Окончательная обработка субстратов для вешенки. Стерилизация. Часть 3.


Чунихин А.В., технолог-аналитик, кандидат с.-х. наук

            Данный способ обработки субстрата обеспечивает полное уничтожение всех форм микроорганизмов, которые находились в сырье до его обработки. Перед стерилизацией  механически обработанные компоненты сырья смешивают с питательными добавками и увлажняют до технологической влажности 65-75 %.  Указанный диапазон влажности является допустимым. Влажность субстрата ниже 65 % равно как и выше 75 %  в последствии негативно скажется на урожайности. Оптимальной  является величина влажности субстрата в пределах 72-73 %.  Увлажнять сырьё можно как избыточным количеством воды без предварительного расчёта, так и расчётным объёмом воды на единицу массы воздушно сухих компонентов. Второй способ более технологичен. Однако он требует предварительного взвешивания партии сырья, которая подлежит обработке и определения его исходной влажности. Расчет количества воды, которую необходимо ввести в воздушно сухое сырьё, ведут по фактической (натуральной) влажности компонента по формуле:

 Мв = Тв х (Мк-Мк х Рв /100) / (100-Тв), где                  (1)

 Тв – необходимая технологическая влажность субстрата, %.

Мв — расчетное количество воды, которое необходимо добавить к компоненту, чтобы довести его влажность до технологической  при фактической (натуральной) влажности (Рв).

Мк — масса данной партии компонента при натуральной (фактической) влажности (Рв).

Рв — фактическая (натуральная)  влажность компонента, %

 Например, нужно увлажнить до 70 %  750 кг соломы фактической влажностью 14 %.

 Количество воды, которое необходимо добавить (при условии полного поглощения) будет равно :

Мв = 70 х (750-750 х 14 / 100) / 30 = 1505 кг

 Таким образом, из 750 кг соломы исходной влажностью 14 %  мы получим  2255 кг субстрата  с технологической влажностью 70 %.

 ВНИМАНИЕ !!! При расчетах необходимо обязательно сводить массу компонента и искомое количество воды к одним и тем же единицам измерения, т.е., если масса компонента выражается в тоннах, то искомое количество воды — тоже в тоннах. Если расчет ведется в килограммах, то обе величины выражаются в килограммах.

            Время, в течении которого субстрат поглощает воду, зависит как от механических свойств, так и от вида используемого сырья.  Кроме этого, время увлажнения зависит от температуры и показателя рН.  Чем выше температура воды, тем быстрее сырьё «возьмёт» воду. В щелочной среде увлажнение происходит быстрее, чем в нейтральной.     По окончании увлажнения необходимо провести контроль влажности сырья. Для этого образец сырья взвешивают и высушивают в сушильной камере при +105оС  или в микроволновой печи до постоянного веса. Обычно процесс длится 12-18 часов.  Первое взвешивание проводят через 10-12 часов после начала сушки. Последующие – через каждые 2 часа после первого. По разности весов образца до сушки и по окончании сушки (до постоянного веса) определяют фактическую влажность образца.  Обычно подобную процедуру проводят один раз  при каждом использовании новой партии сырья.  На основании  полученных данных технолог определяет режим, который впоследствии используют до полной выработки данной партии. При использовании в качестве окончательной обработки сырья стерилизации, увлажнение рекомендуется проводить при температуре +20-+25оС в растворе гашёной извести или кальцинированной соды, который имеет рН 9-11.  Следует подчеркнуть, что свежая солома и свежая лузга поглощают воду медленнее, чем «вылежавшееся» сырьё. Наиболее оптимальный срок выдержки  этих компонентов до начала использования составляет 8-10 месяцев при соблюдении соответствующих правил хранения (см. предыдущие разделы).  При использовании свежей соломы и лузги результаты получаются, как правило, хуже. 

            После достижения сырьём технологической влажности в него добавляют мел и гипс, в равных пропорциях в количестве 5-7 % от массы сырой композиции.  Подготовленную таким образом композицию фасуют в полипропиленовые пакеты с фильтрами или специальные полипропиленовые ёмкости, которые закрываются крышками так же снабжёнными  соответствующими фильтрами. Расфасованное сырьё помещают в автоклав. Объём и способ загрузки определяется конструктивными особенностями и типом автоклава.  Для подготовки субстрата стерильным способом используют проходные автоклавы.

Автоклав1

Загрузка сырья на обработку производится со стороны «грязной» зоны, а выгрузка стерильного субстрата осуществляется со стороны «чистой» зоны.  Стерилизацию проводят в соответствии с технической инструкцией по эксплуатации конкретной модели автоклава. Процесс стерилизации включает в себя следующие этапы.

 

  1. Выход на рабочие параметры оборудования (прогрев парообразователя до рабочей температуры стерилизации) .
  2. Вытеснение паром воздуха из камеры стерилизации и прогрев материала («продувка»).
  3. Выход в рабочий режим стерилизации.  Началом стерилизации считается тот момент, когда температура в камере достигнет 120-122оС. Обычно этой температуре соответствует давление пара 1,5 атм. 
  4. Собственно процесс стерилизации. Время экспозиции после достижения параметров, которые указаны в п.3, составляет  60 – 90 минут.
  5. Прекращение нагрева и выравнивание давления в камере пастеризации с атмосферным.
  6. Выгрузка  стерильного материала в «чистую» зону.

 В приёмном тамбуре «чистой» зоны происходит остывание стерильного субстрата.  Температура, при которой в субстрат можно вносить мицелий, составляет +25-+28оС. При достижении указанного уровня температуры субстрат можно инокулировать мицелием. 

            Участок для подготовки субстрата стерильным способом включает в себя следующие  отделения.

  1. Отделение предварительной подготовки сырья (механическая обработка и смешивание сухих компонентов).
  2. Отделение увлажнения субстратной композиции до технологической влажности.
  3. Отделение расфасовки.
  4. Приёмный тамбур для «сырого» субстрата.
  5. Автоклавная.
  6. Приёмный тамбур для стерильного субстрата.
  7. Инокуляционная.
  8. Приёмный тамбур для инокулированного субстрата.

 Все перечисленные отделения представляют собой отдельные помещения. Каждое из этих помещений имеет отдельный вход.  Передача субстрата по технологической цепочке осуществляется только через передаточные окна. Перемещение персонала из отделения 1 в направлении других отделений категорически запрещено. Перемещение персонала в пределах отделений 2-5 свободное. Отделения 6-8 представляют собой строго изолированный блок с раздельным входом и выходом. Вход персонала в данный блок разрешён только через санитарный тамбур через душевую и раздевалку с переодеванием в стерильные комплекты спецодежды и обуви.  При проектировании участка подготовки субстрата по стерильной технологии рекомендуется воспользоваться услугами соответствующих специалистов-профессионалов, которые в совершенстве знают все требования соответствующего регламента и стандарты требований, которые предъявляются к организации помещений для данного участка .  Любое нарушение норм, которые приняты при проектировании, строительстве и техническому оснащению подобных объектов, может привести к серьёзным последствиям – вплоть до полной потери урожая в том или ином цикле производства.

            Стерильный способ подготовки субстратов для выращивания вешенки имеет следующие преимущества перед другими:

 Возможность полной оптимизации субстрата по всем параметрам – прежде всего по  элементам питания. При стерильной технологии отпадает необходимость в удалении из субстрата легко усваиваемых элементов углеводного питания и снимаются жёсткие ограничения на количество и доступность азота, фосфора, калия и других макро- и микроэлементов. Все эти элементы можно вводить в тех количествах и пропорциях, которые обеспечат максимальную биопродуктивность вешенки. В процессе обработки паром улучшается микроструктура частиц субстрата, что делает его более доступным для мицелия.

  1. Полное отсутствие конкурентных организмов и их влияния на рост и развитие мицелия вешенки. В связи с отсутствием конкурентной и «балластной» микрофлоры мицелий вешенки не испытывает ни каких препятствий при колонизации субстрата.  Это способствует наиболее эффективной утилизации питательных веществ и энергии, что в конечном счёте обеспечивает максимальный экономический коэффициент биопродуктивности.
  2. Высокая стабильность и повторяемость производственных результатов. При стерильном способе подготовки субстратов исключается влияние биологической компоненты. В связи с этим отсутствует большинство элементов неопределённости и случайности, которые в той или иной степени характерны для всех остальных способов подготовки субстрата. В связи с этим при стерильной технологии могут быть с максимальной эффективностью использованы средства механизации и автоматизированного управления, использование которых характерно для индустриальных отраслей. В свою очередь высокая стабильность, предсказуемость и управляемость процесса обеспечивают возможность гибкого оперирования объёмами и сроками выхода продукции в соответствии с динамикой рыночной конъюнктуры.

 Из недостатков стерильного способа можно отметить следующие.

 

  1. Высокие требования, предъявляемые к культуре производства и соблюдению технологической дисциплины. Выращивание вешенки по стерильной технологии ближе к производственным процессам, которые характерны для промышленности, нежели к сельскому хозяйству.
  2. Наличие единиц оборудования, которые требуют специальной подготовки персонала и соответствующих допусков и разрешений на их эксплуатацию со стороны органов Гостехнадзора.

Стерильный способ подготовки субстратов для вешенки можно считать эталоном с которым мы будем в дальнейшем сравнивать все остальные.  Для этого примем показатель эффективности производства при стерильном способе за 1 (единицу).

Материал доступен для обсуждения на Международном форуме по ссылке Подготовка субстратов по стерильной технологии