В тоннелях пастеризации

ТиШЕНКОВ А. Д., ЕЛАВНЫЙ СПЕЦИАЛИСТ ШКОЛЫ ЕрибоВОДСТВА

The article discribe aerated pasteurisation and fermentation of Pleurotus substrate in tunnel.

Тоннели

Пастеризация субстрата в массе с использованием тонне­лей уже несколько десятилетий успешно применяется для при­готовления компоста при вырашивании шампиньона. Тоннель представляет из себя Еерметичную камеру, оборудованную системой вентиляиии с очисткой воздуха, пароснабжением и автоматическим реЕулированием параметров микроклимата. Проиесс загрузки и выгрузки субстрата механизированы. Ча­ше всего ширина тоннеля составляет 3 м. Высота слоя суб­страта должна быть такой, чтобы нижний его слой не слишком уплотнялся и не сдерживал аэраиию, обычно это составляет 1,8-2,0 м. Алина тоннеля колеблется от 10 до 30 м. В тоннель длинои 15 м и шириной 3 м можно загрузить влажного соло­мистого субстрата до 25 тонн, при плотности субстрата 0,35 т/м’ и высоте слоя 1,8 м. В отличие от пастеризаиии шампинь­онного компоста, на которую требуется 5-7 суток, пастериза­ция субстрата для вешенки занимает 1-2 дня или немногим более Таким образом тоннель является современным, высо­копроизводительным механизированным и автоматизирован­ным устройством для приготовления качественного субстрата для вырашивания как шампиньона, так и вешенки.

Устройство тоннеля (рис. 1).

Пол тоннеля изготавливают из деревянных или железобе­тонных брусьев, которые укладывают со шелями до 3 см. Аля равномерного распределения подаваемого воздуха суммар­ное сечения шелей должно составлять 25-30% плошали пола тоннеля, для шампиньонного компоста (плотность 0,5) и око­ло 20% для субстрата вешенки (плотность -0,35). Аля укладки субстрата нал шелевым полом стелят плотную синтетическую сетку, которая предотвращает просыпание субстрата в поддон тоннеля Если используют систему подвижных полов, то свер­ху настилают еше одну скользящую сетку, которую при вы­грузке вытягивают лебедкой из тоннеля вместе с субстратом. Под решетчатым полом находится нижний пол, сделанный из бетона с наклоном 2" в сторону впускного отверстия вентиля­тора. В самой нижней точке пола имеется сток воды (дренаж). Стены и потолок тоннеля хорошо теплоизолированы, имеют водо — и паростойкую отделку. Высота потолка тоннеля от ре­шетчатого пола обычно составляет 3,5-4,0 м.

Система вентиляции включает: шахту приточной вентиля­ции (1), в которой монтируют фильтры грубой И ТОНКОЙ ОЧИ­СТКИ (2), задвижку регулирующую подачу свежего воздуха Т0НИЄЛЯ!4) с регулирующим клапаном (3), вентилятор (5), раз­даточный канал (Ь), расположенный под шелевым полом тон­неля. Излишек воздуха из тоннеля выбрасывается в атмосфе­ру через шахту вытяжной вентиляции (7).

Производительность вентилятора должна обеспечивать по­дачу воздуха в объеме 180-200 м’/час на тонну субстрата, а

— ш«1г<1 приточном вентиляиии Рисунок 1

Схема тоннеля пастеризаиии

Статическое давление, создаваемое вентилятором, должно составлять 100-1 30 мм. вод. столба. *

Увлажнение воздуха и его нагрев обеспечивает система пароснабжения. Ввод пара низкого давления (50 кПа или 0,5** атмосфер) осуществляется непосредственно в поток воздуха за вентилятором.

Охлаждение субстрата осуществляют вентиляцией свежим воздухом.

В раздаточном канале тоннеля имеется дренажная система с затворным клапаном, который предотвращает загрязнение во время и после пастеризации. * 1 мм водного столба = 10 Па

** 1 атмосфера = 760 мм ртутного столба = 100000 Па = 100 кПа.

Загрузка тоннеля.

Солому пшеницы, ржи или ячменя измельчают на соломо­резках до частиц размером 3-8 см. Соломорезка типа ИГК-30 имеет производительность до 1 т соломы в час, а измельчи­тель ИРТФ-80 — до 4 т соломы. Затем солому увлажняют на бетонной плошадке 1-2 дня, периодически переворачивая. Влажность соломы при загрузке тоннеля должна быть на уровне 75-80%. Увлажнение будет проходить быстрее, если для полива использовать подогретую воду. В некоторых слу­чаях доувлажнение соломенной сечки проводят прямо в тон­неле. На европейских фермах соломенная сечка из соломо­резки сразу поступает в увлажняющий шнек и далее при не­обходимости лоувлажняется на бетонной площадке.

Основные требования при наполнении тоннеля — это бы­строе и равномерное заполнение рыхлым слоем субстрата высотой до 2 м, так чтобы его поверхность была ровной. Луч­ше всего тоннель загружать телескопическим погрузочным устройством, которое равномерно распределяет субстрат

Ни в коем случае нельзя ходить по субстрату и утаптывать его. Перед загрузкой на решетчатый пол укладывают сетку из синтетического волокна, промытую и просушенную.

Удобно загружать тоннель, используя транспортерную ли­нию, состоящую из распределительного транспортера и не­скольких подаюших транспортеров. В коние проиесса запол­нения перед дверью в пазы устанавливают доски опорного шита.

Солома значительно более рыхлый субстрат, чем шампинь­онный компост, она легче продувается вентиляиионным пото­ком, поэтому для соломы, если позволяет устройство тоннеля, можно формировать слой несколько выше 2 м, что увеличит загрузку тоннеля. После пастеризаиии слой соломы сущест­венно оседает за счет размягчения соломины.

Аля загрузки 1 т соломистого субстрата требуется около 1,5-1,7 MJ плошади тоннеля (при слое около 2 м). Верхний уро­вень субстрата должен отстоять от потолка тоннеля не менее, чем на 1 м и не закрывать реииркуляиионного отверстия.

Пастеризация субстрата в тоннеле.

1. Выравнивание и нагрев.

Тоннель после загрузки субстратом закрывают и включают вентиляиию с иелью выравнивания температуры в массе. Зи­мой в тоннель часто загружают холодный субстрат, и в разных участках тоннеля температура субстрата может довольно сильно отличаться.

Разогрев субстрата осуществляется паром. Пар подается снизу и потоком воздуха системы речиркуляиии продувается через субстрат, равномерно разогревая его. Через некоторое время в субстрате начинается подъем микробиологической активности, главным образом, за счет термофильных бакте­рий. Субстрат начинает "самосогреваться" и для поддержания температуры пастеризаиии требуется все меньше пара и все больше свежего воздуха, доставляющего кислород для дыха­ния микроорганизмов.

Кон г роль температуры ведут в различных точках под суб­стратом и в субстрате. Данные термодатчиков выводятся на самописны или компьютер и позволяют устанавливать базо­вый профиль работы тоннеля. Температуру повышают доста­точно медленно, разогрев субстрата может продолжаться 12 часов летом и до 24 часов зимой. Во время нагрева темпера­тура воздуха выше температуры субстрата, во время пастери­заиии, наоборот, температура воздуха ниже, так как субстрат "саморазогревается". Показания термодатчиков снимают не реже 1 раза в час. Во время разогрева свежего воздуха требу­ется не более 5% от обшего объема реииркуляиии. Пароснаб — жение должно обеспечивать подачу 20-25 кг пара на 1 т суб­страта в час.

2. Пастеризаиия.

N1(7)

В

По достижении необходимой температуры начинается проиесс пастеризаиии. Для шампиньонного компоста режим пастеризаиии достаточно строго ограничен: 6-10 часов при 58-60"С. Повышение температуры до 62-63"С допускается на период не более 1 часа. Это обусловлено составом микро­флоры шампиньонного компоста, которая развивается на предварительной, достаточно длительной фазе неконтролиру­емой ферментаиии. Субстрат для вешенки перед загрузкой замачивают в течение 1-3 дней, а затем сразу пастеризуют. Полезная термофильная микрофлора развивается только в процессе "длительной" МЯГКОЙ пастеризаиии при 60-65"С В те­чение 24-48 часов. Поэтому пастеризаиия субстрата для ве­шенки в тоннелях проводится при различных режимах: 60-65"С или 65-70"С. Основная задача пастеризаиии — уничто­жить в субстрате конкурентные организмы, сохранив опреде­ленную селективность субстрата. Во время пастеризаиии, особенно мягкой (60-65"С), когда происходит развитие термо­фильных бактерий, подача свежего воздуха необходима для дыхания аэробной микрофлоры. Объем подачи свежего воз­духа составляет 5-10% от обшего объема реииркуляиии или 10-20 м’/час на 1 тонну субстрата.

Температуру в проиессе тепловой обработки субстрата контролируют по температуре потока воздуха под решетча­тым полом тоннеля и по температуре воздуха над слоем суб­страта в верхней зоне тоннеля, а также по показаниям датчи­ков, находящихся обычно на уровне 0,5-0,6 м от поверхности субстрата. Температура субстрата по его слоям имеет мини­мальное варьирование и лежит всегда между температурой воздуха в верхней и нижней зонах тоннеля. Разность темпера­тур, как правило, не превышает 2-3°С.

3. Ферментаиия.

Если используют режим пастеризаиии с последующей фер- ментаиией, субстрат медленно охлаждают с 60-65"С до 45-50"С (в течение 8-10 часов) за счет увеличения объема све­жего наружного воздуха до 20-30%.

Ферментаиию субстрата при 45-50"С проводят достаточно длительное время от 24 до 48 часов при подаче большого объ­ема свежего воздуха (15-257о). Обилие кислорода способству­ет бурному развитию полезной термофильной аэробной мик­рофлоры (бактерий Bacillus). В этом случае тоннель пастери­заиии служит в качестве большого твердофазного ферменте­ра.

4. Охлаждение.

По окончании пастеризаиии или ферментаиии массу суб­страта стараются быстро охладить свежим воздухом, который в этот момент впускают в объеме от 50 до 100% обшей реиир­куляиии. Субстрат охлаждают до 28"С зимой и 24"С летом. Весь проиесс охлаждения занимает от 6 до 12 часов в зависи­мости от сезона и температуры окружающего воздуха. Если проиесс выгрузки задерживается или после выгрузки субстрат долгое время остается в куче, может произойти повышение температуры до 30-40"С. При таком небольшом перегреве стимулируется прорастание сохранившихся спор конкурент­ных плесеней. Необходимо следить за тем, чтобы в субстрате температура не поднималась выше 30"С.

5. Выгрузка.

Субстрат выгружают конвейером, лебедкой с системой подвижных полов (сеток) или другими механизмами. Субстрат для вырашивания вешенки имеет невысокую селективность, поэтому при выгрузке надо предпринимать строгие санитар­но-гигиенические мероприятия по дезинфекиии оборудова­ния и помещения. Хорошо, если тоннель пастеризаиии про­ходного типа и загрузка ведется с грязной зоны, а выгрузка в чистую зону. В помещении фасовки и инокуляиии должно быть повышенное давление, хорошая изоляиия от окружаю­щей среды (мухи, споры микроорганизмов) за счет фильтра — иии воздуха и уплотнения дверей.

Преимущества термообработки субстрата в тоннеле:

— в небольших помещениях можно проводить обработку большой массы субстрата;

— заполнение и выгрузка могут быть полностью механизиро­ваны;

— затраты энергии на единииу субстрата относительно невысоки;

— проиесс термообработки хорошо управляем, разнииа в температуре воздуха и субстрата минимальна,"

— весь проиесс происходит в аэробных условиях, благопри­ятствующих развитию полезной микрофлоры;

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ АурНАЛ

— возможно получать большое количество однородного субстрата высокого качества.

Сложность ситуаиии с тоннелем заключается в том, что не­обходимо при вырашивании вешенки иметь высокопроизво­дительную технику для инокуляции и фасовки субстрата в п/э емкости. Готовый субстрат надо выгрузить и расфасовать в течение одного дня. В Европе созданы и работают автомати­зированные линии по фасовке и инокуляции субстрата мощ­ностью от 50 до 100 тонн в смену.

Пример пастеризации в тоннелях на европейской грибной ферме пастеризация с ферментацией или длительная аэроб­ная ферментация (Heltay, 1994).

Температурный профиль пастеризации показан на рис. 2.

ПАстеризациИ

Ферментация

	10	12	10	24	8	Часы	Г>
Вентиляция	5		25		50	%
Рециркуляция	95		75	—	50	%

22

32

56

84

Рисунок 2

Термический профиль мягкой пастеризаиии с ферментацией

Описание технологии:

1. Субстрат на основе соломы ячменя, пшеницы или ржи

2. Добавки — 10% сена бобовых трав, как источник азота и термофильных бактерий.

3. Солому измельчают и сечку увлажняют до 75%.

4. Загружают предварительную камеру хранения соломы (на 1 сутки).

5. Загружают тоннель пастеризации (50 тонн субстрата). Вен­тилятор мощностью 200 м3/час на тонну субстрата. Давле­ние воздуха до 150 мм водного столба.

6. Пастеризация управляется компьютером. Имеется 6 датчи­ков температуры (3 воздух, 3 субстрат). Направление про­цесса — увеличение количества защитных термофильных бактерий: сначала облигатных термофилов (65°С), затем термотолерантных бактерий (45иС).

7. Тоннель проходного типа. Загрузка в грязной зоне, выгруз­ка в чистой зоне. Субстрат вытягивается на сетке специаль­ной машиной. Субстрат инокулируется посевным мицели­ем (1 5-2,0% по весу) и фасуется в п/э мешки высокопроиз­водительной линией (до 100 тонн субстрата в смену).

В последние годы в России также начали готовить субстрат для культивирования вешенки в тоннелях. Большей частью ис­пользуют тоннели в шампиньонницах. В некоторых хозяйст­вах под тоннели приспосабливают ж/д контейнеры. Наиболее надежные результаты получают в тоннелях шампиньонниц, которые оборудованы температурными датчиками и позволя­ют точно контролировать режим обработки и управлять про­цессом пастеризации. Рассмотрим некоторые примеры пасте­ризаиии в тоннелях. Вариант 1.

Солома ржи или пшеницы. Заготавливают в рулонах. Из­мельчение на соломорезке ИГК-30Б до частиц 3-5 см Увлаж­нение на бетонной площадке в течение 2-х суток. Для фермен­тации используют один из тоннелей шампиньонницы.

Габариты тоннеля: длина -12м, ширина — 3 м, высота — 4м.

Полы тоннеля сделаны из деревянного бруса 15×15 см с щелями по 3 см. На брусья стелят тоннельную сетку. Подачу воздуха обеспечивает центробежный вентилятор производи­тельностью 6500 м’/час (7,5 кВт).

Соломенную сечку загружают в тоннель системой транс­портерных лент слоем 1,5-1,8. Масса субстрата в тоннеле ко­леблется от 10 до 15 т.

Во время загрузки субстрат имеет влажность 78-80% и рН 7,5-7,8. В тоннеле установлены термодатчики над суб­стратом (1), под решетчатым полом (2) и в субстрате (3). Дан­ные записываются на самописец.

Выравнивание и нагрев происходит 10-12 часов, затем проводят пастеризацию в течение 8-10 часов при 65"С и да­лее ферментацию (кондиционирование) в течение 36-48 ча­сов при 50-55°С. Охлаждение субстрата до 25-28"С занимает 16-24 часа. При выгрузке субстрат имеет влажность 75-78% и рН=8,2-8,3.

Окраска субстрата становится равномерно светло-корич- невой, заметно развитие актиномицетов в виде белесоватого паутинного налета.

Субстрат выгружают тракторным вилочным погрузчиком на металлические рабочие столы. Каждый стол обслуживает 5-6 человек: две пары на фасовку и инокуляцию, а остальные на завязывание мешков. Для инокуляции используют мице­лий на просе фирмы Sylvan. Норма посева — 25-30 л на тонну субстрата. Основная проблема — ручная фасовка. Для фасов­ки 12 15т субстрата в течение смены требуется 25-30 чело­век. Зарашивание субстрата мицелием происходит за 14-16 дней. Отбраковка не превышает 1 %.

Вариант 2.

Солому пшеницы заготавливают в тюках. Измельчение на соломорезе ИРТФ-80 до частиц 5-8 см. Увлажнение на бетон­ной площадке 2 дня. Для ферментации используют тоннели пастеризации шампиньонного комплекса, выделенные специ­ально для вешенки. Габариты тоннеля: длина 1 7 м, ширина 2,6 м, высота — 3 м. Полы тоннеля сделаны из бетона (сдвоен­ные брусья с щелями 4 см). Стены — сэндвич-панели из нержа­вейки. На пол стелят подстилочную сетку, а сверху нее сколь­зящую которую вытягивают лебедкой при выгрузке. Подачу воздуха обеспечивает центробежный вентилятор производи­тельностью 12000 м’/час (6/1 2 кВт).

Соломенную сечку загружают в тоннель небольшим трак­тором слоем 1,3-2,3 м и массой от 10 до 20 т. Во время загрузки субстрат имеет влажность 75-80%, рН 7 5-7,7, а содержание общего азота 0,5-0,6.

В тоннеле установлено 5 термодатчиков. Данные записы­ваются компьютером.

Режим обработки субстрата: выравнивание и нагрев — 10 часов, пастеризация при 65°С — 10 часов, ферментация — 24-48 часов, охлаждение 8 часов.

При выгрузке субстрат имеет влажность 72-77%, рН 8,3-8,5, а содержание обшего азота 1,0%.

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫ И ЖУрНАЛ

Субстрат выгружают специальной машиной "Тіlot" гол­ландского производства. Инокулируют вручную в момент вы­грузки. Субстрат попадает на рабочий металлический стол. Фасовка осуществляется вручную. Для инокуляции использу­ют мицелий на просе фирмы Sylvan (штамм НК-35). Норма посева 25-30 л на тонну субстрата. Фасовка ручная и для вы­работки тоннеля требуется много времени и людей. Отбра­ковка субстрата после инкубации не превышает 0,01%. Из 10000 мешков массой по 14 кг (9 партий субстрата) отбрако­вали всего 1 мешок с признаками развития триходермы. Про­изводительность при фасовке составляет 0,7-1,0 тонна суб­страта на человека в смену.

Г