PL215433B1 - Sposób przygotowania podłoża pod uprawę pieczarek - Google Patents

Abstract

Sposób przygotowania podłoża pod uprawę pieczarek polegający na tym, że rozdrabnia się słomę i zrasza dokładnie wodnym roztworem nawozu, dodatków azotowo-białkowych z gipsem i poddaje hydratacji i homogenizacji z mieszaniem, a następnie inokuluje się mikroorganizmami termofilnymi, polega na tym, że wprowadza się do bioreaktorów za pomocą suwnicowego systemu przenośników taśmowych rozdrobnione i rozpulchnione w kanpiasie bele słomy, którą zrasza się dokładnie wodnym roztworem nawozu, dodatków azotowo-białkowych z gipsem i/lub wprowadza się do bioreaktorów cyklicznie słomę z filtra słomowego, którą przed załadowaniem do filtra za pomocą suwnicowego systemu przenośników taśmowych zwilża się wodą w kanpiasie, przy czym nagrzane powietrze z bioreaktorów przepuszcza się przez wymiennik ciepła i schłodzone podaje się na płuczkę amoniakalną, gdzie odzyskuje się amoniak, po czym łączy się je ze świeżym i ogrzanym powietrzem z wymiennika i ogrzewa się nimi wsad filtra, oczyszczając ostatecznie, natomiast część uzyskanej z płuczki wody amoniakalnej kieruje się do kanpiasa i/lub do zbiorników magazynujących ciecz procesową, podnosząc jej stopień skondensowania, po czym wprowadza się ją do kanpiasa, a pozostałą część wprowadza się do filtra słomowego i nawilża się nią wsad - słomę, następnie hydratyzowaną słomę inokuluje się mikroorganizmami termofilnymi.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przygotowania selektywnego podłoża ze słomy lub podobnych organicznych surowców, przeznaczonych pod uprawę grzybów jadalnych.

Produkcja pieczarek w Polsce jest ważnym i dynamicznie rozwijającym się sektorem gospodarki kraju. Produkt finalny trafia na rynek krajowy i na eksport oraz jest wykorzystywany dla przetwórstwa. Podstawowym surowcem decydującym o plonowaniu i jakości zbieranych pieczarek jest selektywne podłoże, którego produkcja oparta jest na zagospodarowaniu surowców w postaci słomy zbóż, nawozu kurzego oraz gipsu. Jakość wyprodukowanego podłoża, jako surowca strategicznego decyduje o konkurencyjności sektora pieczarek w danym kraju i na rynkach światowych. Rozwój produkcji pieczarek jest skorelowany z rozwojem nowych metod wytwarzania podłoża w celu sprostania wzrastającym oczekiwaniom klientów oraz bycia konkurencyjnym na rynku. Proces technologiczny produkcji podłoża przechodził na przestrzeni lat istotne zmiany. Polska w roku 2007, z produkcją rzędu 255 000 ton wysunęła się na pierwsze miejsce w Europie i trzecie w świecie. Od kilku lat krajowi producenci pieczarek są także liderami w eksporcie pieczarki świeżej, średnio 140000 ton. Powyższe powoduje gwałtowny wzrost zapotrzebowania na wysoko produktywne podłoże do produkcji pieczarki uprawnej.

W tradycyjnych metodach produkcji podłoża odżywczego dla uprawy pieczarek surowce pochodzenia roślinnego i zwierzęcego poddawane są procesowi termogenezy oraz procesom humifikacji i karmelizacji. Celem tych procesów jest uzyskanie podłoża selektywnego, tzn. takiego, które może być wykorzystane tylko przez grzyby z klasy Basidmiomycetes, w szczególności pieczarki dwuzarodnikowej - Agaricus bisporus (Lange Sing), zwanej popularnie pieczarką uprawną. Sposób polega na tym, że wymieszane mechanicznie surowce i nawilżone są przewożone do betonowych zasieków. Przewożenie surowców i załadowywanie zasieków odbywa się przy pomocy ładowarek czołowych. Ten sposób homogenizacji surowców powoduje wydłużenie procesu fermentacji. Koszty przeładowywania podłoża w trakcie procesu produkcji przy użyciu ładowarek są bardzo wysokie i nieracjonalne. Przeładunek podłoża przy użyciu ładowarek powoduje, że podłoże nie jest jednorodne i zachodzące w trakcie produkcji procesy biologiczne odbiegają od optymalnych. Otwarte zasieki powodują, że nie jest możliwa kontrola procesów przebiegających w fermentujących złożach, co utrudnia uzyskanie powtarzalnych, jednorodnych partii podłoża. W technologii konwencjonalnej proces produkcji jest w znacznym stopniu uzależniony od warunków atmosferycznych - temperatura, opady deszczu, śniegu. Kosztochłonność i uciążliwość procesu produkcji podłoża, jak i uzależnienie od zewnętrznych warunków atmosferycznych skłoniły do poszukiwania innowacyjnych rozwiązań produkcji podłoża do uprawy pieczarek. Konieczność zredukowania zanieczyszczeń produkcyjnych i zwiększenie efektywności doprowadziło do powstania szeregu wielkich przedsiębiorstw produkujących kompost, który jest wytwarzany ogólnie mówiąc w trzech tradycyjnych fazach. Te fazy mogą mieć miejsce w tak zwanych tunelach. Pierwszy krok polega na zmieszaniu różnego rodzaju odchodów zwierzęcych, kurzych i końskich z gipsem i słomą. Przez dodanie powietrza do mieszaniny i podwyższeniu temperatury do 80°C rozpoczyna się proces fermentacji. Po około 1-2 tygodniach uzyskuje się świeży kompost.

Z opisu patentowego PL196568 znany jest nieciągły albo okresowy sposób i urządzenie do co najmniej częściowej sterylizacji albo jednorodnej i pełnej pasteryzacji podłoża organicznego, takiego jak media hodowlane dla roślin i grzybów. W pierwszym etapie sposobu wymienione podłoże ładuje się poprzez obszar ładowania uszczelnionego, pustego wewnątrz zbiornika na pierwszym końcu zbiornika. Do zbiornika można wprowadzać płyn do nawilżania wymienionego podłoża, przy czym zbiornik jest wyposażony ponadto w środki do przynajmniej częściowej sterylizacji albo pasteryzacji nawilżonego podłoża. W drugim etapie podłoże przechodzi przez ograniczoną strefę transportu do przodu maszyny aż do osiągnięcia jej drugiego końca. W trzecim etapie podłoże przechodzi przez strefę transportu do tyłu zbiornika i zawraca do pierwszego końca, przy czym strefy transportu do przodu i do tyłu są oddzielone od siebie rurową przegrodą. W czasie transportu powrotnego podłoże można poddawać bębnowaniu. Drugi i trzeci etap powtarza się tyle razy, ile razy jest to konieczne dla uzyskania jednorodnej i przynajmniej częściowej sterylizacji albo jednorodnej i pełnej pasteryzacji wymienionego podłoża.

Z europejskiego opisu wynalazku EP1130007 znany jest sposób produkcji podłoża pod uprawę grzybów, który polega na zmieszaniu nawozu kurzego i końskiego lub słomy, gipsu i wody. Ta kompozycja komponentów jest przetwarzana na kompost i szczepiona grzybnią. Grzybnia

PL 215 433 B1 jest wcześniej hodowana i dodawana do kompostu w ilości co najmniej 1% wagowych. Mieszanina kompostu opiera się na suchej masie w ilości od 75 do 85% wagowych nawozu końskiego, 10-15% wagowych nawozu kurzego albo 60-65% wagowych słomy, 30-35% wagowych nawozu kurzego i 3-8% wagowych gipsu. Proces fermentacji jest prowadzony w temperaturze 60-100°C. Następnie produkt jest schładzany do temperatury otoczenia, po czym następuje proces pasteryzacji w temperaturze 50-60°C. Spasteryzowany produkt jest schładzany na 4-6 dni do temperatury 20-30°C, korzystnie 25-28°C. Ostatecznie produkt jest szczepiony grzybnią W ilości 1-25% masy objętościowej, korzystnie 6-15% i przechowywany przez następne 3 do 10 dni do uzyskania podłoża.

Celem wynalazku jest opracowanie technologii, która pozwoliłaby na pracę wytwórni w cyklach zamkniętych z wykorzystaniem emitowanych dotychczas do atmosfery substancji do wstępnego przygotowania stosowanych w produkcji surowców - hydratacji słomy, uniezależnienia się od warunków atmosferycznych, skrócenie procesu produkcji oraz podniesienia produktywności podłoża wyrażonej ilością wysokiej jakości pieczarek z tony podłoża.

Sposób przygotowania podłoża pod uprawę pieczarek polega na tym, że rozdrabnia i rozpulchnia się bele słomy i słomę zrasza się dokładnie wodnym roztworem nawozu, dodatków azotowo-białkowych z gipsem w kanpiasie, a następnie wprowadza się do bioreaktorów za pomocą suwnicowego systemu przenośników taśmowych. Natomiast wsad filtra słomowego, słomę zwilża się wodą w kanpiasie i wprowadza do filtra za pomocą suwnicowego systemu przenośników taśmowych oraz cyklicznie wyprowadza po zużyciu z filtra do bioreaktorów za pomocą suwnicowego systemu przenośników taśmowych, uprzednio mieszając w kanpiasie ewentualnie z dodatkiem słomy ze składu. Nagrzane powietrze z bioreaktorów przepuszcza się przez wymiennik ciepła i schłodzone podaje się na płuczkę amoniakalną gdzie odzyskuje się amoniak, po czym łączy się je ze świeżym i ogrzanym powietrzem z wymiennika i ogrzewa się nimi wsad filtra słomowego. Część uzyskanej z płuczki wody amoniakalnej kieruje się do kanpiasa i/lub do zbiorników magazynujących ciecz procesową, podnosząc jej stopień skondensowania, po czym wprowadza się ją do kanpiasa, a pozostałą część wprowadza się do filtra słomowego i nawilża się nią wsad - słomę. Woda amoniakalna powoduje przyspieszenie zachodzących w filtrze procesów biologicznych, powodując, że skutynizowana otoczka słomy ulega rozkładowi i czyni słomę z materiału silnie hydrofobowego strukturę łatwo integrującą wodę między wiązkami celulozowymi. Pozwala to na przyspieszenie procesu termogenezy i zwiększa wydajność wytwórni podłoża w czasie. Podłoże homogenizuje się w bioreaktorze przez okres od 6 do 10 dni, utrzymując i kontrolując zadaną temperaturę i poziom tlenu. Następnie hydratyzowaną słomę inokuluje się mikroorganizmami termofilnymi.

Ponadto, dodatkowy nadmiar ciepła odbiera się za pomocą wymienników ciepła zainstalowanych w posadzkach bioreaktorów i kieruje do odbiorników niezwiązanych z procesem produkcji podłoża - do ogrzewania pomieszczeń i powierzchni użytkowych.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się znacznym skróceniem procesu produkcji podłoża średnio o połowę w stosunku do wcześniej znanych metod. Zastosowanie zamkniętych bioreaktorów, w których proces produkcji jest kontrolowany i sterowany, uniezależnia technologię od warunków atmosferycznych. Wsad słomowy po potraktowaniu uzdatnionym powietrzem procesowym przez okres około 48 godzin i działalnością mikroorganizmów termofilnych stanowi doskonały materiał do łączenia z dodatkami azotowo-białkowymi zgodnie z przyjętą technologią. Zkutinozowana otoczka charakterystyczna dla źdźbła zbóż ulega rozkładowi i czyni słomę z materiału silnie hydrofobowego strukturę łatwo integrującą wodę między wiązkami celulozowymi. Pozwala to na przyspieszenie procesu termogenezy i zwiększa wydajność wytwórni podłoża w czasie. Sposób podnosi także produktywność podłoża wyrażoną ilością wysokiej jakości pieczarek z tony podłoża. Wydajność ta wzrasta o około 10% w stosunku do wydajności z podłoża wyprodukowanego metodą tradycyjną. Ponadto, odzysk amoniaku w filtrze biologicznym i płuczce wody pozwala na zmniejszenie ilości surowców - dodatków białkowo-azotowych o około 10%. Z kolei skrócenie procesu produkcji powoduje zmniejszenie ubytku masy materii organicznej, co oznacza zmniejszenie ilości stosowanych surowców - słomy, dodatku białkowo-azotowego o około 10%. Dodatkowo zastosowanie suwnicowego systemu przenośników znacznie ogranicza stosowanie ładowarek czołowych lub ładowaczy chwytakowych, co wiąże się z poprawą warunków pracy, zmniejszeniem emisji spalin oraz znaczną redukcją kosztów.

PL 215 433 B1

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest bliżej w przykładzie wykonania. Na wstępie rozdrabnia i rozpulchnia się bele słomy i słomę zrasza się dokładnie wodnym roztworem nawozu, dodatków azotowo-białkowych z gipsem w kanpiasie. Kanpiasem jest część linii technologicznej do mieszania surowców, która powoduje lepsze wymieszanie surowców tj. słomy, dodatków azotowo-białkowych, gipsu, co przekłada się bezpośrednio na przyspieszenie procesu homogenizacji surowców w czasie krótszym o 20% od stosowanych metod. Tak więc, 600 t słomy przygotowywało się w 10 godzin, a dzięki wspomnianej maszynie czas ten wynosi 8 godzin i nawet mniej. Wypełnianie filtra biologicznego i wymiana wsadu są w pełni zmechanizowane i zintegrowane z technologią sporządzania podłoża. Zastosowany suwnicowy system przenośników taśmowych, sterowany komputerowo, zapewnia równomierne wypełnienie bioreaktora. System załadunku transporterami pozwala na uzyskanie optymalnej gęstości złoża, ułatwia penetrację powietrza i tym samym dotlenienie mieszaniny. To rozwiązanie z kolei eliminuje uciążliwą pracę pracowników wcześniej obsługujących maszyny załadowcze oraz ładowacze czołowe. Przede wszystkim, jednak istotnym elementem składu przygotowywanego podłoża jest wartościowy i dobrze przygotowany do dalszej obróbki wsad filtra słomowego, który podaje się do bioreaktora mieszając w kanpiasie ewentualnie z dodatkiem słomy ze składu. Nagrzanym do ponad 80°C powietrzem z bioreaktorów, uzyskanym w kolektorze ogrzewa się pośrednio wsad filtra słomowego. Ciepłe powietrze jest najpierw kierowane do wymiennika gdzie ogrzewa wprowadzane z zewnątrz powietrze świeże, a po oddaniu części ciepła, schłodzone procesowe powietrze kieruje się do płuczki wodnej, gdzie odzyskuje się amoniak. Dopiero po przejściu przez płuczkę powietrze łączy się z ciepłym powietrzem odzyskanym na wymienniku i wprowadza do filtra słomowego celem dalszego oczyszczenia. Część uzyskanej z płuczki wody amoniakalnej kieruje się do zbiorników magazynujących ciecz procesową podnosząc jej stopień skondensowania, a pozostałą część wprowadza się do filtra słomowego i nawilża się nią wsad - słomę albo do kanpiasa. Woda amoniakalna powoduje przyspieszenie zachodzących w filtrze procesów biolog icznych, powodując, że skutynizowana otoczka słomy ulega rozkładowi i czyni słomę z materiału silnie hydrofobowego strukturę łatwo integrującą wodę między wiązkami celulozowymi, gdyż dostarcza pożywki bakteriom zmniejszającym hydrofobowość słomy, co jest bardzo istotnym elementem w procesie produkcji podłoża do uprawy pieczarek. Oprócz wyżej wspomnianego, woda amoniakalna dostarczana do zbiorników magazynujących ciecz procesową, podnosi stopień skondensowania dodatków białko wo-azotowych, powodując bezpośrednio zmniejszenie ilości zużywanych surowców - dodatków białkowo azotowych. Pozwala to na przyspieszenie procesu termogenezy i zwiększa wydajność wytwórni podłoża w czasie. Podłoże homogenizuje się w bioreaktorze przez okres od 6 do 10 dni, utrzymując i kontrolując zadaną temperaturę i poziom tlenu. Następnie hydratyzowaną słomę inokuluje się mikroorganizmami termofilnymi wyprodukowanymi w laboratorium. Dodatkowy nadmiar ciepła odbiera się za pomocą wymienników ciepła zainstalowanych w posadzkach bioreaktorów i kieruje na przykład do ogrzewania pomieszczeń. Temperatura w złożach bioreaktorów wynosi przeszło 80°C. W celu odzyskania ciepła z procesu produkcyjnego w posadzkach bioreaktorów zamontowany jest system orurowania z obiegiem wody, umożliwiający odzysk ciepła i wykorzystanie go do ogrzewania pomieszczeń i powierzchni użytkowych.

Claims (4)

1. Sposób przygotowania podłoża pod uprawę pieczarek polegający na tym, że rozdrabnia się słomę i zrasza dokładnie wodnym roztworem nawozu, dodatków azotowo-białkowych z gipsem i poddaje hydratacji i homogenizacji z mieszaniem, a następnie inokuluje się mikroorganizmami termofilnymi, znamienny tym, że wprowadza się do bioreaktorów za pomocą suwnicowego systemu przenośników taśmowych rozdrobnione i rozpulchnione w kanpiasie bele słomy, którą zrasza się dokładnie wodnym roztworem nawozu, dodatków azotowo-białkowych z gipsem i/lub wprowadza się do bioreaktorów cyklicznie słomę z filtra słomowego, którą przed załadowaniem do filtra za pomocą suwnicowego systemu przenośników taśmowych zwilża się wodą w kanpiasie, przy czym nagrzane powietrze z bioreaktorów przepuszcza się przez wymiennik ciepła i schłodzone podaje się na płuczkę amoniakalną gdzie odzyskuje się amoniak, po czym łączy się je ze świeżym i ogrzanym powietrzem z wymiennika i ogrzewa się nimi wsad filtra oczyszczając ostatecznie, natomiast część uzyskanej z płuczki wody amoniakalnej kieruje się do kanpiasa i/lub do

PL 215 433 B1 zbiorników magazynujących ciecz procesową, podnosząc jej stopień skondensowania, po czym wprowadza się ją do kanpiasa, a pozostałą część wprowadza się do filtra słomowego i nawilża się nią wsad - słomę, następnie hydratyzowaną słomę inokuluje się mikroorganizmami termofilnymi.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nagrzane powietrze z bioreaktora pobiera się z wymiennika ciepła, który znajduje się przed płuczką amoniakalną.

3. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że podłoże homogenizuje się w bioreaktorze przez okres od 6 do 10 dni, utrzymując i kontrolując zadaną temperaturę i poziom tlenu.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nadmiar ciepła odbiera się za pomocą wymienników ciepła zainstalowanych w posadzkach bioreaktorów i kieruje do odbiorników nie związanych z procesem produkcji podłoża.