Способ получения субстрата для выращивания грибов рода РLеURотUS и установка для его приготовления Советский патент 1992 года по МПК A01G1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для выращивания съедобных грибов.

Известен способ получения субстрата для выращивания вешенки, включающий измельчение исходного растительного материала, обработку его смесью суспензий защитных микроорганизмов, замачивание до полного насыщения клеток, перемешивание и автоклавирование (1) Однако процесс термической обработки субстрата путем ав- токлавирования очень трудоемкий и малопроизводительный, что делает его экономически нерентабельным для промышленного культивирования вешенки.

Известен также способ получения субстрата, при котором растительный материал измельчают, увлажняют и подвергают термообработке насыщенным паром при температуре 65-70°С в течение 12 часов с последующим охлаждением (1), При этом способе в результате термообработке погибают практически все микроорганизмы.

Недостатком данного способа является необходимость наработки и внесения суспензии защитных микроорганизмов, а также низкая гигиеническая надежность процесса и высокий процент ручного труда.

Известна установка для промышленного приготовления субстрата, включающая смесительную емкость, подающий транс Ч л

Јь О

о

со

портер, системы снабжения воздухом, паром, водой, а также привод (2).

Целью изобретения является увеличение продуктивности субстрата и повышение его качества.

Поставленная цель достигается тем, что измельченные древесные обрезки увлажняют, после чего термообрабатывают путем нагрева насыщенным паром до 65-70°С, выдерживают при этой температуре 3,5-4,5 ч, затем подают очищенный воздух, снижая температуру субстрата до 55-60°С, дополнительно выдерживают при этой температуре в течение 23-25 ч,после чего охлаждают массу до комнатной температуры.

Способ приготовления субстрата осуществляется с помощью установки, включающей смесительную емкость, подающий транспортер, системы снабжения воздухом, паром, водой и измельчитель, выход которого соединен со входом смесительной емкости, а система снабжения воздухом выполнена в виде вентилятора с биофильтром, соединенным с перфорированными трубопроводами, размещенными по периметру смесительной емкости, причем на ее выходе установлен отводящий транспортер, в верхней части которого установлен объемный дозатор мицелия с ворошилкой, выгрузной патрубок которого образует с частью кожуха транспортера инокуляционную камеру.

Объемный дозатор выполнен в виде двух установленных с зазором относительно друг друга обрезиненных вальцев, на поверхности которых установлены в шахматном порядке пальцы. Дозатор, транспортер и ворошилка имеют общий привод.

Для получения субстрата обрезки яблонь, измельченные до величины 1 см в измельчителе, по транспортеру загружают в смесительную емкость. Здесь обрезки подвергают воздействию насыщенного пара, который подается от парообразователя через систему пароснабжения, при этом масса постоянно перемешивается ворошильной установкой для обеспечения равномерности обработки. Температуру массы в смесительной емкости поднимают до 70°С и поддерживают на этом уровне в течение трех часов, после чего ее снижают до 60°С и при этой температуре выдерживают массу еще 24 ч. При помощи вентилятора с биофильтром в смесительную емкость подается отфильтрованный воздух, необходимый для кондиционирования субстрата. Затем подачу пара прекращают, и при помощи отфильтрованного свежего воздуха снижают температуру массы до 22°С. Готовый охлажденный субстрат по отводящему транспортеру загружают в инокуляционную камеру, где при помощи объемного дозатора мицелия осуществляют инокуляцию субстрата, после чего его загружают в перфорированные пластмассовые ящики.

Принятые параметры получения питательного субстрата приведены в нижеследующем экспериментальном обосновании.

0 При проведении серии экспериментов приняты следующие обозначения:

ti - температура первого этапа термообработки,

ti 65-70°С:

5 Ti - время первого этапа термообработки,

Ti 3,5-4,5 ч;

t2 - температура второго этапа термообработки,

0 tz 55-60°C,Та - время второго этапа термообработки,

Та - 23-25 ч;

1з температура субстрата после охлаж5 дения,

t3 20-22°С.

При изменении температуры ti первого этапа термообработки субстрата (ti 50, 55, 60,65,70, 75, 80°С) и постоянных значениях

0 остальных параметров (, 13 21°С, TI 4 ч, Та 24 ч), установлено, что оптимальная температура ti первого этапа термообработки находится в пределах 65-70°С. При такой температуре погибает

5 основная масса вегетативных форм патогенных микроорганизмов с одной стороны, и активизируется жизнедеятельность термофильных полезных микроорганизмов с другой стороны. Высокая температура и оп0 тимальная влажность в этом периоде способствуют также размягчению и частичному разрушению оболочек растительных клеток и переводу лигнина в более доступную для мицелия форму. При более низкой темпера5 туре не погибают многие формы патогенных микроорганизмов, создающие конкуренцию мицелию вешенки при освоении субстрата, а также замедляется процесс разложения лигноцеллюлозного комплекса.

0 Более высокая температура (выше 70°С) создает эффект, близкий к стерилизации, являющийся губительным не только для патогенных, но и для полезных термофильных микроорганизмов (см.табл.1).

5 При постоянных величинах ti 67°C, t2- 57°С, 1з 21°С, Tz 24 ч, изменяют TI - время первого этапа термообработки субстрата (Ti 3: 3,5; 4; 4,5; 5 ч). Опыты показали, что оптимальный период времени термообработки лежит в интервале Ti 3,54,5 ч, За более короткий период не получается эффекта термодезинфекции растительной массы и ее оптимального увлажнения. При продолжительности периода более 4,5 ч возникает опасность гибели термофильных микроорганизмов и переувлажнения субстрата (см.табл.2).

Оставляя без изменения , , ч, Та 24 ч, изменяют температуру термообработки на втором этапе: t2- 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70°С Установлено, что оптимальной на этом этапе является температура в пределах t2 55-60°C.

Этот интервал температуры является наиболее благоприятным для интенсивного размножения, роста и развития полезных микроорганизмов. Они обеспечивают на данном этапе разложение целлюлозной основы субстрата, выделяя в среду легкоусвояемые формы питательных веществ. Температура 60°С приводит к переферментации субстрата и угнетающе действует на жизнедеятельность термофильных микроорганизмов.При более низкой температуре активность полезных микроорганизмов замедляется, сокращается и процесс разложения целлюлозной основы субстрата (см.табл.З).

При постоянных величинах , , , Ti 4 ч, изменяют время второго этапа термообработки субстрата (Т2 22, 23, 24, 25, 26 ч).

Опыты показали, что оптимальным для второго этапа термообработки является время Т2 23-25 ч, на этом этапе происходит кондиционирование субстрата, создаются селективные условия для оптимальной жизнедеятельности мицелия вешенки. Меньший период второго этапа термообработки ослабляет интенсивность размножения, роста и развития термофильных микроорганизмов, тормозит процесс разложения целлюлозы. Более продолжительный период создает условия, благоприятные для развития генеративных форм патогенных микроорганизмов, являющихся конкурентами для мицелия вешенки (см.табл.4).

Не изменяя ti 67°С, t2 57°С, Л 4 ч, Т2 24 ч, изменяют температуру готового субстрата после охлаждения: тз 18,19,20, 21, 22, 23, 24°С. Экспериментально установили, что оптимальной температурой субстрата для инокуляции мицелием вешенки является t3 20-22°С. При этой температуре обеспечивается начало равномерной жизнедеятельности мицелия в субстрате, более высокая температура приводит к усиленной жизнедеятельности-микроорганизмов и мицелия в первые дни после инокуляции, что способствует резкому увеличению общей

температуры субстрата Это может npv се сти к превышению максимально допустимой температуры субстрата и гибели мицелия Температура ниже 20°С затормаживает рост и развитие мицелия, снижает его активность. При этом возникает опасность вторичной инфекции субстрата патогенными микроорганизмами.

Как показали эксперименты, при крат0 ковременном подъеме Температуры до 65- 70°С происходит только частичная стерилизация субстрата, что способствует уничтожению нематоД и вегетативных форм патогенных микроорганизмов, главным об5 разом грибов рода Trlchoderma, Mucor Penlcillium. Способ обеспечивает активиза цию жизнедеятельности актйномицётатов и способствует также размягчению и частим ному разрушению оболочек растительных

0 клеток, переводу лигнина в более доступно для мицелия вешенки форму. Последующее понижение температуры до 55-60°С и подача чистого воздуха в субстрат создают бла- гоприятные условия для развития

5 термофильных микроорганизмов защитного действия из числа спорообразующих бак- терий рода Bacillus, Urobacillus, Cellulomonas и др., которые обильно имеются в природе на любых растительных остат0 ках. Их действие совместно с актиномицетами, в этот период термообработки обеспечивает разложение лигнинной основы субстрата и выделение легкоусвояемых форм питательных веществ, что обус5 лавливает селективность среды для роста и развития мицелия вешенки. В результате увеличивается продуктивность субстрата, обеспечивающая получение более высоких, стабильных и качественных урожаев плодо0 вых тел (см.табл.5-7).

Появление белого налета на субстрате было отмечено через два дня, еще через два дня началось массовое разрастание воздушного мицелия, полное зарастание суб5 страта произошло на 12-й день после инокуляции. Формирование плодовых тел началось на 21-ый день, первые грибы вешенки обыкновенной (PJ.ostreatus) появились на 23-й день. Плодоношение

0 осуществлялось тремя волнами, общая урожайность составила 51,3 кг/м. Биохимический анализ собранных грибов показал Следующие результаты: белок 4,1 %; углеводы 5,9%; минеральные вещества 3,9%; жир

5 3,25%; зола 7,3%. Описанный способ реализуется при помощи установки для приготовления Субстрата. Устройство установки поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид установки; на фиг. 2 - смесительная

емкость в изометрии; на фиг. 3 - объемный дозатор; на фиг.4 - общий привод объемного дозатора, транспортера и ворошилки.

Установка для получения субстрата состоит из измельчителя 1, смесительной емкости 2, подающего транспортера 3 и отводящего 4 транспортеров. Смесительная емкость 2 снабжена системой пароснабже- ния 5, вентилятором 6 с биофильтром 7. Вентилятор 6 связан с перфорированными трубопроводами 8, расположенным по периметру смесительной емкости 2. На отводящем транспортере, 4 в верхней его части, установлен объемный дозатор мицелия 9, снабженный ворошилкой 10. Выгрузной патрубок объемного дозатора образует с частью кожуха транспортера 4 инокуляцион- ную камеру 11. Смесительная емкость 2 снабжена также ворошильной установкой 12, термодатчиком 13, терморегулятором 14 и шнеком 15 для подачи субстрата на отводящий транспортер 4. Объемный дозатор 9, отводящий транспортер 4 и ворошилка 10 снабжены общим приводом. Проинокулиро- ванный мицелием субстрат подается в пластмассовые ящики 16, ,

Объемный дозатор 9 (см.фиг.З) выполнен в виде двух установленных с зазором относительно друг друга обрезиненных вальцев 17 и 18, снабженных эластичными, например резиновыми, пальцами 19, размещенными в шахматном порядке на наружной поверхности каждого вальца.

Общий привод (см.фиг.4) объемного дозатора 9, отводящего транспортера 4 и во- рошилки 10 выполнен в виде электродвигателя 20, редуктора 21, открытого зубчатого зацепления шестерен 22 и 23 и цепной передачи 24, связывающей ведущий вал 25 объемного дозаторе 10 с ведущим валом 26 транспортера 4 и осью 27 ворошилки 10, через сменные звездочки 28,29,30. Скорость перемещения выгрузного транспортера 4 и вращения ворошилки 10 регулируется при помощи сменных звездочек 28,29,30.

Установка работает следующим образом. Древесные обрезки подаются в измельчитель 1, где они дробятся до фракции 0,5-1,5 см, и по подающему транспортеру 3 направляются в смесительную емкость 2, после чего через систему пароснабжения 5 в емкость подается насыщенный пар от па- рообраз8вателя (условно не показан). Одно- временно включается ворошильная установка 12, которая обеспечивает равномерное перемешивание и обработку древесных обрезков паром. При этом, за счет разности температур, часть подаваемого насыщенного пара конденсируется и увлажняет обрезки до оптимальных параметров (70-75%) что регулируется количеством и насыщенностью подаваемого пара с помощью терморегулятора 14 Послетермодезинфекции и увлажнения обрезков в смесительную емкость 2 через перфорированный трубопровод 8 посредством вентилятора б с биофильтром 7 подается свежий воздух, который обеспечивает оптимальное

0 кондиционирование субстрата с последующим его охлаждением до 20-22°С Готовый субстрат при помощи шнека 15 подается на отводящий транспортер 4, по которому он поступает в инокуляционную камеру 11, где

5 осуществляется инокуляция субстрата мицелием, поступающим из объемного дозатора 9. Равномерное поступление мицелия обеспечивается совместной работой ворошилки 10 и обрезиненных пальцевых валь0 цев 17 и 18. Проинокулированный мицелием субстрат поступает в выгрузной патрубок отводящего транспортера 4, а из него в перфорированные пластмассовые ящики 16. Предлагаемой способ получения суб5 страта и устройство для его приготовления, в силу особенности процесса термической обработки и кондиционирования с подачей чистого воздуха, обеспечивает не физический, а микробиологический процесс, созда0 ющий условия для развития аэробных, полезных микроорганизмов, обуславливающих селективность среды для роста мицелия вешенки, Обильное развитие этих микроорганизмов в субстрате способствует

5 угнетению роста микроскопических грибов- конкурентов вешенки. Кроме того, продуктами жизнедеятельности бактерий рода Bacillus являются растворимые полисахариды, которые представляют собой хороший

0 источник углерода для роста мицелия вешенки. В фильтрах термофильных микроорганизмов обнаружены целый ряд витаминов и гетероауксинов, которые также используются мицелием. Широкий спектр протеаз5 ной активности в кислотной, нейтральной и щелочной области рН позволяет мицелию вешенки использовать и мертвые клетки термофильных бактерий в качестве источника азота, углерода и фосфора. Таким обрз0 зом, предлагаемый способ обеспечивает создание селективности субстрата за счет снижения конкурентоспособности патогенных микроорганизмов, а также улучшение азотного и углеродного питания мицелия ве5 шенки благодаря выделению полезными микроорганизмами витаминов и гетероауксинов.

Предлагаемое устройство позволяет увеличить число оборотов возделывания вешенки в культивационном помещении за

счет сокращения периода подготовки субстрата и вегетационного периода в целом. Формула изобретения

1.Способ получения субстрата для выращивания грибов рода Pleurotus, включающий измельчение древесных обрезков, увлажнение, термообработку путем нагрева насыщенным паром до 65-70°С и выдерживания, последующее охлаждение, отличающийся тем, что, с целью увеличения продуктивности субстрата, выдерживание субстрата осуществляют в течение 3,5-4,5 ч, после чего подают очищенный воздух, снижая температуру субстрата до 55-60°С, и дополнительно выдерживают в течение 23- 25ч.

2.Установка для получения субстрата для выращивания грибов рода Pleurotus, включающая смесительную емкость, подающий транспортер, системы снабжения воздухом, паром, водой, привод, отличающаяся тем, что, с целью повышения

качества приготовляемого субстрата, она снабжена измельчителем, выход которого соединен со входом смесительной емкости, а система снабжения воздухом выполнена в

виде вентилятора с биофильтром, соединенным с перфорированными трубопроводами, размещенными по периметру смесительной емкости, причем на ее выходе установлен отводящий транспортер, в верхней части которого установлен объемный дозатор мицелия с ворошилкой, выгрузной патрубок которого образует с частью кожуха транспортера инокуляцйонную камеру.

З. Установка по п.1, отличающаяся

тем, что объемный дозатор выполнен в виде двух установленных с зазором относительно друг друга обрезиненных вальцов, на поверхности которых установлены пальцы размещенные в шахматном порядке.

4. Установка по п,1,отличающаяся тем, что дозатор, транспортер и ворошилка имеют общий привод.

Таблица 1

Использование: сельское хозяйство, для выращивания съедобных грибов. Сущность изобретения: получение субстрата осуществляют путем измельчения древесных обрезков, увлажнения их и термообработки. При этом субстрат нагревают насыщенным паром до 65-70°С и выдерживают в течение 3,5-4,5 ч После этого температуру Субстрата снижают подачей очищенного воздуха до 55-60°С и дополнительно выдерживают 23- 25 ч. Данный способ реализуется при помощи установки для приготовления субстрата, включающей смесительную емкость, подающий транспортер, системы снабжения паром, водой, воздухом. выг1олненной в виде вентилятора с биофильтром, соединенным с перфорированными трубопроводами, размещенными по периметру смесительной емкости, которая на выходе имеет отводящий транспортер, в верхней части которого установлен объемный дозатор мицелия, снабженный ворошилкой . Выгрузной патрубок дозатора образует с частью кожуха отводящего транспортера инокуляционхую камеру. Данная установка позволяет улучшить качество приготовляемого субстрата 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 7 табл., 4 ил. сл

Таблица 2

Продолжение табл. 5.

/a s

16

7 6

Фиг. 2