專利名稱：用于菌類培養(yǎng)物栽培的培養(yǎng)基的制備方法和設(shè)備的制作方法
根據(jù)權(quán)利要求1的內(nèi)容，本發(fā)明涉及一種用于栽培菌類培養(yǎng)物的培養(yǎng)基的制備方法，且根據(jù)權(quán)利要求8的內(nèi)容，還涉及一種實(shí)施該方法的合適的設(shè)備。
用于栽培菌類培養(yǎng)物、特別是蘑菇栽培的培養(yǎng)基是在使用家禽糞肥作為氮源的條件下由有機(jī)物、特別是由馬糞和稻草制備的。該制備方法包括兩個(gè)步驟。首先在敞開的窖中進(jìn)行熱腐殖(Heiβrotte)(加工步驟I)。在這種情況下，在約一周的時(shí)間中，在加水下，通過(guò)多次機(jī)械回轉(zhuǎn)促進(jìn)微生物復(fù)分解，由此產(chǎn)生均勻的原培養(yǎng)基。再次加入水后將原培養(yǎng)基分成一定的份量，裝入可以盛約200kg的盒子中，并放置在已調(diào)節(jié)好空氣溫濕度的空間中，或作為群體(Masse)填充在容積為約70～100m3的隧道中。接著在密閉的系統(tǒng)中使原培養(yǎng)基經(jīng)受規(guī)定的熱處理約8天(加工步驟II)。
在原培養(yǎng)基在密閉體系中轉(zhuǎn)化之后，通過(guò)幾小時(shí)的靜置期進(jìn)行底物混合物中的溫度平衡，然后在使用循環(huán)空氣的條件下通過(guò)原培養(yǎng)基的加熱和/或自動(dòng)加熱，將溫度調(diào)整至約60℃，并保持在該溫度下，以便殺死有害動(dòng)物區(qū)系和有害植物區(qū)系(巴氏滅菌法)。然后通過(guò)補(bǔ)充新鮮空氣，溫度降至約48℃并保持2～3天(穩(wěn)定化)，以便在PH值為PH7.5時(shí)使銨氮結(jié)合在有機(jī)底物上，因?yàn)榫z體僅僅能耐受非常少的培養(yǎng)基中的氨。接著將制備的培養(yǎng)基冷卻至25℃并用菌種體接種。
在蘑菇栽培中，敞開窖中的熱腐殖在技術(shù)上類似于反應(yīng)器-強(qiáng)化腐殖(Intensivrotte)。相反，菌類培養(yǎng)基在密閉系統(tǒng)中的處理與生物廢料的敞開再腐殖相同，在一般情況下它們按照反應(yīng)器-強(qiáng)化腐殖進(jìn)行。加工步驟次序的改變對(duì)于腐殖過(guò)程的操作具有很大的影響。物質(zhì)的不同腐殖狀態(tài)和生物群落相態(tài)變換的物質(zhì)轉(zhuǎn)化對(duì)菌類培養(yǎng)物栽培用的培養(yǎng)基生產(chǎn)時(shí)的工藝過(guò)程和控制技術(shù)提出許多要求，它們與生物廢料堆肥過(guò)程的情況完全不同。
在敞開熱腐殖結(jié)束之后，培養(yǎng)基具有均勻的結(jié)構(gòu)，由于貯存的毛細(xì)管水，其最大濕度為80％。已經(jīng)減少的微生物活性導(dǎo)致溫度升高，盡管相對(duì)高的空氣通入量，例如240m3/h/噸，可以通過(guò)用新鮮空氣冷卻來(lái)控制溫度升高。在8天之后，耗水量約為10％。
相反，不同類的生物廢料的初始腐殖混合物吸收非常少量的毛細(xì)管水并被快速加熱。如果通過(guò)高的空氣通入量帶走熱量，那么在幾天中表面潮濕的材料變干。因此，在生物廢料堆肥時(shí)，必須小心地進(jìn)行生物過(guò)程控制。
最近，對(duì)蘑菇栽培提出要求，也要滿足使用生物廢料堆肥裝置進(jìn)行作業(yè)時(shí)的法定規(guī)定。這使得必須努力地使敞開的窖腐殖(加工步驟I)統(tǒng)一到隧道中進(jìn)行處理。
盡管有共有的特征，但菌類栽培培養(yǎng)基的制備表現(xiàn)出有機(jī)物腐殖的特點(diǎn)。因?yàn)樵诩s兩星期之內(nèi)必須生產(chǎn)一種底物，在PH值為7～8時(shí)該底物必須盡可能是無(wú)氨的和具有高的含水量(約70～80％)。僅當(dāng)腐殖過(guò)程激烈地進(jìn)行時(shí)，才能達(dá)到這種狀況。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在隧道中填充新鮮的起始堆放混合物并使該混合物自動(dòng)加熱(加工步驟1)。因此產(chǎn)生的溫度高于約70℃。由于循環(huán)空氣中高的氨含量，脆性稻草被腐爛。
熱腐殖期間的高溫嚴(yán)重破壞了生物群落。因此，將來(lái)自隧道(加工步驟I)的粗培養(yǎng)基填入另一隧道中進(jìn)行隨后的腐殖過(guò)程(加工步驟II)。其間，摻合約10～20％“微生物完整無(wú)損”的培養(yǎng)基。這里，術(shù)語(yǔ)“微生物完整無(wú)損”的培養(yǎng)基表示該培養(yǎng)基可以再使用有用植物區(qū)系接種。
在加工步驟II中，使溫度保持在上述限定的范圍中。同樣這里也可以進(jìn)行箱內(nèi)填充以代替隧道中的原堆肥轉(zhuǎn)化。
在加工步驟II期間、在隧道中處理培養(yǎng)基時(shí)，使調(diào)節(jié)好空氣濕溫度的循環(huán)空氣流過(guò)該窖；箱內(nèi)的堆肥被調(diào)節(jié)好溫濕度的循環(huán)氣體環(huán)流。通過(guò)對(duì)流進(jìn)行氣體交換，但氣體交換相應(yīng)是緩慢的。用該方法不能使底物制備調(diào)到最佳狀態(tài)。
目前，在菌類栽培的許多企業(yè)中，熱腐殖(加工步驟I)在敞開的窖中進(jìn)行。在培養(yǎng)基的生產(chǎn)量為每周超過(guò)500噸的大企業(yè)中最近試驗(yàn)了，借助于在窖下面經(jīng)過(guò)的通風(fēng)道避免在窖中形成厭氧區(qū)域。因此，首先在包含稻草和家禽糞肥的混合物情況下可以減少異味產(chǎn)生。但是，這種降低常常太微弱，以致不能滿足不斷提高的法定的規(guī)定。因此必須使窖與周圍環(huán)境隔開，例如在封閉的大棚中進(jìn)行底物的制備并凈化廢氣。這種解決方案在工藝上是相對(duì)昂貴的，和造成相對(duì)高的投資和生產(chǎn)費(fèi)用。
本發(fā)明的目的是提供一種方法和設(shè)備，借助于該方法/設(shè)備可以縮短腐殖時(shí)間，進(jìn)一步防止難聞物質(zhì)氣味的散發(fā)，且借助于該方法可以減少氮的加入。還可以相對(duì)減少所要求的技術(shù)上的費(fèi)用。
從權(quán)利要求1的內(nèi)容出發(fā)，該目的是借助于在權(quán)利要求1的特征部分中說(shuō)明的工藝措施以及在權(quán)利要求8的特征部分中說(shuō)明的設(shè)備特征來(lái)解決的。
借助于本發(fā)明的方法和設(shè)備，可以將加工步驟I中的腐殖過(guò)程的啟動(dòng)時(shí)間(表示到生物降解過(guò)程開始的持續(xù)時(shí)間)縮短了約30～50％。與此同時(shí)溫度快速升高至約70℃，并且加快了生物化學(xué)轉(zhuǎn)化。借助于本發(fā)明的方法，與現(xiàn)有技術(shù)中的方法相比，在培養(yǎng)基中形成升高的氧濃度，這導(dǎo)致可以防止或至少可以減少厭氧區(qū)域的形成。此外，減少難聞物質(zhì)的產(chǎn)生，氨被牢固地結(jié)合和減少不希望的微量氣體、特別是甲烷和二氧化氮。可以至少部分地省去昂貴的廢氣凈化，例如以家禽糞肥或糞尿形式添加的氮量明顯的減少。
通過(guò)本發(fā)明的方法和設(shè)備，可以在所有可想到的底物混合物的放置方式例如對(duì)于在露天的固定平面上的窖、在敞開、半敞開或封閉的棚中或在隧道中，以及在所有可想到的窖的結(jié)構(gòu)和尺寸下，自然而然得到上述優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明方法以及設(shè)備的其它有利構(gòu)成形式在權(quán)利要求2～7以及9～13中說(shuō)明。
實(shí)施例使用稻草-馬糞-家禽糞肥混合物作為底物原料。將該混合物完全混合并潤(rùn)濕，填充在位于由木材組成的外套中的窖的三個(gè)部分中，即a、b和c部分，它們每個(gè)的長(zhǎng)度是2米、寬1.5m和高1.5m，這里，窖的各個(gè)部分同樣通過(guò)木墻壁彼此隔開。在a和b部分中通入富含氧氣的空氣作為含氧氣體，其氧氣含量為25體積％。出于比較的目的，不用對(duì)C部分通氣。為了進(jìn)料，在a部分中在窖底面附近裝有三根通風(fēng)管，其中它們至底層的距離為10cm，相鄰兩根管之間的距離為50厘米。在窖的b部分中，與前面所描述的一樣在底面附近安裝三根通風(fēng)管，并且附加地在窖的中間、距離底層80厘米處裝入一根通風(fēng)管。
這樣構(gòu)造通風(fēng)管，即可以使含氧氣體經(jīng)過(guò)管的全長(zhǎng)度均勻地鼓入，和使壓力在管長(zhǎng)度上的降低可以被忽略。例如使用直徑為50毫米的通風(fēng)管，該通風(fēng)管配有由19個(gè)直徑為3毫米鉆孔組成的孔系列。每個(gè)孔通入約25升的含氧氣體。a部分中含氧氣體的最大通入量為2米3/小時(shí)和b部分中為1.5m3。所需要的氧氣例如可以在一種設(shè)備中，例如借助于薄膜分離設(shè)備或變壓-吸收設(shè)備由周圍的空氣提供。
a和b部分分別裝有3個(gè)用于測(cè)量氧氣濃度和溫度的測(cè)量探針；在c部安裝一個(gè)用于氧氣濃度的探頭和一個(gè)用于溫度的探頭。附加地，借助于另一個(gè)溫度探頭測(cè)量管上方30cm處的溫度。需要時(shí)借助于另一探頭測(cè)量水平位置上氧氣的濃度梯度。
在加工步驟I中和在隨后的菌類栽培步驟中得到培養(yǎng)基試樣。測(cè)量PH值、水含量及活動(dòng)的和被結(jié)合的氮之間的比例。此外，在窖表面收集氣體試樣并分析二氧化氮和甲烷。在加工步驟I結(jié)束之后，將來(lái)自所有窖區(qū)域的底物材料輸送到加工步驟II以及菌類栽培中。
表明，通過(guò)含氧氣體的通入，改善了窖中氧氣濃度的分配。氧氣含量的提高導(dǎo)致化學(xué)轉(zhuǎn)化，在短時(shí)間之后該轉(zhuǎn)化已經(jīng)降低了氧氣消耗。氧氣稍微促進(jìn)了熱量的形成。但是，特別地得到這樣的優(yōu)點(diǎn)，即明顯減少被通氣的窖區(qū)域中的難聞物質(zhì)的產(chǎn)生，氨牢固地被結(jié)合和顯著抑制了甲烷和二氧化氮的形成。使底物的巴氏滅菌法變得更容易，這表明在氧化條件下有最佳的氮結(jié)合。最后，蘑菇進(jìn)行非常迅速的植物性生長(zhǎng)，覆蓋土壤(Deckerde)的繁殖也是這樣。
權(quán)利要求
1.由有機(jī)物質(zhì)制備用于菌類培養(yǎng)物、特別是用于蘑菇栽培的培養(yǎng)基的方法，其中在腐殖過(guò)程期間連續(xù)地或定時(shí)在底物中通入含氧氣體，其特征在于，含氧氣體與空氣相比含有高的氧氣量，特別地，氧含量為22～30體積％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，通過(guò)至少一根管道或?qū)Р蹖⒑鯕怏w通入培養(yǎng)基中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，測(cè)量培養(yǎng)基中氧氣的濃度，并根據(jù)所測(cè)量的氧氣濃度調(diào)節(jié)氧氣的加入量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3之一的方法，其特征在于，測(cè)量培養(yǎng)基中的溫度，并根據(jù)所測(cè)溫度調(diào)節(jié)氧氣的加入量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一的方法，其特征在于，在熱腐殖期間在培養(yǎng)基中通入含氧氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5之一的方法，其特征在于，在培養(yǎng)基中通入含氧氣體的持續(xù)時(shí)間是10～50分鐘/小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6之一的方法，其特征在于，至少有時(shí)通入含氧氣體以代替常規(guī)的通風(fēng)。
8.向有機(jī)材料組成的用于菌類培養(yǎng)物、特別是蘑菇栽培的培養(yǎng)基中通入含氧氣體的設(shè)備，其由至少一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)和至少一個(gè)連接在鼓風(fēng)機(jī)上的管道或?qū)Р劢M成，其特征在于，在該設(shè)備中配有可以向管道或?qū)Р壑型ㄈ胙鯕獾难鯕庠春退巹?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備配備有測(cè)量探頭，借助于它們測(cè)量培養(yǎng)基中的氧氣濃度，以及該測(cè)量探頭接在一種設(shè)備上，借助于該設(shè)備、根據(jù)所測(cè)的氧氣濃度調(diào)節(jié)培養(yǎng)基中氧氣的加入量。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備配有測(cè)量探頭，借助于該探頭測(cè)量培養(yǎng)基中的溫度，以及該探頭接在一種設(shè)備上，借助于它、根據(jù)所測(cè)溫度調(diào)節(jié)培養(yǎng)基中氧氣加入量。
11.根據(jù)權(quán)利要求8～10之一的設(shè)備，其特征在于，培養(yǎng)基中氧氣的通入借助于至少一根管道進(jìn)行，該管道具有距離為10～100cm、直徑為3～500mm的開孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求8～11之一的設(shè)備，其特征在于，培養(yǎng)基中氧氣的通入借助于至少兩根并排布置的管道進(jìn)行，其中兩根相鄰管道外側(cè)表面之間的距離是25～120厘米，管道至各自相鄰的、培養(yǎng)基外邊界面的距離為40～80厘米。
全文摘要
一種由有機(jī)材料制備用于菌類培養(yǎng)物、特別是用于蘑菇栽培的培養(yǎng)基的方法,其中在腐殖過(guò)程中連續(xù)或有時(shí)在培養(yǎng)基中通入含氧氣體,與空氣相比該含氧氣體具有高的氧含量,特別是氧含量為22～30體積%。一種在用于菌類培養(yǎng)物、特別是用于蘑菇栽培的培養(yǎng)基中通入含氧氣體的設(shè)備,其由至少一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)和至少一根連接在鼓風(fēng)機(jī)上的管道或?qū)Р劢M成,并包括在管道或?qū)Р壑锌梢援a(chǎn)生氧氣的氧氣源和藥劑。
文檔編號(hào)C05F17/00GK1194772SQ97129748
公開日1998年10月7日 申請(qǐng)日期1997年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月6日
發(fā)明者H－J·比特勒, T·伯克勒 申請(qǐng)人:梅塞爾·格里斯海姆有限公司