食药用菌生产做为县、乡经济的一项产业发展,需要建立低耗高效的产业体系,食药用菌生产企业是“龙头” ,具有示范效应。一般而言,食药用菌企业需要具有相辅相成的三项生产功能:一是菌种生产;二是栽培示范;三是产品购销。企业的建设是否合理,关系到其生产效率及经济效益的高低甚至其生存发展。依据企业规模大小可分为3种类型:
小型企业: 如庭园式的家庭菇场,利用空余房间及房前屋后的闲地进行生产,规模较小,设备简单,投资亦少,自产自销。
中型企业: 投资较大,操作是半机械半手工,生产效率较高,有组织产品内销的能力。
现代化企业:具有专业公司性质,规模较大,生产设施与设备较先进,生产效益高。
食用菌企业的生产效率高低,决定于其设施与设备的机械化水平。经济效益如何,取决于其经营管理水平、总产值及生产成本的高低。企业建设必须进行市场和投资环境的调查,然后对投资额进行详细预算,对项目做经济效益方面的预测。如果投资及市场环境较理想,就要尽快筹集资金,做好规划设计,组织施工、购置设备、试产投产。以下介绍中型食用菌企业的建设。
一、设计原则
㈠ 场址选择 菌种生产与产品加工场地,应选择交通方便,水源充足,供电稳定的地方。地形开阔,排水防涝,环境清洁,周围50米以内没有酱醋作坊及饲料厂等,以免杂菌及害虫侵害;也不能有废气、废水、废料污染严重的工厂。
㈡ 建筑要求 菌种生产厂房及加工车间,最好是砖石或水泥建筑,厂房能密闭、隔热和保温,光线充足,能通风换气,要装有水电及暖气设施。室内外地面及排水沟必须用水泥或砖石铺设,以便清洗冲刷和消毒灭菌。
㈢ 布局安排 根据食药用菌菌种生产、示范栽培及产品购销等方面的需要,生产场所应包括制种、栽培、仓库、管理等4大功能区,布局可参考图5-1,做规划时须注意的原则如下:
图5-1 食药用菌生产场布局
1.制种生产区 与配料→灭菌→接种→培养等工序相对应的场所是:配料灭菌车间、冷却室、接种室、培养室。这4部分必须连贯起来形成"一条龙"式的流水作业线,以提高工作效率。
配料及灭菌室为有菌区,冷却室、接种室为无菌区。灭菌罐最好设双门,一门与有菌区相通,以便装罐灭菌;另一门与无菌区相通,以便出罐降温,两侧的罐门不能同时开放,以保证无菌区洁净。培养室内设多层培养架,除人行及运输过道外,培养架占地面积为培养室总面积的65%。冷却室要有通风降温装置。培养室要有暖气及空调设备。
每天菌种的生产量同冷却室、接种室和培养架的比例大约为500:5:1:6。设每天生产2000瓶(袋)菌种,冷却室约需20平方米,接种室4平方米,培养架面积约为24平方米。
2.原料贮备区 食药用菌生产原料一般都是农林副产品和下脚料,体积大,尘埃多,且隐藏火患,因此原料贮存区与制种生产区须隔离而设。此外,种瓶等不少器具需要洗刷,拌料装袋(瓶)需用机电,因此配料及装瓶(袋)区必须设水、电源,洗涤池、排水道,力求布局合理,使用方便。
3.辅助设施区 食药用菌生产要求卫生洁净,因此制种区应远离生活区如堆煤场、锅炉房、食堂、浴室、公侧等。此外还要搞好环境绿化。
4.示范栽培区 为试验新品种,探索新技术,须设示范栽培区。栽培室(场)应远离菌种生产车间,尤其不能与接种室、
培养室和菌种库相邻。因为出菇时子实体散发的孢子(尤其栽培平菇更应注意)及所发生的病虫害会污染环境。此外,须设废料及垃圾处理区。
5.办公管理区 规模稍大的食药用菌企业都有产品购销业务。办公管理区要设在冲要处,以方便购销业务。
6.产品加工区 食药用菌采收后需要加工,以便保存及销售。常用的加工工艺有干制、制罐、盐渍等,要进行这些加工,就得建设相应的加工设施。
二、制种设施
菌种生产是食药用菌专业户的的重要生产内容,所需设施如下:
㈠ 接种室 接种室为高度洁净的无菌区,一般长宽各2米左右,高约2.2米。墙顶装紫外线灯和日光灯各1盏。地面光洁有下水道,墙壁用防水涂料或油漆刷白,便于冲洗消毒。接种室外间为缓冲室,其长度与接种室相同,宽1米。缓冲室墙顶也装紫外线灯和日光灯各l盏,壁上有挂衣架。接种室和缓冲室的门均应为推拉门结构(图5-2 )。
图5-2 接 种 室
紫外线灯用于空气消毒,既干净又无污染,是一种很好的消毒方法,因而长期被广泛地采用。紫外线灯管以悬吊在顶棚下为宜,一般应按装在离操作台1.5米处。紫外线作用最适温度为26.7℃。在潮湿情况下,效果降低。紫外线灯一般在最初使用的100小时中很快降低功率,故需在使用100小时后测定其强度(用紫外线光度计测)。如功率下降为原有功率的70%时,就认为失效了,应当即时更换。若不即时更换,不但没有杀菌效力,这个能量还会有利于细菌生长。紫外线灯管的维护极为重要,至少2-4周,甚至每周清洁一次。可用干净软布或酒精润湿过的棉花轻轻擦,要避免在玻璃上产生痕迹,禁止用有油或有腊的布擦,装卸灯管要避兔用手直接接触灯管表面,以防灯管发生失透现象。在使用中,操作人员的眼睛和皮肤切不可直接暴露在紫外线灯光照射下,以防受伤害。
接种室单独使用紫外线照射,而不同时进行无菌通风,是不能达到无菌要求的,其原因是:
1.辐射面积有限 紫外线虽有很强的表面杀菌效果,但有效辐射面积有限,即使在应用合理的情况下,也不能杀死空气中全部细菌。因此,还需要配合使用化学灭菌及空气过滤法,来滤除未被杀死的细菌。
2.穿透力弱 细菌多数依附在灰尘上,而紫外线穿透力较弱,对灰尘上的(特别是较大颗粒)细菌,灭活效果并不彻底,而无菌通风是移除灰尘必不可少的措施。
3.通风不良 接种室为密闭房间,不能自然通风,如果不采用人工通风,则由于人汗及料瓶(袋)水份的蒸发增加了室内温度和湿度,致使细菌和霉菌繁殖,且不利于操作人员的身体健康。
条件允许时,应安装空气过滤装置,以滤除杂菌灰尘。无菌通风设备一般是由离心鼓风机、装有滤板的风箱和风道组成。理想的通风设备应有加热或和冷却空气的装置。无菌空气应自室顶棚中央进入,而由房间的下角风口排出,排风的方向应先经过缓冲间,再经过更衣室。标准接种室的气压应保持正压,大约高出室外0.3-0.5大气压,这样就防止了外界不洁空气的反流。
总之,接种室的空气处理,既不能单靠通风,也不能单靠紫外线照射,必须二者结合起来才能达到室内空气净化的目的。
接种室内也可设置超净工作台(图5-3 ),利用其过滤除菌的原理,先将空气过滤到无菌,然后将无菌空气从风洞处朝一个方向吹出,使工作台面成为局部无菌状态。
图5-3 超净工作台
生物粒子如细菌及真菌孢子的直径大部分在0.5μm左右,因它们不能独立存在,都寄附于尘埃上而成为一个群体,凝聚直径都大于0.5μm,故高效空气过滤器在除尘时除了菌。
接种室或超净工作台的洁净度如何,可用简便方法检验:
在接种工作台上,以平均间隔位置摆放平皿3个,每个皿内装营养丰富并经灭菌的固体培养基约20毫升。打开皿盖暴露培养基30分钟再盖上,于37℃培养48小时检查菌落数,平均每个皿中不超过4个为除菌合格。洁净度基本达到100级(国际标准:空气中≥0.5微米的尘埃的量≤3.5粒/L,即达到100级,)。
㈡ 接种箱 在资金与场地条件都不充裕的情况下,可用接种箱因陋就简进行接种。接种箱(图5-4)的顶部两侧呈倾斜状,斜面为可开闭的窗门,窗门与箱框需密闭。箱底部两侧箱壁上各有两孔,孔上装袖套,接种时手由袖套伸入箱内操作。箱内有紫外线灯和日光灯。
图5-4 双人接种箱 (单位:厘米)
㈢ 蒸气装置 在蒸气流上方的无菌区域范围内接种,所需装置式样不固定,大多为加热器、水壶和工作台组成,菇农可根据其原理随意设置。加热器大多为电炉,也可用煤炉。炉上置小口的水壶或水锅,壶或锅上方为工作台,台面上有10厘米×20厘米的孔,台面孔和壶口或锅口紧密相接,使壶口(锅口)产生的蒸气集中从孔口喷出。接种前,先加热壶或锅中之水,蒸气产生后,在孔口上方就形成了一个无菌区域,这时就可接种。接种时,将原种和待接菌种的瓶口对准台孔,再照常规法接种。
㈣ 接种帐 接种是菌种生产最关键的一道工序,而接种场所又直接关系着接种的成功与否。采用接种箱接种,缺点是其密封性能差、空间小而操作不便;接种室空间太大,致使消毒难以彻底,染菌率高。为解决此类问题,采用“蚊帐”式塑料接种棚,效果很好。
1. 制作 “蚊帐”式塑料接种棚用3米宽、5丝厚的农用塑料薄膜制做。接种棚的规格长3米×宽3米×高3米。制作起来极为简便,先剪取13.5米长的塑料簿膜作为3米见方的接种棚围墙,另取3米长的薄膜作为“棚顶”。然后用塑料封口机或电烙铁将二块薄膜沿边封好,在棚的一侧留有一条掩合的交接线,作为接种棚的门,供接种人员进出和通风排湿用,在接种棚四个顶角各系一条绳子,便于吊挂。这样一个3米见方的类似蚊帐的塑料接种棚便制成了。
使用前先清理接种场地,再将接种棚吊挂起来,棚高2.5米,余0.5米折向棚内。然后将冷却的菌棒搬入棚内,沿棚壁堆放,将塑料棚折起部份压紧压实。棚中留一块空地,供放接种桌和工作人员走动。准备就绪后,关闭接种棚进行消毒。接种完毕后菌棒可就地培养,用种块直接封口,待菌丝团长到5~10厘米后再摘棚。每次可接1000袋菌棒,接种时间5小时左右。
2. 效果 为了验证“蚊帐”式塑料接种棚的接种效果,进行了“棚接”与“室接”的对比试验,每个对比试验的接种时间、地点、天气、人员、消毒方法、菌种质量及原料配方相同或基本相同。结果表明,“蚊帐”式塑料棚接种2万袋,发菌成品率达93%;而接种室接种2万袋,发菌成品率仅84%,“棚接”比“室接”的接种成功率高9%。主要原因一是接种棚大小适宜且密封性能好;二是环境比较卫生,每次接种前便对接种棚进行一次清洗或翻晒,而且菌袋就地培养,不容易破损污染。
3. 结论 同接种室(箱)相比,接种棚更具优越性:①成本低。制作一个“蚊帐”式接种棚只用三十几元钱,是接种箱的1/5,而且制作简单,一般可连续使用三年。②劳动效率高。一般接种箱每小时仅接25个菌棒左右,接种棚每小时可达50棒以上,而且就地培养发菌,不再用其他东西封口,省去了许多劳力。相比之下,接种棚的工作效率要比接种箱提高一倍多。③成品率高。试验表明,由于接种棚克服了接种箱(室)的缺点,密封性能好,环境消毒彻底,接种成活率高达89.1%,比接种箱(室)提高14.4%。④操作简易,灵活方便。只要房屋有干净空地就能将它做为接种和培养的场所。
㈤ 培养室 接种后的瓶(袋)需要在适温条件下培养。为提高建筑面积的利用率,室内可设置菌种架。架数、层次、层距等的设计除考虑培养空间的利用率外,还应顾及摆放瓶(袋)及检查的方便性。床架可以是竹木结构,也可以用角钢制作。架上铺以木板或塑料板,以便摆放菌种瓶(袋)。架子的大小规格,依房间大小而定。中间摆放的床架,宽度为1.2-1.4米;依墙摆放的床架,宽度0.7-0.9米即可。床架的层数视菇房高度而定,一般5-6层,每层相距0.5米左右,底层距地面0.3米,顶层距屋顶至少1米。为了便于调温、调湿、换气,培养室应设地窗并安装空调。地窗设纱窗,保温时关闭,换气时开启。发菌期保持无光培养,检查时采用手持式工作照明灯或开日光灯。
㈥ 泡沫塑板菇房 在灰树花生产中,菇棚是其主要栽培设施,普遍使用的有砖墙结构的改良式菇棚、半地下式土菇棚、竹木结构塑料棚、简易遮阳小拱棚等,这些设施虽然成本较低,在生产中发挥了主导作用,但存在一些问题,如保温、保湿效果不理想,不容易调节;杂菌污染严重,特别是粗糙的墙壁、地面及屋顶,病虫不易彻底消除,且由于常年潮湿、竹木架、苇箔易烂腐朽,石灰或泥土墙壁易脱落,棚室的使用寿命短。
针对传统菇棚存在的各种问题,农业部规划设计院研制开发出塑料覆盖钢管骨架新型菇房。孙宏在北京通县、湖北武汉等科研及生产单位实验验证,该菇房保温、保温、通风等效果良好,其环境条件能满足各种灰树花的生长要求,收到显著效益。
1.新型菇房的结构 是以镀锌镍薄壁钢管组成骨架的装配式菇房,顶部是拱形,采用各种专用卡具及部件连接安装。菇房长度10-15米,跨度6米,肩高2.4米,拱顶高3.2米。菇房走向为南北向,东西长,南北两侧设通风窗及排气地窗,安装换气扇,拱顶设天窗,门安置在东边山墙上。整个结构组装方便,基本构件均在工厂制造生产。地基用角钢及铁丝将钢管骨架底脚连成一体埋入土层,以保证抵抗风载的向上力或雪载的向下压力。菇房地面抹水泥。菇房覆盖材料为三层,外层及内层为塑料薄膜,中间一层为泡沫塑料板,用专用卡具固定在骨架上。覆盖材料可使用8年以上,骨架可使用10年以上。
2.新型菇房的性能
⑴保温隔热性能良好,冬暖夏凉。12月中下旬,在北京测试结果,外界气温-7至-15.5℃时,菇房内6-10℃,而普通砖结构菇棚为0至 5℃。7月中旬,当外界最高气温34℃时,菇房最高26℃,普通菇棚最高3l℃。如果在冬季寒冷天气适当增温,炎热季节适当降温,可以周年栽培灰树花。
⑵保湿性能良好。根据不同天气,每日在菇房内喷洒水1-2次,能保持80%-95%的空气相对湿度,而且保湿时间比普通菇房持久,便于调节。
⑶菇房温度比较稳定。在密闭门窗的情况下,昼夜温差明显小于普遍菇房,适宜培养菌种及恒温结实的灰树花。
⑷通风换气、降温排湿效果好。由于菇房设有对流窗口,室内空气新鲜,同时利于调节温、湿度。
⑸菇房内光线充足。由于可拉帘能进行光线强弱的控制,散射光分布比较均匀,利于灰树花发育及其色、香、味的生成。
3.新型菇房的应用
⑴ 温度管理 在春秋两季,菇房内的自然温度基本符合灰树花生长发育的条件。在进行夏季反季节栽培,可利用降温措施满足灰树花的发育条件,如在棚顶覆盖遮阳网降温,室内采用风机强制通风,有条件的地方可安装湿帘系统进行降温,效果更为明显,可保持室内25℃以下的温度条件。冬季可以采取加温的方法提高菇房内温度,保持在l5℃左右。
⑵湿度管理 新型菇房保湿效果明显,在栽培管理过程中,根据室内具体湿度变化情况及天气状况进行管理,在阴雨天不喷水,晴天每天喷1-2次水,结合通风,以防湿度过大而烂菇。
⑶通气管理 在自然温度适宜灰树花生长的季节里,门窗经常打开,室内空气比较新鲜。在夏季防高温高湿,每次喷水后或阴雨天要加大通风量;冬季生产由于需要保温,通风次数相对较少,但要保证菇房内空气新鲜。要注意通风透气,利用地窗及天窗每天要通风2-3次,每次10-15分钟。
⑷新型菇房合理利用 在人力、物力、技术条件允许的情况下,根据季节选择不同温型的种类和品种,提高复种指数,提高单位面积产量,力争多收。同时要根据市场需求进行栽培品种搭配,尽量选择紧俏、经济价值高、宜鲜宜干的品种。如进行灰树花-金针菇的周年生产,亦可用做菌种或栽培袋的发菌库。
三、 灭菌设备
年生产能力20-50万瓶(袋)菌种,加工300-500吨盐渍菇的食药用菌生产厂,必须安装1-2吨的高压蒸气锅炉。
生产所用的灭菌设备分为2类,第一类是高压高温(1.5-2千克/平方厘米,125℃以上)灭菌罐,适合正规的食药用菌厂采用。这类设备的造价每台在2-10万元之间,价格高低主要取决于型号大小与建造水平。第二类是不同造型的常压常温灭菌灶(炉),投资少,较安全,适用于农户生产。
㈠ 高压灭菌设备 主要构造与功能为:罐体内放置瓶(袋)等灭菌物;压力表指示锅内压力及温度;排气阀排除冷空气;安全阀在超过规定的压力时自动放气降压。不同型号的高压灭菌设备及其适用范围参见表5-1。
表5-1 高压灭菌设备及其适用范围
设 备 参考价 消耗能源 用 途 生 产 效 率
手提高压灭菌器 800元 2千瓦/小时 母种制备 100支/2小时
卧式圆形灭菌罐 2万元 高压锅炉 制栽培种 1200瓶/4小时
卧式方形灭菌柜 6万元 高压锅炉 制栽培种 500瓶/4小时
利用高压蒸气设备灭菌时,应注意以下2点:
1. 灭菌罐内的菌种瓶(袋)排列密度须适当,使蒸汽畅通,无死角。
2.灭菌罐内冷空气必须排尽,通蒸汽后;打开排气阀,随着罐内温度上升。锅内冷空气便逐渐排出。当有大量蒸汽从排气阀中排出时,再关闭排气阀。灭菌结束后,让其自然冷却。当压力指针回到0位时,打开罐盖1/4开度,利用余热烘烤棉塞,防止骤冷产生冷凝水。然后趁热取出,送入清洁的冷却室进行冷却。
(一)常压灭菌锅 一般农户用常压灭菌锅,其容积可大小,依生产量而定。常压灶经济实用,容量大,可自行建造,因灭菌温度不高于100℃,基质中的养分不易破坏。但灭菌时间长,燃料耗费多。常压灭菌锅(图5-5)的建造要点是∶在灶台上用砖砌100厘米高的蒸汽室,锅盖用镀锌铁皮做成伞形,盖顶留有温度计插孔。在锅与烟囱之间的火道上安一个预热水锅,烟道余热将锅内水加热,不断地补入锅中补充损耗的水,节省能源。常压灭菌应注意以下事项∶
1. 灭菌袋或瓶在锅内不能挤压,层与层之间要用层屉或菌袋筐分开,便于蒸汽在锅内均匀流通。
2. 当点火发生蒸汽时,打开下面的排气孔,排出冷空气。当有直冲蒸汽排出时,即可关闭排气孔,待温度升到100℃时,开始计时,连续保持8小时以上。
3. 点火前将锅内和外水锅加足水,在灭菌全过程中要注意铁锅内的水位,要随时添水,防止烧干锅。
在灭菌的全过程中,火力应按猛攻--恒温--除降的程序操作。即开始火宜猛,尽快达到l00℃,时间2小时左右为宜,防止升温缓慢,时间过长,引起原料变酸;当温度升到100℃时,要保持温度不变,不能时高时低影响灭菌效果。当到达灭菌时间后再猛攻一会儿,然后让锅内温度缓缓降低,当降至60℃,方可开门取物。
图5-5 灭菌锅 (单位∶厘米)
㈢ 多功能蒸汽炉(彩图1) 用土蒸锅灭菌,虽成本较低,但须烧火8-9个小时,出锅、装锅费工费力,冬季出锅虽暖和,但出完锅后,很多人患感冒。夏天,在80-90℃的锅中取袋,实在难熬。灭菌时锅内水位很难控制,水加多了底层菌袋易浸水,水少了又怕烧炸锅。为解脱菇农土法灭菌之苦,有关厂家试制成功了多功能蒸汽炉,用于灭菌效果良好,有三个优点:一是蒸汽炉体积小,重量轻,一人即可推动(带移动轮),可在装袋场所就地灭菌,免去料袋装锅出锅之劳苦;二是升温快,容水200升,烧10几分钟即产生蒸汽。与土蒸锅比较,可节约燃料40%以上;三是一炉多用,除可对料袋进行灭菌之外,还可用于蒸汽保护接种,蘑菇培养料二次发酵,发菌室增温,出菇棚增温增湿,菇体杀清预煮,配制饱和盐水,厨房做饭烧水等。蒸汽炉的灭菌温度介于土蒸锅与高压锅之间,一般土蒸锅灭菌温度在80-100℃之间,高压锅在115-127C之间,而蒸汽炉灭菌温度在100-105℃之间。使用蒸汽炉灭菌,在装袋场所就近整理地面,铺一层竹杆、玉米秸或砖,目的是让菌袋与地面隔离,防止灭菌时冷凝水浸袋。将料袋垒成梯型或方型,一般8-12层较好。也可装筐灭菌,多者一次可灭料袋4吨(4000个)。码好料袋后,盖上两层塑料布,为保温再盖苫布或草帘。用砖或重物沿四周将两层塑料布与苫布压严,以防止蒸汽压力把覆盖物掀起。准备好后,将蒸汽炉的输气管插入袋垛底层的竹杆或砖缝隙间。向蒸汽炉内加水达到标准水位。检查水位计及压力表是否正常。煤火旺烧8-10分钟,炉内蒸汽压力可达0.5千克/平方厘米,此时打开排气阀向料袋堆通放蒸汽,1.5小时后料温可达100℃以上。多功能蒸汽炉的使用气压为0.5千克/平方厘米,超过此压力时自动放气,安全可靠。旺火耗煤量为20-26千克/小时,常火燃煤6-8千克小时。旺火耗水90千克/小时,产汽量为90-120立方米/小时。当料堆中心温度升至90C时,继续烧5-6小时后停火,当料袋温度降至28℃以下时接种。
彩图1 多功能蒸汽炉
四、加温加湿器械
培养母种一般用专用的培养箱,常用的有2种类型:
㈠ 电热恒温箱 采用自然对流式的结构,冷空气从底部风孔进入,经电热器加热后从两侧空间对流上升,并从内胆左右侧小孔进入内室,再由箱顶的封顶盖调节,使内部温度达到恒定。它适用于低温季节,不适用于高温季节。
㈡ 生化培养箱 可调温、湿、气,恒温降温效果均佳,一年四季都能使用。
㈢ 电热器 主要用于菌种培养室的升温。有以下几种类型:
1.反射式电热器 它由电热元件、控温器、光反射罩、外壳、保护网等构成。电热元件有裸露电热丝式、石英管电热式。裸露式使用不安全。石英管式有红外线辐射作用,加热效果较好,使用寿命较长,缺点是热量过于集中在房(棚)的某一角。
2.吹风式电热器 结构与反射式基本相同,不同之处就是加了吹风机。通过强制对流的方式,把热空气送到周围空间,使房间温度较均匀。
3.充油式电热器 电热元件是镶在炉内百叶式散热片油管内的加热器,靠油的循环传热。其优点是发热均匀,且无干燥感;电热元件寿命长。
无论栽培何种食药用菌,首先需培养其菌丝体。培养菌丝体的过程叫发菌。而培养子实体的过程叫出菇。发菌与出菇可以在一处,但因为各自所要求的条件不同,最好还是分开。发菌要求的条件是保温、黑暗,空气湿度65%左右。根据这样的条件,一般有以下两种发菌设施。
㈣ 加湿器 用于示范栽培中的升温保湿。有以下几种类型:
1.离心加湿器 其原理是利用高速旋转离心力的作用,将水甩成雾状进行加湿。特点是使用简便,容易控制。缺点是雾滴较大,加湿半径小,还会影响室温。
2.电极式加湿器 用3根不锈钢(或铜)棒作为电极,安在不易锈蚀的水容器中,以水作电阻,金属容器接地,三相电源接通后电流从水中通过,水被加热,而产生蒸气,蒸气由排出管道到达待加湿的空气中。水容器的水位越高,导电面积越大,则通过的电流越强,产生的蒸气量就越多。因此,可以通过改变液流管高低的办法来调节水位高低,从而调节电流及蒸气量,一般1千瓦·时约1千克。优点是简单,制作方便,缺水时不会损坏电热元件。缺点是电极和内箱要经常清洗除垢,否则电阻过大,使功率降低而影响正常工作。
3.超声波加湿器 其原理是电子线路产生高频率的超声波振荡,使水变成雾状,雾滴小,效率高。
4.水压喷雾装置 由干、支、毛3级水管组成。在毛管上每隔2-3米安装1个微喷头(WP型塑料全圆喷头),工作压为100千帕,喷水量为48升/时,喷雾半径280厘米。优点是安装容易,使用方便,适宜大面积栽培,喷雾范围大,一机多用,既增湿又可辅助降温。缺点是要求有一定的水压,水质清洁,否则易堵塞,要常通洗。
高温季节食药用菌的生产管理主要是降温。有条件的地区,可采用冷气机或空调器,但投资较大、耗电量多。最节省投资的办法是棚顶加盖遮阳物,使之形成阴凉环境,在每日的高温期,从棚顶或棚内喷雾(最好用井水)降温,一般可降低3-5℃。
㈤ 真空高效补水罐 食药用菌栽培过程也就是生长发育的各阶段都需要培养料含适宜的水分,才能保证菌丝及菇体正常生长,实现优质高产。为此,栽培时须在培养料中加入一定比例的水。但培养料中含水量大,菌丝不吃料;含水量低,轻者影响产量,重者不能出菇。特别是出过一、二潮菇后,菌袋因大量失水而干瘪,致使出菇减少或不出菇,即使出菇质量也差,所以说菌料的后期补水是实现优质高产的关键技术。
食药用菌袋栽的后期补水,现行方法有许多缺点,如:用喷雾或水管喷洒,内干外湿易造成死菇或菇体腐烂;压水注水,水分分布不均,菌丝稀松处水分偏大,菌丝致密处难以补水;泡袋浸水费工费力,补水程度难以掌握;覆土或泥墙,菇体沾泥土,影响质量。因此,料袋后期补水就成了的难题。
保定瑞迪公司根据真空吸渗原理,试制成功了真空高效菌袋补
水罐。生产使用证明,补水罐工作效率高,不用脱袋,不伤菌丝和幼菇,补水均匀一致,效果良好。提高产量50%以上,菇体肉厚、个重、韧性提高。
补水罐由补水罐和真空泵两部分组成。使用时在罐内码放17cm x35cm的菌棒200个左右,注水没过菌棒,压紧罐盖,企动电动真空泵抽气而使罐内产生负压,将菌柱间及菌柱内微隙中的空气抽出,为液体渗透进菌柱创造了压差动力。补水前缺水量大的菌柱气隙大,排出的气体多,吸入的液体自然也多,做到了按需分配,最终达到快速均衡补水之目的。
五、生产机具
食药用菌产业的发展带动了生产机械的不断发展。据不完全统计,目前我国已有60多个厂家相继研制、仿造了各种类型的食药用菌生产机械,如原材料加工用的切片机、粉碎机;配料搅拌机,装瓶(袋)机;栽培管理用的喷药机、加湿机;产品加工用的烘干机、切片机、分级机等。初步形成了食药用菌生产机械系列,有近百种型号。食药用菌生产机械的结构性能、工作原理等,各生产厂家均有详细说明书,此处不再赘述。以下仅介绍有关机械的适用范围和选购原则。
㈠ 切片机 代表型号有ZQ-600型和MQ-700型。前者适用于枝桠切片,每小时可切木片1500-2000千克,可切枝桠的直径为150毫米。后者适用木材切片,每小时可切木片1500-2000千克,切木材的直径200毫米以下。
㈡ 粉碎机 可对原材料进行第二道加工。代表型号有:锯齿式粉碎机,适用于直径30-120毫米的杂木枝桠,1次锯成屑,对其干湿度无任何要求,所需动力小,但有剩余段。锤片式粉碎机,适用于一定大小的碎木片,要求湿度不超过20%,所需动力较大。组合式(MX-400),适用于直径11O-120毫米以下的杂木、枝桠、芦苇、桑枝、棉秆等,1次加工成屑,对干湿度要求不大,需要动力介于上述二者之间。
㈢ 拌料机 拌料是制种的第一道工序。主要用于培养料配制后的混合搅拌,每小时可拌料800-1000千克,每次投料为40-50千克/3分钟。
㈣ 装瓶(袋)机 据不完全统计,国产型号有30多种,其中有代表性的5种型号的适用范围、小时生产率如下:
1.ZPD-103A 采用双层搅拌的喂料装置,物料不易架空;采用胀紧轮离合操纵机构,避免电机的频繁起动;小时耗电量0.3-0.7千瓦。有的采用下层搅拌喂料装置,用电源操纵开关控制电机转停。小时耗电量为0.5一0.55千瓦。
2.ZDP3 采用齿嵌式离合器操纵机构,动力切断及时、方便。小时耗电量为0.45-0.5千瓦。
3.ZPD-l 搅龙轴端有一台阶并伸出套筒10毫米,可达到内松外紧的装袋要求;采用点动式开关控制电机转停。小时耗电量为0.6-0.7千瓦。
4.6ZP500A 采用旋转料斗喂料装置,避免物料架空;设有机械换袋装置,实现装袋换袋的流水作业,生产率较高。小时耗电量为1.4-1.9千瓦。
5.7Z-700为双搅龙、双管式大料箱结构,装瓶效率高,还可兼作小型拌料机。小时耗电量为l-1.3千瓦。
六、加工场地与设备
常用的食药用菌加工方式包括保鲜、干制、盐渍、制罐等。而要进行这些加工,就得有相应的加工设施。
㈠ 晒场 这是利用太阳能使新鲜食药用菌脱水干燥的加工设施。晒场应选择地势平坦、干燥、无遮荫的地方建造,面积视生产规模而定。全场用水泥抹平,要有干分之一左右的坡度以便排水。四周筑l0厘米高的场沿,排水的一面要留有排水口。
㈡ 烘干室 热风干燥室四周用砖砌成,全长8-10米,宽2米,分干燥室、散热管和送风设备三部分。干燥室长5-7米,可放5-7床筛架(由角钢或木制,宽180厘米,长90厘米,放8层菇筛,层距20厘米,每层放3个菇筛,以竹制为佳,长90厘米,宽60厘米,筛眼15-20毫米),墙上开有4个20厘米见方的玻璃窗,窗内各挂l支温度表,以便观测温度。散热管由两行竖立钢管组成,每行6根,每根粗16厘米,上端焊在两根粗20厘米的横钢管上,下端焊在10厘米厚、40厘米见方的钢板上。钢板下面是火坑,深60厘米,宽40厘米。火坑距干燥室1米,坑墙外是烧火口。对面砌80厘米见方、高4米的烟囱与火坑相连。送风设备是一台10千瓦电动机带动的大型电风扇,安装在距散热管30厘米处。电风扇后面墙上开50厘米见方鱼鳞片式吸气窗,以增加通风量。为了排除灶内水分,干燥室上部有l米高的排气层,并有一端上方开80厘米见方的通风天窗。
根据上述概念所建成的隧道式热风干燥室示意如图5-7。
图5-7 隧道式热风干燥室示意图
㈢ 烘干机 又称脱水机。主要用于食药用菌干品加工。该类机械有大、中、小型之分,烘干鲜菇的量分别为500千克以上、200-500千克、200千克。代表性的机型特点如下:
1.6XGH-500 内置式1次交换热风炉供热装置,以煤、柴为燃料。由4台轴流风机横向送风,强制热风平行穿过菇层流动循环,温、湿度由人工调节进风门和排湿窗的大小来控制。烘干室有3个分室,总铺放面积约58平方米。
2.ZF-l 内置式电热供热装置。由1台轴流风机纵向送风,强制热风从下而上连续穿过菇层流动循环,温度自动控制,通过机械装置可调节排湿窗开度,机械化、自动化程度较高,烘干窒分两室。总铺放面积14平方米。
3.FS-1400 外置式两次交换热风炉供热装置,以煤、柴为燃料。由2台轴流风机横向送风,热风的流动方式和温、湿度控制同6XGH-500机。烘干室有8个分室,总铺放面积82平方米。
4.MG-600 外置式1次交换热风炉供热装置,以煤或柴为燃料。由1台离心式风机强制热风自下而上连续穿过菇层,热风不能循环使用。单一烘干室,总铺放面积4.2平方米。
5.5HB-10 外置式混合交换热风炉供热装置,以煤、柴或炭为燃料。热风靠自然对流,温度通过调节风门控制。单一烘干室,总铺放面积10平方米。
上述5种小型脱水机的主要技术性能综合如表5-2。
表5-2 小型脱水机的生产率和能耗量
烘 干 机 型 6XGH-600 ZF-1 FS-1400 MG-600 5HB-10
装鲜菇量(千克) 510 100 440 63 40
小时生产率(千克/小时) 2.7 1.5 1.97 4 0.31
干燥强度(千克/时) 0.39 0.48 0.25 5.72 0.21
耗热量(千焦/每升水) 5912 6586 14009 5208 12267
热效率(%) 39.9 37.7 17.3 45.4 20.4
湿度不均匀度(℃) 6 8 8 3
选购脱水机,应根据当地食药用菌日生产量、燃料来源和电力供应等情况来确定机房面积。小型脱水厂的建筑面积为30-50平方米,大型脱水厂(日吞鲜菇量3-5吨)的面积以200-300平方米为宜,需较大型的脱水机(表5-3),生产率以每台每次(16-18小时为一炉)脱水鲜菇500-1500千克为理想。以煤、柴为燃料的脱水机,适用于山区。每生产1千克干菇,耗煤3-6千克;生产干菇50-150千克,每小时耗电1.5-3千瓦。
表5-3 大型脱水机的生产率和能耗量
烘 干 机 型 能 源 鲜菇烘干量(千克/台.次) 备 注
XJ600-1000型 煤或电 600-1000 旋转式自控温
LT-300型 煤或柴 750 砖砌烘房
LC-1000-3000型 煤或柴 1000-1500 组装式流水线
要选购到满意的机型,除事先了解各类机型的结构特点外,还应对各生产厂家的产品的适用性、可靠性、温湿度自控力和价格作较全面的比较,特别是对一些老用户的拜访更为重要,了解到的问题会更真实。
㈣ 热泵干燥机 热泵是一种能从低温热源吸取热量,在较高温度下释热的热能装置。它能够有效地利用环境热源,因而能耗比最低。美国农业部的统计资料表明,农副产品干燥消耗的能源要比农业机械作业消耗的能源多得多。为了降低能源消耗和提高加工品质,美、日、德等国早在70年代就开始把热泵用到农副产品干燥作业中。国内从90年代开始广在干燥作业中应用热泵的尝试,一些企业引进国外热泵装置干燥鱼、青菜、水果、茶叶、粮食种子。近年来,热泵装置开始用于干燥食药用菌如香菇、美味牛肝菌等,取得了节约能源和提高质量的双重效益。
以RG-110型热泵干燥机为例,介绍闭式结构热泵的主要特点,以及在香菇加工中的突出优点。
1.热泵干燥省能源。香菇富含水分(-般含水率在80%以上)、糖、蛋白质及维生素等营养物质以及芳香类特殊物质,在储藏、运输及加工成食品之前、之中,都必须进行干燥而消耗大量能源。热泵干燥机不需要加热装置,省去了锅炉,热风炉和电加热器等发热设备,箱体不需要加保温层材料,节省了建设投资和生产费用。
2.热泵干燥技术特点。热泵干燥机可以分为两类。第一类是开式结构,用调节配气比例实现温度自动控制,应用于连续干燥作业;第二类是闭式结构,是在开式结构的基础上发展起来的,用调节冷凝器实现温度自动控制,气流在干燥箱内循环,无废气排放,热能利用有效系数更高。
RG-l10型热泵干燥机,是一种应用闭式热泵装置的箱式干燥机。近年来应用于灰树花、蔬菜种子、中药材、蔬菜等的干燥加工生产及试验。此机结构简单,热泵装置安装在箱体的一侧,除去必要的风道,余下的地方用来安放分层托盘,待干燥的物料均匀地摊放在托盘上。其工作原理和特点如下:
循环风机驱动空气按风道引导的走向在箱体内循环往返。热泵装置先是通过其蒸发器从空气中吸取热量,使空气的温度迅速下降到露点温度以下,这时空气中的水蒸气凝露析出(析出的露水被排出箱体外)。接着把从空气中吸取的热量用来加热被脱了水的干燥冷空气,使空气升温而相对湿度大幅度降低,成为载湿能力很强的干燥热空气。随后,干燥热空气被引导均匀地通过待干燥物科,在流经待干燥物料时,和物料中的水份发生着热交换和相平衡作用,物料中的水分子吸收了空气中的热能,迅速地从物料中逸出而被气流带走,物料因而得到干燥。从待干燥物料中带走水分的空气重新进入热泵装置被脱水和加热,开始了又一个循环。空气不断地循环,物料则被不停地干燥,直到符合生产要求为止。
在热泵干燥中,物料水分蒸发所需的热量来自水蒸气凝结时发出的热量,整个干燥过程,无须对物料进行额外加热。因而不必附加任何形式的发热装置,这使得热泵干燥方法比别的干燥方法能够降低能源消耗。这是热泵干燥的主要特点。
和其它气流干燥不同,热泵干燥的另一个特点是它通过对气流进行脱水来获得介质的强载湿能力,所以能够在常温以下获得强载湿能力的干燥空气。这就使得干燥作业能够在较低的温度下进行,一般干燥温度选择在15-30℃的范围内。在这样低的干燥温度下,可以有效地抑制待干燥物料中的细菌的滋生,防止了蛋白质受热变性,含糖物质受热结焦,易熔物质受热溶融,有生命的种子受热失效以及物料个体的变形、变色和芳香类物质的逃逸等等,这对于香菇、美味牛肝菌、羊肚菌的干燥,尤其具有重要意义。
热泵干燥机是一种气流干燥设备,气流在箱体内循环,无废气烟气排放,流出的水是由露滴集合的清澈的蒸馏水,不会对环境造成任何染,噪声也只有60分贝,是一种环保型的干燥设备。它还可以在风机上安装变频调速器,方便地调控箱体内的气流速度;通过调节冷凝器工质的流量大小,就可以实现干燥温度的自动控制。
3.热泵干燥应用实例:李云林等报道了热泵干燥香菇的结果。香菇的加工主要是干制,干香菇的含水率要求在13%以下。鲜香菇的水分含量一般在85%左右,蛋白质和各种营养成份含量丰富。采用蒸汽热风式或火力热风式烘干设备干燥,因烘烤温度较高(一般在40-70℃),烘房内上下温度不均匀,干燥速度变化不易掌握,常使烘烤出来的香菇外型过份收缩,开裂变形,表面出现硬化结壳现象,手感硬而脆;同时在烘烤过程中香菇特有的清香气味会逃逸,符合出口外销标准的成品仅占10%左右。而用热泵式燥机干燥的香菇,成品符合外销标准的占60%以上,外形收缩均匀,不变形,菇形圆整,菇品颜色为深褐色,色泽悦日,菇褶为乳白色,条纹清晰不倒,气味清香纯正,不带有烟味、焦味,深受日本市场欢迎。
RG-110型热泵干燥机,日加工鲜香菇600千克,可得干香菇产品92千克,耗能费用为0.68元/千克,只是普通烘干机平均耗能费用l.19元/千克的57%,节能效果是显而易见的,产品符合部颁标准。以加工5厘米以上的春薄香菇为例,质量上等的外销菇价格为人民币l60元/千克,内销价30元/千克,人工栽培香菇以每立方米菇木产干菇l5千克,若用传统方法加工,其优质外销菇的比例只有10%,产值只能达到645元;而用热泵干燥机加工,优质外销菇比例提高至60%,产值可达1620元,每立方米菇木增加净产值高达975元。
香菇在干制过程中不适宜高温干燥,在高温条件下,其外表会变色,因而产品达不到出口的标准。用热泵干燥机干燥香菇,产品干燥均匀,片面平整,不扭曲卷边,颜色美观,芳香气味纯正。含水量12%以下,耗能费用为0.80元/千克,优质干品率高,具有显著的经济效益。
㈤盐渍大厅 盐渍食药用菌需要经过选菇、漂洗、杀青、冷却、分级、制备饱和盐水及调酸剂、盐渍、倒缸、装桶、打包等工序。其中不少工序需要较大的面积。为了方便操作,能够流水作业,其设施最好建成大厅形式。面积根据生产规模而定。大厅应两面开门,门的大小要能进出中型汽车。这样就能做到一门进原料,二门出成品。两面墙壁均开较大窗户,以保持厅内光线充足,空气流通。全部水泥抹地,并设排水沟渠。厅内水电齐备。
㈥ 成品贮藏库 贮藏加工成品的仓库,要求干燥、低温、通风,而又能防虫、防鼠。最好建在高燥及加工设施附近,还要方便运输。仓库面积根据产品数量而定。全部砖、石、水泥结构,为了防止外界冷热气候的影响,墙中间最好加填充物,库顶建成人字形或加铺绝热层。库门也应制成有绝热填充物的双层,且为封闭较严密的推拉门。
七、生产材料
㈠ 菌袋筒料 经裁制后用于装培养料,灭菌后栽培。1万只菌袋需60-70千克。菌袋筒料有:
1.高密度低压聚乙烯(HDPE):又称低压聚乙烯,是袋栽灰树花常用的一种理想筒料。呈蜡白色,半透明。其特点是质地柔韧,在低温条件下装料不易脆裂,竖向抗拉力强,但横向易撕裂。能耐115-135℃高温。缺点是灭菌后袋与料间有空隙。
2.低密度高压聚乙烯(LDPE):又称高压聚乙烯。柔软,透明,韧性好,耐冲击,拉伸强度高;但耐高温性能比低压聚乙烯差,所以不适用于熟料栽培,常用于生料栽培平菇。
3.聚丙烯(PP):强度好,透明度高,耐热性强,能经高温132℃不溶化。但在低温时抗冲击性较差,质地脆硬。优点是灭菌后袋与料紧贴无有空隙。
袋栽食药用菌常用高密度低压聚乙烯或聚丙烯,袋的扁宽为17厘米,厚度一般为0.04-0.05毫米。筒径太大,装料多,灭菌不易透;筒径太小,装料少,对于一个生长单元(袋)而言,营养及水分不充足,生物转化率偏低。此外,袋的口径粗细须与装袋机的出料口匹配,否则不便采用机械装袋。薄膜不能太厚,否则出袋少,成本增大;太薄则容易破裂,引起杂菌污染。
质量标准:①要求以优质原料而非再生料吹制;②薄膜厚薄均匀、筒的扁宽一致;③无沙眼,无针孔,无凹凸不平;④抗张强度好,不易断裂;⑤耐高温,装料后经100℃灭菌,保持14-16小时,不膨胀、不破裂、不溶化。
㈡ 玻璃器材 主要用于菌种分离及制备,常用的有:
1.试管 用于制作母种,内口径在18-20毫米,长180-200毫米,可根据制种量购置。
2.菌种瓶 用于制作原种或栽培种,白色透明,高200毫米,口径30毫米,容量750毫升。常用于培养各种灰树花的原种和栽培种。但此瓶成本较高,且瓶口小,不易掏瓶。
3.罐头瓶 菌种瓶的代用品,白色透明,高105毫米,口径62毫米,容量500毫升,可用于培养灰树花原种。缺点是口径大,接种易被杂菌污染,也易散失水分。改进办法:装料后先用中间开有直径15毫米接种孔的12X12厘米的聚丙烯薄膜封口,上面再包扎一层15X15厘米的牛皮纸。接种时仅打开牛皮纸,从薄膜的接种口将菌种接入,迅速再将牛皮纸包好。
4.三角瓶 用于配制培养基和盛无菌水,准备500毫升及1000毫升各2个。
5.烧杯 用于制备培养基,容量500毫升2个。
6.量筒或量杯 500毫升及1000毫升各1个。
7.漏斗 用于分装培养基,9厘米X17厘米l个。
8.广口瓶 用于盛放酒精或药品。500毫升备2-3个。
9.酒精灯 用于火焰接种,根据生产需要购置。
10.温度计 测料温用玻璃温度计;测培养室和栽培房的温湿度用干湿球温度计。
11.接种钩 用于挖取菌种块接种。可用自行车辐条(或不锈钢丝)制作,将一端敲击成铲,磨光,弯2-3毫米成钩。
12.天平 一般500克的药物天平即可。
八、液体发酵设备
中、小型菌种厂如开发生产液体菌种或食药用菌多糖产品,必须购置适度规模的液体发酵生产设备。在三级发酵中,一、二两级为种子罐,第三级为生产罐。种子罐与生产罐由管道连接,使用前均要用高压蒸汽灭菌(空消)。用泵将培养液泵入各级罐体后,再次进行高压蒸汽灭菌(实消)。所示。在接种后,根据工艺要求调节罐温、罐压、搅拌速度和通气量。
GY系列小型液体菌种发酵罐是工业发酵的小型发酵设备,考虑了食药用菌生长特性及其深层发酵培养所需的条件,是国内推广使用的液体菌种生产专门设备,其容积从70升到7000升较为有可选性,可连续进行一、二、三级发酵,在整个生产过程中可实现自动控制。全套发酵系统由发酵罐、蒸汽发生器、灭菌、通气搅拌、电器控制、自动出料等系统组成。其结构原理如图5-8所示,主要组成部分的功能如下:
图5-8 小型液体菌种发酵设备系统示意图(仿陈士瑜)
发酵罐系统: 由一、二、三级罐组成,罐体容积逐级按10倍比例放大。罐体之间用管道、阀门接连组成一个整体。罐身为不锈钢双层筒体,夹层中装有电加热管和温度传感器,可以加热升温,也可通过冷却水降温,可根据不同菌类的生长要求维持恒温条件。
电热灭菌系统: 由电热蒸汽发生器等组成,用蒸汽发生器生产蒸汽对管道、过滤器、发酵罐等进行空消和实消。
通气搅拌系统:本系统由无油气泵、空气过滤器、喷头等组成。利用无菌空气通入发酵罐,通过搅拌作用,使溶解氧能均匀分布在发酵液中。
电器控制系统: 由温度自动控制仪、温度传感器、电加热管等组成,调节温度控制仪,可达到目动控制温度的目的。
作者:贾乾义