하를 분산시킬 수 있는 구조로 된 버섯배지 혼합발효기 및 장치.
13. 배출 스크류(400)는 서로 인접하게 수평으로 설치된 순환교반 스크류(300a 300b)중앙 일측에 상부로 약간 경사지게 수평설치 되어 발효 물질 배출시 상부로 이송배출 될 수 있는 구조의 버섯배지 혼합발효기 및 장치