一种用于食用菌栽培料的灭菌设备及灭菌方法与流程

本发明涉及一种灭菌设备及方法，尤其涉及一种用于食用菌栽培料的灭菌设备及方法，属于农业机械技术领域。

背景技术：

食用菌生产过程中需对栽培基质进行消毒灭菌，防治生产过程中的杂菌感染，造成产量下降甚至绝产。因此，需先对栽培料进行混合搅拌均匀后进行装袋\装瓶作业，完成装袋\装瓶后再进行蒸汽常压或高压灭菌处理，已达消灭栽培料内部杂菌的目的。然而，当前食用菌搅拌均采用开放式搅拌方式对栽培料进行搅拌混合，待培养料搅拌均匀后再进行装袋\装瓶作业。装料后的菌袋或菌瓶需在密封的环境内进行蒸汽消毒灭菌，灭菌时间均在11个小时以上，耗时且消耗大量的能源。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的栽培料灭菌不规范，消耗能量大，灭菌时间长等缺陷，提出一种用于食用菌栽培料的灭菌设备及灭菌方法，缩短灭菌时间，节约能源。

本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种用于食用菌栽培料的灭菌设备,包括横置于机架上的罐体，所述机架上设有罐体支撑装置以及驱动罐体旋转的电机，所述罐体的两端密封前、后罐盖，所述前罐盖的入口端连接集料箱，所述集料箱的箱体外部设有压力传感器、震动器以及用于驱动位于集料箱顶部的入口盖板开合的伺服电动机缸;所述罐体的内部固定管道，所述罐体的内壁沿轴向分布连续的螺旋搅龙，螺旋搅龙叶片之间的罐体内壁具有与搅龙叶片位置垂直的刮板，所述罐体内设有温湿度传感器以及臭氧浓度传感器；所述罐体的后罐盖上具有出料口；所述罐体的外部具有周向布置的传动齿轮，所述传动齿轮与电机驱动的驱动齿轮啮合。控制系统与管道入口阀门连接，实现整个灭菌过程温湿度等控制。

所述螺旋搅龙还可以是另一种结构，所述罐体的内壁沿轴向分布断续的螺旋搅龙，所述螺旋搅龙之间相互衔接。因为连续式螺旋搅龙效率低、效果较差，在轴向对物料负荷大，物料不能及时排除可能损坏电机，断续式搅龙效果较好。

所述罐体与两端机架上箍环有一定间隙，通过密封圈密封，罐体和箍环对应位置分别开有两处密封槽，密封圈卡在槽中，实现接触式滑动密封。

所述管道分为通风管道、通湿管道，所述通风管道固定于两端罐盖底部，并与前罐盖外部的臭氧发生装置连接，所述通湿管道固定于两端罐盖上部，所述通风管道与通湿管道在罐体内呈三角形排布，穿过前罐盖连通至后罐盖并固定。

所述通风管道和所述通湿管道上设有均布的孔，所述孔间距为10cm，保证栽培料加湿过程中的均匀，所述孔位于管体表面，孔上安装高压喷嘴,用于实现防阻塞的效果。

所述通风管道与罐体外的臭氧发生装置连接。

所述外部控制系统分为三个部分，分别是传感器参数采集部分、参数分析与控制处理核心部分以及执行机构部分，温湿度传感器以及臭氧浓度传感器从罐体内采集相关参数，并把参数数据传送给主控制芯片，经由主控制芯片对采集到的实际数据进行分析，与预设值进行对比，并根据分析结果及相关控制逻辑选择相应的执行机构对制定的环境参数进行调控。

本发明进一步提供上述装置的灭菌方法，包括以下步骤：、第一步、将食用菌栽培料投入罐体内，加水、搅拌进行湿度调节；

第二步、对完成湿度要求的食用菌栽培料进行臭氧消毒灭菌；

第三步、将灭菌完成的食用菌栽培料在罐体内静放1小时后，完成出料、进行下一步工序作业。

具体是：第一步、在食用菌栽培料投入罐体之前启动电机带动罐体顺时针转动，通过铲车将栽培料投入集料箱，集料箱内的压力传感器接收信号，启动震动器与伺服电动缸，入口盖板打开，食用菌栽培料落入罐体中，此时罐体内轴向分布的螺旋搅龙和刮板带动食用菌栽培料往后罐盖处移动和上下翻转，便于前端盖处的培养料往后移动,并通过外部的通风管道将臭氧输入罐体内，保证灭菌过程中的臭氧浓度。当所述食用菌栽培料到达后罐盖处时，待集料箱内无栽培料后震动器与入口盖板关闭，进行预灭菌；第二步、臭氧灭菌时，先经通湿管道对食用菌栽培料增湿，使栽培料的湿度达到70%要求，臭氧发生装置经通风管道进行灭菌，保持罐体内的臭氧浓度≥70mg/m³时的时间不少于120min，且总的供给时间不少于240min，灭菌完成；第三步、臭氧在罐体内为间断式灭菌，当臭氧设备工作时，螺旋绞龙同步旋转，以便于食用菌栽培料与臭氧进行充分接触，实现栽培料灭菌彻底。灭菌完成后电机驱动发酵罐体逆时针旋转，将食用菌栽培料发酵推出出料口包装。需要注意的是需臭氧发生装置停机1小时候再对栽培料进行装袋\装袋后的接种工序，避免臭氧对人体的呼吸系统等的伤害。

本发明通过上述装置的各部件相互配合，可以实现高效的食用菌栽培料灭菌。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1的后视图。

图3为图1中罐体的结构示意图。

图4为罐体和机架连接处的结构示意图。

图5为前罐盖处结构示意图。

图6为本发明另一个实施例的结构示意图。

图7为图1中控制系统的流程图。

图8为图1中控制系统的电路图。

图中标号1-风机，2-通风、通湿管道，3-机架，4-振动装置，5-物料入口，6-入口盖板，7-罐体，7-1-刮板，7-2-传动齿轮，8-温湿度传感器，9-螺旋绞龙，10-臭氧浓度传感器，11-驱动齿轮，12-支撑装置，13-伺服电动缸，14-前罐盖，15-控制系统，16-出料口，17-后罐盖，18-密封圈，19-箍环，20-压力传感器，21-臭氧发生器。

具体实施方式

实施例1

本实施例的结构如图1-5所示，包括横置于机架3上的罐体，机架3上设有罐体支撑装置12以及驱动罐体旋转的电机，罐体的两端密封前、后罐盖，前罐盖的入口端连接集料箱，集料箱上设有物料入口5,集料箱的箱体外部设有压力传感器20、振动装置4以及用于驱动位于集料箱顶部的入口盖板6开合的伺服电动机缸13;罐体的内部固定管道2，罐体的内壁沿轴向分布连续的螺旋搅龙9，用以实现栽培料的输送，螺旋搅龙9叶片之间的罐体内壁具有与搅龙9叶片位置垂直的刮板7-1，罐体内的管道2上设有温湿度传感器8以及臭氧浓度传感器10罐体的后罐盖17上具有出料口16；罐体7外部具有周向布置的传动齿轮7-2，传动齿轮7-2与电机驱动的驱动齿轮11啮合。传感器从罐体内采集相关参数，并把参数数据传送给主控制芯片，经由主控制芯片对采集到的实际数据进行分析，与预设值进行对比，并根据分析结果及相关控制逻辑选择相应的执行机构，控制通风管道入口阀门开闭，实现整个灭菌过程温湿度等控制。外部控制系统分为三个部分，分别是传感器参数采集部分、参数分析与控制处理核心部分以及执行机构部分，温湿度传感器以及臭氧浓度传感器从罐体内采集相关参数，并把参数数据传送给主控制芯片，经由主控制芯片对采集到的实际数据进行分析，与预设值进行对比，并根据分析结果及相关控制逻辑选择相应的执行机构对制定的环境参数进行调控,具体流程见图7。罐体7与两端机架上箍环19有一定间隙，通过密封圈18密封，罐体7和箍环19对应位置分别开有两处密封槽，密封圈卡在槽中，实现接触式滑动密封。管道2分为通风管道、通湿管道，通风管道固定于两端罐盖底部，并与前罐盖外部的风机1连接，通湿管道固定于两端罐盖上部，通风管道与通湿管道在罐体内呈三角形排布，穿过前罐盖连通至后罐盖并固定。通风管道和所述通湿管道上设有均布的孔，孔位于管体表面，孔上安装高压喷嘴。

本实施例的罐体外接臭氧发生装置21，通风管道与罐体外的臭氧发生装置21连接。

当发酵罐采用臭氧灭菌时，如图7-8所示，其灭菌方法包括以下步骤：第一步、在食用菌栽培料投入罐体之前启动电机带动罐体顺时针转动，通过铲车将栽培料投入集料箱，集料箱内的压力传感器接收信号，启动震动器与伺服电动缸，入口盖板打开，食用菌栽培料落入罐体中，此时罐体内轴向分布的螺旋搅龙和刮板带动食用菌栽培料往后罐盖处移动和上下翻转，便于前端盖处的培养料往后移动,并通过外部的通风管道将臭氧输入；当所述食用菌栽培料到达后罐盖处时，待集料箱内无栽培料后震动器与入口盖板关闭，进行密闭环境内的臭氧消毒。

第二步、臭氧开始时，先经通湿管道对食用菌栽培料增湿，使栽培料的相对湿度达到70%以上，以利于栽培料中杂菌细胞的膨胀，致使细胞壁变薄，易受到臭氧的渗透溶解，杀死杂菌。臭氧发生装置产生的臭氧经通风管道进入罐体内进行臭氧消毒灭菌，要求罐体内的臭氧浓度≥70mg/m³时的时间不少于120min，且总的供给时间不少于240min；

第三步、臭氧在罐体内为间断式灭菌，当臭氧设备工作时，螺旋绞龙同步旋转，以便于食用菌栽培料与臭氧进行充分接触，实现栽培料灭菌彻底；

第四步、开启反向旋转电机，电机驱动发酵罐体逆时针旋转，将食用菌栽培料发酵推出出料口包装。需要注意的是需臭氧发生装置停机1小时候再对栽培料进行装袋\装袋后的接种工序，避免臭氧对人体的呼吸系统等的伤害。

实施例2

本实施例的结构与实施例一大致相同，灭菌方法也相同，如图6所示，a为实施例1中搅龙结构，b为本实施例螺旋搅龙的结构，罐体的内壁沿轴向分布断续的螺旋搅龙，螺旋搅龙之间相互衔接，随着罐体转动。该结构不仅可以实现栽培料的输送，还能实现在罐体内不断翻炒搅拌，使栽培料与臭氧接触更加均匀，有利于灭菌。

除上述实施外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。