ВТОРАЯ ФАЗА КОМПОСТИРОВАНИЯ

Понятие "вторая фаза компостирования" было введено Синде — ном и Хаузером, которые разработали короткий способ компостиро­вания, и оно означает завершение процесса компостирования в контро­лируемых условиях (Синден и Хаузер, 1950, 1954). В современном грибоводстве вторая фаза компостирования уже применялась при всех методах компостирования и по своему содержанию соответствует тер­мической или тепловой обработке субстрата в контролируемых усло­виях.

Метод термической обработки субстрата в контролируемых усло­виях является одним из достижений научно-технического прогресса в 56

Рис. 31. Ленточный транспортер для перебивки субстрата при ручной загрузке (по Текла)

Грибоводстве. Термическая обработка субстрата — основной техно­логический процесс, которыц характеризует производство шампиньо­нов.

Классические методы. Классические методы проведения второй фазы компостирования предусматривают загрузку субстрата тонки­ми (20 — 30 см) слоями на стеллажи или в ящики, т. е. из расчета не более 100 кг субстрата на 1 м2. В зависимости от системы производ­ства термическую обработку можно проводить непосредственно в производственных помещениях (стеллажных шампиньонницах) или в специально построенных камерах. Каждое помещение, предназначен­ное для термической обработки субстрата, должно отвечать следую­щим требованиям:

—стены, потолок и даже пол должны быть паронепроницаемыми и с хорошей теплоизоляцией — коэффициент теплопередачи (К) дол­жен быть менее 0,5;

—паровая установка должна обеспечивать помещение паром под давлением 0,2 МПа (2 атм) ;

—система кондиционирования должна обеспечивать надлежащий микроклимат в помещении; не допускается разница в температуре субстрата более 2 °С в самых нижних и самых верхних ярусах стелла­жей или ящиков в камере; 57

— свежий воздух должен очищаться через фильтр тонкой очистки (2 мкм);

—контроль и управление физическими факторами в термических камерах должны быть автоматическими.

Наибольшее значение имеют два метода термической обработки субстрата в тонких слоях, разработанные для субстрата из соломистого конского навоза:

1. Короткая термическая обработка, или пастеризация неактивно­го субстрата. Путем подачи пара в помещение субстрат искусственно разогревается до температуры пастеризации 58—60 °С.

2. Термическая обработка субстрата путем микробиологического саморазогрева полуактивного субстрата.

Используя заменители конского навоза и применяя для компости­рования современные машины, без достаточных знаний нельзя приго­товить качественный неактивный субстрат. Поэтому метод короткой термической обработки применяется все реже и грибоводы предпочи­тают использовать метод термической обработки активного субстра­та. При этом методе субстрат из конского навоза после 1-й фазы ком­постирования в течение 7—9 дней все еще сохраняет активность и со­держит газообразный аммиак. Субстрат содержит и большое количе­ство растворимых Сахаров. При нагревании субстрата до температу­ры 45—60 °С путем саморазогрева и дополнительной подачи пара соз­даются оптимальные условия для развития термофильных микроор­ганизмов, особенно актиномицетов. Эти организмы нуждаются в зна­чительном количестве воздуха, содержащего 15—20% кислорода, и в этих условиях, используя растворимые сахара как источник энергии, они превращают свободный аммиак в белковые вещества своих клеток. Термическая обработка завершается, когда химическая реакция суб­страта становится почти нейтральной.

Активный субстрат легко самосогревается. Вначале термическая обработка протекает без подачи дополнительного тепла в помещение, поэтому температура воздуха остается более низкой по сравнению с температурой в грядах. В этом случае значительная часть вредителей (мухи, клещи, подуры) поднимаются в верхний слой субстрата. Чтобы достигнуть полной пастеризации субстрата, в конце термической обра­ботки пускают пар и температуру воздуха в помещении за несколько часов повышают до 58 — 62 °С. *

Следовательно, воздух — главный фактор, с помощью которого под­держивается равномерный режим в камере. Он регулирует температу­ру и влажность в камере. Кроме того, вместе с ним поступает необхо­димый кислород и удаляется углекислый газ. В обычных условиях тер­мическая обработка по Синдеру и Хаузеру завершается за 2-3 дня.

Исследования показали, что в течение первых 2—3 дней, когда мик­рофлора особенно активна, каждый килограмм субстрата в камере вы­деляет за 1 ч около 17 кДж (4 ккал) теплоты и 1500 мг С02. Если вторая фаза продолжается 5 дней, то масса субстрата уменьшается на 20-24%. Так, если субстрат в начале компостирования весил 100 т, то в конце второй фазы — 75 — 78 т. Эти потери массы вызваны прежде всего испарением воды (20-24 т) и потреблением бактериями органи­ческого вещества (около 1,5-2,5 т). В результате испарения воды суб­страт теряет 46 — 54 млн кДж (11 — 13 млн ккал) теплоты, выделенной в процессе обмена веществ.

Потребность 1 т субстрата в свежем воздухе в термической камере составляет 50—60 м3/ч. Большую роль играет также влажность воздуха.

Широкое разнообразие условий производства — различные исход­ные материалы, время года, климатические условия региона, степень механизации, качество технических сооружений и технической осна­щенности шампиньонницы — не всегда позволяет точно соблюдать тех­нологию компостирования. Так, при применении короткого метода компостирования часто первая фаза компостирования продолжается 12 дней вместо 7—9, а термическая обработка — от 7 до 10 вместо 2 — 3 дней. Такие изменения исключают ранее отмеченные преимущества этого метода компостирования.

Таким образом, вторую фазу компостирования нельзя рассматри­вать лишь как техническое мероприятие. Напротив, требуется боль­шое понимание микробиологического процесса компостирования и творческий подход при его применении. Термическая обработка являет­ся последней возможностью грибовода частично исправить некоторые ошибки, допущенные в течение первой фазы компостирования, но боль­шие ошибки исправить уже нельзя.

Термическая обработка субстрата в массе. В последние годы на

Теплый И блажный СОг НгО Теплота воздух

Воздух Рис. 32. Зональность в слоях субстрата (ящики или стеллаж) в период термиче­ской обработки (по Федеру)

Практике применяется новый метод термической обработки субстрата, известный как термическая обработка насыпью или в "массе" (Деркс, 1973; Федер, 1976). Этот метод весьма рационален и находит широкое применение, в том числе и в Болгарии.

Данный метод коренным образом отличается от метода термиче­ской обработки субстрата с укладкой тонким слоем (в гряды). При термической обработке ферментация протекает неравномерно, по­скольку в слоях субстрата, хотя и тонких, образуются зоны, различаю­щиеся по температуре, влажности и содержанию газов (рис. 32).

Метод термической обработки субстрата в массе основывается на том, что воздух равномерно пронизывает массу субстрата и таким об­разом выполняет функцию регулятора тепла и газообмена в субстрате. С этой целью в помещении делают решетчатый пол. На решетку равно­мерно загружают субстрат. Специальной вентиляционной установкой кондиционированный воздух нагнетается равномерно в массу субстрата, что в более полной степени обеспечивает проведение технологического режима. В Болгарии термическая обработка субстрата осуществляется только по этому методу. Он подробно рассмотрен в следующих главах книги.