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序
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前言
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第一章 食用菌机械化生产概述
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第一节 食用菌生产意义
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一、食用菌的营养与药用价值
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(一)食用菌的营养价值
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食用菌含有非常丰富的营养物质(表1-1),食用菌所含的蛋白质是比较高的。如鲜蘑菇的蛋白质含量为8.5%。每千克蘑菇的蛋白质含量相当于2kg瘦肉、3kg鸡蛋或12kg牛奶的含量。从食用菌中氨基酸含量来看,人体所需的8种氨基酸在食用菌中都有,其中赖氨酸和亮氨酸的含量尤为丰富,赖氨酸对促进记忆,增进智力有独特的作用,对婴幼儿和老年人健康发育十分重要。
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表1-1 常见食用菌的主要营养成分(100g干重中所含克数)
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食用菌中脂肪的含量较低,而且以不饱和脂肪酸为主,与植物油近似。如香菇、黑木耳、银耳中不饱和脂肪酸分别占脂肪中的75%、73.1%、69.2%。食用菌中不但不含胆固醇,而且含丰富的类甾醇,可以降低血液中胆固醇的含量。
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食用菌中含多种维生素(表1-2),为一般蔬菜所不及。尤其是维生素B类和维生素D。食用菌中维生素A的含量较低,维生素C的含量接近于一般蔬菜的含量,而维生素D的含量却远远高于其他食品,特别是香菇,其含量最高。维生素B类的种类和含量在食用菌中都很丰富。
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表1-2 常见食用菌维生素含量(100g干重中含有的毫克数)
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食用菌中还含有极为丰富的矿物质元素,如钾、钠、钙、铁、锌、镁、磷等。食用菌含灰分4%~10%,平均为7%左右。它所含矿物质营养元素的种类、数量与其生长环境有着密切的关系。有些食用菌中还含有大量的锗和硒,如灵芝,能提高人体免疫机能和推迟细胞衰老等作用。
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目前,食用菌已成为人们的美味佳肴,越来越受人们的喜爱,食用菌类的产品也越来越多,有许多厨师以食用菌为主要原料已经发明了许多名菜,备受人们的喜爱。食用菌的初级产品经过深加工后,也可以得到干制、盐渍、糖制及罐藏的食用菌,以及食用菌饮品、风味食品、休闲食品、糖果、糕点和面食加工食品等。
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(二)食用菌的药用价值
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食用菌药用价值很高。许多菌类既是美味佳肴,又是珍贵良药。中国利用大型真菌作为药物历史悠久,如汉代的《神农本草经》及以后的本草学著作均有记载。香菇能增强人体的抗病能力,可预防坏血病、肝硬化等多种疾病。木耳有润肺和消化纤维素的作用。银耳有提神生津、滋补强身的作用。马勃菌在新鲜时可炒食,老熟时可止血、治疗胃出血等症。猴头菌能“泻肝经之火,主治眼目不明”。近年来中国医药工作者更是倾注于从真菌资源中挖掘新药物,如上海研制的“猴头菌片”“蜜环片”“亮菌糖浆”“健肝片”等,都在临床上发挥了很好疗效。现代发现灵芝对慢性气管炎、高山病、急慢性肝炎,以及被认为不治之症的进行性肌营养不良均有一定疗效。在许多药方剂中,茯苓是著名滋补性食品。雷丸含有溶蛋白酶,可作为驱虫剂。从云芝中提取的蛋白多糖体(PSK)能增强机体免疫能力,临床上已作为抗癌药物应用。用蘑菇预煮液制成药物,对医治迁延性肝炎、慢性肝炎、肝肿、早期肝硬化均有显著疗效。在蘑菇、香菇的提取液内,还发现了一种干扰素诱导剂,具有很强抗病毒能力,类似这些菌类约200种之多,是很有希望的药物。有百余种大型真菌具有抗肿瘤活性,主要成分是真菌多糖。这些化合物虽不能直接杀伤肿瘤细胞,但能刺激抗体形成,从而调整和提高机体的免疫功能(表1-3)。
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表1-3 几种食用菌抑癌效率
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据统计,到目前为止,中国的药用真菌大约有270种,其中有不少种类是著名食用菌,其中能抗癌的真菌大约有150多种,现已应用于临床的有近10种。
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二、食用菌生产的综合效益
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(一)初级产品产生的直接效益
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初级产品就是通过食用菌生产直接得到产品,如通过食用菌栽培得到香菇、平菇、滑菇、金针菇等,这些初级产品直接进入市场,直接获得经济效益。例如用塑料大棚栽培食用菌,建一个60m2的塑料大棚,需投资8000元左右。大棚内按塑料袋立体栽培,一年栽培四茬,需要栽培料大约10000kg,每千克0.2元,需投资2000元左右,总投资(包括塑料袋、药物等)共计12000元。其产量按每千克菌料生产平菇0.9kg,总产量9000kg,每千克3元,总收入27000元,收回全部投资后,当年纯收入15000元。下一年栽培只需要栽培料、塑料袋、药物等投资,其他用品可连续使用,其效益会一年比一年高。
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(二)食用菌产品由初级产品进行深加工产生的间接效益
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食用菌由初级产品进行深加工所带来的经济效益往往是加工前的几倍,甚至几十倍。例如香菇通过加工可生产10多个系列产品,如图1-1所示,不仅解决了产菇高峰鲜菇难以出售的矛盾,而且可获得更大的效益。据测算,每生产1kg香菇深加工后的产值是原菇的5倍,最高可达10倍。
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图1-1 香菇加工可生产的系列产品
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另外,有的食用菌可以制成“保健食品”和药品,现已开发出数十种菇类药物,如云芝糖肽、云芝肝泰、猴头菌片、三九胃泰、猪苓多糖、金耳胶囊、香菇多糖、蜜环菌片、香云片、胃乐宁、灵芝粉等。
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总之,食用菌的初级产品经过深加工后,可以得到干制、盐渍、糖制及罐藏的食用菌,以及食用菌饮品、保健品、调味品、风味食品、休闲食品、糖果、糕点和面食加工食品等。由此所产生的间接效益也不断上升,这使食用菌生产的经济效益越来越显著。
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(三)食用菌生产副产物综合利用的经济效益
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1.副产物可作饲料
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由于食用菌的作用,产生大量多糖及氨基酸盐,最主要是多种食用维生素,如维生素B1、维生素B2、维生素B5、维生素B11和维生素B12等,具有提高鸡、鸭、猪、牛的免疫力及食欲作用。目前,食用菌副产物作为配合饲料饲养蚯蚓已获得成功。
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2.副产物可作为有机肥
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食用菌生产结束后,菌渣仍含有许多有机质,一般来说,干物质的转化率可达30%~40%。食用菌的副产物做有机肥是无任何副作用的,而且是长效的有机肥料。例如,食用菌生产的副产物在育秧上作用非常明显,用以代替以往的草木灰,不仅苗壮,而且易于起苗。
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3.副产物可作为配料重新用于食用菌生产
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食用菌生产的副产物重新用于生产,不仅降低了成本,而且提高了生产效率。开发食用菌生产副产物综合利用框图,如图1-2所示。
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图1-2 食用菌生产副产物综合利用
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(四)食用菌生产所带来的生态效益
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在农业生产过程中,作物光合作用制造的有机物质,仅1/4~1/2可被人类直接利用,剩余的秸秆部分,多数随处堆放、腐烂或焚烧,这是一项很大的浪费并造成环境污染。中国年产秸秆约6.8×108t之多,如果将其中的十分之一用于栽培食用菌,按干重3%的生物效率计,可产鲜菇约1.5×107t。而且秸秆通过菌类分解转化,剩下的菌糠或废料,还可作为饲料、鱼虾饵料,发展饲养业;也可作为优质有机肥料,增加土壤中的有机质,增肥地力,促进生态系统的良性循环;还可以加速农业结构的优化调整,推动农村商品经济的发展,可得良好的生态效益。经过调研和查阅有关文献,得出中国南方与北方以食用菌为中心的农业多次循环生产模式,如图1-3所示。
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图1-3 以食用菌为中心的农业多次循环生产模式
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南方水稻甘蔗区:
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北方玉米高粱区:
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第二节 食用菌机械化生产优势与模式
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一、食用菌机械化生产技术的内容
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食用菌机械化生产技术是用机械手段完成食用菌栽培的技术,它将优良菌种、栽培工艺和机械化技术融为一体,是一种变人工操作为机械作业、变分散经营为集约机械化生产食用菌的生产技术。由于这是一项劳动密集型产业,因此配套必要的机械设备,对减轻劳动强度、提高作业质量、增加产量、扩大规模、加速发展珍稀食用菌品种,都具有十分重要的意义。
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二、食用菌生产机械化发展的优势和前景
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随着食用菌的营养功能、生物活性和保健功能逐步被了解和接受,食用菌产品的出口量大幅地增加,落后的食用菌生产方式远远不能满足市场的实际需要。食用菌从野生发展到人工栽培,从手工栽培向机械化栽培、工厂化栽培发展,这一系列的重大变革,都说明手工生产食用菌已不可能满足人们日益增长的需求,机械化、工厂化和规模化生产食用菌已是大势所趋,有着广阔的发展前景。
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(1)采用机械化进行食用菌生产可以提高劳动生产率,能及时生产出所需的菌种和培养料,保质保量地提供给菇农,不仅减轻了菇农的劳动强度,而且还可进一步扩大生产规模,提高专业化生产水平,在较短的时间里,生产出较多的产品,且不受季节影响可以实现稳定的周年生产。手工操作的食用菌生产,受环境、气候条件的严重制约。如平菇,冬春时节集中上市,销售难题常使菇农苦不堪言;而夏秋产菇时,市场清淡。如果实现工厂化、机械化生产,每个栽培周期的长短,每潮菇的间距,每间出菇室的产量都相对稳定,坚持四季不断,必然产生良好的经济效益和社会效益。
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(2)食用菌生产机械化专业化程度高,生产稳定,净化条件优越,管理制度严格,与人工生产相比,质量上有明显的优势。一是由于发挥了机械作业特点,使原料的粉碎粒度符合要求、搅拌均匀度好,装瓶、装袋松紧度优于人工生产;二是缩短了培养料从搅拌、装袋、制种到灭菌的生产时间,防止了培养料的发酵变质,有效地提高了菌种、培养料的制作质量;三是机械化烘干、加工提高了食用菌成品质量,可达到出口质量标准,加快了品质与国际接轨;四是有利于统一制种,为菌种的纯化和良种推广创造了良好的条件。
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(3)成套机械的应用,在减轻了劳动强度的同时,保证了生产质量,有利于形成机械化规模经营,变废为宝。通过机械切片、粉碎等工序,使得原来只能作为燃料的农林牧副料变为生产食用菌的主要物料,实现了产品的大幅度增值,变资源优势为商品经济优势,并促进食用菌产业化发展。首先机械化生产食用菌便于标准化操作,因而提高了食用菌的品质和产量。其次,机械化生产在减轻劳动强度的同时,大大提高了劳动生产率,加上机械化控温控湿,使得食用菌的多茬、反季节生产成为可能,还可建立食用菌培养料和菌种加工厂,实现食用菌规模化和工厂化生产。最后,通过机械手段,可大量节约人力、物力和各项开支,提高了食用菌生产经济效益。
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三、食用菌生产模式的发展现状
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1.从室内到田间
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多少年来,种菇一直是按传统方法,在室内和荫棚下进行。而今种平菇、凤尾菇或草菇等,不仅从室内搬到室外,大量在阳畦种植,而且从1983年开始已引入大田与玉米、高粱、葵花、蓖麻、甘蔗等高秆作物及许多蔬菜进行套作。这样一来,不但可以大量生产菇类,还能够促进农作物及蔬菜增产,如山西省农业科学院玉米研究所在玉米田套种凤尾菇,不仅每亩增加菇收入2000多元,还使玉米增产10%;河北省兴隆县大河南村,玉米田套种平菇,在1m2产鲜菇2.1kg同时,玉米还增产了18.7%。
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2.从地上到地下
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食用菌除草菇及一些高温型品种外,在炎热的夏季就难以出菇,还有在北方寒冷地区,冬季也无法进行菇类生产。近年来一些地方创造了地沟、地窖、大棚栽培法,很好地解决了这些问题,使食用菌可以周年生产。
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3.从专料到代料
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过去栽培食用菌一般用木屑,后来大量用棉籽壳。目前各地试验成功许多代料,而且生产性能良好。例如,高粱壳栽培凤尾菇,菌丝长满培养料天数,比棉籽壳缩短1~3d,出菇提早1~3d,生物学效率达125%左右。现在可以说,所有的农、林、牧业等副产品都可以栽培食用菌,如林业上的木屑、树叶、树枝;农业上的各种作物秸秆、玉米芯、棉籽壳、野草、畜禽的粪尿等;工业上的废糟(酒糟、啤酒糟、醋糟)、废渣(甘蔗渣、糠醛渣、刺梨渣等)、废棉等。各种原料搭配使用比单一两种原料生长速度快、产量高,又促进了农业生态系统的良性循环。
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4.栽培种类多样化
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除了作为商品性栽培的双孢蘑菇、香菇、平菇、草菇、金针菇、黑木耳等二十几个种类得到巩固和发展之外,各种新开发或新引进的珍稀食用菌,如姬松茸、真姬菇、杏鲍菇、阿魏菇、大球盖菇、杨树菇等已普遍引起各地业内人士的重视,成为继常规品种之后最有增产潜力的栽培品种,大大丰富了人工栽培食用菌的种类,调节了我国食用菌的产品结构,并且满足了消费者的多样化需求,同时促进了我国食用菌产业持续、稳定、健康有序的发展。到目前为止,我国人工栽培的食用菌已超过60多种,并且每个种类都有许多不同的品种或菌株。
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5.向高质量发展
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各地在努力提高单产的同时,更加重视食用菌产品的质量。努力选用优良品种,提高栽培技术,普遍采用热风烘干机或脱水机、冷冻干燥保真机,使我国食用菌产品的质量得到了大幅度提高,受到了国内外用户的普遍好评。迄今为止,我国代料栽培香菇、黑木耳、银耳的技术依然保持世界领先水平。
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6.产品向深加工方向发展
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目前食用菌产品除鲜菇、干菇及盐渍品外,不断向深加工方向发展。通过深加工,大大增加了食用菌制品的花色品种。从饮料到糕点,从食品到药品,涉及面已达到工、农、医三大领域,显著地扩大了消费范围。目前上市和试销的食用菌深加工产品有:素味五菇汤、佛国紫菇汤、健乐饮、健儿增智晶、老年乐饮料、菇味鲜梨汁、增智速泡粥、益寿速泡粥、平菇果酱、咖喱素牛肉干、菇味蜜饯、灵芝酥糖、育麟夹饼、育麟乐、老年乐软糖、赛龙须、灵芝糖浆、香菇咸面包、草菇虾片等。
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7.向专业化、产业化、规模化发展
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我国食用菌生产的主力军依然是各地的农户,目前从业人数达1000万多人,但由于生产分散无序经营,严重地限制了食用菌产业的发展。目前各地为了促进食用菌产业的发展,相继组建了较专业的食用菌股份公司,充分发挥了龙头企业的作用,使分散的、小规模的副业式生产已向着企业化、集约化和规模化的方向发展,提高了我国食用菌的经营管理水平,增强了在国际市场上的竞争能力。如烟台“九发食用菌股份公司”“北京金信食用菌公司”“京都菇业中心”和“大连全禾公司”等。
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8.向机械化、工厂化方向发展
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用机械操作代替手工操作,减轻人的劳动强度,减少食用菌生产的杂菌污染,并提高生产效率和产品的质量。我国已有不少食用菌生产专业机械面世,如切片机、粉碎机、搅拌机等。近几年,采用现代工业设施和人工模拟食用菌的生态环境技术,实现了生产操作机械化,生长环境控制智能化,鲜菇生产周年化,产品质量标准化。
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第三节 国内外食用菌机械化生产概况
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一、国外食用菌机械化生产概况
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自20世纪以来,国外的食用菌生产一直呈稳步发展趋势,产量逐年递增,年增长率在6.2%~18.6%之间。食用菌生产机械化水平较高的国家是欧美和日本等工业发达的国家,机械化程度达到80%左右。从原料的粉碎、拌料、堆肥、装袋到发酵、接种、覆土、喷水、采菇、清床等生产环节,基本上使用机械操作。同时,采用空调设备和各种测量仪器以及自动化、半自动化装置,调节控制温度、湿度、水分、通风、光照等,创造最适宜食用菌生长发育的环境条件,正向着工厂化、大型化、设施化、园艺化和生态化方向发展。食用菌生产系列机械的研制和生产技术已相当完善,实现了食用菌生产自动化。如1947年荷兰首先在控制湿度、温度和通风的条件下栽培双孢蘑菇,使双孢蘑菇的栽培发展到了工业化生产。随后美国、德国、意大利等国相继实现了双孢蘑菇的机械化和工厂化生产。美国是世界食用菌生产第二大国,其食用菌产量约占世界食用菌总产量的16%,美国同时也是一个食用菌消费大国(主要品种是双孢蘑菇,占其食用菌总产量的90%以上),现美国Sylvan公司已在全球建立了十多家蘑菇菌种生产连锁公司,BVB Euroveen公司专业从事蘑菇覆土材料的营养配置、生产销售;食用菌及其产品消费,近几十年来一直在增长。发展至今,欧美的双孢蘑菇从菌种制作、培养料发酵、覆土材料制作等已形成了专业化、规模化、工业化生产;其蘑菇生产,大部分采用机械化、自动化生产方式,菇房规模大,进行工厂化生产。同时菇房已发展为自动化控制温度、湿度和通风,周年生产蘑菇,一年栽培5~6次。这种机械化、自动化生产的蘑菇,单产高,每年每平方米产菇可达40~110kg。个别国家还在向大型移动菇床栽培方向发展,即从首端进料,末端采收蘑菇的自动化生产线。在亚洲,日本生产食用菌主要采用段木以及代料栽培,大部分工序已使用机械操作,但仍以小型便于移动作业为主,其生产率也很高。日本代料栽培食用菌的机具主要有:锯木机、粉碎机、小型空中索吊运输机、搅拌机、装袋机、电动钻孔机、自动接菌器、喷灌机、打药机、采菇收获机和自动箱式干燥机等。20世纪80年代末韩国等国家也相继引进日本生产模式,开始实行食用菌工厂化生产,现在已发展至200多家,日产规模最大的产量有20t。这些国家采用自动控制食用菌生产环境的栽培管理系统,不但可以实现稳定的周年生产,降低成本,增加效益,而且可以提高品质,减少杂菌污染,显示出很强的竞争优势。
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当前国际上食用菌工厂化栽培模式主要有两种,一种是以欧美草腐菌为主导的食用菌工厂化生产模式,另一种是以日韩木腐菌为主导的食用菌工厂化生产模式。这两种生产模式基本上实现了全过程工厂化,从拌料、堆肥、发酵、接种、覆土、喷水、采菇及清床等生产环节均实现了工厂化生产工艺的机械化,同时在温、光、水、气、肥等主要生态因子的控制上实现了远程控制、生理检测及在线咨询等更先进的集成信息技术手段。
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二、国内食用菌机械化生产概况
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我国在20世纪80年代以前,食用菌生产基本上以手工操作为主,靠自然气候生长,因而单产较低,与国际水平差距较大,迫切需要实现机械化和半机械化生产。在20世纪80年代以后,随着我国经济形势的好转和社会主义市场经济体制的建立,食用菌行业蓬勃发展起来,成为现代农业的重要组成部分。特别是随着代料栽培食用菌的研究成功,扩大了食用菌生产原料来源,可以利用农、林、牧、工业等副产物作为主原料,添加一定的辅助材料制成培养料代替木材原料生产,使食用菌生产成本低、效率高、见效快,故用机械生产食用菌开始发展起来。自20世纪80年代中期,我国开始引进国外设备和技术,探索食用菌机械化、工厂化生产的路子。现已成型和推广的产品有:9FT-40型、9FQA-40型木片粉碎机,ZQ-6000型枝杈切片机,ZQ-700型、MQ-700型木材切片机,ZQ型香菇装袋机,ZDP-3型装瓶装袋两用机,WJ-70型搅拌机,WS-2型蒸汽杀菌锅,2BSJ-100型半自动接菌机,5HG-50型香菇脱水机和5TS-300型无管换热器香菇脱水设备等。
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我国食用菌生产机械化发展比较早的省份是福建省,随着福建省食用菌生产机械化的发展,上海、广州、湖南、河南、山东、河北等省(直辖市)也逐渐地开展对香菇、银耳机械化生产的研究。研制成新型木耳种植机、行车式接种净化工作台和转盘接种箱等。20世纪90年代中期,山东九发食用菌股份有限公司引进国外设备和技术生产双孢蘑菇获得了成功,并带动了国内食用菌机械化、工厂化生产的发展。辽宁大连全禾菌业有限公司、辽宁朝阳市食用菌研究所多年来致力于食用菌科研开发,获30多项国家专利、18项企业标准,为提高工厂化、标准化生产水平,用自主研制的13种机械设备、3种先进设施,将传统的手工操作变成一条运用自如的机械化流水线,养菌环境实现人工自动控制,可快速、大量、高质量地生产标准菌包,日产量可达1万~10万包。目前正在进行标准化菇厂的研究,彻底改变食用菌的生产方式和生产条件,为我国食用菌生产机械化铺筑了一条我国特色的发展道路。
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虽然我国食用菌生产机械化相对国外发展较晚,但是发展较快。如今国产食用菌系列设备已完全取代进口设备,且已向国外出口;从南到北,从原料处理、栽培到深加工,国产设备系列产品已有上百种。由于我国剩余劳动力多,机械自动化水平相对较低,决定了在今后一段时间仍将是机械化、半机械化、手工操作同时并举。食用菌机械发展也应以小型、适用、价廉、优质为主,逐步实现我国食用菌生产的机械化和工厂化。
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我国食用菌工厂化生产模式是近10年来兴起的一种新型模式,生产尚处于半机械化半自动化生产阶段,资金投入相对较小、回报率高,适合当前国情。据调查,2011年工厂化生产模式所占的市场份额已经达到5.6%,未来市场空间巨大。我国食用菌的工厂化栽培品种木腐菌与草腐菌各有分布,袋栽、瓶栽、床栽因势利导。目前,我国中小型工厂化生产食用菌一般采用国内组装配套的设备,而大型工厂化生产食用菌企业则一般引进日韩设备为主。2008年我国食用菌工厂化生产企业有186家,2009年企业数量发展到246家,2010年企业数量上升到443家,2011年企业数量增至652家,2012年企业数量达到788家。2012年工厂化生产企业各省区分布情况,如表1-4所示。
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表1-4 2012年工厂化生产企业各省区分布情况
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三、发展食用菌机械化工厂化生产的措施
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我国是世界食用菌的最主要生产大国,食用菌产业是我国农村经济中新兴的重要的支柱产业。现在,食用菌的产量还远远不能满足市场的实际需要。除国内市场的需求大外,在国外也有相当大的市场需求。特别是加入世界贸易组织(WTO),对食用菌行业来说,既是机遇又是挑战。为此,必须从我国国情出发,积极寻找新的食用菌生产模式,按照农业高产、优质、高效、低耗、集约型可持续发展的需求,有选择地逐步推进,由主要生产环节使用机械到全过程机械化,最终实现具有较高水平的食用菌生产全面机械化,这对我国食用菌行业的发展将起到不可估量的作用。
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(1)加强农机与食用菌生产工艺相结合。食用菌生产工序多,工艺复杂,生产模式多样,因而需要因地制宜与机械装备合理配备和结合,是提升食用菌生产机械化水平的必由之路。一是要根据食用菌品种和种植制度的工艺要求和菌农的经济条件,积极探索经济有效、操作简易且适合当地食用菌栽培农艺要求的机械化生产技术和装备;二是要加强农机和农艺部门之间的协作配合,在建立由农机和农艺推广部门技术人员组成的食用菌专家小组基础上,加强农机和农艺部门之间的联系、沟通和会商,通过对食用菌生产过程中农机农艺融合问题的研究,提出针对性强的工作意见和具体措施。由此促进食用菌机械化又好又快发展。
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(2)落实食用菌生产机械的农机补贴政策,构建多元化投入机制。食用菌机械动力逐年增长,装备结构不断优化,农机购置补贴政策的实施,促进了食用菌生产机械装备生产企业的技术创新和产品结构调整,目前食用菌机械装备发展呈现多种类、多机型的特点。农机部门要统筹谋划,通过不断完善政府支持、市场引导、项目带动的运行机制,逐步形成以财政资金为导向、农民投入为主体、社会资本共同参与的多元化、多渠道长效投入机制,由此确保食用菌产业机械化发展对资金的需求。为此要做好以下几方面工作:一是进一步完善农机购置补贴政策和补贴方法,增加食用菌机械的补贴种类和补贴力度,调动农民购置、应用新机具新技术的积极性;二是要充分利用各类农机化项目,通过项目引导和示范带动,加大资金、技术和项目整合力度,推进食用菌生产机械化和设施化;三是通过信贷等融资手段,鼓励农机作业服务组织和农机户购买先进适用的高性能农机具,不断提升农机服务规模和效益;四是积极引导工商资本和其他社会资本投入食用菌机械化生产领域。
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(3)加强国内外交流,加强农机社会化服务组织和技术培训。一是加强国内和国际交流,加强大专院校、科研机构之间的合作,积极引进、消化和吸收国内外先进的食用菌生产机械化技术,跟踪其发展,实现食用菌生产机械化技术创新;二是大力培育和发展农机社会化服务组织,积极扶持从事食用菌生产的专业合作社及相关的农机专业合作社,提高农机服务组织化程度和集约化水平;三是提升农机管理部门的服务能力,鼓励、扶持菌农和食用菌专业合作社使用先进适用的配套机械发展食用菌产业,并不断完善服务措施,增强其服务功能;四是利用多种方法进行食用菌生产机械化技术培训,提高科技人员技术水平和广大食用菌生产人员操作技能,推行标准化生产,努力提高食用菌机械化应用技术的科技含量,缩小与发达国家的食用菌生产工厂化、机械化、规模化的差距。通过上述措施不断促进食用菌机械化生产技术的应用与普及。
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(4)重点突破,分步实施,整体推进食用菌生产机械化。在食用菌生产环节中,培养料配制季节性强、工序繁杂、劳动强度和用工量大,作业环境恶劣,对机械化需求迫切,所以第一步要引进示范培养料配制机械化技术和机具,开展社会化服务,总结经验,逐步推广。而产后处理也是食用菌产业增值、增效的关键环节,标准化要求高、对产品品质影响大,必须实行机械化,所以第二步要引进示范产后处理机械化技术和机具,把千家万户的菇农与市场有效地连接起来。因此,推进食用菌生产机械化,应采取“抓两头,带中间”的方式,也就是要抓住“培养料配制”和“产后处理”一头一尾两个关键环节的机械化,带动食用菌生产中间环节机械化,分步实施从而促进全过程机械化程度的提高。
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(5)创新机制,加大投入,加强政府导向。围绕食用菌培养料配制、菌种生产、栽培机械化管理和产后加工,一要积极探索食用菌生产机械化技术与工艺的有效形式;二要加大招商引资力度,培育加工龙头企业,应在保护和培育基地内现有加工企业的同时,积极吸收社会工商资本、民间资本和国外资本的投入,努力探索多种投资方式,做大做强龙头企业,形成食用菌生产、加工、销售一条龙产业化经营模式;三要加强政府导向和扶持,政府应重点扶持食用菌生产机械的研制开发和示范推广,逐步提高这类机具的科研水平,加强食用菌生产机械化技术质量监督管理工作,增强食用菌生产机械化活力。
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(6)生产模式多样化,加快推进食用菌工厂化生产。随着我国食用菌产业的快速发展,传统的、简易的生产模式已不能满足市场的需要了,生产规模的大小可根据资金、销售量、经营方式、技术力量、资源条件等综合因素来确定,投资从几千元到几十万元,只要搭配合理,可用单机,也可组合设计成机械化生产线,逐步发展为利用现代机械装备实现设施化生产。设施化和工厂化生产已经成为食用菌产业发展的一个重要方向,具有解决食品安全问题、节约土地资源和劳动力资源等优势。应用系统控制技术,以及现代化的机械设备,建立模型,通过对食用菌生产所需的温度、湿度、通风、光照等环境条件进行人工智能控制,按照工业产品的标准化进行全年生产,实现生产操作机械化,生长环境控制智能化,鲜菇生产周年化,产品质量标准化,从而建立现代化的生产和管理模式,增强与世界接轨竞争的抗衡力。
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第四节 食用菌机械化生产工艺与机械类型
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一、食用菌机械化生产工艺
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1.切片工艺
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所选木料以直径小于12cm,长度不大于2.5m为宜。为了便于菌类微生物的侵入、发酵以及供菌丝萌发生长的有机酸形成,菇木切成段后需经一定时间的自然干燥方可切片加工。木片的最大断面尺寸(长×宽)为60mm×20mm,厚4mm±2mm,含水率在20%以上为好。切片场所最好选择在晒场上,以便及时就近摊晒切好的木片,减少搬运量。
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2.粉碎工艺
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切好的木片经摊晒风干,含水率为15%左右时即可进行粉碎。食用菌对培养料粗细度有一定的要求,若粉碎过细,不但粉碎的生产率低,而且作为培养料时透气性差,影响菌丝繁殖;若培养料过粗,则会刺破塑料袋,引起杂菌侵入感染,同时培养料也不易压实,栽培时容易丧失水分。经试验,作为香菇培养料,粉碎机粉碎木片时筛孔直径以2.5~2.8mm为好;粉碎秸秆、籽壳类培养料时,筛孔直径以5~7mm为好。
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3.搅拌工艺
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搅拌的均匀度直接影响食用菌的生长,具体方法是将物料按规定配方比例称好,搅拌时先将主料投入搅拌室,含量少的固体物料沿轴向均匀投入,能溶于水的物料先溶于水后再投入,还需加入一定量的水在搅拌机中搅拌均匀。
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4.制袋工艺
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装袋一般适用于香菇、灰树花等的栽培,塑料袋的规格一般为17cm×55cm,多选用厚度为0.04~0.05mm、可常压灭菌的低压聚乙烯塑料袋或可高压灭菌的聚丙烯塑料袋。
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5.灭菌工艺
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灭菌工艺一般分高压灭菌和常压灭菌。高压灭菌主要用于制作母种、原种、栽培种和带棉花塞的聚丙烯塑料袋的菌袋灭菌。常压灭菌也称土蒸灶、消毒灶灭菌,用于聚乙烯袋灭菌。菌袋在灶内要合理排放,袋间要留有一定间隙,使蒸汽流畅,各袋受热均匀。灭菌温度必须在100℃条件下保持10~20h,才能达到灭菌的效果。
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6.烘干工艺
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烘干工艺也叫脱水工艺。食用菌可直接鲜销或冷库保存,也可脱水保存。用烘干机脱水时必须掌握好温度、时间、送风量、排湿等参数,以防止烘焦、烘熟或腐烂。
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二、食用菌生产机械的类型
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1.木材切片机
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是将阔叶树或杂木的枝桠切成片,然后经粉碎机粉碎,作为栽培食用菌的主要原料。常见的木材切片机有ZQ-600型和MQ-700型两种。ZQ-600型木材枝丫切片机,为刀盘式,可移动式切片机,内装3把刀片,吞料口径为15cm,适用于枝丫材切片,具有体积小、重量轻、结构紧凑,功效高,造价低等特点。MQ-700型木材切片机,内装2把刀片,吞料口径22cm,适用较大的树木切片。此外,还有800型、900型等,其结构与700型机相同,唯吞料口径较大。生产上较为实用的是MQ-700型,每台每小时切片2000~3000kg。
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2.粉碎机
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切好的木片经摊晒风干,含水率为15%左右时即可进行粉碎。粉碎机型号很多,较多采用的有9FT-40型和9FQS-40型。除此以外,还有目前常见的MF-40型圆周筛片粉碎机,每台每小时产量200kg,该机结构简单,操作方便。9FS系列粉碎机,有9FS-433型和9FS-500型两种,每台每小时产量200~300kg,适应木片、树枝、棉秆等粉碎。JFSP-500型多功能粉碎机,是福建省南平粮油加工厂研制生产的一种粉碎野草的理想设备,亦可粉碎木屑,每台每小时生产木屑300kg,野草250kg。该机结构合理,具有机身稳定、振动较小,密封性能好、不易跑粉,附设机座、安装简便,耗电低、产量高等优点,所以广为采用。如用普通饲料粉碎机粉碎木屑,必须更换刀片和筛盘。
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3.培养料搅拌机
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培养料搅拌机是将主料和辅料加适量水进行搅拌使之均匀混合的机器,以替代人工用铁锹搅拌。目前食用菌生产上常用的有福建古田农机研究所研制的WJ-70型、WJ-80B型培养料搅拌机。WJ-70型原料搅拌机,该机结构简单,每次可搅拌100kg含水培养料,每次搅拌2min,每小时操作8~10次,可搅拌培养料800~1000kg/h。工作时,需将混合搅拌的原料和水投入滚筒内,盖好筒盖,合上离合器,搅拌轴即开始转动,轴上安装的8把依左右方向螺旋排列的搅拌板带动物料在滚筒内做上下翻动及轴向往复运动,以达到均匀混合物料的目的。除此以外,还有辽宁省朝阳市食用菌研究所研制的BLJ-200型,枣庄市第二农业机械厂生产的JB-100原料搅拌机、JB-50型原料搅拌机等。
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4.装瓶装袋机
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培养料装瓶装袋机是用于把拌和好的固体培养料装填到一定规格的瓶或塑料袋的机器。目前食用菌生产常用的装袋机有:辽宁省朝阳市食用菌研究所研制的ZP-Ⅱ型装袋机和ZDQ-Ⅲ型多功能装袋机,河南省兰考县机械厂研制的ZD-A型和ZD-B型螺旋装袋机,河南省内黄县昌达菌业研制的JDZ-48型、JDA-4A型、JDZ-4C型生料接种装袋机,枣庄市第二农业机械厂研制的JD-130型装瓶装袋机,福建省古田县教学器材厂生产的GE装袋机,多用型装袋机。福建省农业机械研究所研制的ZDP-3型培养料装瓶装袋两用机等。装瓶装袋机是目前使用最广泛的食用菌生产机具,其结构简单,使用方便,生产率高,价格低廉。使用时要注意搅龙套的直径和长度,以适应不同塑料袋规格的需要。
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5.制种机械与设备
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制种机械与设备是用于分离和扩大培养各级菌种的专用设备和工具。主要包括灭菌设备、接种室、接种箱、超净工作台、接种针、接种铲、接种枪与镊子等各种接种工具。在食用菌的生产过程中,消毒灭菌是主要的一道生产工序。灭菌消毒通常采用湿热灭菌法,它是利用饱和蒸汽于冷凝时能释放出大量潜热的物理特性,使待灭菌的物体受热、受潮的状态,经过一定的时间,破坏所有微生物及其芽孢的组织,最终达到灭菌的目的。湿热灭菌法由于控制方便,效果可靠,费用经济等优点而被广泛采用。湿热灭菌设备有高压蒸汽灭菌锅和常压灭菌灶。专业厂制造的灭菌锅,可以承受较高的温度和压力,灭菌时间只要1~2h,能源消耗较少。目前从小型手提式高压灭菌器到大、中型灭菌锅均有生产可供选用。6JMJ-0.8型和6JMJ-1.25型直热式高压灭菌锅,每次分别可容纳750ml菌种瓶500瓶和700瓶的培养基灭菌消毒工作。灭菌灶是当前代料栽培中,对培养基进行灭菌用的行之有效的常压灭菌设备,由于它取材方便,建灶容易,投资较省,使用简便,灭菌容量大,而普遍采用,已成为袋栽食用菌不可缺少的设备;其主要缺点是灭菌仓内升温慢,灭菌时间长达10h左右,出锅劳动强度大,热效率低。
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6.病虫害防治机械与设备
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随着食用菌人工栽培地域的扩展和时间的推移,病虫害的发生是不可避免的。为了消灭病虫害,保证食用菌生产的产量和质量,必须采取有效的防治措施。常用的病虫害防治方法有:生态防治、物理防治、生物防治和化学防治等。实践证明单纯地使用某一种防治方法,不能很好地解决防治病虫害的问题。应充分发挥生态防治、物理防治、生物防治及化学防治等综合防治才能有效地达到食用菌病虫害防治目的。目前用于病虫害防治的机械与设备有直流黑光灯、交流黑光灯、高压杀虫灯和各种形式的喷雾器。如3WB-16型、3WBS-16A型、3WBS-16B型、3WBS-12型、3WDS-14型、NS-15型等喷雾器,它们具有喷雾量足,使用方便,效率较高等特点。
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7.增湿机械与设备
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目前用于食用菌生产的增湿机械与设备有电极式加湿器、水压喷雾装置、超声波加湿设备和ZS-系列加湿机等。ZSM-2型增湿机,省水、省电,又无需人员看管,其原理是水通过进水阀流入桶内,吸水头把水吸到离心甩盘上(雾化盘),由高速旋转着的甩盘依靠离心力作用形成微小水滴甩出,被甩出的微小水滴经过雾化栅环进一步破碎、雾化,形成“雾气”,再由风叶把它吹送出去。
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8.加工机械与设备
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为了解决食用菌从生产到商品出售所存在的时空矛盾,提高食用菌的商品价值,延长保存时间,达到中长期保存,并且还可改善其风味和适口性,保持其营养和药用价值,保证食用菌产品的周年供应,食用菌采收后,要进行分级、包装、贮藏保鲜和加工。食用菌的加工可分为初级加工(盐渍、干制和罐藏等加工)和深加工(蜜饯、菇酱、饮料和医药保健品加工等)。食用菌加工机械与设备有:加工前处理机械与设备(蘑菇分级机、清洗机械与设备、预煮设备等),干制机械与设备,食用菌深加工机械与设备等。
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第二章 食用菌培养料制备技术与机械
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第一节 食用菌培养料制备技术与配方
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一、食用菌的营养基础
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1.碳素营养
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凡是构成食用菌细胞和代谢产物中碳素来源的物质,统称为碳源物质,简称碳源。碳源是提供食用菌生长发育碳素的重要营养来源,它是构成食用菌细胞的营养物质,供给食用菌生长发育所需要的能量。所以,碳是食用菌中含量最多的元素,占菌体成分的50%~65%。食用菌主要利用有机碳源,如葡萄糖、蔗糖、有机酸和醇等小分子有机物,以及纤维素、半纤维素、木质素、果胶、淀粉等高分子有机物。小分子有机物可直接被食用菌细胞吸收利用,高分子有机物如淀粉和纤维素必须经过淀粉酶和纤维素酶降解成葡萄糖,半纤维素和木质素必须经过半纤维素酶和木质素酶降解成各种单糖后才能被利用。树木和作物秸秆中的纤维素、半纤维素、木质素,是食用菌的良好碳源,但因分解较慢,不能满足菌丝生长的需要。为了促使菌丝迅速生长,最好在木屑、秸秆等培养料中,适量添加米糠、麸皮、糖等容易利用的碳源,作为食用菌培养初期的补助碳源,同时可诱导纤维素酶和木质素酶的快速分解。食用菌吸收的碳约有20%被用来合成细胞原生质和细胞壁的物质,80%被用来维持生命活动所需的能量。
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2.氮素营养
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氮源是指能提供食用菌生长发育所需的氮素营养物质。氮素是合成蛋白质和核酸所不可缺少的原料。食用菌主要利用的有机氮源是蛋白质、蛋白胨、尿素、氨基酸等。食用菌也能少量利用氨、铵盐和硝酸盐等无机氮,但生长速度迟缓。如果仅用无机氮为氮源则不出菇,这是因为菌丝没有利用无机氮合成细胞所需的全部氨基酸的能力。若想使菇长得好,就必须使用几种或十几种氨基酸的混合物。菌丝能直接吸收氨基酸、尿素等小分子化合物,而高分子的蛋白质不能直接被利用,必须经过菌丝分泌的蛋白酶水解成氨基酸后才能被吸收利用。麸皮、米糠、豆饼粉、棉籽饼粉及畜粪(马、牛、羊、猪、鸡粪)等都是廉价的良好氮素营养。在粪草堆肥和麸皮等原料中含有足够的氮素营养。一般情况下,凡在树木上生长的菌类,即木腐菌,可用段木、木屑、落叶和麸皮、米糠等原料进行人工栽培,凡生长在草堆或土中的菇类,则多用稻草、麦秸、玉米秸、禾本科野草、畜禽粪便及肥土等原料进行人工栽培。
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原料中氮素含量的多寡对食用菌菌丝的生长(营养生长)、子实体的形成和发育(生殖生长)有很大关系。在菌丝生长阶段,培养基的含氮量以0.016%~0.064%为宜,含氮量低于0.016%时菌丝生长不良,甚至受到阻碍;在子实体发育阶段,培养基中的含氮量宜在0.016%~0.032%之间,高浓度的氮反而有碍子实体的发生和生长。
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3.矿质营养
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食用菌生长发育所需要的矿物质元素有磷、硫、镁、钾、钙、铁、钴、锰、锌等,在食用菌成分中又常用灰分表示。其中磷、硫、钾、钙等元素需要量较大,它们的主要功能是构成细胞、酶的组成成分、维持酶的活性、调节细胞渗透压、氢离子浓度和氧化还原电位等,称其为必要元素;其余的元素是酶活性基的组成部分,或是酶的激活剂,一般称为微量元素。食用菌可从磷酸氢二钾(K2HPO4)、磷酸二氢钾(KH2PO4)、硫酸钙(CaSO4)、硫酸镁(MgSO4·7H2O)、硫酸铜(CuSO4)、硫酸锌(ZnSO4)、氯化锰(MnCl2)等无机盐类中获取必要的元素。
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担子菌对矿物质元素的要求要比高等植物高出10倍,其菌丝吸收基质中的矿物质并转运到子实体中,与高等植物类似,含量最高的矿物质是钾,其次是磷、硫、钠、钙和镁,这些属于主要矿物质元素。此外还有微量元素铜、铁、锰、钼、镉等。经计算,钾、磷、钠、钙和镁约占总灰分的56%~70%。除了香菇钙含量特别高些外,其他食用菌所含的硫和钙数量大致相同。经测定,平菇所含的铜高于其他食用菌,达到12.2~21.9mg/L。在重金属中,锌在平菇中含量最高,但稻草基质中锌含量很低,因此在用稻草作主原料栽培平菇时,适当补加锌肥,可提高产量,改良品质。
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在矿物元素中,铁、钴、锰、钼、锌等元素的需要量极小(千分之几毫克),这些元素在普通水中(河水、自来水)均已含有,一般不用另加,而磷、钾、钙、硫等元素,在培养基中应有适当浓度,一般为100~500μg/L,需适当添加,以弥补自然不足,增加产量。
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4.生长刺激因子
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食用菌的生长还受到一些生理活性物质的调节,如维生素和生长激素以及一些其他生物调节剂。实际上它们并不是营养成分,不能被同化为食用菌自身组成,而只是参与一些代谢反应,但对其生长、发育是很重要的。
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(1)维生素类:食用菌所需的维生素主要是水溶性维生素,如B族维生素。食用菌生长对于维生素所需的浓度甚微,一般为0.01~0.1mg/L,它们主要起辅酶作用。
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维生素B1是食用菌必需的生长因子,它对食用菌的碳代谢起重要作用。如果培养基中缺少维生素B1,食用菌的生长迟缓;严重缺乏时,其生长停止。维生素B1在米糠、麸皮中均有很高的含量,所以配制培养料时常添加此类物质,以增加培养料中维生素B1的含量,来提高产量。维生素多数不耐高温,在120℃以上高温极易迅速分解,培养料灭菌时,需防止灭菌温度过高。维生素H较为稳定,在脂肪和糖代谢过程中起催化作用。
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(2)生长激素:激素是生物体在生活过程中自身合成的具有高度生理活性的微量有机化合物质。它虽然含量极少,但其活性很强,能对生物体的生长、发育起调节作用(促进和抑制)。细胞分裂、伸长与分化、生物体生长、成熟等都受激素的调节与控制。因此,生物体缺少激素便不能正常生长发育。有关生长激素对食用菌生长、发育的影响,仍然处在试验研究阶段。根据国内外一些学者研究报道认为:核苷酸和核酸是促进食用菌子实体发育的生长因子,特别是环腺苷酸(CAMP),具有生育激素的功用。在培养基中加入一定量的环腺苷酸时,能使原来不生育的单核菌丝体发育成子实体。使用浓度一般为1×10-5mol/L为宜,低于1×10-8mol/L时,诱导效果不佳。
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目前已知萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、赤霉素(GA)、三十烷醇等,对食用菌的生长和生理效应方面都有一定的作用,有的有较显著的增产效果,有的能提高粗蛋白和脂肪的含量,说明它们有促进蛋白酶、脂肪酶活性的作用,并增强了对磷的吸收,从而促进了子实体的形成。一般认为,激素类的使用浓度在1~5mg/L之间,最多不超过10mg/L,浓度过高反而会破坏食用菌的新陈代谢。每次施用的有效间隔为1个月左右。具体使用效果如表2-1。
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表2-1 激素对平菇产量及营养的影响
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5.水分代谢
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水虽然不是食用菌的营养物质,但在食用菌菌丝中含量最高,而且是食用菌菌丝生命活动最重要的介质,缺了水,养分将无法吸收,代谢反应将无法进行。水在机体中的生理作用主要有三个方面:①水是细胞的重要组成成分,约占生活细胞总重量的90%左右;②机体对营养物质的吸收与代谢都是通过水来完成的;③机体内的一系列生理生化反应都是在水中进行的。因而,水不仅是食用菌细胞的重要组成部分,而且还是食用菌吸收营养物质及代谢过程中的最基本的溶剂。食用菌没有像植物根毛那样专门的吸水器官,它是通过菌丝与所接触的基质间渗透压来吸水。因此,一定量的水分是维持细胞膨压的必要条件。如果细胞中的水分稍有缺乏,就将影响食用菌的整个代谢。所以在人工栽培食用菌生长发育的各个阶段,都应保证适合的水分条件。
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食用菌在生长发育的各个阶段都需要水分,不论是孢子萌发、菌丝生长、子实体形成都需要一定的水分和空气相对湿度,如表2-2。一般肉质的食用菌耐旱力较弱,革质、木栓质菌类对于旱的忍受力较强。适合食用菌生长的培养料含水率为60%左右。例如双孢蘑菇,在播种时的含水率是60%~65%,如果高于或低于这个标准,都会使产量降低。因为菌丝束的形成常由培养料的含水量来决定,若培养料的含水率为40%~50%时,菌丝的生长很慢,而且数量少或不能形成菌丝束;若培养料的含水率超过65%时,随着水分的增加菌丝束的形成减少;若含水率超过75%时,菌丝体的生长则停止。因此,掌握好培养料的适宜含水量是高产的关键。
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表2-2 食用菌生长发育需要的水分与湿度
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虽然在配制培养基时已按要求满足了各类食用菌的水分需要量,但在培养管理的过程中,还要注意及时补水,调整空气相对湿度和培养料中的含水量,防止由于蒸发或采收而损失水分。生产中,配制培养基时让培养料稍微偏干,在培养过程中,可用喷雾、地面洒水或夜间喷灌等方法,提高空气相对湿度,让培养基从潮湿的空气中逐渐吸湿。这样既能满足菌丝对水分的要求,又不致因为过湿而影响透气使菌丝生长不良。
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6.酸碱度(pH)
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食用菌所处酸碱度环境,直接影响菌丝细胞内酶的活性和细胞膜透性以及对金属离子的吸收能力。不同种类的食用菌,菌丝生长有最适宜、最低和最高pH(表2-3)。一般来说,木腐生菌类和共生菌类及寄生菌类大都喜欢在偏酸环境中生长,而粪草类食用菌喜欢在偏碱的基质中生长。总之,适宜食用菌生长的pH一般在3~8之间,以5.5~6.5为最适。大部分食用菌pH大于7.0时,生长受阻;大于9.0时,生长停止。据测定,猴头菌菌丝最适pH为3.0~4.0;木耳pH为5.0~5.4;银耳pH为5.0~6.0;大肥菇pH为6.0~6.4。其中猴头菌是最耐酸的食用菌,它的菌丝pH为2.4时仍能生长。草菇是一种耐碱的食用菌,其孢子萌发与菌丝体生长的最适pH为7.5左右,在pH为8.0的草堆中,其子实体仍能发育良好。
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表2-3 几种食用菌对酸碱度的要求
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人工栽培的食用菌,必须控制食用菌所需的pH在适宜范围内,否则将影响菌丝生长。在食用菌生产过程中,培养基灭菌或发酵,在较长时间蒸汽灭菌或堆料过程中培养基的pH会降低,而且在培养过程中,由于菌丝产酸,培养基pH亦会降低。所以配制培养基时pH要根据灭菌、发酵和培养过程中产酸情况而定,最好把培养基的pH调到6.5~7.0,平菇和草菇等培养料堆制时还可适当再高一些,培养料pH可调到7.5~11。考虑到培养基的酸碱变化,生产上配制培养基时,为了使菌丝稳定生长在最适pH范围内,常常在培养基中添加磷酸二氢钾、石膏、生石灰或过磷酸钙等缓冲物质,以中和菌丝在生长代谢过程中产生的酸性物质。
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二、食用菌培养料原料
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(一)主料的主要类别
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1.木质类
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这类主料的碳源中木质素所占比例较大,纤维素和半纤维素所占比例较小,常用的有段木、树枝、树杈、木屑等,木质类材料相对质地紧密,适于各种木腐菌的栽培。
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2.草本类
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这类主料的碳源中纤维素和半纤维素较多,质地较松软,常见的有各类农作物秸秆、皮壳,如麦秸、稻草、玉米芯、油菜秆等,适于多种食用菌的栽培。
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3.粪草类
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各种草食动物的粪便,常用的有牛粪和马粪,既含有大量的纤维素和半纤维素,又含有较大量的蛋白质,较动物消化前更利于食用菌的分解吸收,常用来栽培双孢蘑菇、大肥菇、姬松茸和鸡腿菇。
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4.纤维类
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这类材料食用菌可吸收的碳源主要是纤维素类,虽然有的材料中其他成分所占比例较大,如棉籽壳的种皮,这部分食用菌几乎完全不能利用,能利用的只是其上附着的纤维。这类材料主要有棉籽壳、废棉、废纸等。
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(二)辅料的主要类别
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1.有机氮源辅料
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这类辅料主要有麦麸、米糠、棉仁饼、菜籽饼、花生饼、豆饼、芝麻饼、大豆粉等。
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2.磷钾肥
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常用的有过磷酸钙、磷酸二氢钾等。
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3.无机盐类
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常用的有硫酸钙(石膏)、碳酸钙、硫酸镁等。
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以上部分培养料的化学成分如表2-4。
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表2-4 食用菌培养料的化学成分
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表2-4 食用菌培养料的化学成分(续)-1
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表2-4 食用菌培养料的化学成分(续)-2
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三、培养料配制技术与配方
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(一)培养料配制原则
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1.调配营养物质
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一方面营养物质选择要适宜,生产中所需营养物质量大,可利用木屑、棉籽壳、玉米芯、农作物秸秆、粪草、麸皮、米糠、麦粒、玉米粒、枝条等为培养料的原料。一般木腐生的菌类,多采用阔叶树的木屑、棉籽壳、玉米芯或部分农作物秸秆等作为培养料的主料,添加少量的麸皮、米糠、石膏等作为培养基的辅料;草腐生菌(蘑菇、草菇)多采用谷粒、棉籽壳、稻草、麦秸等添加部分辅料(石膏、过磷酸钙等)作为生产中培养料。另一方面营养物质的比例要适当,培养料中各种物质的配比直接影响生产中菌丝的生长发育,应根据不同食用菌种类对生长发育所需的营养要求,配制适合各类食用菌生产中适宜生长的培养料,且培养料中要有适当的碳、氮比例。培养料中碳氮比例合理,产生的子实体蛋白质含量明显提高,其商品性状、口感、风味好;反之,商品性状、口感、风味差。
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2.新鲜无毒无霉
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原料应不含任何有害物质。松柏、樟、楠等树木含有酚和树脂等物质,应经过适当处理后才能使用。原料新鲜,防止受潮。原料使用前暴晒有助于防止杂菌污染。
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3.调节物理特性
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原料过粗、过硬(葵花籽皮、高粱壳等),粒度过大,营养物质不易被直接分解利用,水分散失快;粒度过小,影响菌丝正常呼吸,最终导致缺氧而停止生长发育。物理特性要求含水量适中,通气性好,既能供应食用菌生长过程中养分运转所需要的水分,又要具有一定松紧度,经常能够提供食用菌生长过程中所需要的氧气,能及时排出过量的二氧化碳。因此,一定要注意培养料物理特性指标的控制。
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4.调节酸碱度
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不同食用菌需要的pH不同,配制培养料时,应根据原料的理化性状来适当调配原料的pH。一般调节pH多采用石灰、石膏、过磷酸钙等。当高温、高湿处理,或灭菌和堆制发酵时应掌握好温度和时间,根据食用菌酸碱度的要求,适当调配原料的pH。
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5.原料经济实用
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适合栽培食用菌的原料种类很多,配方也各不一样,但在配制培养料时,必须因地制宜,就近选择质好价廉的棉籽壳、木屑、稻草、麸皮等工农业的副产品做原料,以降低生产成本。
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(二)培养料配制技术与方法
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1.时间选择
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以晴天或阴天拌料较为理想。雨天不拌料,因湿度太大,人员操作行动不便。夏季晴天配料应选择上午或傍晚进行,中午气温高,培养料加水混合后较易发酵,使培养基发酸。
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2.配制方法
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(1)过筛:先把木屑、麸皮等主要原辅料分别用孔径6.7~8mm的竹筛或铁丝筛进行过筛,剔除小木片、小木条及其他块状、有棱角的硬物,以防装料时刺破塑料袋。然后按照配方要求的比例,称取主原料与辅料进行混合。
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(2)混合:先将木屑倒入事先清理好的拌料场上,堆成山形。再把麸皮等辅料从木屑堆的尖部倒下,使麸皮等辅料均匀地往下散开,并把石膏粉等均匀地撒在四周,把上述干料先行搅拌均匀。然后把可溶性的添加物,如蔗糖、尿素等溶于水中,再加入干料中进行混合。
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(3)搅拌:可采用拌料机或人工拌料,农村常用人工拌料。拌料方法为:先把堆成山形的干料堆,从尖端向四周摊开,使其形成凹形,把清水倒入凹塘中,用锄头或铁铲把凹塘逐步向四周扩大,使水分逐渐被干物质吸收。当水分被干物质吸收后,把铺平的料用铁铲重新整成山形料堆,再把料堆挖开,经过反复搅拌3~4次,使水分吸收均匀。然后把拌匀的料,用竹筛或铁丝筛进行过筛,打散结团,使料更加均匀。过筛时应边洒水,边整堆。
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3.测定
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搅拌后培养料要进行两个指标的测定。
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(1)水分测定:含水率以55%~60%为适。含水量偏低,菌丝生长缓慢纤弱;含水量偏高,料温随之上升,易酸败,引起杂菌污染。如含水率超过65%,菌丝生长受阻碍。
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培养料含水率计算公式如下:
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M=M1+M2 (2-1)
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G=M2+m (2-2)
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式中:M——培养料总量,kg;
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M1——培养料总量中干物质量,kg;
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M2——培养料总量中含水量,kg;
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m——干物质本身固有含水量,kg;
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G——水总量,kg;
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η——含水率。
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测定方法:可用SYS-1型水分测定仪检测。农村常用感观测定,即用手握紧培养料,指缝间有水痕渗出的感觉,但无水下滴,伸开手指料能成团,落地即散,其含水率一般为55%左右。若料在掌中成团即裂,掷进料堆即散,表明太干。若手握料指缝间水珠成串下滴,掷进料堆不散,表明太湿。经过检测,如果水分不足,应补水调节;若水分过多,可按配方各料比例加料,或把料摊开让水分蒸发至适度即可。
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(2)酸碱度测定:不同食用菌培养料pH不同,一般以5~6.5为宜。测定时取广谱试纸一小段,插入培养料中,1min后取出,对照标准色板比色,从而看出相应的pH。经过测定,如培养料太酸,可用石灰水溶液进行调节;若呈碱性,应检查培养料中原料和水质是否有问题。通常情况一般不会出现这种现象。培养料经过高温灭菌后pH也有所下降,因此在调节时,应使pH略高一些。
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4.注意事项
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培养料配制是食用菌生产中至关重要的一个环节。常因培养料配制技术失误,造成基质酸败,杂菌污染,使菌袋成品率不高。有的虽然菌丝能生长,但原料配制不科学,影响菌丝正常生长。在培养料配制时应注意以下问题:
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(1)灵活掌握调水:由于原辅料含水量和物理性状不同,配料时气候与场所有别,所以调水必须灵活掌握。一般来说,培养料基质偏干,颗粒偏细,酸性强,含水量调节宜偏多些;基质含水量较多,不干燥,颗粒粗硬的,吸水性差,含水量调节应偏少些;晴天水分蒸发量大,含水量调节应偏高些;阴天空气湿度大,水分不易蒸发,则含水量调节偏低些;拌料场所是水泥地的吸水性强,含水量宜调节多些;木板地吸水性差些,含水量宜调节少些;海拔高和秋季干燥的天气,用水量略多;气温高时,配料含水量应略高些。木材质地硬与松、木屑颗粒粗与细、基质本身干与湿之差,一般相差15%~25%的含水率。一些原料如玉米芯、棉籽壳等,吸水性较强,所以调水量应相应增加。
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(2)拌料要求均匀:拌料不均匀,培养料养分分布不均衡,接种后菌丝生长不整齐。如配方中常用的过磷酸钙,如未经溶化就倒入料中,拌料后又未过筛,过磷酸钙整块集聚,装袋后集中在部分袋内,当食用菌菌丝接触这部分培养料时难以生长。有的由于拌料不均匀,导致氮源不均匀,有的菌筒只长菌丝不出菇或迟出菇。为此配料时要求做到“三均匀”,即原料与辅料混合均匀;干湿搅拌均匀;pH均匀。
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(3)操作必须快速:配制培养料时,常因拌料时间延长,培养料发生酸变,养分受到破坏,或引起杂菌污染,造成接种后菌袋成品率不高。因为拌料时,加水、加糖,加上气温有时过高,极易使培养料发酵变酸。为此,干料加水进行搅拌至装袋开始,时间要求最好不超过2h;拌好料后进入装袋至结束,时间不超过4h。这就要求做到搅拌装袋分秒必争,当天拌料,及时装袋灭菌,避免基质变酸。
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(4)杜绝杂菌污染:在培养料配制时,为避免杂菌污染,必须从原料选择入手,要求足干,无霉变,在配制前置于烈日下暴晒1~2d,利用阳光的紫外线杀死存放过程中感染的部分霉菌。拌料一般选择晴天上午气温低时开始,争取上午10点前拌料结束,转入装料灭菌,避免基质发酸,杂菌滋生。在气温较高的季节配料时,可用含纯品50%的多菌灵按0.1%的比例拌入料中,有利于杀灭杂菌,尤其对红色链孢霉能起到抑杀作用。多菌灵为农药,使用时须严格按照规定的比例配用,不可随意增加,否则易伤害菌丝,而且还会沉积于基料中,使食用菌食品卫生安全受到影响。
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(三)培养料配方
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1.木屑培养料配方
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配方1(适于香菇):木屑78kg,麸皮15kg,玉米粉5kg,石膏1kg,过磷酸钙1kg,料水比1∶1.15,pH为7.0~7.5,每100kg料另加硫酸镁0.2kg、尿素0.15kg。
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配方2(适于木耳):杂木屑62kg,黄豆秆5kg,芦苇屑10kg,稻草粉5kg,麸皮15kg,石膏2kg,蔗糖1kg,含水率60%,pH为6~6.5。
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配方3(适于银耳):木屑(壳斗科树屑)66kg,黄豆粉1.5kg,麸皮30kg,蔗糖1kg,硫酸镁0.5kg,含水率50%~60%,石膏1kg,pH自然。
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配方4(适于猴头菌):木屑69.8kg,麸皮10kg,玉米粉20kg,磷酸二氢钾0.1kg,硫酸镁0.1kg,含水率58%。
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配方5(适于金针菇):杂木屑40kg,桑枝粉40kg,桑麸皮18kg,蔗糖1kg,石膏1kg,pH自然,含水率65%。
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配方6(适于灵芝):杂木屑78kg,麸皮15kg,玉米粉5kg,石膏1kg,过磷酸钙1kg,尿素0.3kg,磷酸二氢钾0.2kg,含水率50%~60%,pH自然。
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配方7(适于竹荪):杂木屑60kg,米糠24kg,蔗糖1kg,黄豆粉3kg,松针10kg,石膏1kg,硫酸镁1kg,含水率60%。
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配方8(适于平菇):木屑57kg,谷壳20kg,棉籽壳20kg,石灰粉2kg,过磷酸钙1kg,含水率65%。
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2.棉籽壳培养料配方
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配方1(适于平菇):棉籽壳100kg,石膏2kg,石灰粉3kg,过磷酸钙1kg,水130~140kg。
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配方2(适于草菇):棉籽壳60kg,稻草、麦秸等40kg,草木灰3kg,石膏粉1kg,过磷酸钙1kg,料水比1∶1.5。
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配方3(适于金针菇):棉籽壳90kg,麸皮8kg,石灰粉1kg,过磷酸钙1kg,多菌灵0.1kg,料水比1∶1.2~1.5。
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配方4(适于黑木耳):棉籽壳93kg,麸皮5kg,蔗糖1kg,石膏1kg,料水比1∶1.2~1.3。
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配方5(适于毛木耳):棉籽壳80kg,麸皮16kg,蔗糖1kg,石膏1kg,石灰粉1kg,料水比1∶1.2。
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配方6(适于猴头菌):棉籽壳40kg,麸皮10kg,石膏0.5kg,蔗糖0.5kg,硫酸镁30kg,磷酸二氢钾100kg,高锰酸钾60kg,酵母100片,水70kg。
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配方7(适于银耳):棉籽壳76kg,麸皮20kg,石膏粉1.2kg,蔗糖1.2kg,黄豆粉1kg,硫酸镁0.6kg,每100kg干棉籽壳用清水135kg。
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配方8(适于灵芝):棉籽壳50kg,杂木屑30kg,麸皮13kg,玉米粉5kg,石膏1kg,过磷酸钙1kg,料水比1∶1.2~1.5。
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配方9(适于滑菇):棉籽壳90kg,麸皮10kg,料水比1∶1.4~1.5。
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配方10(适于香菇):棉籽壳92kg,玉米面5kg,石灰粉2kg,食盐1kg,恩肥0.1kg,磷酸二氢钾0.5kg,硫酸镁0.3kg,维生素B10.025kg,维生素B20.025kg,多菌灵0.1kg,料水比1∶1.3。
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3.稻麦草培养料配方
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配方1(适于蘑菇):稻草或麦草30.3kg,硫酸铵0.6kg,过磷酸钙0.6kg,碳酸钙1.9kg,尿素0.15kg。
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配方2(适于草菇):麦草100kg,干牛粪5kg,棉籽壳20kg,草木灰3kg,麸皮4kg,石灰粉3kg,复合肥0.5kg,明矾0.5kg。
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配方3(适于平菇):麦草60kg,玉米芯40kg,麸皮12kg,玉米面8kg,复合肥1kg,石灰粉5kg,肥土20kg,水200kg。
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配方4(适于金针菇):稻草95kg,尿素1.5kg,石膏2kg,过磷酸钙2kg。
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配方5(适于黑木耳):稻草66kg,米糠32kg,石膏1kg,过磷酸钙1kg,料水比1∶1.7~2。
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配方6(适于毛木耳):稻草78kg,麸皮20kg,蔗糖1kg,石膏1kg,料水比1∶1.3~1.4。
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配方7(适于竹荪):麦草55kg,平菇废料45kg,培养料含水率65%。
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配方8(适于鸡腿菇):稻草100kg,米糠10kg,菜籽饼粉10kg,过磷酸钙2kg,尿素0.8kg。
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4.农作物及野草秸秆培养料配方
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配方1(适于平菇):豆秸50kg,木屑30kg,糠10kg,玉米面10kg,石膏1kg,蔗糖1kg,石灰粉1kg,料水比1∶1.3。
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配方2(适于香菇):葵花秆50kg,棉籽壳26kg,麸皮20kg,蔗糖1kg,石膏2kg,过磷酸钙1kg,料水比1∶1.25~1.3。
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配方3(适于金针菇):高粱秸或玉米秸43kg,棉籽壳30kg,麸皮20kg,玉米面5kg,蔗糖1kg,石膏1kg,蔗糖0.5kg,过磷酸钙1kg,硫酸镁0.1kg,磷酸二氢钾0.1kg,料水比1∶1.3。
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配方4(适于草菇):蚕豆秸70kg,棉籽壳30kg,石灰粉3kg,过磷酸钙1kg,石膏1kg。
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配方5(适于毛木耳):芦苇40kg,杂木屑38kg,麸皮20kg,蔗糖1kg,碳酸钙1kg,料水比1∶1.2。
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配方6(适于黑木耳):棉秆70kg,棉籽壳20kg,麸皮8kg,石膏1kg,过磷酸钙1kg,含水率60%~65%。
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配方7(适于猴头菌):棉秆粉80kg,麸皮15kg,蔗糖2kg,过磷酸钙3kg,尿素1kg,料水比1∶1.4。
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配方8(适于竹荪):黄豆秸40kg,玉米芯30kg,阔叶树木屑30kg,料水比1∶1.3~1.4。
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5.玉米芯培养料配方
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配方1(适于平菇):玉米芯65kg,花生壳35kg,玉米面5kg,生石灰粉2kg,过磷酸钙2kg,草木灰3kg,多菌灵0.1kg,料水比1:1.5。
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配方2(适于香菇):玉米芯46kg,花生壳34kg,麸皮15kg,玉米面3kg,石膏1kg,过磷酸钙1kg,硫酸镁0.2kg,尿素0.15kg,料水比1:1.15。
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配方3(适于金针菇):玉米芯88kg,玉米面10kg,蔗糖1kg,石膏1kg,料水比1∶1.4,pH7.0。
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配方4(适于灵芝):玉米芯74.5kg,麸皮或米糠24.5kg,石膏0.5kg,草木灰0.5kg,含水率62%~65%。
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配方5(适于猴头菌):玉米芯50kg,棉籽壳37kg,麸皮10kg,石膏1kg,蔗糖1kg,过磷酸钙1kg,磷酸二氢钾0.2kg,含水率60%~65%,pH5~6。
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配方6(适于黑木耳):玉米芯73kg,棉籽壳20kg,麸皮5kg,蔗糖1kg,石膏1kg,料水比1∶1.3~1.4。
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6.甘蔗渣培养料配方
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配方1(适于平菇):甘蔗渣100kg,麸皮10kg,尿素0.4kg,石膏2kg,磷酸二氢钾0.5kg,过石灰1kg,多菌灵0.2kg,水130kg。
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配方2(适于香菇):甘蔗渣76kg,米糠20kg,石膏2kg,磷酸二氢钾0.3kg,过磷酸钙1.4kg,尿素0.3kg,料水比1:1.3~1.35。
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配方3(适于金针菇):甘蔗渣34.4kg,棉籽壳33kg,蔗糖1kg,麸皮27kg,玉米粉3kg,碳酸钙1kg,硫酸镁1.2kg,尿素0.2kg,磷酸二氢钾0.2kg,料水比1∶1.3~1.4。
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配方4(适于草菇):甘蔗渣70kg,稻草25kg,麸皮5kg,尿素0.1kg,多菌灵0.05kg。
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配方5(适于毛木耳):甘蔗渣80kg,麸皮15kg,蔗糖1kg,石膏1kg,玉米粉5kg,料水比1∶1.1~1.2,pH5~6.5。
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配方6(适于黑木耳):甘蔗渣87.5kg,麸皮10kg,蔗糖1kg,碳酸钙1kg,尿素0.5kg,料水比1∶1.5~1.8。
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配方7(适于猴头菌):甘蔗渣73kg,麸皮25kg,过磷酸钙2kg,料水比1∶1.2~1.4。
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7.糠醛渣培养料配方
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配方1(适于平菇):糠醛渣42kg,棉籽壳42kg,麸皮10kg,石膏1kg,过磷酸钙1kg,石灰4kg,含水率65%。
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配方2(适于香菇):糠醛渣58kg,木屑20kg,麸皮20kg,石膏1kg,石灰1kg,pH为6~6.5,水适量。
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配方3(适于灵芝):糠醛渣79kg,麸皮18kg,石灰粉2.5kg,高锰酸钾0.1kg,尿素0.2kg,磷酸二氢钾0.2kg,料水比1∶1.8。
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8.木糖渣培养料配方
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配方(适于平菇、金针菇):木糖渣65kg,棉籽壳30kg,麸皮5kg,尿素0.2kg,过磷酸钙2kg,石膏1kg,石灰粉4kg,50%的多菌灵0.1kg,pH为7.5~8.5,水适量。
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9.刺梨渣培养料配方
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配方(适于平菇):刺梨渣78kg,稻草粉20kg,过磷酸钙1kg,石膏1kg,料水比1∶1.2~1.3,pH自然。
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10.干草渣培养料配方
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配方(适于平菇、金针菇):干草渣78kg,玉米面10kg,麸皮10kg,石膏1kg,过磷酸钙1kg,尿素0.2kg,生石灰0.4kg,水适量。
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11.酒糟糠培养料配方
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配方1(适于平菇):酒糟糠90kg,麸皮10kg,过磷酸钙1kg,pH3~5,含水率60%。
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配方2(适于香菇、木耳):酒糟糠50kg,杂木屑30kg,麸皮16kg,蔗糖1.2kg,石膏粉2kg,尿素0.2kg,过磷酸钙0.6kg,多菌灵0.1kg,石灰粉2kg,料水比1∶1.2~1.3。
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12.啤酒糠培养料配方
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配方(适于金针菇):啤酒糟65kg,棉籽壳25kg,麸皮5kg,石灰粉3kg,石膏1kg,过磷酸钙1kg,50%多菌灵0.1kg,含水率65%,pH为7~8。
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13.花生壳培养料配方
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配方(适于平菇):花生壳80kg,棉籽壳20kg,生石灰2kg,多菌灵0.1kg,料水比1∶1.2。
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14.油菜籽壳培养料配方
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配方1(适于平菇):油菜籽壳50kg,棉籽壳20kg,锯末20kg,玉米粉5kg,石灰粉2kg,石膏1kg,过磷酸钙2kg,料水比1∶1.4。
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配方2(适于金针菇):油菜籽壳33kg,棉籽壳33kg,统糠33kg,石膏1kg。
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配方3(适于草菇):油菜籽壳90kg,石灰粉3kg,草木灰5kg,麸皮或米糠2kg,敌敌畏0.05kg,多菌灵0.05kg,含水率70%~75%。
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15.油茶壳培养料配方
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配方(适于平菇):油茶壳60kg,棉籽壳37kg,石膏2kg,多菌灵0.1kg,碳酸钙或石灰粉1kg,含水率70%。
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16.胡豆壳培养料配方
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配方(适于平菇):胡豆壳80kg,干醋渣20kg,石灰粉5kg,多菌灵0.1kg,含水率65%,pH为8.5。
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17.高粱壳培养料配方
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配方1(适于平菇):高粱壳95kg,石膏1kg,过磷酸钙1kg,尿素0.5kg,玉米粉1.5kg,石灰粉1kg,料水比1∶1.2。
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配方2(适于金针菇):高粱壳50kg,高粱壳粉30kg,谷糠20kg,石膏1kg,过磷酸钙1kg,水145kg,pH为6~7.5。
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18.葵花籽壳培养料配方
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配方(适于香菇):葵花籽壳50kg,棉籽壳30kg,麸皮18kg,石膏1kg,蔗糖1kg,料水比1∶1.3, pH为6.8。
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19.菌糠培养料配方
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配方(适于草菇):菌糠100kg,猪牛粪40kg,石膏2kg,过磷酸钙2kg,石灰粉5kg,多菌灵钙0.2kg,含水率70%,pH为9.5~10。
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第二节 切片粉碎机
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一、切片机
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(一)切片机的作用及技术性能
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木材切片机,是将阔叶树或杂木的枝桠切成片,然后经粉碎机粉碎,作为培养食用菌的主要原料。常见的有ZQ-600型和MQ-700型两种(表2-5)。它们可以把枝桠、木材先切成片,以备加工成粉末状。ZQ-600型木材枝丫切片机,为刀盘式、可移动式切片机,内装3把刀片,吞料口径为15cm,适用于枝丫材切片,具有体积小、重量轻、结构紧凑,功效高,造价低等特点。MQ-700型木材切片机,内装2把刀,吞料口径22cm,适用较大的树木切片。此外,还有800型、900型等,其结构与700型机相同,唯吞料口径较大。生产上较为实用的是700型,生产率为2000~3000kg/h。
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表2-5 切片机主要技术性能
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(二)切片机的构造
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ZQ-600型木材切片机的构造如图2-1所示。主要由刀盘、喂料口、出料口、主轴、皮带轮、机架等部分组成。ZQ-600型木材切片机的刀盘为圆盘式,采用铸钢材料,也可用钢板焊成。刀盘端面按120°径向辐射状安装刀片,每把刀下安装有楔形垫块,用以保证刀片伸出刀盘侧面的伸出量。在刀盘的后边与刀盘体间有调整螺钉,可微调刀片,调整切削木片的厚度。刀片采用沉头螺钉固定在刀盘和垫刀块上。
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图2-1 ZQ-600型切片机构造示意图
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(三)切片机的工作原理
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ZQ-600型切片机的工作原理是:工作时由动力带动皮带轮,经主轴使刀盘旋转,刀盘上装有飞刀,进料口装有底刀。木材由进喂料口送入,被飞刀切削成木片(图2-2),由于惯性力和刀盘上风叶的吸抛作用和底刀的刀削作用,木片从机体下方出料口迅速抛出。机器使用前应将飞刀调整在同一平面内,飞刀与刀盘的距离分别为4~5mm(ZQ-600型),6~10mm(MQ-700型);飞刀和底刀的间隙为0.3~0.8mm。
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图2-2 切削木片工作原理图
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(四)切片机的使用与维护
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1.切片机的正确使用
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(1)启动前的准备:
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①启动前应先打开上风罩,检查调整刀盘上飞刀与喂料口底刀、边刀之间的间隙为0.3~0.8mm,三把刀应在一平面上,并高出刀盘4mm。
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②检查各处紧固螺钉的紧固情况。
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(2)启动使用:
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①启动时,因刀盘较重,柴油机必须减压启动,空转3min后,检查机器运转正常,方可投入生产。
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②加工的木材湿度应为20%左右,如果要加水不可过量,以免增加木片的黏性,引起出料口堵塞。
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③切片时,投料要均匀。木材长一般为2.5m为宜。
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④喂入小材或大小不一的板皮材时,会出现木材跳动,要注意安全,以防木材弹出伤人。
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⑤严防木材夹带石块、金属件喂入,以防损坏刀片或机器。
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⑥工作时,喂料口和出料口正中不可站人,以防被木料击伤。
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2.维护保养
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(1)新机使用时,若发现轴承部位温升太高,应将轴承盖拆下,调节调整螺母,使轴承松紧适度。
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(2)工作4h后,应检查飞刀是否锋利,必要时应及时磨刃,以保证木片质量。
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(3)工作1周后,底刀也须拆下磨刃。
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(4)每班工作后,应将机器清扫干净。前端轴承上的油杯应加足黄油。
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(5)使用一段时间后,应检查三根三角皮带的松紧度。
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(五)切片机的主要故障及排除方法
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ZQ-600型切片机的主要故障及排除方法(表2-6)。
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表2-6 ZQ-600型切片机主要故障及排除方法
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二、切秆机
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1.切秆机构造与技术性能
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SQ-560型切秆机是我国北方地区生产食用菌的重要机械之一,它用于将生产食用菌的物料——农作物秸秆等切碎,以便进一步粉碎。该机由电动机或柴油机、传动装置、回转刀架、固定刀片、喂入装置和箱体支架等组成,结构如图2-3。主要性能参数:切秆长度,6~8mm;生产率,100~150kg/h;配套动力,5.5kW电动机或S195柴油机;主轴转速,400r/min;固定刀片尺寸(长×宽×厚)170mm×40mm×4mm;回转刀片尺寸(长×宽×厚)200mm×40mm×4mm;刀片数量3把;刀盘直径560mm;整机重量160kg(不包括电机);外形尺寸(长×宽×高)950mm×980mm×707mm。
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图2-3 SQ-560型切秆机结构示意图
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2.切秆机的正确使用
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(1)机器使用前应检查各处紧固连接件是否牢固可靠,锁紧装置是否上全,有问题应排除后方可运转。
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(2)检查刀片是否齐全,动刀片和定刀片都应装有刀垫,动刀片和定刀片之间的调整间隙为0.3~0.8mm。
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(3)开动机器前应盖上机罩,用手缓慢转动皮带轮,观察机器是否有卡住现象,特别是抛送叶片与箱体、机罩是否有间隙,并观察是否有非正常的响声。
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(4)切料时,喂料要均匀不可过快,以保证切碎的物料长短均匀一致,便于下一步粉碎加工。
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(5)喂料时,注意将物料中夹杂的石头、金属等硬物拣出,切不可混入机内,以防损坏刀片。
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(6)新机使用时如发现轴承处温升过高,应即时停机检查。
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(7)工作4h后,应及时检查动刀片和定刀片是否锋利,必要时磨刀,以保证所切物料的质量。
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(8)机器使用后应及时清扫干净,以延长使用寿命。
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(9)机器使用一段时间后,应检查三角皮带的松紧度,如太松应及时调整,以保证动力的正常传递。
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(10)机器使用一段时间后,应检查滚动轴承,并及时添加润滑油。
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(11)机器运输时,要注意避免碰撞喂料槽,并使出料口朝上,以免异物进入机器内部。
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三、稿秆(菌草)切碎机
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稿秆(菌草)切碎机如图2-4所示。该机把稿秆的切段与粉碎工序放在一台设备上完成,其结构与木片粉碎机相似。不同点是喂料口位于靠近轴线的一侧,成轴向喂入,增加由动刀和定刀组成的初切装置,解决了长稿秆直接粉碎时易缠绕主轴的缺点。先将稿秆切成10~20mm的碎段,后粉碎成所需规格的粒度。机中采用环、侧筛,以增加筛孔面积,提高生产率。为了兼作粉碎颗粒物料,在机上方加设一进料斗,以适应不同的物料。常用机型是SFSP-500型多功能粉碎机。主要技术性能参数是:生产率为300kg/h(筛孔直径为3mm),500kg/h(筛孔直径为8mm),配套动力为22kW。
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图2-4 稿秆(菌草)切碎机
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四、粉碎机
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(一)9FT-40型粉碎机
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1.9FT-40型粉碎机的作用及技术性能
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切好的木片经摊晒风干,含水率为15%左右时即可进行粉碎。粉碎机除粉碎木片外,也可粉碎作物秸秆、饲料等。食用菌对培养料粗细度有一定的要求,若粉碎过细,不但粉碎的生产率低,而且作为培养料时透气性差,影响菌丝繁殖;若培养料过粗,则容易扎破塑料袋,引起杂菌侵入感染,同时培养料也不易压实,栽培时容易丧失水分。经试验,作为香菇培养料,粉碎机粉碎木片时筛孔直径以2.5~2.8mm为好;粉碎秸秆、籽壳类栽培料时,筛孔直径以5~7mm为好。
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粉碎机型号很多,较多采用的有9FT-40型和9FQS-40型,其主要技术性能如表2-7。除此以外,还有目前常见的MF-40型圆周筛片粉碎机,每台每小时产量200kg。该机结构简单,操作方便,适用于山区。9FS系列粉碎机,有9FS-433型和9FS-500型两种,每台每小时产量200~300kg,适应木片、树枝、棉秆等粉碎。JFSP-500型多功能粉碎机,它是福建省南平粮油加工厂研制生产的一种粉碎野草的理想设备,亦可粉碎木屑,每台每小时产木屑300kg,野草250kg。该机结构合理,具有机身稳定,震动较小;密封性能好,不易跑粉;附设机座,安装简便;耗电省,产量高等优点,所以广为采用。如用普通饲料粉碎机粉碎木屑,必须更换刀片和筛盘。
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表2-7 粉碎机主要技术性能
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2.9FT-40粉碎机的构造
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图2-5为9FT-40型粉碎机结构图,该机由进料装置、粉碎机构、筛选机构和排粉风扇等四部分组成。
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图2-5 9FT-40型粉碎机的构造
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(1)进料装置:包括料斗及喂料槽两部分。9FT-40型粉碎机喂料槽由活动喂料槽和固定喂料槽两部分组成如图2-6所示。在固定喂料槽下焊有重物收集槽,以收集混在加工物料中的硬物如石头、铁块等,避免这些硬物进入粉碎室。重物收集糟上设有卸料盖,落入其中的硬物可由此卸出。加工粉状物时(如瘪谷、谷壳、大麦等),应将活动喂料糟翻起,遮住粉碎机的进料口,再将翼形螺母拧紧,以起安全保护的作用,防止万一硬物进入粉碎室与锤片撞击而飞出进料口击伤工作人员。加工藤类、杆状物料时应将活动喂料槽放平,并拧紧翼形螺母。
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图2-6 喂料糟
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(2)粉碎室:粉碎室是粉碎机的工作部分,在粉碎室中,固定在主轴上的三角形转盘上悬吊着12片锤片,粉碎室的圆周上嵌着8块齿板。当主轴以3600r/min的高速旋转时,锤片在离心力的作用下向外抛开,形成一直径为400mm的工作环打击着物料,逐渐将物料打成细粉。
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(3)筛选机构:由圆形侧筛及小锤片组成。小锤片装在旋转圆盘上并可在圆盘上调节其伸出长度。它的作用是将粉碎室中以高速旋转的物料层中已粉碎和尚未充分粉碎的粉粒分离,让细的粉粒通过筛孔由排粉风扇送走,粗的粉粒回入粉碎室继续粉碎。松开小锤片的固定螺钉,将小锤片向外伸长时,能得到较细的粉粒,但生产率较低。粉碎木片时为了提高生产率,可去掉小锤片。
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(4)排粉风扇:排粉风扇的作用是将已打成细粉的粉料吸过筛板,并送出机外。
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(5)集料器:自粉碎机吸粉风扇送出机外的粉料,可采用下列两种集料器来收集:离心式集料器(图2-7)和直立形压出式布筒集料器(图2-8)。离心式集料器可以用钢板做成,也可以用木板做成。此外,还可以采用更简单办法,即在粉碎机的出粉口上安装一个90°出粉管,在出粉管末端扎一条直径280mm,长4.5m的布筒,布筒的另一端扎紧,当收集到一定数量的粉料时,把粉料倒出布筒(图2-9)。此办法简单,但劳动强度较大,不清洁,耗布也较多。
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图2-7 离心式集料器安装图
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图2-8 直立形压出式布筒集料器安装图
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图2-9 长布筒集粉器使用安装图
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3.9FT-40粉碎机的工作原理
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动力通过皮带轮驱动主轴以3500~3600r/min的转速旋转,木片从喂料口进入粉碎室,受到高速旋转的锤片打击、摩擦后破碎,被抛向周围的齿板后再次破碎,然后与出料板发生撞击而被弹回,再次受到锤片的打击。如此经过多次反复打击和撞击,使木片或物料粉碎成小颗粒,在高速旋转的排风扇作用下,将已粉碎的木屑吸过筛片,从出料口送出机外,未能通过的粗木屑留在粉碎室内继续粉碎。
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4.9FT-40粉碎机的使用与注意事项
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(1)9FT-40型粉碎机的安装:由于粉碎机的转速很高,同时工作过程中锤片的磨损不均匀,所以会有较大的震动,容易造成某些强度较差的零部件如料斗、出粉管等的破裂。所以粉碎机应安装在水泥的机座上,如果安装在木头机座上,则木头桩应打入地下1~1.5m深。使用电动机带动时,电机机座上应装有调节导轨,以便调节三角皮带的松紧度。
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(2)9FT-40型粉碎机使用注意事项:
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①每次使用之前,应检查机器的主要连接螺钉是否松动,主轴旋转是否灵活,注意主轴转动时有没有异响,检查黄油杯并加足黄油。
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②如果采用电动机带动,应装配一个30A,380V的交流电流表来控制喂料的多少,以免喂料过多致使电机超载而将电机烧毁或喂料太少而降低生产率。电流表串联在电源电线的任何一相上均可。在工作过程中,对配7kW电机,应注意控制电流保持在14A以下;对配10kW电机,则电流应控制在20A以下。这样就能保证电机安全。
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③锤片是粉碎机中最容易磨损的零件,使用一段时间后就会磨钝,并使生产率显著下降,此时可将锤销上的开口销拔出,拆下锤片调换另一面装上使用,以后再换另一头使用,每片锤片共可换4次使用。重新装上锤片时,要注意锤片的排列方向,必须严格按图2-10所示的形式排列,以免增加机器的振动和降低生产率。套筒上打有号码,只要按号码对照图示顺序装入即可。
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图2-10 粉碎机锤片排列顺序
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④小锤片是粉碎机的第二种易损零件,当它的一头磨损后,同样可以换头再使用。它的磨损将影响加工成品的细度,所以应经常检查和更换。如果把小锤片向外伸长后细度尚不够满意的话,可在小锤片背面垫上垫圈,使其表面更靠近筛板(筛板与小锤片间正常间隙为12mm),这样也能使粉料变细。
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5.9FT-40粉碎机的主要故障及排除方法
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9FT-40型粉碎机的主要故障及排除方法如表2-8所示。
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表2-8 9FT-40型粉碎机主要故障及排除方法
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(二)SF-340型粉碎机
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1. SF-340型粉碎机的用途和技术性能
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SF-340型粉碎机是食用菌生产成套机械设备之一,主要用于食用菌秸秆培养基的粉碎加工,亦可用于饲料等其他的粉碎加工。其主要技术参数:外形尺寸(长×宽×高)767mm×586mm×736mm;主机重量为140kg;配套动力为5.5kW电机;生产率为100kg/h;圆筛锤片式;主轴转速为2500r/min;锤片,长、短各一对;筛片包角为360°;筛子直径340mm;筛孔直径5mm。
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2. SF-340型粉碎机的构造和工作原理
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它的主要构造及工作原理是:由搓盘、转子、圆筛等组成,转子上安装长、短锤片各一对,机器工作时,锤片高速打击物料,使物料在打击及搓盘摩擦下粉碎,并被风扇吸过筛网送出出料口,如图2-11所示。
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图2-11 SF-340型粉碎机结构示意图
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3. SF-340型粉碎机的使用及维修
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(1)机器应牢固地安装在地基上。
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(2)使用之前应检查全部连接螺钉是否紧固,转动部分是否灵活,并对轴承加注润滑脂。
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(3)机器应空载启动,待运转正常后方可投料加工。
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(4)物料必须清理,严防金属夹杂物及石块等硬物混入粉碎,以免损失筛网及其他物件。
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(5)工作中听到异常声音应立即停机检查。
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(6)锤片磨钝后生产率下降,可将锤片卸下反装继续使用。
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(7)经常检查筛子及锤片等的磨损情况,磨损过大或有损坏时要及时更换。
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4. SF-340型粉碎机常见故障及排除方法
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SF-340型粉碎机常见故障及排除方法如表2-9。
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表2-9 SF-340型粉碎机常见故障及排除方法
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五、切片粉碎机
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(一)切片粉碎机的构造及技术性能
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ZQF-488型切片粉碎两用机(图2-12)能高速将木棒、木材、桠材、芦苇、棉秆、玉米秸等植物秸秆加工成屑,一机多用。每小时可生产木屑700kg,秸秆屑500kg,自配15kW电机或11kW柴油机,其主要性能如表2-10。切片粉碎机的特点是不需要再配粉碎机可直接加工木屑,投资省、耗电少、产量高、操作简单、维修方便。
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图2-12 ZQF-488型切片粉碎机
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表2-10 ZQF-488型切片粉碎机主要技术性能
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(二)切片粉碎机的使用与注意事项
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1.切片粉碎机的安装
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由于该机切片时转速高、冲击力大,为避免产生震动,要求用M12mm×200mm×8mm螺栓同电动机一起固定于枕木或槽钢的机轨上,然后再将机轨用M14mm×300mm×4mm的地脚螺栓和混凝土浇筑固定。机座应做成可调轨道,以便调整三角带松紧。
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2.切片粉碎机的使用及注意事项
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(1)启动前应先打开上罩,检查刀盘上飞刀和锤片等连接螺栓是否锁紧,然后关闭上罩,锁紧上下罩连接螺栓后才可启动。
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(2)工作一定时间后,如不吞料,应检查飞刀是否锋利,并及时刃磨,如切干或较硬木材,刀片刃角相对较大,一般30°~32°,并在进料口滴水冷却刀片,否则刀刃易损坏。
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(3)操作时注意不可加入石块、金属以防伤刀片,且投料应均匀、左右旋转,如遇到特别坚硬的木料引起超负荷,应放慢投料,待转速恢复到正常后,再继续正常投料,木材长一般2.5m左右。
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(4)工作时,喂料口及出料口正中方向不可站人,以防被木料击伤。
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(5)锤片为易损件,使用一段时间就会磨损,这时应调头使用,更换锤片必须全部更换,保持运转平衡。
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(6)加工过程中若发现有异常响声,应停止喂料,切断电源停机检查原因,以免损坏内部零件。
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(7)木屑的粗细,主要在刀片和筛片上调整,如主轴转速达不到要求,也会使加工后的木屑变粗。
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(8)本机切屑主轴转速严禁超过3200r/min。
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(三)切片粉碎机的故障及排除方法
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ZQF-488型切屑机的故障及排除方法如表2-11所示。
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表2-11 ZQF-488型切片粉碎机的故障及排除方法
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六、木质物料粉碎机
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1.动力装置
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动力根据用途和工作环境(固定式)可选择电动机驱动或选用柴油机及汽油发动机驱动(移动式),通过皮带将动力传送至粉碎装置,皮带传动即可改变原动机的转速,又可实现对机器的过载保护。
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2.粉碎装置
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粉碎装置如图2-14所示,在主轴上固定着切碎刀盘和粉碎锤。在切碎刀盘上装有24把切刀,切刀的刃角要综合考虑切削的效率和刀片寿命,一般应为32°~40°。粉碎锤上对称安装着十几把或更多锤片。每个锤片的端部加工成梯形,这样增加了锤片的刃口,增强了粉碎作用。此外,粉碎装置上还装有风扇叶片,对于下排料的粉碎机,风扇叶片可以小一些。而对于上排料的粉碎机,应视碎料要提升的高度适度加大风扇叶片尺寸,以产生足够的风力将碎料提升至一定的高度排出。
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图2-14 粉碎装置
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3.壳体
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壳体上设有安装粉碎装置的支座。壳体上装有底刀,它与刀盘上的切刀对木料形成剪切,可通过调整底刀的伸出量来保证切刀与底刀间的间隙。底刀可做成对称多刃口,可调换安装位置。此外,壳体上设有排料口和倾斜的入料口。排料口可根据需要设计成向上或向下排料,在排料口处设有筛板,筛板使粒度大于要求值的碎料留在壳体内继续粉碎,直至达到要求排出。筛板上筛孔的尺寸可根据对碎料粒度的要求而定。而进料槽的位置、形状及尺寸应与切刀的切削平面及原料情况相适应。首先要保证入料口全部被切刀刃口轨迹平面覆盖,而其与刀盘平面的夹角则应保证切削时刀盘对木料有足够的牵引力,达到自动进料;同时木料还可靠自重自动送入切刀刃口。另外,壳体的上部应可整体或部分打开,以便于更换切刀。
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4.机架
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机架是安装和固定发动机、粉碎装置及壳体的基础。对于固定式木质物料粉碎机,机架可通过地脚螺栓固定于地基上。而对于移动式木质物料粉碎机,机架则与车架合为一体,座在两个车轮的车轴上。并设有可与牵引车相连的牵引架,牵引架前面设有支腿或支轮,以便在脱离牵引车时进行粉碎作业,支腿或支轮应可在铅垂方向上下调整,以使整机粉碎作业时稳定。
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5.排料管
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排料管是上排料粉碎机输送碎料的管道,其形状应尽量减少碎料排出的阻力,排料管的尺寸应设计合理,保证排料管中的风速达到碎料的悬浮速度,使碎料能够顺畅排出。排料管可在与壳体连接处根据需要改变碎料排出的方向。此外,在排料管的出口处还设有挡板,可通过调节挡板的倾斜角度来调节碎料喷出的距离,满足相应的使用要求。
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6.行走系统
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由两个车轮和通轴构成,承载粉碎机的重量,从而使移动式木质物料粉碎机在牵引车的牵引之下能够移动。
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七、筛选机
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1.平筛式和圆网式木屑过筛机
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木屑过筛机用于清除木屑中的石块、碎木等杂物。常用的有平筛式(图2-15)和圆网式(图2-16)木屑过筛机,主要由机架、减速机组、传动系统、网壳、筛网等组成。用0.75kW功率配套的过筛机,每小时可筛选木屑200kg。
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图2-15 平筛式木屑过筛机外形图
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图2-16 圆网式木屑过筛机外形图
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2.筛选机
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筛选机由悬挂机构、机架、具有框架的筛网等组成,如图2-17所示。由动力源带动皮带驱动主轴,主轴通过轴承支承在机架上,框架两侧装用悬挂机构与既有框架的筛网连接,筛网下方有下料装置。主轴上固定有偏心轮,偏心轮通过连杆与筛网连接。当主轴在动力源的带动下运转时,主轴带动在其上的偏心轮运转,偏心轮带动连杆运转,从而带动筛网在悬挂机构的作用下在主轴的垂直方前后摆动来实现对培养料的筛选。将未筛选的培养料由进料口倾倒至筛上,电机带动皮带轮,皮带轮和主轴连接,主轴另一端装有偏心轮,偏心轮和连杆连接,连杆与筛连接,在动力源的带动下筛做前后摆动的运动,即可对筛网上的未筛选的培养料进行筛选,大的杂质被筛网滤出,可用的培养料通过下料口被过滤。由于筛与地面成一定的角度,大的杂质由筛前端的敞开口被抛出筛。如此循环。
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图2-17 培养料筛选机结构
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第三节 培养料搅拌机
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一、搅拌机的技术性能
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培养料搅拌的均匀度直接影响食用菌的生长,具体方法是将培养料按规定配方比例称好,搅拌时先将主料投入搅拌室,含量少的固体物料沿轴向均匀投入,能溶于水的物料先溶于水后再投入,还需加入一定量的水在搅拌机中搅拌均匀。WJ-70型搅拌机其主要技术性能如表2-12。
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表2-12 WJ-70型搅拌机的技术性能
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二、培养料搅拌机的构造
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1.搅拌筒
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搅拌筒是搅拌机的工作部件,主要由搅拌筒和搅拌轴组成,搅拌筒活套在搅拌轴上,上方有卸料口和安装在轨道上的活动上盖,可以根据卸料的需要轻便地开闭。
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2.搅拌叶板
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搅拌叶板,装在搅拌轴上呈双向螺旋排列,以达到搅拌均匀。
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3.传动机构
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传动机构由两对双槽三角皮带轮和一对圆柱齿轮组成。用张紧轮离合器来实现短时间的动力切离。
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4.卸料操纵装置
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卸料操纵装置由一付扇形齿轮组成,操纵卸料齿轮轴端的转动手把,带动固定在搅拌筒端盖上的扇形齿轮,将搅拌筒的卸料口转向下方进行卸料,如图2-19所示。
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图2-19 卸料装置
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三、培养料搅拌机的工作原理
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WJ-70型搅拌机系卧式单轴叶板式搅拌机,其工作原理是:把按比例称好的食用菌培养料和水投入搅拌筒内,盖好上盖,开动机器并合上离合器带动搅拌轴转动,物料在转动的搅拌轴的搅动下,通过叶板的翻动作用,使原料作上下翻动和左右运动,充分搅拌3min后停机,转动卸料手把,将搅拌筒的卸料口转向下方进行卸料。
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四、培养料搅拌机的正确使用
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(一)使用前的准备
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(1)机器应安放在干燥、平坦、坚实的地方,再连接好电源。
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(2)应仔细检查各连接处是否松动,特别注意叶板与搅拌轴的固定螺栓,必须拧紧。
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(3)检查各转动部分是否灵活,不得有卡滞现象。
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(4)开机前空转几分钟,待各部分运转正常后,方可投入正常使用。
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(二)使用及注意事项
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(1)将物料按既定配比称好倒入搅拌筒内。含量少的原料,如糖、硫酸镁等,应先溶于水中然后再加入,盖好上盖板。
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(2)电机应空载启动,待运转正常后方可压下张紧轮离合器的操纵手柄,使机器开始工作。
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(3)每次搅拌量和时间,应根据物料而定,一般食用菌原料搅拌,每筒可投混合料100kg,搅拌3min。
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(4)防止石块、金属块等硬杂物混入物料中,以免损坏机件。如发现异响,应立即停机,检查排除。
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(5)盖板在开、闭位置时,都必须插上插销,避免工作时盖板自动滑动,引起物料抛散或轧伤手。
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(6)卸料时,先将卸料车推进搅拌筒下方,然后打开盖子,插好销子,转动卸料齿轮上的手把,将卸料口朝下,开动搅拌轴,转动几秒钟即可将物料卸在小车上。
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(三)维护保养
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(1)经常检查油杯及齿轮件的润滑脂的充满情况,不足应及时添加。
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(2)使用后应清扫搅拌筒内残留物料。
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(3)长期不用,应将各部分清洁干净,转动部分加涂润滑脂,并用塑料布盖好。
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五、培养料搅拌机的故障及排除
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现以WJ-70型培养料搅拌机为例,说明培养料搅拌机使用时的主要故障及其排除方法如表2-13。
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表2-13 WJ-70型培养料搅拌机的故障及排除方法
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表2-13 WJ-70型培养料搅拌机的故障及排除方法(续)-1
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六、自走式堆料翻料机
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自走式堆料翻料机由漳州市兴宝食用菌机械厂生产,主要是针对木生食用菌代用颗粒培养料(如木屑、甘蔗渣、棉籽壳、玉米芯等),进行均匀的搅拌、翻堆(侧翻)发酵作业的小型机械。翻料机的总体结构由传动系统、搅拌系统以及行走系统三部分组成,如图2-20是该机的外形图,主要性能和技术参数如下:翻料能力,8000~12000kg/h;配用电机功率,3kW;外形尺寸(长×宽×高)1600mm×1100mm×800mm;重量(净重)为150kg。
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图2-20 食用菌翻料搅拌机
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第四节 培养料装瓶装袋机
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一、GE型培养料装袋机
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(一)培养料装袋机的特点和技术性能
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GE型培养料装袋机是由福建省古田县教学器材厂生产研制的设备,该机具有结构简单、操作方便、生产率高等特点。套筒经过加工处理不易破伤塑料袋,适用于从事食用菌生产的个体户、专业户和菌种研究及生产单位购买使用。其主要技术性能如表2-14。
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表2-14 GE型培养料装袋机的技术性能
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(二)培养料装袋机的构造和工作原理
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GE型培养料装袋机主要由料斗、送料器、传动系统、操纵系统、机架等部分组成,如图2-21所示。
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图2-21 GE型培养料装袋机的构造
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工作原理是:当接通电源进行工作时,木屑或棉籽壳等培养基,从喂料斗送入,经搅拌轴压入搅龙,而后由螺旋搅拌轴再送出筒口。
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(三)培养料装袋机的使用注意事项
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(1)根据生产需要(香菇、银耳、黑木耳、金针菇、平菇等)更换相应的搅龙和搅龙套,更换时,应先拆下搅龙套后,再拆搅龙,更换所需搅龙和搅龙套。搅龙和齿轮轴是右螺纹连接,拆换搅龙时,应用扳手卡住搅龙连接端,左旋带轮即可。
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(2)装袋时应将塑料袋套在装袋机搅龙套上,一手扶住套筒,一手托住塑料袋末端,一边进料,一边让其自然慢慢退出。
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(3)生产过程中,偶尔出现物料架空时,应及时拨动料斗内的物料,不得用手伸入料斗内拨动,以免扎伤手指。
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(4)操作前应在齿轮和齿轮轴(中间齿轮轴上)两边的搅拌轴座小孔内添加润滑油。
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(四)培养料装袋机的故障及排除
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GE型培养料装袋机的故障及排除如表2-15。
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表2-15 GE型培养料装袋机的故障及排除方法
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二、ZDP-3型装瓶装袋两用机
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(一)ZDP-3型装瓶装袋两用机的技术性能
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ZDP-3型装瓶装袋两用机的技术性能规格如表2-16。
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表2-16 ZDP-3型装瓶装袋两用机技术性能规格
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表2-16 ZDP-3型装瓶装袋两用机技术性能规格(续)-1
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(二)ZDP-3型装瓶装袋两用机的构造
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1.送料器
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送料器主要由输送搅龙、搅龙套、装瓶装袋搅龙套、转轴等组成,如图2-23所示。动力通过大皮带轮、牙嵌离合器传给转轴,转轴末端用螺纹与搅龙连接,可根据装瓶或装袋的不同作业,换上相应的装瓶或装袋搅龙和相应的搅龙套即可完成装瓶或装袋作业。
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图2-23 送料器
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2.料斗
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由薄铁皮焊成,其底部装有旋转搅拌器,强迫送料,防止培养料架空。
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3.传动系统
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传动系统如图2-24所示,动力通过皮带、牙嵌离合器传给装瓶装袋搅龙,同时通过转轴上的链轮付把动力传给搅拌器。
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图2-24 传动系统
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4.操纵系统
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操纵系统如图2-25所示,是由脚踏板、拉板、拨杆等组成。当踩下脚踏板,通过拉杆、杠杆、拨叉使离合器接上。当脚离开踏板,靠弹簧使离合器分离。
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图2-25 操纵系统
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(三)ZDP-3型装瓶装袋两用机的工作原理
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装瓶装袋的工作原理是:把瓶口或袋口套在装瓶装袋的搅龙套上,接上离合器,搅龙转动,物料由料斗经搅拌器进入送料搅龙,被挤压送进瓶或袋内,随着物料不断进入瓶或袋并挤实,使瓶或袋装满后退出,周而复始,装满一瓶瓶一袋袋。
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(四)ZDP-3型装瓶装袋两用机的使用
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1.作业前的准备
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(1)检查各连接部分有无松动。
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(2)在牙嵌离合器上加注机油。
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(3)开机空转1min。
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2.作业及注意事项
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(1)装瓶作业:装瓶时应将瓶口套入搅龙套管,一手抓住瓶子,一手扶着瓶体,随着不断进料逐渐将瓶子推出。
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(2)装袋作业:装袋时应将塑料袋套在装袋搅龙套上,一手轻抓套筒出口处,一手托住塑料袋末端,随着进料,慢慢退出。
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(3)装瓶装袋作业时,踩下脚踏板、使离合器完全结合。不允许离合器处于半离合状态工作。
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(4)培养料每次加入料斗不宜太多,避免溢出和堵塞。
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(5)注意机器运转情况,发现异常,应立即停机检查排除。
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(6)作业结束应排尽物料。
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3.装瓶与装袋装置的互相更换
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(1)根据装瓶或装袋的作业要求,换上装瓶或装袋搅龙,搅龙轴连接系右旋。
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(2)换上装瓶或装袋的相应搅龙套时,注意对准螺孔。
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4.ZDP-3型装瓶装袋两用机的维护与保养
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(1)每班作业前应对离合器拨叉槽、链条、各活动铰链点加注机油润滑。
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(2)每班作业前应检查各紧固件与连接件有无松动和损坏。
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(3)每班作业结束时,应清除机内外剩余物料,以保持清洁。
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(4)每工作半年,轴承、链条、链轮应清洗保养一次。
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(5)机具若要停放较长时间,则应仔细清除机具上的油污,对外露非油漆部件必须用黄油涂于表面,用塑料布把机具盖好。
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5.ZDP-3型装瓶装袋两用机故障与排除
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ZDP-3型装瓶装袋两用机的故障及排除方法如表2-17。
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表2-17 ZDP-3型装瓶装袋两用机的故障及排除方法
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三、6ZP-500A型装瓶装袋两用机
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(一)6ZP-500A型装瓶装袋两用机的技术性能
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6ZP-500A型装瓶装袋两用机的技术性能规格如表2-18。
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表2-18 6ZP-500型装瓶装袋两用机的技术性能规格
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(二)6ZP-500A型装瓶装袋两用机的构造
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1.旋转料斗
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旋转料斗如图2-27所示,它是由左右支承轮支承。左支承轮为一对摩擦轮,用来驱动旋转料斗;右支承轮为从动轮,由调节杆、调节螺母、螺杆等组成调节机构,如图2-28所示,用以调节旋转料斗与搅龙的间隙。
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图2-27 旋转料斗
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图2-28 调节机构
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2.送料—挤压搅龙
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送料挤压搅龙分为三段:联结段、送料段、挤压出料段,如图2-29所示。挤压出料段搅龙3在该段为等距锥形搅龙,外壳为紧闭的缩口套;送料段搅龙2在该段为等距圆柱形搅龙,外壳为密闭圆形套。
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图2-29 送料-挤压搅龙
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3.进瓶槽
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进瓶槽为U形槽,槽的两侧距离稍大于瓶高。槽与平面成5°倾角,使空瓶平卧在槽内靠自重逐个落入换瓶转轮的空瓶位中,如图2-30所示。
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4.换瓶转轮
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换瓶转轮由切料盘、瓶位轮、定位盘等组成(图2-30),其作用是装料换瓶。
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5.出瓶槽
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出瓶槽为引导已装满料的瓶离开机器,它与进瓶槽、换瓶转轮构成工作的流水作业(图2-30)。
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图2-30 装瓶过程示意图
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6.动力—离合传动机构
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动力采用0.6kW三相电动机,通过摩擦片式的离合器传给工作部分,如图2-31所示。
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图2-31 动力-离合传动机构
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7.操纵机构
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(1)换瓶操纵机构主要由操作手柄、棘轮机构、上下限位螺钉、弹簧等组成。
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(2)离合器操纵机构主要由操纵手柄、分离凸轮、传动方框、角杆、拨叉等组成。
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(三)6ZP-500A型装瓶装袋两用机的工作原理及工艺流程
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1.装瓶工作原理
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旋转料斗自动连续喂料,送料—挤压搅龙连续送料并挤压装瓶、换瓶,转轮间歇换瓶。
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2.装瓶工艺流程
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装瓶工艺流程用框图表示如下:
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(四)6ZP-500A型装瓶装袋两用机的使用
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1.作业前的准备
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(1)检查各紧固件及连接销等有无松动、损坏。
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(2)用手转动各转动件,检查是否运转灵活和进行必要的调整。
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(3)空转1~2min,检查机器运转是否正常。
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2.作业中注意事项
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(1)每次加料量为斗容的1/2。
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(2)玻璃瓶应轻放,防止人为破损。
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(3)若遇出料口堵塞时,可反转电机1~2s。
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(4)搬动手柄换瓶时,用力要均匀。
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(5)注意机器运转情况,若有异常应及时停机检查排除。
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(6)用完应排尽物料。
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3.从装瓶改装为装袋
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(1)先拆下装瓶机构:上扶出瓶槽上的托瓶器;转下换瓶转轮固定梁螺栓,拆下角杆与拉杆铰链的插销,脱开回位弹簧,取出换瓶转轮总成;拧松皮带转动保护罩上螺丝,取下罩;拆下搅龙。
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(2)安装装袋机构:调低料斗;装上装袋搅龙;装上皮带防护罩;装上装袋用的搅龙筒套;调整料斗与搅龙间的间隙;把脚踏板销在拉杆上。
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(五)6ZP-500A型装瓶装袋两用机的维护保养
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(1)每班前对各种活动的工作面、铰链点等应加注机油润滑。
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(2)每班作业结束,应清除机内外剩余物料,检查各紧固件紧固情况。
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(3)每工作半年,各轴承要清洗保养一次,配套动力按其说明书进行保养。
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(4)长期存放,应进行一次全面检查保养涂油防锈,并放在室内干燥处,用塑料布盖好。
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(六)6ZP-500A型装瓶装袋两用机的故障及排除方法
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6ZP-500A型装瓶装袋两用机的故障及排除方法如表2-19。
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表2-19 6ZP-500A型装瓶装袋两用机的故障及排除方法
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表2-19 6ZP-500A型装瓶装袋两用机的故障及排除方法(续)-1
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四、培养料压块机
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(一)YK-33型培养料压块机的技术性能
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YK-33型培养料压块机的技术性能如表2-20所示。
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表2-20 YK-33型培养料压块机的技术性能
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(二)YK-33型培养料压块机的构造
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YK-33型培养料压块机系台式手动压块机,主要由主轴、摇臂、回转手柄、压框、压板、台架等六个部分组成,如图2-32所示。摇臂套在立柱上并用上、下挡圈定位,可绕立柱转动。压盖轴套在摇臂前端,通过齿轮、齿条作轴向运动。
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图2-32 YK-32型培养料压块机的构造
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(三)YK-33型培养料压块机的工作原理
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YK-33型培养料压块机的工作过程及原理是:压框靠四个定位柱放置在底板上,框内装满培养料,将摇臂转到工作位置,摇动回转手柄,压盖通过齿轮、齿条作轴向运动,将培养料压实,压成块。压块完成后,将整个压框连同底板抱走放置在培养架上,解开搭扣,卸下培养块。
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(四)YK-33型培养料压块机的使用
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(1)每班在压菌块前必须先用高锰酸钾水溶液揩擦消毒压框内表面、压盖下表面、底板上表面,以防杂菌感染。
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(2)将压框装好,放在设定的位置上,将摇臂置于工作位置,移动压板,检查压板是否与压框内壁碰擦。
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(3)将摇臂推离90°,把培养料装入压框内刮平。再将摇臂转到工作位置,即转到当听到定位滚珠“咔哒”一声,说明摇臂已转到正确工作位置上。
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(4)用手转动回转手柄,压板即可向下移动压向培养料,使培养料逐渐压实直至所要求位置为止。必要时可提升压板再冲击1~2次。
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(5)将压好后的压框连同底板放在培养架上,一手抓住底板,一手把压框向前推到架面上,然后解开,卸下压框,注意不要碰触压成块的培养料以免损坏。
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(6)回转手柄的长度根据操作者的需要进行调整。
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(7)培养块的尺寸规格,可根据需要,更换相应的压框与压板的尺寸,调整四个定位柱和摇臂的位置。
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(五)YK-33型培养料压块机的维护保养
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(1)每次压块季节开始时,应对各润滑部位分别加注润滑油。
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(2)主要润滑部位与加油方法:
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①齿轮与齿条啮合处:可打开摇臂上部盖板,将润滑油加注于齿面上,并摇转手轮。
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②齿条套筒与摇臂配合处:从齿条套筒顶部键槽处加入润滑油。
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③立柱与摇臂配合处:在配合处上方机油环内注入机油,边摇转,边注入。
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④手柄转轴两滑动轴承处:从摇臂两侧凸台处油杯中注入润滑油,并不断转动转轴。
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(3)盘丝扭力弹簧若有损坏,应打开转轴末端塑料盖进行调整或更换。
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(4)压框、压板都是木制的,应妥善使用与保管,以防损坏和变形。
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(5)每次压块季节结束后,在压块机外露的金属加工面处应涂上黄油,以防锈蚀。
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(六)YK-33型培养料压块机的故障与排除
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YK-33型培养料压块机的故障与排除方法如表2-21。
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表2-21 YK-33型培养料压块机的故障及排除方法
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五、搅拌装瓶装袋联合作业机
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该机集中了搅拌机和装瓶装袋两机的功能。它主要由混合室、搅拌轴、搅龙输送轴、电机、机架等组成如图2-33所示。
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图2-33 搅拌装瓶装袋联合作业机
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食用菌装袋生产线是20世纪90年代初从中国台湾引进的,又叫“太空包”生产线,近年来已在国内得到广泛应用。该生产线集筛料、搅拌、装袋等工序连续作业,日生产0.5万~2万袋,生产效率高,劳动强度小,促进食用菌生产向工厂化、规模化方向发展。目前已有福建漳州兴业食用菌机械厂、河南南考华蕈食用菌设备有限公司等厂家生产此类设备(图2-34)。
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图2-34 食用菌搅拌装袋生产线
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第三章 菌种生产技术与机械设备
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第一节 菌种生产技术
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一、菌种类型与分级
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1.母种
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母种是一级种,它是生产其他菌种类型的原始种。母种一般以玻璃试管作为容器,通过孢子或组织分离培养获得,并经鉴定为种性优良,遗传和生理性状相对稳定的在试管斜面上生长和保存的纯菌丝体。母种转管扩繁次数不宜过多,否则会降低菌种的生活力,影响产品质量。对于没有母种生产经验缺乏母种质量鉴别能力的制种单位,尽量不进行一级种的生产。
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2.原种
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原种是二级种,是母种扩大到木屑或棉籽壳等培养基培育的菌丝体,这是菌丝体和天然基质的混合体。必须保持菌种纯度,绝对不能有污染。
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3.栽培种
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栽培种是三级种。由原种转接在天然基质(培养基)上扩大繁殖而成的菌种。栽培种也是菌丝体和天然基质的混合体。栽培种常作为栽培用菌种,或直接出菇。也有人称之为生产种。
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二、菌种生产的基本工艺流程
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菌种生产就是在严格的无菌条件下大量培养繁殖菌种的过程,一般都需要经过母种、原种和栽培种3个培养步骤。一般食用菌菌种生产的基本工艺流程如下:
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三、食用菌菌种分离
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(一)组织分离法
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1.子实体组织分离法
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它是采用子实体的任何一部分如菌盖、菌柄、菌褶、菌肉进行组织培养,而形成纯菌丝体的方法。
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(1)种菇的选择:选择头潮菇、外观典型、大小适中、菌肉肥厚、颜色正常、尚未散孢、无病虫害、长至七八分成熟的优质单朵菇作种菇。
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(2)种菇的消毒:切取菇体基部,放入已消毒灭菌的接种箱或超净工作台上。先将种菇放入0.1%的升汞溶液或75%的酒精溶液中,浸泡0.5~1min,上下不断翻动,以充分杀死种菇表面的杂菌。用无菌水冲洗2~3次,再用无菌纱布或脱脂棉吸干表面的水分。
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(3)切块接种:用消过毒的解剖刀,在菇柄与菇盖中部纵切一刀,撕开后再在菇柄与菇盖交接处的菌肉上,用刀划上一些口子,挑取大小约0.2~0.5cm见方的小块组织,接在斜面培养基的中央。一般一个菇体可以分离6~8支试管。一般每次接种在30支以上,以供挑选用。
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(4)培养纯化:在适温下培养2~4d可看到组织块上长出白色绒毛状菌丝体,移接到新的培养基上,再经过5~7d的适温培养,长满试管后即为纯菌丝体菌种。
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(5)出菇试验:将分离得到的试管种扩大繁殖,并移接培养成原种、栽培种,做出菇试验,选出出菇好、产量高、质量好的,即可作栽培生产用种(图3-1)。
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图3-1 子实体组织分离法
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2.菌核组织分离法
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它是从食用菌菌核分离培养获得纯菌丝的一种方法。猪铃、茯苓、雷丸等食用兼药用菌,它们的子实体不易采集到,而它们的营养贮藏器官——菌核则较易获得。菌核分离与子实体组织分离的方法很相似,即把菌核表面洗净,放入经灭菌消毒的接种箱中或超净工作台上,用75%的酒精或0.1%的升汞溶液浸泡0.5~1min,用无菌水冲洗数次,再用无菌解剖刀把菌核从中切成两半,在中心位置挑取黄豆大一小块组织,接在斜面培养基中央,在25℃下培养。当接种块萌发出菌丝后,挑取无杂菌、长势旺的菌丝体转管培养后即作母种。
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3.菌索组织分离法
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它是从菌索中分离培养得到纯菌丝体的方法。如蜜环菌、假蜜环菌在人工培养条件下不易形成子实体,也不产生菌核,它们是以特殊结构的菌索来进行繁殖的,因此这类菌可采用菌索分离菌种。
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菌索分离法具体做法为:将风干的菌索放入灭菌消毒过的接种箱中或超净工作台上,挑取生命力旺盛的菌索尖端部分,用75%的酒精棉球擦洗表面,以无菌的解剖刀除去菌索的黑色外皮层(即菌鞘),抽出其中白色菌髓部分,将其剪成小段,移接到培养基中央。在25℃左右的温度下培养,当菌丝生长出来后,经几次提纯转管后即可制成母种。
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(二)菇木分离法
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1.菇木的选择
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在分离菌类的季节,选择子实体大而肥厚、颜色和形态正常、无病虫害、杂菌少、腐朽程度较轻的新鲜菇木或耳木作种木。
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2.菇木的消毒
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从种木上去掉子实体后,为了减少杂菌污染,在分离前,先把菇木通过酒精灯火焰,反复燎过数次,以烧死表皮上的杂菌孢子为好,再锯成1~2cm厚的横断木块,除去树皮和无菌丝的心材部分,送入消毒灭菌过的接种箱或超净工作台上,将木片浸入0.1%的升汞溶液或75%的酒精溶液中,浸泡1min,上下不断翻动,然后用无菌水冲洗3次。
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3.分离与培养
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把消毒过的菇木小木块放到无菌的纱布上,在下面垫上消过毒的木板,用无菌刀把小木块切成半根火柴杆大小的小条,截取两头,移接到培养基中央。在25℃左右的温度下培养2~3d后,菇木小条上一般就会长出白色菌丝,再培养15d左右,菌丝就可长满斜面。最后从中挑选出生长发育良好的菌丝作为母种(图3-2)。
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图3-2 菇木分离法
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(三)孢子分离法
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1.单孢子分离法
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它主要用于单孢子的分离。为了从孢子中选优及杂交,就必须进行单孢子分离。即在人工控制下,使两个优良品系的单孢子进行杂交,从而选育新的优质菌种。从许多孢子中挑出单个孢子,一般需要单孢子分离器。如果没有单孢子分离器也可采用平板稀释法、连续稀释法、毛细管法获得单个孢子。
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2.孢子印分离法
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取成熟的伞菌或胶质菌的子实体,经表面消毒,切去菌柄,菌褶向下,放置在灭过菌的有色纸上(红、黑、蓝、白),用通气钟罩罩上,在20~24℃室温下静置24h,大量孢子便落在灭过菌的纸上(白色孢子用黑纸)形成孢子印。再从孢子印上挑取少量孢子移入试管培养基上培养。
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3.孢子弹射分离法
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它是利用孢子能自动弹出子实体层的特性,来收集并分离孢子。它是将整个成熟的种菇(如双孢菇、香菇、平菇、草菇等)经表面消毒后,插入孢子采集器(图3-3)内收集孢子。在无菌操作下,将孢子稀释成悬浮液,接种到PDA培养基上,萌发成纯菌丝体即菌种。
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图3-3 孢子采集器
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4.空中孢子捕捉法
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伞菌的孢子(如平菇、香菇、金针菇等)大量弹射时,子实体周围可以看到“孢子云”,可在“孢子云”飘去的上方倒放琼脂平板,使孢子附在其上,再盖上皿盖,用塑料胶水纸封好培养,整个过程动作尽可能要迅速敏捷。
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5.菌褶上涂抹法
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取成熟伞菌,切去菌柄基部,带入接种箱内,用75%酒精对菌盖、菌柄进行消毒,用接种环直接插入两片菌褶之间,轻轻地抹过褶片表面,然后用画线法涂抹于试管培养基上。操作上,只要注意勿使接种环抹到暴露在空间的菌褶部分,很容易获得成功。在野外采集时,人们常用此法分离孢子,从而获得菌种。
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四、培养基的制作
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(一)母种培养基的制作
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食用菌母种的培养基和分离种时用的培养基,一般都制成斜面试管,因此又常称为斜面培养基。母种又称为斜面试管种。母种常用的培养基有马铃薯葡萄糖培养基、木屑浸出汁培养基、豆芽汁培养基、棉籽壳煮汁培养基、子实体浸出液培养基、粪汁培养基、麦芽膏酵母膏培养基、稻草浸汁培养基、麦芽汁培养基、胡萝卜马铃薯培养基等。斜面培养基的制作步骤如下:
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(1)按配比精确地称取各种营养物质。
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(2)将去皮、挖掉芽眼的马铃薯(或胡萝卜、子实体、黄豆芽、棉籽壳等)切成小块放入小锅或大烧杯中,加入一定量的水,用文火煮沸30min左右,过滤取汁;玉米粉(或高粱粉)加水后,一般加热至70℃左右,并保持60min,过滤取汁;麦芽则要加热至60~62℃,保持60min,过滤取汁。
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(3)补足失水,加入琼脂,文火煮熔。
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(4)加入需加的其他营养物质。
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(5)充分搅拌均匀,并调pH。
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(6)趁热分装。培养基的分装量应为试管长度的1/5或1/4,不能过多或过少。操作时应尽量防止培养基黏在试管口上,若已黏上应用纱布或脱脂棉擦净(图3-4)。
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图3-4 斜面培养基分装
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(7)装好培养基的试管应及时塞上棉塞。棉塞要用未经脱脂的原棉。棉塞要大小均匀、松紧度适中,长度一般为4~5cm。一般要求3/5留在试管内,其余2/5露在试管外面。
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(8)捆扎试管。把塞好棉塞的试管,每7~10支捆扎成一把,用牛皮纸或双层报纸包住,再用皮套扎紧或棉线捆好,放入手提式高压锅中。
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(9)灭菌。采用高压蒸汽灭菌。把捆扎好的一把把试管,直立于锅中,以免灭菌时弄湿棉塞。在9.81×104~10.79×104Pa压力下灭菌30min。
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(10)灭菌完毕后,让其压力自然降至零后,立即取出培养基,在清洁的台面或桌面上倾斜排放,摆成斜面,一般斜面长度以达到试管全长的1/2为宜。培养基冷至室温时,就自然凝固成斜面培养基(图3-5)。
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图3-5 斜面试管培养基的制作
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(11)检查灭菌效果。把斜面培养基放在28~30℃的条件下,空白培养24~48h,检查无杂菌污染后,才能使用该培养基。
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(二)原种和栽培种常用的培养基
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1.木屑培养基
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阔叶树的锯木屑78%,米糠或麸皮20%,石膏粉1%,蔗糖1%,加水调至含水量50%~60%。此培养基适用于木腐菌的原种、栽培种的培养。
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2.棉籽壳培养基
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棉籽壳98%,蔗糖1%,石膏粉1%,加水调至含水量65%左右。此培养基适用于一般食用菌原种、栽培种的培养。
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3.棉籽壳麦麸培养基
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棉籽壳88%,麦麸10%,蔗糖1%,石膏粉1%,加水调至含水量65%左右。此培养基适用于平菇、香菇、金针菇、草菇、木耳、银耳、猴头、灵芝、滑菇的原种、栽培种培养。
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4.棉籽壳木屑培养基
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棉籽壳50%,阔叶树木屑40%,麸皮或米糠8%,蔗糖1%,石膏粉1%,加水调至含水量60%~65%。此培养基适用于一般木腐菌的原种、栽培种的培养。
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5.玉米芯培养基
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碎玉米芯80%,米糠或麸皮18%,石膏粉1%,过磷酸钙1%,加水调至含水量60%~63%。此培养基适用于平菇、猴头、木耳、金针菇、灵芝的原种、栽培种的培养。
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6.高粱壳粉培养基
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高粱壳50%,高粱壳粉30%,麸皮或米糠18%,石膏粉1%,过磷酸钙1%,加水调至含水量60%~63%。此培养基适用于平菇、猴头、金针菇等菌的原种、栽培种的培养。
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7.草粉培养基
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麦草粉或稻草粉97%,蔗糖1%,石膏粉1%,过磷酸钙1%,加水调至含水量60%~65%。此培养基主要适用于草腐菌类,也适用于木腐菌类原种、栽培种的培养。
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8.粪草培养基
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干粪草90%,麸皮8%,蔗糖1%,碳酸钙1%,加水调至含水量60%。此培养基主要适用于双孢菇和草菇原种、栽培种的培养。
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9.废甜菜丝培养基
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干甜菜丝78%,米糠20%,石膏粉1%,过磷酸钙1%,加水调至含水量60%。此培养基适用于平菇和金针菇原种、栽培种的培养。
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10.矿石培养基
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蛭石(膨胀珍珠岩)57%,麸皮40%,石膏粉1%,蔗糖1%,过磷酸钙1%,加水调至含水量60%~65%。此培养基既适用于草腐菌,也适用于木腐菌的原种、栽培种的培养。
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11.麦粒培养基
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麦粒(谷粒、大麦、燕麦、高粱粒、粉碎的玉米粒等)1000g,石膏粉13g,碳酸钙4g。注意要用煮熟而不胀破麦粒种皮的麦粒,拌入石膏粉、碳酸钙,调pH为7.5~8,调至含水量60%~65%。此培养基适用于各种食用菌的原种、栽培种的培养,尤其是双孢蘑菇。
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12.木块培养基
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木块(枝条、木片)10kg,红糖400g,米糠或麸皮2kg,碳酸钙200g。将木块在1%的红糖水里煮沸30min,捞出后与米糖、碳酸钙拌匀,装瓶。此培养基适用于多种木腐菌的原种、栽培种的培养。
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五、接种
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接种是食用菌菌种生产和栽培过程中非常重要的一个环节。人们通常把接种物移至培养基上,在菌种生产工艺中称为接种,而在栽培工艺即生产中称为下种或播种。接种一般是在无菌操作下完成的。
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试管或菌种瓶、菌种袋灭菌之后,从灭菌锅中取出,冷却至30℃左右,即要进行接种。一般一支母种斜面试管可转接10支再生母种,一支再生母种可转接8瓶原种,而1瓶原种又可转接60瓶栽培种。培养基在接种前,都应把超净工作台、紫外线灯提前20~30min开机或开灯,接种箱和接种室也应进行严格的消毒。接种工具、培养基也常放入接种箱内,用紫外线灯照射、甲醛熏蒸或气雾消毒剂进行消毒。
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母种是菌种生产之母,绝不允许有一点杂菌污染,因此转管的母种必须严格按照无菌操作进行,以保证母种的纯正和品质优良。首先拔去菌种试管的棉塞,夹在右手指缝间,将试管口放于酒精灯火焰上转动灼烧2~3圈。然后拿接种针蘸酒精,在火焰上灼烧灭菌,稍冷却,挑取菌种一小块接入培养基斜面中央。最后将棉塞通过火焰后塞入管口,即完成母种的接种。接种时通常手持母种,也可采用试管架固定母种进行转管(图3-6)。一般一支试管一次转接10支试管。
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图3-6 母种接种法
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原种的接种也是在严格的无菌操作条件下进行的。首先用左手拿起试管,用右手拔棉塞,一边在酒精灯火焰上消毒接种针,一边把试管口向下稍稍倾斜,用酒精火焰封锁,不让空气中的杂菌侵入。其次是把消毒后的接种针伸入菌种管内,稍稍冷却,再伸入斜面菌种挑取一小块菌种,迅速移接到原种瓶中的接种穴内,紧贴培养基,再迅速塞好棉塞或用塑料布、牛皮纸扎口(图3-7)。接种后的菌种瓶,应移入温度、湿度、光线等适宜条件培养,
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图3-7 原种接种法
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待菌丝长满后即为原种。菌丝体生长初期,需每天观察新生菌丝的生长情况,检查有无杂菌污染及其他异常情况,如有污染应及时拣出。一般在24~26℃的温度条件下,各种菌种多在3d后恢复菌丝生长。一支试管可接原种8瓶左右。
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把原种接到栽培种的培养基上,进一步培养就为栽培种。栽培种的培养基可为瓶装也可袋装。一般在严格的无菌操作条件下,用大镊子、铲子或小勺,每瓶接入一大块菌种或一小勺麦粒菌种即可(图3-8)。栽培种用袋子时,接种量一般要适当地大些。塑料袋多用16cm宽、0.03cm厚的筒料。一般一瓶原种可接60瓶栽培种或25袋左右的栽培种。
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图3-8 栽培种接种
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六、菌种的培养
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1.营养成分
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它是菇类赖以生存的物质基础。食用菌必须从营养基质中吸取碳源、氮源、无机盐及维生素等营养物质。从营养角度上看,栽培种培养基只要在一定时间内满足菌丝体正常生长繁殖的需要,并使菌丝体能达到一定的生长量即可。营养过多不仅增加生产成本,而且会产生不良后果。如生产木腐菌的木屑菌种时,一般用20%的米糠,超过25%则菌丝徒长,接种后对不良环境的抵抗力较差。培养基中的养分如果不足,则菌丝纤弱、生长缓慢、抗逆性差,其效果也不好。
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2.水分和空气
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它们是食用菌生命活动中不可缺少的条件,同时又是一对矛盾。培养基中水分多,则氧气的含量就少,反之亦然。因此在配制培养基时,要将培养基的湿度调到适宜的范围,以同时满足食用菌生长发育时对水分和氧气的需要。另外食用菌种类不同,对水分的需要量也不相同。
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3.温度
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它是影响食用菌菌丝生长速度最重要的一个因子。在菌种生产过程中,培养的温度过高会造成菌种早衰,太低则会导致菌丝生长缓慢,而延长生产周期。又由于菌丝在生长发育过程中进行呼吸作用而产生热量,室内的温度与瓶内或袋内的温度要相差1~4℃,因此,室温应控制在比该菌种最适温度低2~3℃。如果只有一间控温培养室而要培养各种品种的菌种时,那么就应把温度控制在22~25℃。
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4.光线
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大多数食用菌的菌丝体都可以在完全黑暗的条件下正常生长,散射光对菌丝的影响不太大,而太强的光线对菌丝体有抑制作用。如黑木耳制种时,为了不使子实体形成,培养室平时还需要用黑布窗帘遮光。
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5.酸碱度
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大多数食用菌喜酸性的培养基,但一般的草腐菌如草菇、双孢菇、球盖菇等喜欢在中性偏碱性的环境下生长。要注意的是培养基消毒前后pH有一定差值,所以要配制该菌种最适宜pH的培养基,在消毒灭菌前应稍高些。
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6.培养时间
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它对菌种生产者来讲也是应该注意的。一株菌种从分离出来,随着时间的推移会越来越老,培养时间越长,菌种越易衰退。瓶内的培养基,随着培养时间的延长,营养成分会越来越少,菌丝也会由于生理饥饿而由强变弱,当营养消耗完后,若不及时补给,菌丝就会死亡,因此作为菌种应在菌丝生长处于最佳期进行扩大培养或栽培。
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第二节 菌种场的基本规划及其布局
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一、场址选择原则
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暂无标题
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1.环境与卫生
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要远离畜禽场、垃圾场、堆肥或积肥场等一切不卫生的场所,以避免或减少杂菌和害虫的侵袭。
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2.尽量避开人事活动多的场所
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过多的人事活动使环境中微生物基数增加,并使空气含尘量增加,从而增加食用菌污染的机会。
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3.远离尘源
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在社会生产和生活中,有大量扬尘发生的如矿山、水泥厂、砖厂、石灰厂、木器厂、木材加工厂、面粉厂、煤厂等,燃煤的锅炉房、未铺好水泥或沥青路面的土路也都产生大量的灰尘,各类灰尘都会大大增加食用菌菌种接种和培养期的污染。因此,菌种场要远离尘源。
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4.地势高
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地势较高的场所较低洼地带空气洁净,且通风好,排水方便。特别是在南方,夏季制种,正值高温高湿季节,如果地势低洼,通风不良,雨水不能及时排出,大气相对湿度就会持续居高不下,极易造成大量污染。
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二、规划
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1.确定食用菌生产的发展目标
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根据本地(省、市、区、县)食用菌发展速度,确定一个基本方向和目标,即当地资源情况、产品销售市场、投资能力和技术力量,然后确定生产品种及生产规模。
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2.规模
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包括初建规模、分期规模和最终规模,这取决于当地菌种的需要量。因此,建场前要做好市场调查,以减少和避免盲目性。考察本地食用菌生产现状。考察的主要内容为生产的品种、数量,群众的技术基础,本地市场及周边市场对当地生产的影响,当地生产食用菌的优势和潜在优势,以及食用菌产业化的规模和水平等。
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3.考察本地及周边地区菌种生产企业的情况
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包括现有各菌种场的设施、设备条件,人员构成,技术状况,菌种生产数量,企业声誉及其优势所在等。在广泛调研的基础上,综合分析新建菌种场的可行性。
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4.基本设施和设备配套
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除了要按生产规模配备相应设备设施外,还要认真根据当地菌种的价格,计算菌种成本的最高限额,从而确定菌种场设施水平。
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三、基本设施和设备
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1.仓库
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用于贮存培养料、玻璃瓶和大件用具等。仓库不要求密封,要通风透光,以利干燥,保证原料干燥清洁。同时要求顶高门阔,以利进出货场。
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2.配料分装车间
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用于配料、搅拌和分装。要求地面平坦,水泥或砖铺地面,水源、电源充足,备有水槽、地沟或下水,出入方便。
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3.冷却室
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用作灭菌后物品的冷却,要求洁净、无尘、可消毒处理、易排风散热。
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4.接种室
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接种室由缓冲间和接种室组成,接种室和缓冲间都必须用推拉门,而且不可门门相对。缓冲间的作用,一是可有效阻止外界微生物进入接种室;二是放置接种室专用的衣帽,缓冲间也是接种操作人员更衣之地。接种室内要有净化台、接种箱或操作台,操作台上方1m处要有紫外线灯,以利接种室的消毒。
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5.培养室
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用于菌种的培养。不论是规范化菌种场还是简易菌种场,培养室都要求严实,封闭性能良好,以利温度的调节。简易菌种场要设前后窗,以利夏季通风降温和排湿。要装有深色厚窗帘,以减少室内光照,利于菌丝生长。
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6.菌种贮存室
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用于各级成品菌种的贮存。规范化菌种场的贮存室要有制冷降温设备,菌种贮藏室要求通风避光、凉爽。
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7.配套工具和设备
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基本设备工具类,如实验台、配料工作台、药品橱、接种箱、培养箱、冰箱、电炉、手提式高压蒸汽消毒器、天平、电子显微镜、紫外灯、铝锅、分装架以及铁丝筐、塑料盆、刀、剪等;玻璃仪器类,如试管、量筒、量杯、漏斗、培养皿、三角瓶、酒精灯等。试剂材料类,如牛皮纸、聚丙烯撕裂膜、pH试纸、琼脂粉、蛋白胨、酵母膏、牛肉胨、磷酸二氢钾、硫酸镁、食母生、维生素等。生产用主要设备工具类,如拌料机、装瓶装袋机、接种箱、超净工作台、接种工具(主要有接种钩、长柄医用镊子、酒精灯等常用工具)等,近年新兴的还有臭氧接种器、红外线灭菌器等。
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四、菌种场布局设计
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1.规模化菌种场布局
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如图3-9所示,规模化的菌种场是指严格按自然状态下微生物分布和传播特点建立的布局。自然状态下空气中微生物分布和传播特点是从立体空间上,距地面越远,微生物的分布越稀少,空气中的微生物主要随气流传播,其能否造成对食用菌菌种的有效侵染与空气中悬浮物的多少有关。这是因为微生物的孢子个体小,质量轻,自身难以落入侵染点(培养基、培养料)上,其主要是附着在空气悬浮物上,并随之下沉而造成污染。除技术和设备水平要求较高之外,布局上严格划分为有菌区和无菌区,无菌区又分为一般无菌区和高度无菌区。其特点是:
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图3-9 规模化菌种厂平面布局示意图
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(1)工艺设计:按培养基制作→灭菌→冷却→接种→培养程序流水作业。
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(2)建筑及环境:冷却及培养场所要内壁光洁,易于冲洗和消毒处理,不易沾染霉菌孢子。有菌区与无菌区有一定距离的隔离,隔离带有树木草坪作绿色屏障,无菌区与场外也要有绿色隔离带。
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(3)房间内可控度高:冷却室散热性能好,洁净度高,接种室和培养室温度可控性好,特别是夏季有降温除湿设施,如空调器。
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(4)冷却室和接种室成为高度无菌区:由于使用双开门灭菌锅,冷却室和接种室又有洁净设备,所以,冷却室和接种室空气净化程度达到100级。
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2.简易菌种场布局
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如图3-10所示,为简易菌种场布局,可以年产菌种量达10万瓶(袋)以内,菌种场的布局有仓库、配料场、灭菌锅(手提式高压灭菌锅和常压灭菌锅灶)、接种室、培养室和贮藏室。
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图3-10 简易菌种场布局
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简易菌种场在规划建造和使用中应注意以下几个方面:
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(1)充分详细地了解当地栽培的播种(接种)季节,科学安排生产。我国农村食用菌生产比较分散,但播期相对比较集中,使用各级菌种也带有很大的季节性。因此,菌种生产季节开始前,需做好调查研究,以确保生产环节的紧密衔接。
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(2)条件不够时,冷却室与接种室可合一使用,冷却后用塑料薄膜在室内搭起临时接种室进行接种操作。切不可将灭菌后的瓶(袋)置于不洁的空间冷却。
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(3)房间使用布局要按培养基制作、灭菌、冷却、接种、培养一条龙流水作业顺序安排。
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(4)经常清洁,特别是冷却室、接种室和培养室。不但要清洁地面,还要清洁四壁(内壁)和空气净化,以减少空气中的尘埃和杂菌。
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(5)原料库要选择与当地主要风向相对的位置,如当地以西北风为主,仓库就应建在场内的东南角,这样可减少对菌种的污染。
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(6)培养室面积要充足。这主要是因为菌种生产季节集中,培养期间不宜搬动,高温期菌种培养需适度疏散,以利降温排湿。
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(7)培养室要备有5~6层的培养架,以利冬季低温季节立体使用,节约能源。据测定在食用菌生长的适宜温度范围内(15~30℃),从地面向上,每升高1m,温度可提高1~2℃。高温季节,培养架只应使用1m以下的空间。
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第三节 菌种生产机械与设备
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一、消毒与灭菌设备
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(一)物理方法与设备
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1.热力灭菌
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生产上普遍采用高温杀死微生物,一般又可分为干热灭菌和湿热灭菌两种。
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(1)干热灭菌:是利用火焰的灼烧或干热空气来进行灭菌的方法。
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①火焰灭菌法适用于一些接种工具、试管上和玻璃瓶口等的灭菌。
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②干热空气灭菌法适用于一些玻璃器皿、金属用具等的灭菌,所使用的设备通常是高温干燥箱或干烤箱(如图3-11)。具体灭菌方法是:
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图3-11 干热灭菌器
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第一步,先将所要灭菌的物品用纸包好,放入干燥箱内,注意不要塞得太紧,以免箱内空气流通不畅而温度不匀。
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第二步,关闭干燥箱门,接通电源,打开开关,调节恒温调节器至所需温度。
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第三步,等温度上升至160℃时,保持2h,但温度不可超过170℃,否则包装纸和棉花布类有燃烧的可能。
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第四步,时间一到,关闭开关,中断电源,使温度下降,降至70℃以下后,便可打开箱门,取出灭菌物品。
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(2)湿热灭菌:是利用蒸汽或沸水来进行灭菌的方法。使用范围广,不仅可用于培养基(料)的灭菌,也可用于玻璃器皿、金属工具等的灭菌。常用的湿热灭菌方法有高压蒸汽灭菌法和常压蒸汽灭菌法。
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1)高压蒸汽灭菌法:将灭菌物置于密封的高压锅内,利用加压高温蒸汽在较短的时间内达到彻底灭菌的方法。常用的高压锅类型有:手提式高压锅(如图3-12)、立式高压锅(如图3-13)、卧式高压锅(如图3-14)。手提式高压锅容量较小,主要用于母种试管斜面培养基;立式高压锅和卧式高压锅容量较大,主要用于原种和栽培种的灭菌,一次可容纳750ml的菌种瓶几百个不等。
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图3-12 手提式高压锅
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图3-13 立式高压锅
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图3-14 卧式高压锅
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高压蒸汽灭菌的原理是:根据水的沸点可随压力的增加而提高,当水在密闭的高压灭菌锅中煮沸时,其蒸汽不能逸出,致使压力增加,水的沸点温度也随之增加(表3-1)。因此,高压蒸汽灭菌是利用高压蒸汽产生的高温,以及热蒸汽产生的穿透能力,以达到灭菌目的。
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表3-1 蒸汽压力与温度关系
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高压蒸汽灭菌操作步骤如下:
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第一步,检查各部件完好情况,如安全阀、压力表、排气阀是否失灵,是否被异物堵塞,防止操作过程中,发生故障和意外事故。
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第二步,向灭菌锅内加水至水位标记高度,如水过少,易烧干,造成事故。如灭菌锅直接接通蒸汽,则不用加水。
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第三步,将待灭菌的培养基、料瓶或其他物品等分层次整齐地排列在锅内,留有适当空隙,便于蒸汽的流通,以提高灭菌效果。
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第四步,盖上锅盖,对角同时均匀拧紧锅盖上的螺栓,防止漏气。
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第五步,关闭放气阀,开始加热。
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第六步,当锅内压力上升至49.04kPa时,打开放气阀,排尽锅内冷空气,使压力表指针降到0时,再关上放气阀。这一点很重要,如果冷空气未放净,即使锅内达到一定压力时,温度仍达不到应有程度,就会影响灭菌效果。
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第七步,继续加热,当锅内压力和温度逐渐上升,达到灭菌所需的98.07kPa、121℃或147.1kPa、128℃的压力和温度时,即为灭菌的开始时间,这时应减小热源。调节热源大小,保持所需要的压力,视培养基的不同种类,经30min或1.5~2h,即可达到彻底灭菌目的。
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第八步,关闭热源,待压力表指针下降到0时,打开放气阀,排出残留蒸汽;或蒸汽压力下降到49.04kPa,打开放气阀,待压力表指针降到0时再打开锅盖,取出灭菌物品。
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使用高压灭菌锅灭菌时应该注意下列两点:一是灭菌完毕后,应使锅内压力徐徐下降,压力未降到49.04kPa时,切勿打开放气阀,否则锅内突然减压,培养基和其他液体会从容器内喷出,或沾湿棉塞,使用时容易污染杂菌。二是压力表指针未降到0时,决不能打开锅门,以免锅内物品喷出伤人。
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2)常压蒸汽灭菌法:是利用自然压力的蒸汽进行灭菌的方法。一般适用于原种、栽培种以及食用菌熟料栽培等灭菌。其具有设备简单、投资省、灭菌容器大等特点。其缺点是灭菌时间长,培养料养分损失较多,热效率低,燃料消耗多。
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①常压灭菌锅。常压灭菌锅有木制蒸床(如图3-15)、筐式灭菌锅(如图3-16)和土蒸锅(如图3-17)等。土蒸锅由灶身和灭菌锅等组成,灶身用砖砌成,灶前部设炉门,在炉膛内安装炉栅,灶后设烟囱。烟囱内径大小一般为0.18m×0.18m,高4m以上。灶上安放铸铁锅或铜板焊接锅,根据锅的大小,安装不同形式和规格的灭菌仓。灭菌仓的结构形式有木框架式、木板架式和砖砌仓式等。由于砖砌比较牢固耐用,现在一般采用此种结构。仓的四壁用砖砌成,仓顶一般用水泥预制成拱形,以使蒸汽冷凝水沿仓壁回流锅内,仓侧有料门,仓内设数层搁架板,以便分层叠放培养料。灭菌仓容积大小可根据生产规模来确定,小型一般采用立式,即灭菌仓容积大小(长×宽×高)为1.2m×1.2m×1.2m,中型规模生产采用卧式,大小为2.4m×1.2m×2m。针对常压灭菌灶在进出锅时劳动强度大,可采用周转筐式,即采用直径6mm圆钢焊接,筐底垫以塑料编织布,用麻绳扎牢绷紧于筐底四周,待灭菌瓶或袋装入筐内,筐与筐可以叠起以减少占地面积。更重要的是进锅后分层放置,灭菌过程湿热蒸汽流动通畅,受热均匀,易达到彻底灭菌目的。由于灭菌前后,所有工序均以周转筐式传递,消除了在输送过程中人为和机械的破损,提高成品率。
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图3-15 木制蒸床
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图3-16 筐式灭菌锅
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图3-17 土蒸锅(灭菌灶)
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a.常压灭菌锅的使用和操作规程:
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第一,迅速装料,及时进灶。批量生产时每日投料量很大,如果安排不当,人手过少,培养料一旦调湿,料中存在的酵母菌、细菌等遇适宜条件迅速增殖,尤其是高温季节,如果装料时间过长,酵母菌、细菌等将基质分解,容易引起培养料的酸败,并使灭菌难以彻底。因此,应集中人力,迅速完成拌料、装袋或装瓶工作,尽快将已装好的培养料进行灭菌。
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第二,分层放置,均匀透气。塑料袋堆叠过高,不仅难以透气,而且有时受热后的塑料袋相互挤压会粘连在一起,形成蒸汽无法穿透的“死角”。为了使锅内蒸汽充分流畅,塑料袋、瓶子常采用顺码式堆放,每放4层,放置一个层架隔开。
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第三,加足水量,旺火升温,高温足时。在灭菌过程中,如果锅内很长时间达不到100℃,培养基的温度处于耐高温微生物的适温范围内,这些微生物就会在此时间内迅速增殖,给彻底灭菌带来隐患,严重的造成培养料酸败。因此,在常压灭菌中,用旺火攻头,使锅内水温尽快升至100℃,是取得较好灭菌效果的关键因素之一。此外,水沸腾后,蒸汽的热量首先被锅顶及四壁吸收,然后逐渐向中、下部传导,被料袋吸收。在一般火势下,要经过4~6h才能透入料袋中心,使袋中温度接近100℃。灭菌锅下层温度达到100℃后,还需继续保持16h以上,才能达到彻底灭菌的目的。其间注意补水,防止烧干锅,一次补水不宜过多,应少量多次,一般每小时加水1次。
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第四,灭菌时间达到后,停止加热,利用余热再封闭一段时间,待料温降至60~70℃时趁热移入接种室内冷却。
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b.常压灭菌时应注意的事项:
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第一,菌种瓶或袋在锅内的堆放,要注意合理叠放,不能挤压,叠放层次不能太多,一般以5层为宜,层与层之间要用层屉或菌袋筐分开,便于蒸汽在锅内均匀流通,以利灭菌。
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第二,排放冷空气一定要干净,应在锅的顶部安装排气阀,且顶部结构要注意使冷空气能顺利排出,防止有空气死角出现。
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第三,点火前将锅内加足水,并在灭菌全过程中注意铁锅内的水位,要随时添水,防止烧干锅。
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第四,灭菌锅在灭菌结束后,应及时趁热搬出灭菌物。
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②常压隧道式灭菌室。这是一种大型灭菌器,灭菌室用砖砌成,菌种瓶或袋装在周转筐内装入带有层架的小铁轮灭菌车中,沿着灭菌室内外铺成的轻便铁轨将灭菌车推入灭菌室内,由锅炉供蒸汽进行灭菌。
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③常压间歇灭菌法。常压间歇灭菌,就是在常压锅内间断性消毒几次达到灭菌的目的。常压灭菌由于没有压力,水蒸气的温度不会超过100℃,只能杀灭微生物的营养体,不能杀死芽孢和孢子。采用间歇灭菌的方法,在蒸锅内将培养基在100℃条件下蒸3次,每次2h,第一次蒸后放在25~30℃下培养24h,使未杀死的芽孢萌发为营养细胞,以便在第二次蒸时被杀死。第二次蒸后同样培养24h,使未杀死的芽孢萌发,再蒸第三次,经过3次蒸煮即可达到彻底灭菌的目的。间歇灭菌比常压灭菌的灭菌效果好,但比较费事。
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2.发酵灭菌
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在食用菌生产中经常采用培养料堆制发酵的方法,由微生物的代谢热所产生的高温,使培养料发酵腐熟的同时,以巴氏消毒的原理,杀死培养料中杂菌的营养体、害虫的幼虫及卵。
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3.紫外线灭菌
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紫外线是一种短波光,波长范围136~390nm。其中波长为200~300nm的紫外线具有杀菌作用;尤以265~266nm波长杀菌力最强。紫外线灯,是一种常用的灭菌工具。紫外线灯有多种型号,用于室内空气灭菌的多为直型灯管,220V,30W;而用于菌种诱变的多为15W低功率的紫外线灯。
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(1)紫外线杀菌的机理:紫外线杀菌的机理有二:一是短波辐射的直接作用,微生物细胞吸收一定量的紫外线后,蛋白质和核酸发生变化从而导致死亡;二是辐射能使空气中的一部分氧原子(O2)电离成离子(O),再将另一部分氧原子(O2)氧化成臭氧(O3),或将水(H2O)氧化成过氧化氢(H2O2)。离子氧、臭氧及过氧化氢均有杀菌作用。不同的微生物对不同波长紫外线的敏感度不同,所以杀死不同微生物需要的紫外线照射量也不同。一般革兰氏阴性无芽孢杆菌最易被紫外线杀死,而杀死革兰氏阴性葡萄球菌和链球菌需加大照射量5~10倍。由于紫外线穿透力弱和不能透过普通玻璃,一般常用于室内空气和物体表面灭菌。普通接种室吊30W紫外线灯1只,每次开20~30min可以达到灭菌效果。
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(2)使用紫外灯杀菌时注意事项:
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①由于紫外线穿透力很差,一层普通的玻璃或水,就能滤去大量的紫外线,所以它只适用于空气和物体的表面消毒。
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②经紫外线照射后受到损伤的微生物,如果马上暴露在日光中,有一部分恢复正常,这叫做光复合现象,所以经紫外线杀菌的环境,不要马上使用日光灯。
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③由于紫外线对人体有害,可引起电光性眼炎,所以工作人员不要在紫外线灯打开的情况下工作,尤其是不要用眼直视正开着的紫外线灯。
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(二)化学方法
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1.甲醛
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一般为40%的水溶液,即福尔马林。有强烈的刺激臭味,它能使微生物的蛋白质变性,对细菌和病毒具有强烈的杀伤作用。它常用于熏蒸接种室、接种箱和培养室。每立方米空间用量为8~10ml。用法是将甲醛溶液放入一容器内,加热使甲醛气体挥发;或用2份甲醛溶液加1份高锰酸钾混合在一起,利用产生的热量使其挥发。甲醛气体对人的皮肤和黏膜组织有刺激损害作用,操作后应迅速离开消毒现场。熏蒸后,若气味过浓影响操作时,可在室内喷洒少量浓氨水,以除去甲醛余气。
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2.硫黄
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呈淡黄色结晶或粉末,易燃。燃烧发出蓝色光,产生二氧化硫(SO2),对杂菌有较强的杀伤能力。若增加空气湿度,二氧化硫和水结合为亚硫酸,能显著增强杀菌效果。常用于熏蒸接种室、培养室。每立方米空间用15g左右为宜。
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3.高锰酸钾
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亦称灰锰氧,紫色针状结晶,可溶于水,是一种强氧化剂。0.1%的高锰酸钾溶液就有杀菌作用。常用于器具表面消毒。它可使微生物的蛋白质和氨基酸氧化,从而抑制微生物的生长,达到灭菌的目的。溶液配制后不宜久放,应随配随用。另外,高锰酸钾常用来与甲醛混合,产生甲醛气体熏蒸消毒接种箱(室)。
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4.酒精
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学名为乙醇,能使细菌蛋白质脱水变性,致使细菌死亡,75%酒精的杀菌作用最强。用于皮肤、器皿或子实体表面消毒,可使微生物蛋白质凝固,细胞破坏。本品易燃,易挥发,应密封保存。
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5.石炭酸
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又称苯酚,白色结晶,在空气中氧化成粉红色,见光变深红色,有特殊气味和腐蚀性。能损害微生物的细胞膜,使蛋白质变性或沉淀。石炭酸一般用3%~5%的水溶液,用于环境和器皿消毒。使用时因其刺激性很强,对皮肤有腐蚀作用,应加以注意。
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6.来苏儿
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含50%煤酚皂,消毒能力比石炭酸强4倍。用50%来苏儿40ml,加水960ml,配成2%来苏儿溶液,可用于手的消毒(浸泡2min即可)和接种室、培养室的消毒。
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7.漂白粉
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次氯酸钙、氯化钙和氢氧化钙的混合物,灰白色粉末或颗粒,有氯气臭味,易溶于水,在水中分解成次亚氯酸,渗入菌体内,使蛋白质变性,导致微生物死亡。漂白粉对细菌的繁殖型细胞、芽孢、病毒、酵母及霉菌等均有杀菌作用。用法:可配成2%~3%的水溶液,洗刷接种室的墙壁及培养架、用具。漂白粉水溶液杀菌持续时间短,应随用随配。
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8.新洁尔灭
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是一种具有消毒作用的表面活性剂,使用浓度为0.25%溶液(用原液5%新洁尔灭50ml,加水950ml)。常用于器具和皮肤消毒,亦可用于接种箱(室)、培养室内喷雾消毒。对人、畜毒性较小。因不宜久存,故应随配随用。
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9.升汞
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即氯化汞,白色结晶粉末,易溶于水,杀菌力强。对人、畜的毒性很大,易被皮肤黏膜吸收,操作人员应避免长期接触。配制方法:取升汞1g,溶于25ml浓盐酸中,再加水至1000ml,配成0.1%升汞水溶液,用于接种箱(室)和菌种分离材料的表面消毒。升汞属重金属盐类,不能用作铁器之类的表面消毒,以免沉淀失效。
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10.过氧乙酸
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又名过氧醋酸,具有酸和氧化剂的特点,通过破坏微生物的蛋白质基础分子结构而杀灭菌体。过氧乙酸的气体和溶液都有很强的杀菌作用。0.2%浓度用于浸泡或涂擦消毒,2%浓度用于喷洒消毒。
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11.百菌清
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又名达克尼尔,是一种优良的杀菌剂,对青霉菌、轮枝霉效果较好,常用0.15%的水溶液喷洒消毒。
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12.石灰
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石灰分为生石灰和熟石灰两种。生石灰为氧化钙,白色固体。生石灰与水化合即成熟石灰,熟石灰为微溶于水的白色固体。两种石灰均为碱性物质,可提高培养料或环境的pH,从而抑制大多数酵母菌和霉菌的生长繁殖而达到消毒的目的。使用时可直接撒布,亦可配成3%~5%的水溶液喷洒环境。或按1%的比例加入栽培料中,可减少杂菌发生。为保证消毒效果,最好采用新制石灰。
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二、接种室及接种设备
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(一)接种室
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接种室又叫无菌室,分为里外两间,里间为接种间,外间为缓冲间。房间要关闭严密,便于熏蒸消毒。接种间的面积一般为5m2(2m×2.5m),缓冲间为2m2(1m×2m)。接种室应有天花板,天花板不宜过高,2.5m左右为宜。接种室应设置拉门,以减少空气的波动。门应设在离工作台最远的位置,接种室与邻室的墙壁或玻璃隔墙上,应设置一个小橱窗,宽60cm、高40cm,内外有对拉的窗门。橱窗可供内外传递器材用,以减少工作人员在接种过程中,进出接种室的次数,减少污染机会。
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接种室容积小,密闭较严,使用过程中,室内温度升高,影响正常操作,应设通风窗或空气抽滤机。通风窗设在接种室门口上方的天花板上,可用翻板或抽板式窗扇。窗口之上,最好安装百叶窗,以防尘土落入。
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接种间内配备操作台和椅子,供接种时使用。室内应备有酒精灯、75%酒精、接种工具、火柴、玻璃蜡笔、记录本、废物筐等。缓冲间的墙上装有更衣钩,备有工作服、鞋、帽、口罩、消毒药、瓷盆、毛巾等,以供操作人员更换使用。接种间和缓冲间内各安装1只紫外线灭菌灯(30W)和日光灯。接种间内的紫外线灯,吊在操作台上方的天花板上,离地面2m;缓冲间的紫外灯可吊在中央。接种室的地面和墙壁应光洁,最好墙壁涂刷浅色油漆或贴瓷砖,以便清洗消毒(图3-18)。
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图3-18 接种室
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(二)接种箱
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接种箱又叫无菌箱,是供菌种分离、移接的专用操作箱。小规模制种时可用接种箱代替接种室。接种箱一般木质结构,镶嵌玻璃,要求关闭严密,便于熏蒸消毒,使之能成为无菌环境,进行无菌操作。接种箱的形式很多,目前一般多采用的是长143cm、宽86cm、高159cm,一人或双人操作的接种箱。箱的上层两侧安装玻璃,能灵活开闭,以便观察和操作。箱中部两侧各留有两个直径为15cm的圆孔口,孔口上再装有40cm长的布袖套,双手伸入箱内操作时,布套的松紧带能紧套手腕处,可防止外界空气中的杂菌介入。箱的内外均用白漆涂刷,箱顶安装一只紫外线灭菌灯(波长253.7nm,功率30W)和1只照明用日光灯(图3-19)。
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图3-19 接种箱(单位:cm)
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接种箱制作简单,便于移动,消毒灭菌方便,气温高时人在外面操作不会感到闷热,一般农村菌种厂都乐于采用。接种箱放置的房间要邻近灭菌室,房间要宽敞明亮,经常保持干净,不要和其他操作间混用。
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(三)超净工作台
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超净工作台是无菌操作的一种高档设备,是新型的净化空气的装置(如图3-20)。超净工作台工作时,空气经中效过滤器,由通风机压入高效过滤器,经过严格过滤,洁净空气呈水平层流,源源不断地送入作业区。一般开机后30min,作业区的空气就达到净化要求,即可投入正常操作。装备的紫外线灭菌灯和远红外加热器,可用于杀菌和调节温度。超净工作台与接种箱比较,具有工作条件好,操作方便、效率高、无菌效果可靠、无消毒药剂对人体为害等优点,但价格较高,需消耗电能,运行费用亦较高。本设备应安装于灰尘量较低的房内,过滤器需按时清洗或更换。
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图3-20 超净工作台
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(四)接种机
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1.接种机的构造与工作原理
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是制作栽培种的接种机械(如图3-21)。主要由机体、菌刀、瓶夹机构、卸料机构、传动系统,电器控制箱等组成。该机融机械传动与电气控制于一体,全自动联合作业,一次可完成栽培料袋的表面消毒、压扁整形、打穴口、菌种的挖掘与接入、封穴薄膜的切割、贴封与热合等全部工序。
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图3-21 接种机
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工作原理是将原种菌瓶装入瓶夹,由电动机通过传动系统使菌刀、原种菌瓶相对于偏心旋转,菌刀有节奏的转动,菌瓶作反方向的回转。菌刀每转4圈通过弧形铁、挺臂、棘轮、钢丝绳,使菌刀进给上升一次(1.7mm左右)。挖下的菌种自动落入接种盘上,待接菌瓶瓶颈顶住操纵杆,经连杆牵动将接种盘上菌种卸入待接菌瓶内,待接菌瓶退出后操纵杆复位,此时由操纵杆底部挡板触动了挖种行程开关,使菌刀又旋转上升一次,挖下菌块。如此循环工作,直至原种菌瓶菌种挖完,手按复位按钮,菌刀由弹簧作用恢复原位。
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2.接种机调整使用和保养
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(1)调整菌量控制旋钮达到控制接种量的大小,即每瓶接菌种的多少。
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(2)工作前,开动机器进行试运转,将经过常规处理的原种菌瓶瓶口向下装入瓶夹。
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(3)将菌刀插入瓶中,使用点动按钮,菌刀上升到将菌面刮平能稳定挖下所需菌块时开始正常工作。操作过程动作要迅速,尽量减少菌种接触空气的时间。
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(4)工作完毕,应将机具内外清除干净。定期在轴承处滴油。
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3.接种机常见故障与排除方法
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接种机常见故障及排除方法如表3-2。
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表3-2 接种机常见故障与排除方法
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(五)酒精灯
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在菌种分离、移接、接种时,一般都必须在酒精灯周围进行。酒精灯点燃时,其火焰附近10cm范围内会形成一个无菌区。因此为了保证分离、接种的效果,防止杂菌污染,一般应同时点燃两个酒精灯,扩大无菌区,并在其周围进行接种。
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(六)打孔器
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打孔器(图3-22)由特制的锤身和冲头组成。锤身为圆柱体,下部中空,一侧开圆孔,以便取出冲下的木材或树皮。冲头下部呈圆锥形,顶端为结合部,下部为冲口,用两个螺丝与锤身相固定,冲头内径分别为8mm、10mm、12mm,视生产要求调换。在段木上打孔或冲取树皮盖的打孔器是用中碳材料加工而成,也可用铁锤改装,在铁锤下方钻孔,将皮带冲的上端截去一小段,插入小孔中,再用螺丝固定。用塑料袋栽培食用菌,也需要在袋壁上打孔。这种打孔器通常用镀锌白铁皮制成,呈长圆锥体状,长约12~14cm,下端为打孔口,内径1.2cm。
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图3-22 打孔器
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(七)接种工具
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主要有接种针、接种铲,接种匙、接种枪、打孔器以及大镊子等。此外还有分离用的手术刀、剪刀和乳胶手套等(如图3-23)。
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图3-23 接种工具
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第四节 菌种培养、保藏技术与设备
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一、菌种的培养技术与设备
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(一)菌种培养的技术要求
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(1)把接好菌种的母种试管、原种瓶或栽培种袋移入培养室培养。菌种瓶初放时,应直立于床架上,当菌丝吃料后,可将其横放。
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(2)培养室要提前清扫消毒,地板、培养架冲洗干净后,用5%来苏儿或漂白粉兑水后喷洒一遍,最后每10m2空间用40g高锰酸钾加100ml甲醛熏蒸。
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(3)培养室要保持干燥、通风,遮光培养,温度控制在15~25℃。培养过程中,要经常检查,发现污染(出现黄青色斑或散落的白菌群)要及时转移处理。培养第一周每天检查1次,以后每周检查一次,直至菌丝长满。一般母种需培养15~20d,原种和栽培种需培养20~30d。
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(二)培养设备
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1.培养室
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培养室是培养菌种的房间。室的大小和数量,可根据生产的规模而定。每间不宜过大,以培养5000瓶(袋)为宜。室外最好有一缓冲过道。培养室要求干净、通风、光线暗、干燥、保温,室内放置菌种架(图3-24)。菌种架用木架、竹架或铁架均可,以4~6层较合适。培养室的地面,以水泥地为好,便于刷洗和清扫。在寒冷地区,培养室的墙壁应有夹层,中间填塞木屑、谷壳、蛭石、玻璃纤维或泡沫塑料等保温材料。室内用电炉、暖气片或火墙供热,门口挂棉门帘保温。控温仪与电炉配套使用以保持温度的恒定。用干湿球温度计检测温度和湿度。
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图3-24 菌种培养架
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2.培养箱
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培养箱(图3-25)用于斜面试管菌种的培养,大型培养箱有时也用于原种的培养。它的温度一般在20~40℃之间可以任意调节。电热恒温培养箱是经电热器加热箱内空气,并由自动控制器调节不同温度,使箱内达到恒温的装置。由于价格昂贵,可以自己制作,用双层木板中间(50mm)装木屑,做成45cm×45cm×70cm的箱体,共分三层,上两层各高25cm,安放木条供搁放托盘。箱底为加热层,装上石棉板,绕上电热丝制成加热装置,也可安装1只60W白炽灯泡加热,下面一层盘架上可垫1块白铁皮或硬纸板遮挡光线,箱顶中央留1个小孔,安入1支套有橡皮塞的温度表,在箱的右侧上方,安装自动控温仪、旋钮和刻度盘以及电源开关,箱门双层,上部装1小块玻璃供观察用。
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图3-25 培养箱
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3.生化培养箱
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主要有加热电炉丝、风扇、制冷设备、培养箱和控温设备组成,由于有制冷设备,因此控制温度范围较大,而且温度恒定,可达10~60℃,不管冬天或夏天均可使用。有些生化培养箱增加保湿系统,成为恒温恒湿培养箱。
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4.空调培养室
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其主要设备为空调系统和培养架。空调系统有两种形式,一种为集中式空调(也称中央空调),特点是空气处理设备集中在空气处理室内,处理后的空气用风道送到各空调房间,便于集中管理、维护。空气处理包括对空气进行过滤净化、加热、冷却、加湿和减湿等各种处理和通风机设备。另一种为局部式空调,常用冷暖型窗式空调器,来控制培养室的温度,达到菌种生长的最适温度。
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5.培养室消毒设备
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常用的有紫外灯、臭氧发生器、电子灭菌消毒器、空气净化器和空气自净器等几种设备。其中臭氧发生器和电子灭菌消毒器均是由设备产生臭氧,进行氧化杀菌,而空气自净器是通过空气不断过滤,除去杂菌,达到灭菌目的。
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二、菌种的保藏技术与设备
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(一)菌种保藏的目的
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菌种保藏的主要目的在于能在较长时间内保持菌种的生存;保存菌种在遗传上、形态上和生理上的稳定性。菌种保藏还可保持其优良种性,有效地延长优良品种使用的年限。为了达到上述目的,菌种在保藏前,必须种性清楚、来源正宗、名称正确,并具有整套有关技术数据和资料,并处于良好状态。应用适当的保藏技术和方法,保藏后的菌种会出现最好的生长状况和正常的外观形态,栽培后会表现出原有的优良性状。但是,如果保藏入库前菌种本身不合质量标准、性状不佳、生长不良,不可能通过保藏而改善。因此,专业的菌种保藏机构决定了菌种保藏效果,对种源至关重要。
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(二)菌种保藏方法与设备
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1.琼脂斜面低温保藏
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这是常用的最简单的保藏方法,即将菌种在适宜的斜面培养基上培养到接近成熟后,放入冰箱中(4~6℃)保藏(图3-26),每隔6~8个月移植1次,几乎所有的食用菌(除草菇外)都可以使用这种方法保藏菌种。草菇是高温性菌种,在5℃以下的低温,菌丝体容易死亡,需提高到10~12℃保藏。利用琼脂斜面低温保藏菌种,应尽可能使菌丝体在培养基上不干、不死,以延长保藏的时间。为达到此目的,应做到:
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图3-26 电冰箱和冷藏箱
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(1)必须使用营养丰富的天然培养基,使菌丝体发育健壮。生长不良的菌种(菌丝体纤弱、稀疏等)处于长期低温环境下,菌丝体往往会发生倒状,甚至自溶而失去生活力。健壮的菌种利于低温保藏。
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(2)琼脂具有保水的功能,在配制保藏用培养基时,琼脂量可从一般用量的2%加大到2.5%,以减少水分的蒸发。
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(3)菌种培养成熟后,为减少培养基水分的散失,最好将试管棉塞齐管口处剪平,并用石矿蜡封严以后,再包扎一层塑料薄膜,以延长保藏时间。
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(4)适当加大试管内琼脂培养基的用量,使每管不少于12ml,适当摆长斜面,以延缓水分的损耗。事实证明,只要培养基不干,菌种也就不会死亡,也无损菌种的质量。
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(5)为防止菌种在保藏过程中产生的酸分积累过多,在配制保藏培养基时还需加入少量缓冲剂,一般加入0.2%~0.3%的磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。
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(6)保持冰箱内温度的稳定,不要随意或过多的打开冰箱,在条件允许的情况下,设置一个永久性的保藏冰箱,与经常用菌种的冰箱分开使用。
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(7)在菌种培养基干缩到一定程度时,再取出转接试管,一般应每隔一定时期,调换一次培养基配方,以补充营养、水分,消除菌丝体代谢产物的影响,保持菌种正常的生活力。
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(8)没有冰箱的菌种场,可采用土法保藏。如把母种试管密封后放在固体尿素中保存,或蜡封后再用塑料薄膜包紧管口部分,置于较大的广口瓶中,瓶口密闭,悬于井底保藏。
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2.液体石蜡保藏
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食用菌的菌丝体都可用此法保藏。在菌苔上灌注液体石蜡可以防止培养基水分的散失,使菌丝体与空气隔绝,以降低新陈代谢,从而达到保藏目的。其基本程序是:试管母种制备→注入无菌的液体石蜡→加塞→直立于菌柜中18~20℃保藏,每年要定期检查液体石蜡的量,保持液体石蜡高于斜面顶端1~1.5cm,不足时及时补充。这一方法常作为专业菌种保藏机构的中长期保藏方法。其优点是保藏时间较长,多数品种可保藏两年以上,某些木腐菌可保持15~17年。缺点是易发生变异,首次转管时生长缓慢,需2~4次转管菌丝才能恢复正常生长。其保藏方法如下:
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(1)培养基:选用合适马铃薯培养基。
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(2)液体石蜡处理:选用化学纯液体石蜡(要求不含水,不霉变)。分装于三角瓶中,装至瓶体的1/3处,塞好棉塞,在0.098MPa的压力下灭菌30min,连续进行2~3次。放于40℃恒温箱中数天,以蒸发其中水分,至石蜡油完全透明为止。
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(3)接种培养:按常规方法接种培养。
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(4)灌注液体石蜡:将菌种和无菌液体石蜡放入接种室,采用无菌操作方法把液体石蜡注入试管菌种中,注入量以高出培养基斜面顶端1cm为宜(图3-27)。
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图3-27 液体石蜡保藏菌种
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(5)保藏:室温或冰箱保藏均可,因注有液体石蜡,故必须竖直安放,保藏期要定期检查,如发现培养基暴露于空气中,应及时添加无菌液体石蜡。液体石蜡是易燃物,使用时要十分注意安全。
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3.液氮保藏
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这是专业菌种保藏部门的专业菌种保藏方法,从理论上讲,该方法可无限期地保藏菌种。其原理是采用超低温手段,使菌种处于-150~-196℃液态氮超低温冰箱中保存,在这样的温度下,生物的一切生命活动都处于停止状态。在此条件下保藏,能保持其性状基本上不发生变异。目前,液氮保藏菌种是世界公认的最好的方法,但它受条件设施的限制,只有专业菌种保藏机构才可实施。这一方法需昂贵的设备和日常消耗费用,需有固定的财力支持。液氮罐的外形及罐内结构,如图3-28所示。
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图3-28 液氮罐结构
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液氮保藏的方法如下:
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(1)菌种制备:
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①培养基:采用马铃薯葡萄糖酵母琼脂培养基(PDYA)。配比:马铃薯(去皮)200g,葡萄糖20g,酵母膏1.5g,磷酸二氢钾2g,硫酸镁0.5g,琼脂20g,水1000ml。
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②菌丝体菌种:可用试管斜面或平板法培养菌丝体,也可用麦粒菌种或液体培养的菌丝球进行保藏。
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③孢子菌种:采用常规方法收集孢子,然后制成孢子悬浮液保藏。
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(2)保护剂:冷冻保护剂可用10%(体积比)甘油蒸馏水溶液或10%二甲亚砜蒸馏水溶液。
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(3)装安瓿封存:制作安瓿的玻璃要求能经受温度突变而不破裂,并且容易用火熔封管口且恢复培养时容易打开,一般采用硼硅玻璃。安瓿的大小可根据需要选用,保藏菌种通常选用75mm×10mm(能盛放1.2ml液体)的;另外可用进口塑料管式安瓿,容量为1ml、1.8ml、3.6ml、4.5ml。安瓿准备好以后,每瓿加入0.8ml保护剂,塞上棉塞,在0.098MPa的压力下灭菌15min。无菌操作接入要保藏的菌种,火焰溶封瓿口,采用浸水法检查是否漏气。
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(4)冻结保藏:将封好的安瓿放在慢速冻结器内,以每分钟下降1℃的速度缓慢降温,使保藏品逐步均匀地冻结,直至-35℃,以后冻结速度就不需控制。安瓿冻结后立即放入液氮罐内,罐内的气相温度为-150℃,液相温度-196℃。
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(5)复苏培养:要使用保藏的菌种时,将安瓿从液氮罐中取出,立即放入38~40℃的水液中,待管内冻结物全部融化后打开安瓿,将管内菌种移接到适宜的培养基上培养。
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4.自然基质保藏
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不同生理类型的食用菌种类,使用不同的天然基质,如木腐型的香菇、平菇、金针菇、猴头、滑菇、木耳等以木屑为主料作天然基质,双孢蘑菇以发酵过的粪草为基质。在4~6℃条件下,有蜡膜封口的试管一般可保藏1~2年,较适于菌种生产企业的非专业化菌种的保藏。
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(1)发酵粪草保藏:采用经发酵的粪草作培养基质,接入待保藏的菌种,培养好后,在4℃冰箱或适温保藏。以蘑菇为例介绍如下:
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①基质准备:取蘑菇原种培养料晒干后去除粪块,将料草切成2cm左右长,在清水中浸泡4~5h,让料草充分浸透,同时失去部分养分,然后取出挤去多余的水,使料草含水量控制在68%左右。
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②基质装管:将上述处理过的料草装入试管中,装料松紧要适当,然后清洗,塞棉塞。
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③灭菌:在0.147MPa下灭菌2h。
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④接种培养:培养基质冷却后接种,在25℃下培养。
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⑤保藏:菌丝长满基质后,用石蜡将棉塞涂封或换用无菌橡皮塞,低温保藏。2年左右转接一次。
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(2)木屑基质保藏:许多木腐类食用、药用菌都可用本法保藏。木屑基质为常规木屑麦麸(米糠)培养基,装入试管中,灭菌、接种、培养。待菌丝长好后,用石蜡涂封棉塞或换无菌橡皮塞,低温保藏。
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(3)枝条或木片保藏:如图3-29所示,选取直径1.0~1.2cm的阔叶树枝条,截段成1.5~2.0cm,晒干备用。使用时将枝条浸泡在5%米糠水中,使枝条吸足水,以枝条中心有水痕为度;同时准备少许木屑米糠培养基,将枝条与木屑培养基以3∶1(体积比)混合均匀,装入试管或菌种瓶中,表面盖一薄层木屑培养基,压平,清洗,灭菌,冷却后接种,适温培养,待菌丝长满后低温或常温保藏。
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图3-29 枝条或木片保藏菌种
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(4)麦粒保藏:是用麦粒做培养基来保藏菌种的方法。用来保藏菌种的麦粒含水量宜低,大约掌握在25%,麦粒在灭菌后不能破裂。这样可使长入麦粒中的菌丝体在麦皮的保护及麦粒中水分的有限供给下适度生长,以延长保藏期。
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5.沙土管保藏
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这是用来保藏食用菌孢子的一种方法。利用孢子具有坚厚的细胞壁,对干燥有很强的抵抗力的原理,将食用菌孢子保藏在干燥的无菌沙土中的方法(图3-30)。沙土管保藏的方法如下:
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图3-30 沙土管保藏菌种
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(1)沙土要求及处理:作保藏用的沙土要求不含草根、腐叶等物质,酸碱度中性。将黄沙用水浸泡洗涤数次,烘干,用孔径0.25mm~0.177mm的钢丝筛除去粗粒,用磁铁吸去铁屑,再用10%盐酸浸泡2~4h,以除去其中的有机物质。用水充分淋洗,使成中性,备用。同时取1m深以下的贫瘠土,用水浸泡数次,使呈中性,沉淀后弃去上层清液,烘干碾细,用孔径0.075~0.15mm筛子过筛。
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(2)沙土管制备:将处理好的沙与土以2~4∶1的比例混合均匀,装入规格为10mm×100mm的小试管或安瓿内,每管装量约0.5g,高度0.5~1.0cm,加塞,在0.147MPa的压力下灭菌30min,连续3次,如用干热灭菌,则在160℃下灭菌2~3h。无论用哪种方法灭菌,都要检查灭菌彻底后才能使用。方法是挑取少量经灭菌的沙土放入PDA培养基上培养,检查无菌后方可使用。
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(3)接种:沙土管保藏的接种方法有干接和湿接两种。干接法就是将孢子直接刮入沙土中混匀;湿接则是先将孢子制成悬浮液,然后用无菌移液管或滴管吸取孢子悬浮液,滴入沙土中,每管约0.2ml。
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(4)干燥:采用干法接种的,带入的水分较少,可将接好种的沙土管直接放入盛有石灰或无水氯化钙、变色硅胶等干燥剂的广口瓶中保藏。采用湿法接种的,则需进行真空干燥,即将接种后的沙土管移入盛有干燥剂的真空干燥器内,接上真空泵抽气7~8h,若沙土还未干燥,可再行抽气,直至沙土基本干燥为止。真空干燥操作需在孢子接入后48h内完成,以免孢子发芽。
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(5)保藏:沙土管在低温下保藏,时间可长达2~10年。使用时,用接种针(环)蘸取少许沙土,接入新鲜培养基上培养,再转管1次即可得到所需的菌种。
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6.滤纸片保藏
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让食用菌孢子自然弹射在无菌滤纸上,然后将纸无菌密封保存于低温下,如图3-31。其具体方法如下:
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图3-31 滤纸片保藏
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(1)滤纸片准备:取白色(收集深色孢子)或黑色(收集白色孢子)滤纸,切成一定大小,如4cm×0.8cm、3cm×0.6cm等的小条,平铺在培养皿或三角瓶中,用纸包或塞棉塞封口,在0.098MPa的压力下灭菌30min。
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(2)采收孢子:以整菇插种法或钩悬法采收孢子,孢子自然落在滤纸条上。
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(3)保藏管制备:将载有孢子的滤纸片放入保藏试管中,然后将该保藏试管放在干燥器中1~2d,以除去滤纸片中的水分(滤纸片含水量为2%),低温保藏。
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(4)复苏培养:需使用保藏的孢子时,无菌操作取滤纸条一片,将有孢子的一面贴在培养基上,或用接种针、铲刮取少许孢子涂抹在培养基上,适温培养7~12d,可观察到萌发菌丝的情况。
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7.生理盐水保藏
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用无菌生理盐水(0.7%~0.9%氯化钠溶液)来保藏菌丝球或孢子。用生理盐水保藏的方法如下:
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(1)培养菌丝球:将待保藏的菌种接入马铃薯葡萄糖液体培养基中,适温振荡培养5~7d。培养基装量为250ml三角瓶装60~80ml培养基。
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(2)生理盐水制备:称取分析纯氯化钠0.7~0.9g,放入100ml蒸馏水中,充分搅拌,分装试管,每管5~10ml,在0.098MPa压力下灭菌30min。
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(3)接种保藏:无菌操作吸取少许菌丝球接入上述管中,塞上无菌橡皮塞,再用石蜡涂封,在室温或4℃下保藏。
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8.蒸馏水保藏
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蒸馏水保藏的方法如下:
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(1)菌种制备:按常规制备母种。
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(2)制备无菌蒸馏水:将蒸馏水分装入管或瓶,在0.098MPa压力下灭菌30min备用。
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(3)注水保藏:在待保藏的试管菌种中注入无菌蒸馏水,加水量以高出斜面培养基顶端1~2cm为宜,换用无菌橡皮塞,在室温或4℃下保藏,保藏过程中要注意及时补充水分。
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9.真空冷冻干燥保藏
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真空冷冻干燥,简称冻干。真空冷冻干燥机的结构如图3-32。这种方法是利用低温使孢子先冷冻,然后再在真空条件下,使孢子中的水分升华排出,孢子处于休眠状态,但仍保持原有活力,是一种长期保藏蘑菇孢子的保藏方法。
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图3-32 真空冷冻干燥机
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(1)真空冷冻干燥保藏操作步骤:
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①选用内径8mm,长120mm的中性玻璃管作为制造安瓿管的材料。将玻璃管用2%盐酸浸泡8~10h,再用蒸馏水洗2~3次后,置烘箱中烘干。将印有菌号、编号、制作日期的标签放入安瓿管中,塞好棉塞,进行干热灭菌。
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②用接种铲将收集的蘑菇孢子铲入盛有3ml无菌脱脂牛奶的试管中,稍加摇动,制成孢子悬浮液。用无菌吸管将孢子悬浮液移入安瓿管的球形部分,每管约0.2ml,然后将管口通过火焰,用无菌镊子取少许无菌棉花塞于安瓿管口。
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③将安瓿管放入无水乙醇与干冰混合的预冻装置,温度可达-65~-70℃预冻5min左右,也可在低温冰箱(-40℃)预冻30~60min。然后取出放入真空干燥器中,用高真空活塞油封好立即抽真空,并随时用真空火花检漏仪检查真空度,发现有微小漏气处,要迅速用真空泥涂住。一般真空度应维持在10.7kPa以下,如抽真空10min后仍达不到此真空度,说明真空系统不佳,可能会造成融化而失败。真空干燥器外面用1∶3的盐水保温,其效果会好些,真空度稳定,一般抽7~8h,可完全将安瓿瓶中水升华至干。此时应关闭缓冲瓶前的三道阀门,然后再断电。抽干后的安瓿瓶颜色应是白色,如果浅黄色或不成凹状,多数都因为真空度达不到要求而造成融化失败的结果。
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④冻干好的安瓿瓶要进行真空熔封。可用一个顶端多歧管或一个Z型管,每个分支口都接入真空橡皮管以便将安瓿管接在橡皮管内,然后抽真空,边抽真空边用煤气喷灯熔封。熔封的安瓿瓶要进行检漏,可用高真空火花检漏仪检查。安瓿瓶内呈蓝色荧光,说明真空封口良好,也可用微带红或蓝的清水浸泡安瓿瓶,经一昼夜安瓿瓶内无颜色水浸入,则为封口合格。
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⑤菌种安瓿瓶经无菌检查和存活率检查合格后,置2~8℃冰箱内保藏,一般蘑菇菌种可保藏8~10年。
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⑥复苏培养时,可在开启的安瓿管内注入0.3~0.5ml的无菌生理盐水或1%麦芽汁。菌种安瓿瓶开启时,应先将安瓿瓶的封端加热,在浸有来苏儿等消毒液的湿布上擦一下,使管壁形成裂缝,然后再轻轻敲碎。切忌猛烈割断,以免空气骤然冲入,导致污染。安瓿瓶加入生理盐水后菌种即自行溶化,摇动后即成孢子悬浮液,可接入PDA培养基上,进行萌发培养。
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(2)真空冷冻干燥机使用时注意事项:
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①真空箱外壳必须有效接地,以保证使用安全。
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②真空箱不连续抽气使用时,应将真空泵开关放置在“0”的位置,即真空带充气阀隔截工作室,真空泵停止工作。
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③取出被处理的物品时,如处理的是易燃物品,必须待温度冷却到低于燃烧点后,才能放入空气,以免发生氧化反应而引起燃烧。
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④真空箱无防爆装置,不得放入易爆物品干燥。
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⑤真空箱与真空泵之间最好跨接过滤器,防止潮湿气体进入真空泵(按用户要求)。
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⑥非必要时,请勿随意拆开边门,以免损坏电器系统。
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(3)真空冷冻干燥机的故障处理:真空冷冻干燥机常见故障及排除方法,如表3-3所示。
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表3-3 真空冷冻干燥机常见故障及排除方法
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第五节 液体菌种制作技术与机械设备
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一、液体菌种制作技术
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1.液体培养基制作技术
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(1)培养基配方:
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①葡萄糖3%,豆饼粉2%,玉米粉1%,酵母粉0.5%,磷酸二氢钾0.1%,碳酸钙0.2%,硫酸镁0.05%,加水至100%。
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②马铃薯20%,蛋白胨0.2%,葡萄糖2%,硫酸镁0.05%,磷酸二氢钾0.05%,氯化钠0.01%,加水至100%。
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(2)配制方法:先将配方中的原料分别加水溶化,马铃薯按常规方法制备取其滤液,然后再混溶在一起,并加水补足至所需量,搅拌均匀即可。
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2.液体菌种培养技术
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液体菌种的培养,少量的可用摇瓶机振荡培养,大量的可用发酵罐通气培养,即深层培养。制作方法是将配好的培养液分装于三角瓶中,加入10~15粒小玻璃珠或直径0.8cm以下玻璃碎片,塞好棉塞,将瓶口和棉塞用牛皮纸包扎好,置于高压灭菌锅中,在147.1kPa压力下,灭菌30min。冷却后,按无菌操作,每瓶接入2cm2斜面母种一块,使菌丝一面向上悬浮于液面,在22~25℃下静止培养2~3d。当菌丝延伸到培养液时,置往复式摇瓶机上进行振荡培养,振荡频率为80~100次/min,振幅为6~10cm。温度控制在22~25℃,培养3~4d。当培养液呈浅黄色、清澈透明,有许多菌丝小球和有菇香味时,即可使用。如培养液浑浊,有酸臭味,则表明已被杂菌污染,不可使用。
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二、液体菌种生产机械与设备
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(一)摇床机
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摇床是液体菌种振荡培养的常用机械设备。根据摇床机的运动形式可分为两种:一种是往复式摇床机(图3-33),另一种是旋转式摇床机(图3-34)。前者是在电动机和传动系统作用下,使载物台(上、下格盘铁架)呈直线往返运动,后者是在电动机和传动系统作用下,使载物台(旋转盘)呈圆周运动。其作用都在于通过振动,增大培养液与空气的接触面,有利于氧气的溶解,为菌丝生长提供必要的生活条件。此外,还有利于在振荡过程中,通过机械力的冲击、切割作用,使生长中的菌丝体断裂为菌丝碎片,并在一定转速的控制下,形成分散性的菌丝球。摇床溶解氧的多少与摇床机的振幅、频率、装液量和空气过滤介质等因素有关。一般来说,装液量越少,振幅(或偏心距)越大,频率越高,氧的溶解效果越好。根据偏心距的大小,旋转式摇床机的振荡频率可控制在40~300r/min,通常在220r/min;往复式摇床的往复距离(冲程)为8~12cm,振荡频率为80~120r/min。故在液体菌种生产中,更多的是使用旋转式摇床机。摇床机培养规模小,设备简单,投资小,技术不很复杂,适合于小规模生产使用。
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图3-33 往复式摇床机
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图3-34 旋转式摇床机
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(二)液体菌种培养器
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河南兰考华蕈食用菌机械设备有限公司生产的华蕈牌系列液体菌种培养器(图3-35),分A、B两种型号,A型是“三角瓶”结构,B型是“圆柱形”结构。B型主要技术参数如表3-4所示,其主要技术特点如下:
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图3-35 液体菌种培养器
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表3-4 液体菌种培养器主要技术参数
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(1)设计合理,结构紧凑,溶氧效果好,接通电源即能生产。
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(2)全不锈钢罐体,表面光滑,经久耐用,灭菌无死角。
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(3)微电脑控制,自动灭菌和培养。
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(4)接电即可生产,无须辅助设施。
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(5)电、汽加热均可,接种过程无分层。
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(三)小型发酵设备
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1.小型发酵系统装置
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该装置由以下几个部分组成(图3-36)。
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图3-36 小型发酵系统装置
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(1)无油空气压缩机:为血清瓶培养提供无油压缩空气的设备,此类机器型号甚多,有天津医疗器械二厂生产的WM-7型和新出产的无菌无油空气压缩机等。
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(2)油水分离器:由旋风分离器和丝网分离器组成,主要功能是除去空气中的水汽和油,使进入过滤器的空气保持干燥、无油。
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(3)空气过滤器:内装新型过滤介质——特制维尼纶纤维,装填密度为250kg/m3,用于过滤空气中的尘埃粒子。故过滤器无须灭菌,在连续工作条件下就可得到无菌空气。
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(4)发酵瓶:规格为10000ml,每瓶可装发酵液8000ml,每套配4~5支,瓶口用橡皮塞塞上,用打孔器打孔3个,分别插入通气管、排气管和移接管。排气管可连接转子流量计,以测定通气量,瓶内空气压力不得超过0.08MPa,以免发酵瓶爆破。接种时,移接管直接通连液体菌种接种箱,用夹子控制加入液体菌种。
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每个发酵瓶装发酵液灭菌后,改换插有通气管、移种管的橡皮塞。通气管、排气管的末端要套入经高压灭菌的橡皮管,通气培养时若温度过低,可将发酵瓶放在盛有25~30℃温水的容器中,反之,可用冷水降温。耗电3~4kW/h,能生产液体菌种15~30kg,可接固体菌种1000~1500瓶。
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2.GY系列小型液体发酵罐
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GY系列发酵罐是由2个或3个罐体组成的发酵系统,可连续进行一级、二级、三级发酵,在整个生产过程中可实现自动控制。GY系列小型液体菌种发酵罐是介于工业发酵罐和小型发酵设备之间,根据食用菌生长特性和食用菌深层发酵培养的成功经验,为适应液体菌种生产的需要而研制的专用发酵设备,已在国内推广使用。
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GY系列发酵罐由发酵罐系统、电热灭菌系统、通气搅拌系统、电器控制系统、显示系统、自动出料系统等组成,并附有蒸汽发生器。其结构原理如图3-37所示。主要组成如下:
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图3-37 GY系列小型液体菌种发酵结构原理图
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(1)发酵罐系统:本系统由一级、二级、三级罐组成,罐体容积逐级按10倍比例放大,罐体之间用管道、阀门接连组成一个整体。罐身为不锈钢双层筒体,夹层中装有电加热管和温度传感器,可以加热升温,也可通过冷却水降温,可根据不同菌类的生长要求维持恒温条件。
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(2)电热灭菌系统:本系统由电热蒸汽发生器等组成,用蒸汽发生器生产蒸汽对管道、过滤器、发酵罐等进行空消和实消。
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(3)通气搅拌系统:本系统由无油气泵、空气过滤器、喷头等组成。利用无菌空气通入发酵罐,通过搅拌作用,使溶解氧能均匀分布在发酵液中。
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(4)电器控制系统:本系统由温度自动控制仪、温度传感器、电加热管等组成,调节温度控制仪上的控温指示,可达到自动控制温度的目的。
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3.发酵罐
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在具一定生产规模的大型菌种厂和食用菌生产基地,可采用深层发酵的方法培养液体菌种。深层发酵的设备是发酵罐,包括种子罐、生产罐、空气过滤系统和管道系统。
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菌种生产使用的发酵罐,可视需要选用中、小型发酵罐。适宜用于液体菌种生产的发酵罐有以下两种类型。
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(1)机械搅拌发酵罐:这一类型的发酵罐是利用机械搅拌器的作用,使空气和发酵液充分混合,提高发酵液的溶解氧浓度,供给菌丝生长代谢过程所需要的氧。机械搅拌发酵罐主要部件包括罐身、搅拌器、轴封、消泡器、联轴器、中间轴承、空气吹泡管或空气喷射器、挡板、冷却系统、入孔及视镜等。发酵罐要具备以下基本条件:罐体各部的尺寸要有一定比例,其高度与直径比为1∶2.5~4,罐身长,氧的利用率较高;发酵罐应能承受一定压力,由于发酵罐在消毒及正常工作时,罐内有一定压力(气压与液压)和温度,因此罐体各部分要有一定强度,使之能承受一定压力;搅拌通风装置要能使气泡分散细碎,气液充分混合,能提高氧的利用率;应具有足够的冷却面积,以控制发酵阶段所需的温度;罐内应抛光,尽量减少死角,使灭菌彻底,提高成功率;搅拌器的轴封应严密,尽量减少泄漏。
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(2)自吸式发酵罐:这类发酵罐的特点是不需要空气压缩机,而是利用搅拌叶搅动液体转动时所产生的负压,自动吸入无菌空气。自吸式发酵罐的主要部件包括罐身、挡板、空气过滤系统、导气管、导轮、叶轮、轴封、溢流管及消泡器等,叶轮和导轮是自吸式发酵罐的主要构件(叶轮称转子或自吸搅拌器),当叶轮转动时,空气则由导气管吸入。由于叶轮高速旋转,液体、空气在离心力作用下,被抛向叶轮外缘,在叶轮中心处形成负压,叶轮转速越快,所造成的负压越大,吸风量也越大,通过导向叶轮而使气液均匀分布甩出,并使空气在循环的发酵液中分裂成细微的气泡,在湍流状态下混合、扩散,因此,自吸式充气装置在搅拌的同时完成了充气作用。目前,国内食用菌液体菌种生产应用较多的是自吸式发酵罐,其优点是:可减少设备投资30%,减少厂房占地面积;节能,气泡小,气液因均匀接触,溶氧系数高;可缩短发酵周期。其缺点是:罐压较低,装料系数小于40%。
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液体菌种生产一般为三级发酵,一级和二级用种子罐,第三级用生产罐。种子罐与生产罐由管道连接,使用前均要用高压蒸汽灭菌(空消)。用泵将培养液泵入各级罐体后,再次进行高压蒸汽灭菌(实消)。在接种后,根据工艺要求调节罐温、罐压、搅拌速度和通气量。
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第四章 食用菌工厂化生产环境控制技术与机械设备
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第一节 食用菌栽培环境条件与设施
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一、食用菌栽培环境条件
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(一)温度
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1.菌丝体生长对温度的需求
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除草菇外,食用菌菌丝体生长的适宜温度范围一般在20~30℃。在不同温度下,对菌丝生长速度有重要影响,如香菇菌丝最适生长温度为25℃,培养温度每升高5℃或降低10℃,其菌丝生长速度只有在25℃下的一半。最适生长温度一般是指菌丝体生长最快的温度,但不是菌丝体健壮生长的温度。在生产实践中,为培育出健壮的菌丝体,常将温度调至比菌丝最适生长温度低2~3℃。如双孢菇菌丝体在24~25℃条件下生长最快,但长得稀疏无力,在22~24℃条件下虽然生长略慢,但菌丝体却长得粗壮浓密。
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食用菌的菌丝体耐低温能力强,一般在0℃左右不会死亡,段木内的香菇菌丝能耐-20℃的低温。若在10%甘油防冻剂保护下,大多数食用菌菌丝体可在-196℃左右的液氮中超低温保藏数年而不死亡。但草菇菌丝体抗寒力极差,在5℃条件下极易死亡,故草菇菌种不能放冰箱内保藏。
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食用菌的菌丝体一般不耐高温,如香菇菌丝体在46℃条件下仅能存活4h。多数食用菌菌丝体的致死温度在40℃左右,但草菇除外。
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2.子实体分化对温度的需求
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子实体分化(原基形成)阶段所需的温度在食用菌一生中是最低的。如香菇菌丝体生长的最适温度是25℃,而子实体分化的适宜温度在15℃左右;双孢菇菌丝体生长的最适温度是22~24℃,子实体分化的适宜温度是13~18℃,低于12℃会影响分化数量,高于19℃虽分化数量多,但品质差。常根据子实体分化所需的适宜温度,将食用菌分为低温型、中温型和高温型等。
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3.子实体发育对温度的需求
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不同食用菌子实体的最适发育温度也不同,但一般都略高于子实体分化的最适温度。子实体生长于空气中,所以受空气温度的影响很大,无论是变温性或恒温性菌类,菇蕾形成后就应提供适宜的子实体发育温度。子实体发育温度是指气温,而菌丝体生长温度和子实体分化温度,则指的是培养料的温度。栽培管理时,既注重料温,又要注意气温,生长前期的料温一般比气温高几度或十几度。
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(二)水分和湿度
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1.水分
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水分是食用菌细胞的重要组成部分,也是体内代谢、吸收营养、排除代谢物及分泌胞外酶不可缺少的基本物质。水的比热高,又是热的良导体,因而能有效地吸收代谢过程中放出的热量,具有调节细胞温度的作用。食用菌在生长发育的各个阶段都需要水分,在子实体发育阶段更需要大量水分。据测定,菌丝体含有70%~75%的水分,子实体含有90%左右的水分。
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食用菌生长发育所需的水分绝大部分来自培养料,培养料的含水量是出菇的重要因素。培养料含水量是指水分在培养料中的百分含量。一般适合食用菌生长的培养料含水量在60%~65%。如双孢菇在播种时的适宜含水量为65%左右,高于或低于这个标准,均会导致不同程度的减产;若培养料含水量为40%~50%,菌丝生长慢而稀少,覆土后不易形成菌丝束;含水量在63%~68%时,菌丝束形成占优势;以后菌丝束的形成随含水量的增加而减少,若含水量超过75%,菌丝停止生长,并且易老化或因窒息而死亡。
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在生产实践中,常用手握法测定培养料的含水量,一般以紧握培养料的指缝中有水渗出而不易下滴为宜,料水比一般掌握在1∶1.3左右。但培养料的适宜含水量应根据原料、菌株和栽培季节的不同而确定。有的原料吸水性强,如棉籽壳、玉米芯、甘蔗渣等,应加大料水比,反之则减少。高海拔地区、干燥季节和气温略低时,含水量应加大;在30℃以上的高温期,含水量应减少。香菇培养料的含水量应掌握在50%~55%,料水比在1∶0.9左右。
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2.湿度
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空气相对湿度是影响培养料含水量、子实体分化及发育的重要因素。食用菌在不同生长阶段对空气湿度的需求不一样,一般呈前低后高的规律。菌丝体生长阶段的适宜空气湿度为60%~70%;在子实体分化阶段,提高培养料表面的空气湿度,可促进分化速度;在子实体生长阶段,空气湿度应提高至85%~90%。空气湿度低,会使培养料大量失水,阻碍子实体的分化或使子实体的生长停止,严重影响食用菌的品质与产量。如平菇菇房的空气湿度低于60%时,子实体的生长就会停止;当空气湿度降至45%以下时,子实体不再分化,已分化的菇蕾也会变枯死亡。但菇房的空气湿度也不易超过95%,空气湿度太高,不仅易染致病虫害,还不利于菇体的蒸腾作用,影响细胞原生质的流动和营养物质的运转,而导致菇体发育不良或停止生长。如双孢菇子实体长时间处在高湿环境中,就易产生锈斑菇和红根菇。
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食用菌虽然都喜欢潮湿环境,但根据对湿度的需求量,可将其分为喜湿性和厌湿性两大类。喜湿性食用菌对一定程度的高湿有较强的适应性,如银耳、黑木耳、平菇等;而厌湿性菌类对高湿环境的耐受力差,如双孢菇、香菇、金针菇等,其子实体易发育不良。
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通常用干湿温度计来测定空气相对湿度。向空间和地面喷水,是保持或提高空气湿度和防止培养料水分蒸发的有效措施。喷水应结合通风进行,勿形成闷湿环境。还要根据天气与气温喷水,喷水应避开高温或低温时段,干燥天气多喷,阴湿天气少喷。
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不同食用菌子实体在生长发育时期对水分的要求不尽相同,如表4-2所示,栽培时要区别对待。
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表4-2 食用菌生长发育对水分与湿度要求
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(三)酸碱度
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一切生物代谢活动都是在一定酸碱度的生物环境中进行的。不同食用菌要求基质的pH不同。但就多数食用菌来说,菌丝可生长的pH范围较广,pH为3~9,但适宜pH为偏酸性,pH多在5~6(表4-3)。出菇期要求的基质pH较发菌期低,pH多为4~5。但生产实践不常使用最适pH的培养基或培养料,而使用pH偏高于最适值的培养基或培养料。其实际意义在于以提高酸碱度抑制杂菌的侵染。因为多数霉菌较食用菌更喜酸。在实际生产中,常用柠檬酸、食醋、石灰、石膏、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠等调节培养基和栽培料的酸碱度。
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表4-3 几种食用菌菌丝生长适宜的pH
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(四)氧与二氧化碳
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食用菌是好气性真菌,在生长发育过程中,要吸进氧气,放出二氧化碳。因此,栽培中需要通风,以排出二氧化碳,补充氧气。大气中氧的含量约21%,二氧化碳含量约0.03%。当氧气不足时,食用菌代谢活动减缓,长速变慢。特别是子实体生长发育期间,氧气的作用更加明显,氧气有明显的促进菌盖生长的作用,氧气不足时子实体发育不良,甚至使子实体原基不能分化。二氧化碳在一定范围内有促进菌丝生长的作用。因此,发菌期间通风问题不显著。多数食用菌菌丝生长在0.5%~1.5%的二氧化碳条件下,比在正常二氧化碳条件下(0.03%)更好。但是,二氧化碳抑制子实体的分化和菌盖的伸展,刺激原基膨大和菌柄伸长。因此,在栽培场所通风不良时常出现畸形菇和大脚菇。多数食用菌出菇期间,都要将二氧化碳浓度控制在0.06%~0.1%。以菌柄为主要产品的金针菇则要达到0.15%以上。
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生料栽培时,培养料中氧气不足,一方面抑制食用菌菌丝的生长,另一方面还常导致厌氧细菌的大量繁殖,造成酸败,导致发菌不良,甚至发菌失败。所以,生料栽培的菇类,发菌期要格外注意培养料的通风透气。
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(五)光照
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食用菌不含叶绿素,不进行光合作用,也就不需要光源来合成自身生长发育所需的营养。食用菌的菌丝生长不需要光,光对菌丝体生长有抑制作用,实践表明,平菇菌丝在300~600lx的光照下,较在完全黑暗的条件下生长,菌落直径小于2cm左右。但是,在这一光照条件下,菌落的菌丝较为密集、粗壮。在强光下培养食用菌,则由于阳光造成的水分急剧蒸发,基质含水量和大气相对湿度降低,都不利于食用菌的生长。因此,食用菌不能栽培在阳光直射的露天,而必须有一定的遮阳条件,如菇房、温室、塑料棚、遮阳棚、树阴林间等。光对食用菌子实体的形成和发育是有益的,尽管少数子实体形成和发育不需要光,如双孢菇。但是,多数食用菌都需要一定的散射光,如香菇、平菇、木耳、草菇、滑菇等,这些食用菌在完全黑暗的条件下不能形成子实体,或只产生发育不正常的子实体,子实体还有向光生长的特性。对子实体形成和发育有益的光照强度在10~800lx,多数以50~300lx为最佳。
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光照对子实体的影响主要是:①刺激或诱导子实体原基的形成;②促进子实体分化;③促进子实体的色素形成和积累;④刺激菌盖加厚和伸展;⑤抑制菌柄的伸长;⑥提高产量。
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不同食用菌子实体的生长发育所需光照强度也不完全相同(表4-4),相对来说,多数食用菌要形成商品品质优良的子实体所需的光照强度远远高于能诱导子实体形成的光强。如黑木耳,在50~250lx光照下就能形成子实体,但在这样的条件下生长发育的子实体,色泽浅,耳片薄,耳片弹性也差。而在400lx以上的光照条件下,耳片色泽好,厚而富有弹性。金针菇在每天有6h和18~24h散射光照射下的产量分别是完全黑暗条件下的1.7倍和11倍。由于光照对食用菌子实体有诱导作用,对于没有生理后熟期的种类,发菌后期给予适量散射光照(<30lx)有利于早出菇。
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表4-4 几种食用菌对光照的需求量
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(六)其他
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与食用菌生长发育有关的因素还有许多尚未研究明了的因子,如地心引力,子实层的自然正向地性生长和菌柄的负向地性生长。食用菌的子实体对某些污染物非常敏感,如一氧化碳、硫化氢、二氧化硫等,当这些有害气体达到一定浓度时子实体则不能正常生长,原基不分化,菌盖不伸展,菌柄加粗,菌盖表面出现疣状物或纤毛,色泽变暗变黄,甚至枯萎死亡。因此,食用菌栽培需远离化学气体污染严重区。用煤炉加温时必须安装烟筒。
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二、食用菌栽培的设施
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(一)菇房栽培
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1.地上式菇房
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地上式菇房是目前栽培食用菌最基本的一种设施(图4-1),菇房一般长8~10m,宽8~9m,高5~6m,屋顶装有拔风筒,前后装设门和窗,地窗高出地面。一般4~6列床架的菇房可开2~3道门,门宽与走道相同,高度以人可进去为宜。
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图4-1 地上式菇房
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2.地下式菇房
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建在地面以下的菇房适于北方寒冷地区。室内气温变化较小,易保温保湿,冬暖夏凉。但是出入不方便,通风换气较差,必须安装抽风排气设备(图4-2)。利用地窖、人防地道、山洞和地下室改建的菇房亦属此种类型。
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图4-2 地下式菇房(单位:m)
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3.半地下式菇房
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半地下式菇房一半建在地上,一半埋在地下,兼具地上式和地下式优点,但也有通风换气较差和出入不便的缺点(图4-3)。为此,房顶每隔2m左右,应设置1个40cm粗的拔风筒。
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图4-3 半地下式菇房(单位:cm)
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(二)塑料薄膜菇棚
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1.框架式薄膜菇棚
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框架式薄膜菇棚,又称拱式薄膜菇棚。建棚地点要求能避风,冬季向阳,夏季可遮阳。棚架材料可用竹、木或废旧钢材,框架高2.8~3m,周边高2m左右,长12m,宽4~5m,顶部搭成弧形斜坡,以利流水。框架搭好后覆盖聚乙烯薄膜,外面再盖上草帘,以防阳光直晒,并有利于控制棚内温度。东西侧棚顶各设1个拔风筒,棚的东西两面正中开门,门旁设上、下通风窗。棚外四周1m左右开排水沟,挖出的土用来压封薄膜下脚(图4-4)。
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图4-4 框架式薄膜菇棚
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2.墙式薄膜菇棚
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墙式薄膜菇棚(图4-5、图4-6),又称薄膜日光温室。适合于北方寒冷地区。菇棚方位要求坐北朝南,光照充足。一般宽5~7m,长30~50m,包括后墙、东西山墙、后坡、前坡、拱梁、门、通风口和防寒沟等结构。
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图4-5 墙式薄膜菇棚横向剖面(单位:cm)
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图4-6 菇棚内畦床排列及通风口设置
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(三)地沟菇房(棚)
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1.地下式
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地下式地沟菇房东西走向,宽1.6~2m(窄型)或2.5~3m(宽型),沟长视地形和需要而定,一般为10~30m,沟壁高2~3m。地沟上架设水泥拱形梁或竹、木弓架,每隔2~3m(竹木弓架为1m)用铁丝固定1根横梁,然后覆盖薄膜,薄膜外用弓形竹片压紧固定。房顶每隔3~4m开设1个30cm×40cm活络天窗,或在菇房两侧开设出口风管,或在拱棚薄膜与沟壁间留有孔洞。最后在拱棚上覆盖草帘。在两菇房之间和四周开排水沟(图4-7)。
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图4-7 地沟菇房横剖面
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2.半地下式
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河北各地多建造半地下式地沟菇房,地沟东西走向偏东5°~8°,长8~10m,南北宽3~5m,地下深1m,挖出的土拍夯成沟壁的地上部分,棚内最高处2m,沟北高南低呈30°角,东西沟壁地上部分开设对称通风口。沟顶用竹或木做顶架,薄膜封盖,外加盖草帘或秸秆等覆盖物。
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(四)地棚
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地棚是一种最简易的食用菌栽培设施,与一般薄膜菇棚比较,具有搭建简便,取材容易,成本低廉等优点。地棚一般宽1~2m,长度依场地大小而定。畦上用竹片搭成弓形棚架,两侧用竹竿(或木棒)固定,棚高50~70cm。棚上覆盖塑料薄膜,四周用土压牢,棚顶覆盖草帘。棚内做畦,畦宽1m左右,畦四周沿畦壁挖宽、深各10cm的灌水小沟(图4-8)。地棚与地棚间距60cm,中间挖1条浅沟,作为排(灌)水沟和作业道。场地四周挖50cm深的排水沟。
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图4-8 地棚示意图
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(五)阳畦
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阳畦是北方地区简易而实用的食用菌栽培设施。选择向阳、地势高燥的地方,按东西向做畦。一般畦宽1m,长3~5m,深30~50cm。畦框夯坚实,框壁要铲平,并抹上麦秸泥。畦北沿筑30cm高的矮墙,畦南沿筑15cm高的矮墙。畦上自东向西每隔30cm设置1根竹木椽子,以便覆盖塑料薄膜和草帘。畦四周挖1条排水沟(图4-9)。
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图4-9 阳畦示意图
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(六)荫棚
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荫棚,又叫草棚,是夏秋季室外栽培食用菌的场所。棚架高度一般为2~2.2m,以人在棚下行走方便为宜。主柱用竹、木、水泥杆做骨架,埋在地下要打牢固,防止风吹倒塌。棚顶用横梁固定,覆盖树枝、玉米秸、高粱秆、芦苇、茅草等遮盖物,达到“三分阳、七分阴”的光照,亦可在四周种上瓜果、葡萄等,使其藤叶蔓延伸到棚顶遮阴。荫棚四周要围篱笆、挂草帘防风御寒,防禽、畜入侵为害。
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(七)室外露地栽培
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1.稻田蘑菇栽培
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选地势较高的壤土田平整后,做宽1~1.3m,深20cm,长不限的南北向畦床,两畦间留33cm过道,四周开排水沟,边缘留40cm走道。铺料前在畦面喷1∶800倍多菌灵和1∶500倍敌敌畏灭菌杀虫。料厚14~15cm。气温25℃左右时播种。盖上草帘和塑料薄膜,畦四周投毒鼠药饵防鼠害。播种后如料温在26℃以上,需揭开两端的草帘和塑料薄膜进行通风。
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2.蔗田蘑菇栽培
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蔗田栽培蘑菇是在甘蔗生长后期,于绿叶层之下至蔗沟的空间搭建成简易的菇房。首先选择甘蔗具有密、直、壮、高的新蔗田。在通风好、遮阴度高、土层厚、水利方便的田块,以蔗茎为菇床和菇房的支柱,用蔗叶把竹、木棍捆扎在蔗茎上作菇床的纵柱。在两纵柱上每隔50cm横放一根竹竿或木棒,上铺小竹竿或芦苇即成菇床。床宽视甘蔗行距而定,一般为1m,下层床架离畦面5cm,上下床相距60cm。每隔4m左右用两根木棍搭成人字形支撑菇房脊梁,房顶盖蔗叶或稻、麦草,再覆一层塑料薄膜。菇房四周先围一层地膜再围蔗叶屏障为墙。蔗田菇房目前普遍以四畦三沟组建为一单元,中间沟作为人行道,两旁沟上搭两层四床的菇床。
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第二节 食用菌工厂化生产环境控制与设备
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一、食用菌工厂化生产厂房的布局设计
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1.厂房的布局应遵守的原则
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(1)利于创造食用菌生长发育的环境条件:食用菌生长发育的环境条件主要是温度、大气相对湿度、光照和通风,无论采用哪类菇房,都要利于这四大要素的人工调节。
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(2)利于病虫害的控制:这主要体现在菇房要大小适当,以便于病杂菌或虫害发生时的处理。另外,与外界直接交换处如门、窗、通风孔等要安装窗纱,以阻止外来虫源进入。
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(3)便于操作和提高工作效率:适宜的菇房和设施,出入方便,运输顺畅,操作自如,工作效率高。如通道平坦无障,宽窄适度,床架高度和层距适中,都便于货物的运出,便于操作,提高工作效率。
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2.工厂化生产厂房的布局与设计
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根据食用菌菌种生产、示范栽培及产品购销等方面的需要,生产厂场所应包括制种、栽培、仓库管理等几大功能区。
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(1)制种生产区:与配料→灭菌→接种→培养等工序相对应的场所是:配料灭菌车间、冷却室、接种室、培养室。这四部分必须连贯起来形成“一条龙”式的流水作业线,以提高工作效率。配料及灭菌室为有菌区,冷却室、接种室为无菌区。灭菌罐最好设双门,一门与有菌区相通,以便装罐灭菌;另一门与无菌区相通,以便出罐降温,两侧的罐门不能同时开放,以保证无菌区洁净。培养室内设多层培养架,除人行及运输过道外,培养架占地面积为培养室总面积的65%。冷却室要有通风降温装置。培养室要有暖气及空调设备。每天菌种的生产量同冷却室、接种室和培养架的比例大约为500∶5∶1∶6。设每天生产2000瓶(袋)菌种,冷却室约需20m2,接种室4m2,培养架面积约24m2。
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(2)原料贮备区:食用菌生产原料一般都是农林副产品和下脚料,体积大,尘埃多,且隐藏火患。因此,原料贮存区与制种生产区必须隔离。此外,种瓶等不少器具需要洗刷,拌料袋(瓶)需用机电。因此,配料及装瓶(袋)区必须设置水、电源、洗涤池、排水道,力求布局合理,使用方便。
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(3)辅助设施区:食用菌生产要求卫生洁净,因此制种区应远离生活区,如堆煤场、锅炉房、食堂、浴室、公厕等。此外还要搞好环境绿化。
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(4)示范栽培区:为试验新品种,探索新技术,须设示范栽培区。栽培室(场)应远离菌种生产车间,尤其不能与接种室、培养室和菌种库相邻。因为出菇时子实体散发的孢子(尤其栽培平菇更应注意)及所发生的病虫害会污染环境。此外,须设废料及垃圾处理区。
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(5)办公管理区:规模稍大的食用菌企业都有产品购销业务。办公管理区要设在适当的地方,以方便购销业务。
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(6)产品加工区:食用菌采收后需要加工,以便保存及销售。常用的加工工艺有干制、制罐、盐渍等,要进行这些加工,就得配备相应的加工设施。
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二、食用菌工厂化生产环境控制
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1.数据检测系统
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根据食用菌对生产环境的要求,应对培养基及出菇温室的温度、湿度、光照强度、二氧化碳含量等物理量随时进行检测,由温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、气敏传感器组成。为全面掌握温室及培养料的情况,对每一物理量的检测应设有足够的检测点。检测信号送给计算机作进一步处理。
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2.回控系统
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计算机控制信号送给回控系统,对出菇温室的温度、湿度、光照强度、二氧化碳等物理量进行控制。为提高控制精度,上述四个物理量均采用连续控制方式。
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3.计算机控制系统
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(1)硬件系统:主机采用抗恶劣环境、耐用、可长时间连续工作的工业控制计算机以及必要的电源、打印记录、声光报警、输入输出接口电路组成。
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(2)软件系统:在食用菌的出菇阶段,对环境的温度、湿度及光照、二氧化碳等条件要求比较复杂,也很严格。出菇阶段分为菌丝扭结期、菇蕾期、伸展期、开伞期。在食用菌出菇的这四个时期中,对温度、湿度、光照、二氧化碳的需求差别较大,多数食用菌品种在菇蕾期要求变温刺激,增大湿度、适当的光照强度和充裕的氧气含量。软件控制系统如图4-11所示。
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图4-11 软件控制系统
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软件的任务就是根据食用菌生长各个时期的不同要求,按最优控制算法,输出控制信号,操纵各控制机构工作,使其被控量(温度、湿度、光照、气体)满足食用菌最佳生长条件,提高食用菌产量,保证质量,缩短生长期,减少病虫害,同时节能、节水,提高单位面积的生产经济效益。
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①温度控制系统:分为冬季工作制和夏季工作制。冬季工作制,当进入11月份(东北地区)出菇房内温度降至10℃时,增加对卷帘机的控制,白天打开充分利用日光升温,夜间覆盖加强保温。随着气温的降低,还应启动取暖锅炉并控制,使房内温度保持在10~18℃。夏季工作制,当进入4月份以后,靠遮阳通风不能使温度降至20℃以下时,利用深井泵,将暖气片中介质换为深井水(东北地区深井水可达到10℃),同时启动房顶喷淋设备,对遮阳帘喷淋,蒸发降温,可使出菇房内温度降至20℃以下,达到食用菌发育生理要求。
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②湿度控制系统:栽培者可以根据所栽培对象所适应的湿度范围设定湿度的控制范围,通过湿度传感器采集的数据,在设定湿度的控制范围内控制芯片自动开启、关闭加湿机(或喷雾机),合理使用配置加湿机(或喷雾机),即节约用电,减少机械磨损,又做到以最小的投入换取最大的效率。根据湿度的变化,分析空气、培养基的情况,特别是子实体分化期的湿度情况,及时采取处理措施。
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③温度监测系统:栽培者可以根据所栽培对象所适应的温度范围设定控制范围,通过温度传感器实时将栽培环境内的空气温度读取到监测系统中,在超过温度设置范围时,通过报警系统报警,可以远程启动空气温度调节装置调节温度。还可以根据温度变化的历史记录,利用系统分析食用菌生长的速度和病情的发病规律,轻松实现如香菇栽培中重要出菇期等的温度管理。
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④气体控制:食用菌出菇生长期间对气体成分要求较严,二氧化碳气体含量一般不得高于0.01%,采用排风系统控制。
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⑤光照监测系统:根据光照的变化规律采取增减光措施。在光照超过所栽培食用菌适应范围时,可启动自动卷帘机等。
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⑥pH监测系统:实时监测食用菌pH的变化,通过报警系统提交报告并发送警示信息,以便及时采取各项措施对pH进行控制,满足不同种类食用菌在配料、菌丝生长、出菇阶段等生长、生产过程中对pH的不同要求。
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⑦远程监测系统:24h不间断对多种食用菌栽培参数实时监测,工作人员不必亲临现场就可对栽培环境作监测。可通过短信、中心控制机系统等方式自动报警。监测数据的管理、分析和统计,定期生成监测报表,用户可以上网浏览实时监测数据和监测报表,可以通过互联网、手机短信等方式控制终端设备,比如可以根据设定的时间、条件或用户指令控制光照设施或温度调节装置。
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⑧食用菌病虫害预警系统:系统可根据湿度变化范围、温度变化的历史记录等参数分析食用菌的发病规律,实时预测、发布病情预告,防止病情的发生,实现以较少的投入,获得较大的效益。
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4.系统功能
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(1)显示:系统随时显示食用菌培养室中的空气温度、空气湿度、光照强度、二氧化碳浓度、热源温度、热源工作状态、水源供水状态等信号。
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(2)控制:计算机输出的控制信号送给各执行机构,各执行机构操纵供热装置、供水装置、光源、通风换气设备。
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(3)报警:在外界条件变化,使食用菌培养室内温度、湿度、光照强度、二氧化碳含量等条件偏离食用菌生长所允许的范围时,自动调节;难以胜任时,发出报警信号,提示工作人员做人工辅助操作,尽快使该项参数恢复正常。
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(4)在线修改参数功能:为适应不同品种食用菌出菇时对温度、湿度、光照、气体等环境条件的不同需要,本系统具有在线修改参数的功能。可以灵活改变各个参数。
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三、环境控制技术与设备
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(一)净化
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(1)由高压离心风机送入空气,净化新风经过初、中效过滤后,再由冷却室和接种室的高效过滤风口送入,连续循环,达到室内净化,冷却室和接种室要求达到1万级洁净度,并形成正压,防止外气倒流。
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(2)对进入冷却和接种区域的人员进行风淋达到洁净要求,减少外面灰尘和杂菌随着人员进入而带入。
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(3)在接种机的上方安装层流罩,使接种局部区域达到100级洁净度,保证接种区域充分洁净,提高接种成品率。
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(4)自净器在冷却室和接种室安装带高效过滤器的净化设备,室内空气经自净器高效过滤装置的连续循环,达到室内的净化。
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(二)制冷、加热
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不同食用菌品种有各自适宜的培养温度和出菇温度,食用菌工厂化生产就是创造一个最适宜的环境条件,满足培养和出菇需要。制冷(加热)和通风设备是食用菌工厂化生产中的关键设备,投入大,对技术要求高。目前许多企业开发了智能化控制系统,实时采集、监控培养和栽培期间参数的变化,并及时预警,为食用菌创造优化的生长条件。
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(1)电加热在室内机的出风口安装电加热管,通过室内风机送到室内,起到加热作用。
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(2)蒸汽加热适合北方寒冷地区使用,蒸汽直接通入栽培室,起到加热和加湿作用。
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(三)通风换气
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食用菌工厂化生产是处于高密度、封闭环境下的培养和出菇,在菌丝培养和子实体生长阶段产生大量的CO2和其他代谢产物以及大量的热能,因此通风条件的优劣直接影响到菌丝的营养积累和对杂菌的抵抗能力,最终影响到产品的品质与产量。菌丝培养和出菇要有合理的放置密度,既要充分利用空间,又要使所有的瓶处于良好的通风换气环境中,菌丝与菇体呼吸产生的热量及CO2及时排出,保证每瓶均能产出高品质的产品。常用的通风设备有换气扇、热交换器和空调箱。
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(1)换气扇根据房间的大小和放置瓶子的数量,选择合适的换气扇型号和数量,保证有足够的风压和风量,快速地送、排风,达到设定的CO2浓度。
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(2)热交换器使新鲜空气和室内空气进行热量交换后,通过送风管送入栽培房间,起到减少空调负荷,节能的目的。
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(3)空调箱制冷(加热)和新风送入组合机组。新风通过机组制冷或加热,再通过风管送入培养室或栽培室,进入的新风温度和室内温度比较接近,避免室内过冷、过热,同时新风通过分布在室内的风管送入,均匀度更高。
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(四)加湿
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1.离心加湿机
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其原理是水通过进水阀流入桶内,吸水头把水吸到离心甩盘上(雾化盘),由高速旋转着的甩盘依靠离心力作用形成微小水滴甩出,被甩出的微小水滴经过雾化栅环进一步破碎、雾化,形成“雾气”,再由风叶把它吹送出去。
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目前为食用菌生产制造的这种专用增湿机有ZSM-2型(如图4-12),其主要性能技术规格为:使用电压220V、功率40W,增湿量2.5L/h,雾化盘转速2800r/min,外形尺寸350mm×330mm×360mm,净重8kg,工作方式连续,断水方式为自动。
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图4-12 ZSM-2型增湿机
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增湿机的使用保养要注意以下几点:
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(1)使用前应检查所有紧固件,特别是雾化盘和风叶的锁紧螺钉不应松动。
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(2)接上自来水水管,当桶内水位达到40mm高度以后接通电源,立刻就有水雾喷出,由水位控制器能自动控制保持水位40mm。
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(3)使用结束时应切断电源和水源,并把桶内的水倒净,再让电动机空转3~5min。
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(4)定期清洗增湿机。特别是所用的水质较差时,使用一段时间后必须把进水口、雾化盘清洗干净,防止堵塞。
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(5)本机不能用于带有腐蚀性的液体喷雾,周围环境不允许有腐蚀性气体。
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(6)在高湿高温环境下连续工作后,检查热态,绝缘电阻大于5MΩ。否则,必须打开电动机机罩和电容口接线盒,擦干里面水气。
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(7)增湿机长时间不使用时,每3个月通电空运转30min。
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2.电极式加湿器
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电极式加湿器(图4-13),用3根不锈钢(或铜)棒作为电极,安在不易锈蚀的水容器中,以水作电阻,金属容器接地,三相电源接通后电流从水中通过,水被加热,而产生蒸汽,蒸汽由排出管道到达待加湿的空气中。水容器的水位越高,导电面积越大,则通过的电流越强,产生的蒸汽量就越多。因此,可以通过改变液流管高低的办法来调节水位高低,从而调节电流及蒸汽量,加湿量1~4kg/h。优点是简单、制作方便,缺水时不会损坏电热元件;缺点是电极和内箱要经常清洗除垢,否则电阻过大,使功率降低而影响正常工作。
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图4-13 电极式加湿器外形
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3.超声波加湿器
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超声波加湿振动子产生的雾粒,直径小于5μm,加湿效率高,加湿后不产生滴水现象,对水质要求较高,需要软化处理,去除水中的水溶性无机物和杂质,振动子的寿命在5000h左右,需定期更换,是食用菌工厂化生产中应用最广泛的加湿设备。超声波加湿器(图4-14)的工作原理是高频率的超声波振荡,使水变成雾状,雾滴小,效率高。
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图4-14 XY1500超声波加湿器
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4.高压微雾加湿
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通过高压泵对水加压到4.9×106MPa以上,再经过高压管输送到喷嘴,雾粒直径小于15μm,水雾从液态变成气态,在空气中吸收热量,起到降温和加湿作用。适用于面积较大的培养室。
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5.蒸汽加湿
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蒸汽管直接通入栽培车间,起到加热和增湿作用。适用于北方寒冷、干燥的食用菌栽培室。
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6.真空高效补水罐
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河北省保定瑞迪公司根据真空吸渗原理,试制成功了真空高效菌袋补水罐。补水罐由补水罐和真空泵两部分组成。使用时在罐内码放17cm×35cm的菌棒200个左右,注水没过菌棒,压紧罐盖,启动真空泵抽气而使罐内产生负压,将菌柱间及菌柱内微隙中的空气抽出,为液体渗透进菌柱创造了压差动力。补水前缺水量大的菌柱气隙大,排出的气体多,吸入的液体自然也多,做到了按需分配,最终达到快速均衡补水的目的。生产实践证明,补水罐工作效率高,不用脱袋,不伤菌丝和幼菇,补水均匀一致,效率良好。提高产量50%以上,菇体肉厚,个重,韧性提高。
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7.水压喷雾装置
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由干、支、毛三级水管组成。在毛管上每隔2~3m安装1个微喷头(WP型塑料全喷头),工作压力为100kPa,喷水量为48L/h,喷雾半径280cm。优点是安装容易,使用方便,适宜大面积栽培,喷雾范围大,一机多用,既增湿又可辅助降温。缺点是要求有一定的水压,水质清洁,否则易堵塞,要常通洗。
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(五)光照
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食用菌工厂化生产是在全封闭环境下的立体栽培,在菌丝培养期间不需要光照,但在出菇过程中必须保持一定的光照强度,诱导原基形成和提高整齐度。普遍使用的是日光灯,具有节能效果的LED灯在金针菇及杏鲍菇上也逐步被使用。
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四、食用菌工厂化生产配套机具
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(一)大型食用菌厂工厂化生产的机具配置
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作为食用菌生产的龙头企业,大型食用菌厂工厂化生产要求自动化程度高,整个生产过程机械操作按一定程序进行生产。国内的食用菌工厂化生产设备以江苏省连云港国鑫医药设备有限公司和连云港市农机试验推广站研制的食用菌工厂化生产成套设备为主,该设备在性能和质量上达到国内外同类产品先进水平。该成套设备采用瓶栽方式的自动化作业,实现了食用菌生产过程中的自动装瓶、自动接种、自动搔菌、自动挖瓶等作业,加上蘑菇灭菌器,采用了现代的光电一体化控制技术、气动控制技术和现代的机械加工工艺,自动化程度高、性能先进、安全可靠,适用于现代工业化生产食用菌,是现代食用菌产业的必备设备。其生产机械设备主要配置参考如表4-5所示。
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表4-5 大型食用菌厂工厂化生产的设备配置
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(1)自动搔菌流水线:生产流程为先由去盖清洁机取出并清洁瓶盖,然后在搔菌机上翻转搔菌,再输送到加水机加水,最后由输出辊道将菌筐输出。整个工序一气呵成,连贯通畅,搔菌时间短,生产效率高,搔菌彻底,通过调整刀头高度,使各个菌瓶的搔菌深度一致性好,出菇品质好。对于不同的培养基,在软件控制上实现刷盖时间、搔菌时间和加水时间的自由调整,从而满足不同的搔菌效果和加水量要求。
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(2)自动装瓶机:该机可实现传送、推筐、抬筐、振动和搅拌、捣洞、传送、压盖的整个工艺流程的自动化。不同颗粒性和潮湿度的培养基,能实现装瓶质量上的均匀性。多种程序可选,电气控制上选用PLC控制系统,并采用了人性化的PT显示终端,具有操作简单、能适时状态显示等优点。
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(3)自动固体(液体)接种机:自动接种生产线由输送机、接种机、输出辊道及振动机组成。接种机主体由压盖气缸、启盖机构、种菌漏斗、菌种瓶稳压旋转机构(固体接种)或管路系统(液体接种)、挖菌刀进退刀旋转机构(固体接种)或喷头种菌机构(液体接种)、接菌漏斗(固体接种)、机架、气动系统机构、电气自动化(PLC)控制箱等组成。自动接种机设计方案将接种结构一分为二,即固体接种和液体接种两种方式,而其他结构完全相同,满足国内市场的多方面需求。
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(4)自动挖瓶机:自动挖瓶机由机架体、升降刀架、翻转筐架、定瓶架、电器系统组成,具有节省人力,劳动强度低,工作效率高,挖瓶质量好等特点。它能自动实现压瓶、翻转、定位、压紧、挖刀上升、挖刀下降、翻转松瓶等工序要求的动作,可一次清除16瓶菌瓶内的培养基。在挖瓶工艺流程上采用整瓶分段往复式的工艺流程方案,对不同的菌料瓶都能保证彻底清除干净。在操作方式上采用自动和按键两种控制方式,挖瓶时间、次数可以设定和选择,增强了产品使用的灵活性。
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(5)自动装袋机:自动装袋机主要由机架、装料转盘机构、捣杆机构、推盘机构、抱袋机构、定位机构、阻尼机构、搅拌机构及若干辅助机构组成。
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(6)蘑菇灭菌器:蘑菇灭菌器的技术路线为:①蒸汽通入灭菌器室内,加热被灭菌物;②通过真空泵抽取灭菌器室内空气,使其达到规定的真空度;③反复①、②的过程,达到设定的次数;④将蒸汽通入灭菌器室内,加热被灭菌物,在设定的灭菌温度下保持设定的灭菌压力及设定的灭菌时间,达到灭菌目的;⑤排放出灭菌室内蒸汽;⑥通过真空泵抽真空和回流空气对被灭菌物进行干燥;⑦反复⑤、⑥的过程,达到设定的次数。该工艺极大地缩短了灭菌时间,使被灭菌物品的加热更加均匀,彻底灭菌,灭菌物品的损耗低。合理的控制方法使系统获得更高的稳定性。自动传感器故障报警使系统维护更加轻松。
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(二)中型食用菌工厂化生产的机具配置
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一般中型食用菌厂日生产能力为2000~3000瓶(袋),所用加工设备有枝条切片机、粉碎机、搅拌机、装瓶(袋)机、消毒灭菌设备、烘干设备等。中型食用菌工厂化生产配备的主要技术装备如表4-6所示。
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表4-6 中型食用菌工厂化生产的设备配置
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(三)小型食用菌厂工厂化生产的设备配置
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小型食用菌厂一般以食用菌生产专业户为主,他们制用机具的形式,主要以生产自栽菌棒为主,一般自备一台装袋机,几家联户购买一台切片机和一台粉碎机,采用轮流作业互相帮工的方式进行生产。这些专业户一般年制作1万袋左右的菌棒,也可部分出售。
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第三节 食用菌工厂化生产技术与工艺
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一、菌种工厂化生产工艺流程与技术
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食用菌菌种的生产基本是按菌种分离(孢子分离、组织分离或基质分离)→母种扩大培养→原种生产→栽培种生产的程序进行的。食用菌生产所使用的菌种,基本上可分为固体菌种和液体菌种两种类型。不同种类的食用菌,不同形态的固体菌种,对培养基的选择、制作程序和具体实施方法虽然有所差别,但其基本工艺流程大体上是一致的。固体菌种生产工艺流程如图4-15所示。
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图4-15 固体菌种生产工艺流程
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按《食用菌菌种管理办法》的规定,食用菌菌种生产必须经工商注册,需经有关部门专业考核后颁发生产允许证,必须按有关行业标准或国家标准的有关规定进行生产。按农业行业标准NY528食用菌菌种工厂化生产技术规定,菌种工厂化生产技术上应做到以下几个方面:
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(1)有与菌种生产所需的相应专业技术人员。
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(2)场地至少300m之内无禽畜舍、无垃圾(粪便)场、无污水和其他污染源(如大量扬尘的水泥厂、砖瓦厂、石灰厂、木材加工厂等),环境卫生。
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(3)有互相隔离的摊晒场、原料仓库、配料分装室(场)、灭菌室、冷却室、接种室、培养室、贮存室、菌种检验室等。
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(4)有高压灭菌锅或常压灭菌锅、净化工作台、接种箱、调温设备、恒温箱、冰箱、显微镜等基本设备。
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(5)使用经省级及其以上食用菌品种审定委员会登记的品种,并且清楚种性。
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(6)母种仅用于移植扩大原种,一支母种扩大原种不超过6瓶;一瓶原种扩大栽培种不超过50瓶。栽培种不可再次扩大,只可用于栽培。
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(7)母种和原种培养基必须高压灭菌,只有以木屑和草料为主料的栽培种培养基才可常压灭菌。谷粒种和粪草种的培养基也必须高压灭菌。
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(8)生产各环节详细记录备查。
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(9)各级菌种留样备查,于4~6℃下贮存至使用者在正常生产条件下该批菌种出第一潮菇(耳)为止。
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(10)标签、标志、包装及对贮存的要求:每个(支、瓶、袋)菌种均需注明产品名称、品种名称、接种日期、生产单位和执行标准,包装标签应注明产品名称、品种名称、出厂日期、保质期和贮存条件等;包装内应附有产品合格证和使用说明书(包括品种种性、培养基配方);临时性贮存要求场所通风、干燥、温度低于培养温度、无光或弱光条件,临时性贮存母种不超过7d,谷粒种不超过10d,木屑和草料种不超过20d;低温贮存多数种类在4~6℃下母种不超过3个月,原种和栽培种40~60d;运输中不得与有毒物品混装混运,应有苫盖、防震、防晒、防雨、防冻、防杂菌污染的措施,气温30℃以上应在冷藏条件下运输。
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二、金针菇工厂化栽培技术
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(一)生产设施与设备的配备
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1.生产厂房设施
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传统的金针菇栽培房大多选用塑料大棚、闲置仓库、民房,保湿、保温性能差,导致金针菇栽培季节短,每年只能栽培3~4个月,而且存在功能区域不分,各道生产工序交叉进行,造成杂菌交叉感染,影响产品的成品率。金针菇标准化、工厂化栽培需要保温、保湿性能好的房屋设施,其结构常见有砖木或彩钢板结构,按照培养料搅拌、装瓶、接种、搔菌、挖瓶等生产工艺需要,建造堆料场及原料仓库、搅拌室、装瓶操作室、杀菌室、冷却室、培养室、搔菌室、生育室、包装室、挖瓶室、冷库等。每个功能室的面积需根据生产规模而确定,因为不同生产规模所配置的设备台数、生产的数量、栽培面积也不相等,所以每个功能室大小不一样。生产厂房的布局合理与否、各功能区域的面积是否相匹配是将来生产能否成功地达到设计能力的关键因素。
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2.生产机械设备
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传统的金针菇以袋栽、手工操作方式为主,工厂化生产重要的是采用机械化操作,瓶栽金针菇。金针菇工厂化生产从培养料搅拌、装瓶、接种、搔菌、挖瓶,各个工艺阶段需要不同的生产设备,需配备搅拌机、装袋机、接种机、搔菌机、挖瓶机、灭菌锅等设备。
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3.环境控制系统
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为实现周年化、标准化生产金针菇,需配置温度、湿度、光照、氧气、风量控制系统,包括制冷机、加湿器等,一年四季营造适合于金针菇生长发育的温度、光照、氧气等生长条件。同时,根据金针菇不同生长、发育阶段对环境要求不同的特点,在生产区域配置过滤、紫外线、臭氧等空气过滤和物理灭菌装置,提高菌种成品率,控制病虫害发生,保证产品的安全、卫生。
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(二)品种的选择
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传统方式生产的金针菇以黄色或淡黄色为主,菌柄长,纤维化程度高。纯白金针菇色泽洁白,质地脆嫩,商品价值高,是适宜发展的金针菇优质品种,也是工厂化栽培金针菇的首选品种。
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(三)培养料的质量及配方
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金针菇的生长发育需要碳源、氮源、矿物质、维生素等营养,而且需要科学合理的配比。由于所用原料的营养成分、种类及含量不尽相同,所以选择优质、无害的培养料是保证金针菇安全、卫生的关键。生产原料需要定点收购,并抽样检测,以保证原料的安全。培养料中的含水量多少直接影响到发菌快慢及产量。培养料含水量低,菌丝生长缓慢、细弱。相反,含水量偏高,培养料通气性差,菌丝生长细弱无力。在工厂化生产中,培养料含水量以63%~65%为宜。原料配方通常木屑(玉米芯)与米糠的比例在3∶1左右为宜。实际栽培中以木屑和玉米芯培养料配方居多。木屑以陈木屑为好,要粗些,有利于通气。
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配方1:木屑培养料配方:木屑73%,麸皮(或米糠)25%,石膏1%~2%。料与水的比例为1∶1.4~1.6。
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配方2:玉米芯培养料配方:玉米芯78%,麸皮15%,玉米粉5%,石膏1%,石灰1%。料水比例为1∶1.7~1.8。
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(四)装瓶
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培养料经搅拌机均匀混合,并加水调至适宜的含水量。由于食用菌培养料中含米糠、麦麸等成分,拌料时温度高、时间长,培养料易发酵酸败,细菌大量繁殖,影响培养料营养及杀菌效果。所以在工厂化生产中,拌料工艺及时间掌握要恰当。工厂化生产都以塑料瓶装为主。瓶子选用聚丙烯材料为宜,耐高温、高压、无毒、透明。瓶子体积有850ml、1100ml等规格,瓶口直径有50mm、58mm、65mm、70mm等不同规格,生产上应根据实际情况决定选用何种规格的塑料瓶子。搅拌好的培养料由提升机送至装瓶机料斗,进行装瓶。装瓶由装瓶机组自动装料,装料松紧度均匀一致,装料高度以离瓶口1/2处为适宜,装料后料面压实并打孔,盖好瓶盖。
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(五)灭菌与冷却
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工厂化栽培金针菇,采用高压蒸汽灭菌法,灭菌的时间较常压灭菌时间大大缩短。灭菌结束后,培养料瓶从灭菌锅中搬出后需置于洁净的冷却室内冷却,料温冷却至20℃以下,若料温冷却不够,影响菌种成品率及质量。
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(六)接种
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灭菌结束待培养料温度降至20℃以下后,将料瓶搬入接种室,用自动接种机进行接种。接种使用的种菌必须仔细检查是否有杂菌污染及生长不良,确保所使用的菌种质量及种性稳定。种菌用前需经无菌操作去除上表面及接种孔里的老菌块。为保证接种环境的洁净,接种人员需更换清洗、消毒过的衣、帽、鞋,佩戴口罩,通过风淋洁净后进入接种室。接种前消毒接种机接触菌种的部件。定量接种,每瓶原种约接44~50瓶栽培瓶。接种量过多,浪费菌种,并影响菌种瓶内的通风换气;接种量过少,料面菌种封面慢,易引起污染。
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(七)发菌培养
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接好菌种后,将菌种瓶移入培养室发菌培养。培养室的菌种堆放形式、堆放密度十分重要。堆放高度以12~15层为宜,每区域留通风道,以保证培养室每个区域的温度、湿度、氧气等环境条件均匀一致,使菌种生长速度整齐、一致。金针菇发菌适温为20~22℃,由于发菌初期及后期菌丝生长呼吸所产生的热量较少,而发菌中期菌种生长旺盛,发热量大,故培养室温度设定分阶段性调整。另外,发菌过程中,菌丝呼吸产出热量导致料温较室温高,所以室温的控制要保证料温不超过菌丝生长的适温范围,否则高温会引起菌丝生长缓慢,甚至停止,菌丝老化等生理障碍,最终不出菇或出菇质量差。
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发菌过程中培养室的相对湿度控制在60%~70%。发菌初期培养室空气湿度高,易引起杂菌滋生,并且菌种易产生气生菌丝,影响吃料速度;发菌中、后期,随着菌丝呼吸旺盛,水分消耗增加,需相应提高空气湿度。金针菇发菌期间,不需要光照,直射或散射光会阻碍菌丝生长,所以培养室要避免光照。
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菌丝生长呼吸产生大量二氧化碳,通风不良,二氧化碳浓度积累,不仅造成菌丝生长生理障碍,而且易导致培养室滋生杂菌。发菌初期菌丝呼吸作用弱,通风换气次数及时间相对减少,而中后期,菌丝生长旺盛,呼吸作用强,需适当增加通风、排风次数与时间,培养室的二氧化碳浓度保持在4000mg/kg以下。
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(八)搔菌
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搔菌的目的是搔掉瓶口表面的老菌种、菌膜,进行机械刺激有利于出菇,搔平培养料表面可使出菇整齐,便于管理。当菌丝长满瓶后,菌丝浓白、均匀即可搔菌,个别部位未长满瓶时也可以搔菌。搔菌由搔菌机进行,搔菌深度一般为瓶肩部起始位置,之后自动清洗瓶口。如果个别的搔菌机搔不彻底的应手工补充搔平。
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(九)催蕾
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搔菌后立即送入催蕾室催蕾。催蕾温度保持在13~15℃,启动空气加湿器,保持空气相对湿度90%~95%,启用交换设备通风,保证CO2浓度控制在1000~3000mg/kg,每天给1小时50~100lx的散射光。7~8d后料面出现密密麻麻的针尖大小的淡黄色水滴,或料面形成一薄层白色棉絮状菌膜,随后整个料面长满白色、整齐的菇蕾,数量多达800~1000个。如果瓶口料面吐水较多,水滴较大,颜色较深(深黄色或酱油色),说明空气湿度过高,需要降湿。8~10d后可转入缓冲室。
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(十)缓冲(驯化)
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缓冲的目的是使菇蕾从催菇期13~15℃的温度降至抑制期3~5℃温度之前逐渐降温的过渡,提高其抵抗低温的能力。当菇蕾长至1.3~1.5cm时,转移到缓冲室内进行缓冲处理,缓冲室的温度介于催蕾室和抑制室之间,温度为8~10℃,湿度为85%~90%,CO2浓度控制在1000~3000mg/kg。缓冲3~5d即可转入抑制室。
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(十一)抑制
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抑制管理的目的是抑大促小,生长较快的子实体受到抑制较为明显,从而达到子实体整齐、强壮的目的。时间大约5~7d,方法是降温、降湿、光抑制、吹风抑制。抑制室的温度为3~5℃,空气相对湿度85%~90%。金针菇纯白系品种光抑制在抑制期后2d进行,每天分几次给予光照,每次15min,共2h,采用日光灯冷光源为宜,光照强度200lx。吹风抑制的前2~3d吹15~20cm/s的弱风,之后的2~3d吹40~50cm/s的较强风,最后2~3d吹80~100cm/s的强风,一般吹风20~30min,停风30~40min效果较好。如果有个别特大的、长势特快的子实体应及时拔出,达到整齐一致的目的便于管理。
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(十二)育菇
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经过抑制管理后当子实体长至瓶口时,将其转移到育菇室进行育菇管理。育菇室的温度为5~7℃,空气相对湿度75%~80%,启用全热交换器通风,为了获得菇盖小的优质金针菇,此时应相对提高室内CO2浓度,可控制在1500mg/kg以下。在菇蕾长出瓶口2~3cm时,瓶口处套上卷纸,提高CO2浓度,促柄抑盖,卷纸材料为透气适中的无纺布制成,规格为底边长20cm,上边长34cm,高15cm。当子实体长至10cm以上时,由上往下对子实体吹微风,使子实体干燥、发白、整齐。经8~10d可采收第一潮菇。
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(十三)采收
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当子实体菇柄长为15cm,菇盖直径为1.5cm时应立即采收。采收过迟,虽产量高,但常产生菇盖开伞、菇柄纤维化等现象,商品菇质量下降;采收太早,产量低,且菇盖大小、菇柄长度等达不到标准,同样影响商品菇质量,所以采收必须适时。采收时,操作人员需戴手套,一手握住菌瓶,一手轻轻把菇丛拔起,整齐地放入筐内,要防止装得过多,压碎菇盖及菇柄,影响质量。菇类采收潮数由栽培者根据实际情况自行决定,由于第一潮菇采收后至第二潮菇生长有一段生长过程,且第二潮菇产量较低、商品菇品质较差,所以工厂化生产为提高栽培房的利用率,增加生产茬数,常只采收一潮菇。
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(十四)挖瓶
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采收结束后,菌瓶必须立即移入挖瓶室,由挖瓶机将废料挖出。塑料瓶重复用于生产。废料装袋后当天清运出厂,送基质肥料加工厂制作成基质肥料或处理后用作菇类生产原料,避免废料腐烂招至杂菌害虫滋生,污染生产环境。采收完毕后的生育室应彻底清扫干净,并用水冲洗床架、墙壁四周、地面等,保证生育室洁净。
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(十五)包装、冷藏
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在包装室利用真空包装机,将采摘的鲜菇整理好,用低密度聚乙烯塑料袋进行真空包装。然后送入冷藏室冷藏等待出售。包装过程中若方法不当,容易造成有害微生物污染,在产品保藏过程中会发生菇体变黑甚至腐烂现象,影响产品的质量。包装人员必须持有健康证明书,包装前更换工作衣帽,消毒手和用具。采收的子实体按照等级标准进行分级,然后计量包装,供应市场。产品在保藏、运输、销售过程保持3~4℃冷链条件。
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三、杏鲍菇工厂化栽培技术
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(一)生产设施与设备
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1.设施
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菇房按工艺要求分为发菌室、催蕾室和育菇室。菇房平面宽3.5m,长9m,高3.5m。各室的门统一开向缓冲室,缓冲室宽2m,它是进出各菇房的公共通道,墙体铺贴阻燃、防潮聚乙烯发泡隔热层,有利于降低能量消耗。菇架双列纵向排列,四周及中间留有过道,便于操作和空气循环。发菌室菇床7层,层距0.35m;催蕾室和育菇室菇床5层,层距0.45m,底层菇床距离地面均为0.25m。
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2.设备
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菇房有制冷、光照、通风三种主要设备。各室配备1台3.68kW的压缩冷凝制冷机组,对应配套1台40m2的吊顶冷风机;或2室配备1台5.88kW的压缩冷凝机组,对应配套2台40m2的吊顶冷风机。催蕾室与育菇室的天花板上及纵向二垛墙各安装2盏40W日光灯。各室安装1台45W轴流电风扇,新鲜空气经由缓冲室打入菇房,废气从菇房另一侧排气口经缓冲室隔层排出。
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(二)菌种制作
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1.母种的制作
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杏鲍菇母种培养基配方有多种,但以PDA加富培养基最好。其配方为:马铃薯(去皮)200g,葡萄糖20g,琼脂20g,蛋白胨5g,硫酸镁3g,磷酸二氢钾5g,水1000ml。制作方法:
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①将马铃薯洗净,挖去芽眼,去皮后切成薄片,放入无油污的铝锅中,加1500ml清洁水,文火煮沸15~20min,用四层纱皮取滤液1200ml。
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②将琼脂撕碎投入滤液中加热,不断搅拌使之充分融化,再加入其他原料,充分搅匀后趁热分装试管。
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③选用18mm×180mm的试管,每支装35mm高,注意不要污染试管口,否则一定要擦拭干净,然后塞上棉塞。棉塞总长30mm左右,一般试管内塞进20mm,管口外留10mm,按10~15支捆成一捆,再将管口用牛皮纸或聚丙烯塑料包扎好,以免灭菌时冷凝水打湿棉塞,日后感染杂菌。
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④将试管放入高压锅中灭菌。灭菌结束后趁热摆成斜面,斜面的长度为试管的一半。
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⑤将灭菌后摆好的斜面随机抽样约3~5支,放入25℃的恒温培养箱中培养5d,如果没有发现杂菌则证明这批培养基灭菌彻底,可以接种。在超净工作台或接种箱中严格按无菌操作要求接种,一般每支母种可转接40~50支。
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⑥将接好种的试管放入25℃的恒温箱中培养10~12d,菌丝即可长满整个斜面。在培养过程中,每3d检查一次,发现感染杂菌的要及时剔除。
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2.原种的制作
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制作原种的培养基有麦粒培养基,棉壳、麦麸培养基,木屑、麦麸培养基等几种,但以麦粒培养基最好。制作方法是:将麦粒用1%的清石灰水浸泡12h,洗净后投入100℃的沸水中煮15min左右,以中心无白心但麦粒不裂开为宜,捞出沥去多余水分,然后装入原种瓶,塞好棉塞,瓶口包上牛皮纸或聚丙烯塑料,高压灭菌2h,冷却后接入母种,一般每支母种接4~5瓶原种,置于25℃恒温中培养15d菌丝即可长满。如果中途摇瓶1~2次,则10d即可长满,在培养过程中,每3d要检查一次,发现感染的要及时剔除。
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3.栽培种的制作
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制作栽培种的培养基有麦粒培养基,棉壳、麦麸培养基和木屑、麦麸培养基等几种,以棉壳、麦麸培养基最好,制作方法是:
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①配料:棉壳77%,麦麸20%,石灰1%,碳酸钙(硫酸钙)1.5%,磷酸二氢钾0.3%,硫酸镁0.2%,按上述原料总重量的1.2倍加入水,充分拌匀。
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②装瓶:将培养料装入菌料瓶中,稍加压实,用6.3mm的钢丝在料中央打一个通气孔,洗干净瓶口,然后塞好棉塞,包好牛皮纸或聚丙烯塑料,高压灭菌2h,冷却后接入原种。一般每瓶原种可接40~50瓶栽培种,置于25℃的培养室中恒温培养30~35d,菌丝即可长满。一般每5d检查一次,发现感染杂菌的要及时剔除。
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(三)出菇瓶(袋)的制作
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1.配料
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栽培杏鲍菇的配方为:
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配方1:杂木屑37%,棉籽壳37%,麸皮18.5%,玉米粉5%,石灰粉0.5%,碳酸钙1%,白糖1%,按1∶1.2的比例加入水充分搅拌均匀。
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配方2:甘蔗渣70%,米糠20%,玉米粉7%,白糖1%,石膏粉1%,石灰粉1%,水适量。
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2.装瓶(袋)
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工厂化栽培的容器以广口玻璃瓶或塑料瓶为佳,容积为800ml,每瓶装480g±10g料(干),装料时应压紧压平,最后封口。栽培杏鲍菇一般选用20cm×33cm×0.004cm的低压聚乙烯折角专用袋,为提高工效,采用等容式冲压型装袋机,一般每小时可装1500袋。装袋要求每袋松紧一致,料高一致,料面平整,一般料高12~15cm,每袋装干料重0.4kg。套上套环后塞好棉塞或套海绵双套环,再包牛皮纸或塑料以防止冷凝水打湿棉塞。
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3.灭菌
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将封口后的瓶(袋)子竖置于用钢筋焊成的周转筐内,周转筐四周和底部用编织袋铺垫,防止栽培包破损,周转筐上面覆盖一层耐热薄膜,防止冷凝水打湿棉塞。将周转筐堆叠于平板轨道车上,推入灭菌柜内进行蒸汽灭菌。使用1台0.3t,蒸汽压力9.81Pa的锅炉,送汽后2.5h左右可使容量2200袋的灭菌柜温度达到100℃,保持12h后再焖4h结束灭菌。
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4.接种
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将灭菌后的瓶(袋)子冷却至25℃以下后搬入接种箱或接种室,用气雾消毒剂对接种箱(室)消毒40min,在无菌条件下接入栽培种,一般每瓶栽培种可接20~25袋。
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5.培菌
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将接种后的瓶(袋)子搬到培养室,保持温度为25℃,湿度为60%,经过40d左右的培养菌丝可以长满,在培养过程中,要经常通风换气,勤检查,发现感染的要及时剔除。
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(四)栽培管理
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1.催蕾
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将长满菌丝的瓶(袋)子搬入催蕾室,去掉棉塞和套环,表面覆盖农用地膜进行催蕾。催蕾室设定12~15℃,白天灯照9h,光强在100~200lx。调节室内空间湿度85%左右,CO2浓度1000mg/kg以内。催蕾时每天掀开地膜2次,每次15min。催蕾7d后原基开始形成,每天应检查瓶(袋)子原基发生情况,10d左右菇蕾形成后进入出菇管理阶段。
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2.育菇
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现蕾后将瓶(袋)子移入育菇室培育。育菇室内设定温度15~18℃,每天灯照9h,光强200~500lx。空气湿度85%~90%,提高湿度应在缓冲室调节或进行菇房空间喷雾。室内通风换气量控制在CO2浓度2000mg/kg以下。当菇蕾长到花生米大小时,用小刀疏去畸形和部分过密菇蕾。
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(五)采收
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当菌盖平展,孢子为弹射时为采收适期。采大留小,分次采收,采收单菇时,手握菌柄基部旋转拔起,丛菇用小刀切割。鲜菇采后应分级上市,或在3~4℃冷库中保鲜,保鲜期可达1周以上。
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四、平菇工厂化栽培技术与工艺
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(一)节能温室的建造
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1.节能温室的建造特点
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节能日光温室的场地要求选择在避风向阳地势平坦、排灌方便、有电力条件、四周无高大建筑物、光照和通风良好的地方,依据当地的光照特点,一般采取日光温室东西走向,坐北朝南,跨度7m,高3m(指屋的最高点离地面的距离),长50m,37cm厚的中空砖墙内填保温材料,两幢温室间距7m,覆盖材料为聚乙烯无滴膜,优质草帘,遮阳网,通风口加盖防蚊虫纱网。
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2.卷帘系统安装
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①材料:电动机为380V、1.5kW;减速器与电动机配套;主轴为无缝厚壁钢管,外径46mm,内径40mm;轴承型号15A10;支架由角铁焊制“八”型,高50cm,上底30cm;卷帘管直径30mm;草帘,绳,倒顺开关为AR2-30型号;其他有管材、标准螺栓。
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②卷帘系统的安装:在温室顶后坡走道中点,固定电动机及减速器,电动机与减速器由皮带相连。固定支架,支架间距2.0m,支架上连接轴承,主轴通过每个轴承与减速器连成一体。倒顺开关安装在操作方便的缓冲间。棚顶盖上草帘,每个草帘的下端用铁丝固定在卷帘钢管上,草帘下面铺一条绳,上端固定在铁丝上,下端绕过卷帘钢管,拉向主轴并缠绕在主轴上。接上电源进行调试。调整绳的松紧度,使绳受力一致,草帘能水平向上或向下运动为宜,卷帘机安装如图4-16所示,结构如图4-17所示。
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图4-16 卷帘机安装示意图
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图4-17 卷帘机结构示意图
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3.微喷系统的设计安装
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本系统根据日光温室数量及使用面积设计。四栋温室配一台潜水泵,一座蓄水池,主管直径25mm,由潜水泵出水口与各温室支管相连接,支管直径20mm黑色塑料管,用于主管与毛管的连接,各温室内支管上安装阀门、过滤网、压力表,毛管直径15mm PE黑色塑料管,用于安装喷头,毛管吊在棚架上,离地2m,每棚2排,间距3.0m。毛管壁下方每隔1.5m用专用工具打孔,装上全雾化喷头,工作压力200kPa,喷洒半径1.5m。安装完毕检查连接处是否密封,无漏水现象,全部喷头均有雾状水喷出,即可使用,如图4-18所示。
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图4-18 温室微喷系统示意图
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(二)栽培工艺及技术要点
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1.制订栽培计划
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制订计划最好于栽培的头一年年底进行,同时注意避免高温发酵接种期安排在5月份以前、8月份以后,高温期发菌采用熟料栽培。每栋温室年投料2批,每批投料10000kg,发菌出菇1个周期为5.5个月,上批出菇结束至下批投料间隔1月为整理下脚料,消毒灭菌,4栋温室年投料40000kg,生产鲜菇120000kg,平均每天出菇330kg。
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2.及时生产优质菌种
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工厂化生产不仅要求菌种优质足量,而且要求按时按计划保证供应。品种依气候条件、生产季节和市场需求选择,工厂化生产以广温型品种为主,如南京一号、CCEF-89;夏季选用高温型品种,如杂3874、亚热一号。
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3.堆料与装袋
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配方为:①棉籽壳97%,过磷酸钙2%,生石灰1%,多菌灵0.1%;②棉籽壳66%,玉米芯30%,过磷酸钙2.5%,生石灰1.5%,多菌灵0.1%。发酵堆放时,宽、高各1.2m,堆形如龟背形,间隔40cm打一通气孔,而后堆顶盖上塑料膜,不要盖严或垫上木棍以利通气。当堆15cm内温度达59℃时翻堆,堆好后料面重新打孔,待料温达60~70℃时维持12h再翻堆,如此翻堆3~4次,整个发酵过程历时5~7d,发酵结束后应及时将料摊薄,当料温降到30℃以下时进行装袋播种,发好一堆装一堆。塑料袋选用25cm×43cm的聚乙烯筒料,人工装袋,每袋装干料1.25kg左右,播种4层,菌种用量15%,装好后立即在每层菌种上打3~5个通气孔,随后排放。
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4.排袋发菌
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栽培袋在温室内南北走向紧靠后墙排列,前留1.5m的通行道,每排垒6~8袋,行间距50~60cm。发菌期适宜料温20~25℃,不能超过28℃,如料温偏高,可降低垛层数,并增加通风降温。经过20~25d菌丝即可长满全袋。
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5.出菇管理
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①温度调控:冬季室内挂上遮阳网,可以通过调节卷帘高度从而达到调节温度的目的。中温型平菇适宜温度14~17℃,夏季白天盖上遮阳网,放下草帘,同时增加自动喷水次数降低温度,基本满足高温型平菇20~28℃的出菇温度。
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②湿度调控:每天喷水3~5次。每次喷水5min,大棚湿度可保持在85%以上,实际操作中,每天喷水还要根据季节和气候变化情况灵活掌握,一般晴天多喷,阴天少喷。
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③通风调控:日光温室中、底部和顶部留有通气孔,通气孔安装防虫纱网。每天中午必须通风,每次喷水后立即通风20min;若出现温室缺氧,CO2浓度上升,子实体发生畸形时,夜间也不能关闭通风口,在实际操作中应灵活掌握,处理好通风与湿度、通风与温度的关系。
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④光线调控:出菇期间需要有适当的散射光,菇棚不能有直射阳光。通过开闭棚内遮阳网可以达到调节光照的目的。
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第五章 食用菌病虫害防治技术与机械设备
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第一节 食用菌病虫害防治技术
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一、食用菌病害及其防治
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(一)非侵染性病害(生理病害)及其防治
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非侵染性病不属于生物范畴,不具有传染性,常见的病因有营养物质缺乏或比例不当、水分失调、高温、冻害、光照不适、有害化学物质(二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等)浓度过高等而引起的。平菇、金针菇、香菇和猴头菇非侵染性病害常见的症状及其防治技术,如表5-1、表5-2、表5-3和表5-4所示。
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表5-1 平菇非侵染性病害(生理病害)及其防治
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表5-1 平菇非侵染性病害(生理病害)及其防治(续)-1
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表5-2 金针菇非侵染性病害(生理病害)及其防治
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表5-2 金针菇非侵染性病害(生理病害)及其防治(续)-1
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表5-3 香菇非侵染性病害(生理病害)及其防治
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表5-3 香菇非侵染性病害(生理病害)及其防治(续)-1
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表5-4 猴头菇非侵染性病害(生理病害)及其防治
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表5-4 猴头菇非侵染性病害(生理病害)及其防治(续)-1
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(二)侵染性病害及防治
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1.真菌性病害
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(1)褐腐病:又称白腐病、湿泡病、水泡病、疣孢霉病。病原菌是疣孢霉(图5-1)。主要为害双孢菇、草菇。
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图5-1 疣孢霉
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①病害特征:疣孢霉只感染蘑菇子实体。轻度感染时,菌柄肿大成水泡状,重度染病时,菌盖和菌柄膨大变形,菇体腐烂,有腐臭味。菇蕾期感染时,形成似硬皮马勃状的不规则组织块,并盖一层白色绒毛状菌丝,之后菌丝变为暗褐色,渗出暗褐色液滴。子实体生长期染病,菌柄产生淡褐色斑块。如染病的菌柄残留在菇床上时,会长出一团白色气生菌丝,后变暗褐色。
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②传播途径:覆土是主要的传染来源,亦可通过工具、菇蝇或人的活动进行传播。
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③防治措施:覆土应在离开菇棚的远处取土,一定要避开在施用过双孢菇堆肥的地块上取土。覆土用40%福尔马林消毒或在覆土上喷1∶500倍液多菌灵或托布津。发病菇房停止喷水,加大通风,使菇棚温度降至15℃以下。病区喷洒4%福尔马林或1∶500倍液多菌灵或托布津进行消毒。
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(2)褐斑病:又称干泡病、轮枝霉病。病原菌是轮枝霉(图5-2)。主要为害双孢菇。
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图5-2 褐斑病
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①病害特征:开始在菌盖上产生不规则的暗褐色病斑,初呈针尖状,后逐渐扩大并产生凹陷,凹陷部分呈灰白色。菇蕾期染病,形成灰白色组织块,和疣孢霉引起的硬皮马勃状组织块很相似,但颜色没那么白,块小,较干,故称干泡病。菇柄染病,柄变粗变褐,外层组织剥裂,菌盖缩小,歪斜畸形。与褐腐病的区别是,菇体不腐烂,不分泌褐色汁液,无特殊臭味。
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②传播途径:病原菌孢子主要通过覆土进入菇房,菇房内主要由溅水传播,亦可通过菇蝇、螨和人的活动进行传播。
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③防治措施:加强菇房通风换气,防止菇房湿度过大。防止菇蝇、螨进入菇房。局部发病时,可喷洒2%福尔马林或波尔多液。
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(3)软腐病:又称蛛网病或轮枝孢霉病。病原菌是树枝状轮枝孢霉(图5-3)。主要为害双孢菇。
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图5-3 树枝状轮枝孢霉
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①病害特征:覆土周围出现白色蛛网状菌丝,迅速蔓延,变成水红色。染病的子实体不发生畸形,但被病菌的菌丝体覆没,变成水红色,后变为褐色,直至腐烂。这种病害很少大面积发生。
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②传播途径:病原菌的分生孢子主要靠喷水时溅起的水滴及孢子污染的覆土传播。其次是采菇时覆土表面的病原菌传播。
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③防治措施:在污染的床土上喷2%~5%福尔马林,但不要让药液浸透入料中,以免杀死蘑菇菌丝。喷洒1%漂白粉液或1∶500倍的托布津药液。减少床面喷水,加强通风,降低湿度。染病的床面可撒石灰粉。
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(4)褶霉病:又称盖斑点病。病原菌是白扁丝霉和头孢霉(图5-4)。主要为害双孢菇。
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图5-4 顶孢子孢霉
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①病害特征:病菇形状正常,而菌褶一堆一堆地贴在一起,其表面有白棉毛状菌丝。
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②传播途径:一般由覆士或空气传播。
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③防治措施:覆土进行蒸气消毒或喷洒4%福尔马林消毒。加强菇房通风,降低空气湿度。及时摘除并烧毁病菇。发病后喷洒1∶500倍的多菌灵或托布津药液。
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(5)猝倒病:又称立枯病。病原菌是镰孢霉(图5-5)。主要为害双孢菇。
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图5-5 镰孢霉
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①病害特征:主要侵害菌柄,侵染后的菌柄髓部萎缩或呈褐色,菇体不再长大,最后变成僵菇。
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②传播途径:由带菌的覆土传播。
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③防治措施:用4%福尔马林消毒覆土。发病后喷洒1∶500倍多菌灵或托布津、苯来特药液。
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(6)菇脚粗糙病:病原菌是贝勒被包霉。主要为害双孢菇。
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①病害特征:病菇菌柄表层粗糙、裂开,菌盖和菌柄明显变色,后期变为暗褐色。在病菇的菌柄和菌褶上可看到一种粗糙、灰色的菌丝生长物。有时周围的覆土也可被感染。子实体发育后期染病时,菌柄稍变色,菌盖表面的褐斑有一个黄色的晕圈。
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②传播途径:覆土带进病菌,其孢囊孢子由风和水滴传播。
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③防治措施:覆土用60℃蒸气消毒1h或用4%甲醛喷洒消毒。发病后喷洒1∶500倍液多菌灵。
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(7)红银耳病:又称银耳浅红酵母病。病原菌是浅红酵母,主要为害银耳。
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①病害特征:染病银耳子实体变红、腐烂。
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②传播途径:主要通过空气传播,也可通过人和工具接触传染。
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③防治措施:提早接种,出耳期避开25℃以上的高温,以减轻其危害。及时销毁发病耳棒,场地用氨水消毒,用具用0.1%高锰酸钾液消毒。出耳时防止高温、高湿,加强通风换气。
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(8)大纽扣菇:病原菌是肉座菌。主要为害平菇、香菇、双孢菇、金针菇。
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①病害特征:肉座菌以食用菌菌丝为营养源,在被染病的菌袋或菌床上,长出白色的小点,逐渐长大连成一片呈瘤状,后期变成褐色,出现难闻的气味,使食用菌菌丝死亡,子实体不再发生,致使翌年再种时再次为害。
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②传播途径:通过被污染的场地和培养料传染。
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③防治措施:更换栽培场地。在制种和栽培时,用50%多菌灵千倍稀释后拌料,可防止污染。对已污染的培养料,摘除大纽扣菇子实体,远离菇房集中烧毁。菌丝期喷洒千倍稀释的多菌灵,用量为每平方米200ml。
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(9)黏菌病:又称黏液菌病。黏菌是介于真菌和原生动物之间的一种微生物。其营养体类似于原生动物的变形虫,子实体桑果状,类似真菌,能产生孢囊。主要为害平菇、滑菇、香菇、金针菇,还为害黑木耳和银耳。
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①病害特征:黏菌以变形体伸长,侵害菌丝和菇体或耳片,使菌丝体溶化死亡,子实体和培养料腐烂。黏菌生长初期呈乳黄色黏液,后变为橘红色黏液,老熟后干缩为黄褐色,长出鱼子样黏状孢囊。以老菇房和阴暗潮湿、通风不良处为害较重。
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②传播途径;孢囊成熟后散出孢子,孢子通过喷水飞溅及人和工具扩散蔓延。
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③防治措施:注意菇场环境卫生,清除垃圾、杂草、枯枝落叶。避免使用重茬栽培的菇棚,或每潮菇采收结束后,揭膜晒棚,并铲除畦面及四壁表土,喷洒5%石灰水消毒。黏菌喜潮湿环境,喷水要适当,喷水后要加强通风。菇棚不要建在低洼处。加强出菇管理,协调好温度、湿度、通风和光照。一旦发现黏菌为害,马上停止喷水,揭膜通风,降低菇棚温度、湿度,增强光照,造成不利黏菌生长的条件,以抑制其扩展。培养料面出现黏菌后,立即盖上石灰粉或漂白粉后将其铲除,同时喷洒5%石灰水或波尔多液(硫酸铜∶生石灰∶水=1∶1∶200)。
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(10)胡桃肉状菌:又称假块菌、牛脑髓状菌(图5-6)。病原菌是小孢德氏菌。主要发生在双孢菇、草菇等粪草菌培养料上,为害双孢菇、草菇。
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图5-6 胡桃肉状菌
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①病害特征:料面出现奶油色棉絮状菌丝体,料呈暗褐色,潮湿,并有一股难闻的氯气味,菌丝生长受抑制。覆土后病菌在土粒间生长时,可看到浓密的白色菌丝体,有股氯气味。在覆土下面形成大小不一的块状子实体,初为白色,后为淡黄褐色,表面皱纹似牛脑,连绵不断向四周扩散,蘑菇菌丝消失。
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②传播途径:主要通过堆肥或覆土进入菇房,在高温、高湿或料呈酸性条件下,孢子很快萌发为害。
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③防治措施:该病原菌存在于土壤中。制作堆肥时必须在水泥地面或塑料布上,避免料被土壤病菌污染。在未受病菌污染的地方,取地表以下15~30cm的土作为覆土材料,并用甲醛熏蒸消毒。采菇结束后,床架要用浓碱水涂刷,菇房墙壁用浓石灰水涂刷,铲去1层地表土后再换上新土。发现污染,立即停水,消除杂菌后将棚温降至16℃以下,以抑制杂菌生长。
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(11)木霉:又称绿霉。病原菌是绿色木霉、康宁木霉(图5-7),为害所有食用菌。
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图5-7 木霉菌
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①病害特征:在菌种块、培养料或菌袋表面或受潮的棉塞上出现绿色霉斑。绿色霉斑迅速扩大,很快覆盖培养料面和菌袋,外观呈浅绿、黄绿或绿色。
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②传播途径:木霉的孢子主要通过空气、水滴、昆虫、用具及操作人员等媒介传播。
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③防治措施:注意菌种厂及菇棚内外的环境卫生,经常用药液对场地及用具进行消毒。菌种生产必须严格无菌操作,发现木霉污染及时消除。木霉菌喜欢在高温、高湿和偏酸性环境中生长,使用甲醛消毒时不能过量,以免产生酸性环境。防止高温、高湿,用石灰水、石灰粉对菇房、培养室内外消毒,可减少木霉为害。染病初期,及时喷洒1∶500倍液苯来特药,或喷洒5%石灰水,可抑制木霉生长。
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(12)黄霉:又称黄霉菌。病原为黄蚀丝霉,主要为害双孢菇。
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①病害特征:培养料有股霉味。料内出现黄色粉末状颗粒,白色蘑菇菌丝萎缩。染病处不出菇或出现少量的僵菇。
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②传播途径:通过培养料带入菇房。
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③防治措施:防止料过熟、过湿、过厚,注意料的透气性,加强菇房通风管理。发现黄霉菌后,注意改善料的透气性,减少喷水。
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(13)橄榄绿霉:病原菌是橄榄绿毛壳,又称球毛壳菌(图5-8)。主要为害双孢菇。
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图5-8 球毛壳菌
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①病害特征:一般在播种两周内出现,菌丝初为灰色,后变白色,菌丝生长不久形成绿色或褐色针头大小的子囊壳。病菌在料内蔓延,抑制蘑菇菌丝生长,使蘑菇减产。
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②传播途径:多由培养料中的稻草带进菇房。
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③防治措施:堆肥进菇棚前,氨气要充分散失。注意加强菇棚内通风换气,后发酵时料温不要超过60℃。
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(14)白色石膏霉:又称臭霉菌。病原菌是粪生帚霉(图5-9),主要为害双孢菇。
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图5-9 粪生帚霉
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①病害特征:此种霉菌长在覆土表面和培养料里,菌丝浓密如面粉状,有一股刺鼻的臭味,受污染的培养料变黏发黑发臭,双孢菇菌丝不能生长。
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②传播途径:没有消毒的床架、堆肥、覆土均可带菌,动物、昆虫也是传播的媒介。
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③防治措施:使用质量好的堆肥。在堆肥中加入适量的过磷酸钙和石膏,防止料偏碱。局部污染时,喷洒1∶7的醋酸溶液。大面积发生时,可用600~800倍液多菌灵喷洒整个菇床。
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(15)鬼伞:又称野蘑菇。发生在堆料和菇床上的鬼伞有4种:墨汁鬼伞、毛头鬼伞、粪鬼伞和长根鬼伞(图5-10),主要危害双孢菇、草菇。
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图5-10 鬼伞
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①病害特征:鬼伞发生在料堆周围及进棚后覆土前的料面。鬼伞从长出到自溶成黑色汁液,只需24~48h。与双孢菇、草菇争夺营养,造成减产。
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②传播途径:培养料和堆肥带菌传播。
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③防治措施:原料要新鲜,无霉变。培养料进行高温发酵,杀死其中的鬼伞孢子。发现鬼伞,及时摘除,防止孢子扩散。
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(16)链孢霉:又称串珠霉、红色面包霉。病原菌是链孢霉菌(图5-11)。主要为害各种食用菌菌种和代料栽培的菌袋。
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图5-11 链孢霉菌
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①病害特征:产生大量橘红色粉状孢子,形同棉絮状。蔓延很快。
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②传播途径:多由原料中的麸皮、米糠带入,孢子通过空气传播。
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③防治措施:培养基的原料要求新鲜,灭菌要彻底,严防棉塞受潮。培养室干燥,地面撒石灰。及时销毁污染的菌袋和菌瓶。
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(17)段木栽培食用菌的有害真菌:
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①革菌:主要为害段木栽培的香菇、黑木耳、银耳。病原菌有两种:第一种是“牛皮箍”,分黑、白两种,黑的呈栗壳色(边缘红褐色),白的呈笋片色,如同膏药,紧箍在菇(耳)木上。第二种是“金边蛾”,边缘翻起如檐状,表面黑色,背面灰红色,似晒干的木耳贴生在菇(耳)木上,引起菇(耳)木粉状腐朽。
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②多孔菌:主要为害段木栽培的香菇、黑木耳、银耳。病原菌有两种:第一种是朱红栓菌(朱红云芝),无柄、半圆形,侧生在菇(耳)木上,引起菇(耳)木腐朽。第二种是白菌子,形状和朱红栓菌相似,易生白色肉虫,蛀食菇、耳。
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③革耳:主要为害段木栽培的香菇、黑木耳、银耳。革耳呈漏斗状,初期似菱角色,后变为茶色至锈褐色,表面生有粗毛,引起菇(耳)木腐朽。
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④黑疔病:病原菌是炭团菌。主要为害香菇、木耳。炭团菌在菇(耳)木的树皮龟裂处和断面上产生黄绿色的孢子堆,以后形成颗粒状、瘤状和不规则的条状的黑色子座,呈炭质。有黑疔病的段木无法吸水,成为“铁心树”,香菇、木耳菌丝不能生长,因而不能出菇、出耳。
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防治措施:一是接种前做好段木表层消毒。方法是在烈日下翻转暴晒1d,接种前1周用1∶800倍液多菌灵喷洒段木,或在段木切口处涂刷生石灰,防止杂菌从伤口侵入。二是培养场地选在通风良好、排灌方便的地方,清除并烧毁场内外的枯枝、落叶和陈旧的菇(耳)木,场地用石灰水消毒。三是适时翻堆,菇(耳)木加垫枕木堆放,保持菇(耳)木树皮干燥,操作时轻拿轻放,保护好树皮,可减少杂菌污染。四是加强管理,发现杂菌,及时刮除,用15%~20%石灰乳涂擦刮面,杂菌污染严重的及时清理烧毁。
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2.细菌性病害
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(1)黄色单胞菌病:病原菌是田野黄色单胞菌,主要危害双孢菇。
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①病害特征:染病的蘑菇,先在菇盖表面出现褐斑,随着菇体生长,褐斑逐渐扩大,且深入菇肉,直至整个菇体变成褐色至黑褐色,之后萎缩、腐烂。
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②传播途径:病菌由培养料或覆土进入菇房后,随采菇人员及工具而传播。
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③防治措施:用漂白粉对菇棚进行消毒。培养料发酵好。覆土用甲醛消毒。
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(2)细菌斑点病:又称褐斑病。病原菌是托兰氏假单胞杆菌,主要危害双孢菇。
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①病害特征:病斑只见于菇盖表面。开始出现1~2个小的黄色变色区,后变为暗褐色凹陷斑点,并分泌黏液。黏液干后,菌盖开裂,形成不对称的子实体。菌褶很少染病,菌肉变色较浅。
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②传播途径:病菌在自然界分布很广。通过空气、菇蝇、工作人员及用具均可传播。
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③防治措施:喷水后及时通风,防止覆土及菇盖表面过湿。菇棚内喷洒1∶600倍漂白粉溶液。覆士表面撒薄薄1层生石灰粉,可抑制病害蔓延。
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(3)菌褶滴水病:病原菌是菊苣假单细胞杆菌,主要为害双孢菇。
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①病害特征:染病的菌褶有奶油色液滴,严重时引起菌褶腐烂,变成褐色的黏液团。一般未开伞的幼菇没有明显的症状。
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②传播途径:通过菇蝇、采菇人员和溅水传播。被害菌液干燥后可由空气传播。
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③防治措施:可参考细菌性斑点病。
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(4)干腐病:病原菌是假单胞杆菌,主要为害双孢菇。
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①病害特征:病菇畸形,暗褐色,菇盖歪斜,菇柄基部稍膨大、干缩,菇柄纵切可见条状暗褐色病变。染病菇不腐烂,而是逐渐萎缩、干枯,脆而易断。
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②传播途径:主要是带菌蘑菇菌丝接触传播。土、水、空气、工具、工作人员和昆虫亦可传播。
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③防治措施:堆肥必须发酵好。菇房用具用2%漂白粉溶液或500倍液的波尔多液喷洒消毒。及时将发病区和无病区隔离,切断带病蘑菇菌丝传播。菇房装上纱门、纱窗,做好虫害预防工作。
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(5)平菇黄萎病:又称锈斑病,俗称黄菇。病原菌是假单胞杆菌,主要为害平菇。
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①病害特征:是一种使平菇子实体黄染的病害。主要侵害菌盖表面的下凹处和四周以及菌柄中下部表面,一般不侵染表皮下层的菌肉组织。发病初期病斑为针头大小,色泽浅,以后病斑迅速扩大,颜色变深,为铁锈色,严重时子实体一片焦黄,菌盖边缘下卷、变形,干巴收缩。幼菇染病时,菌盖发黄、发黏、干枯腐烂。
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②传播途径:通过土壤、水、空气、病菇和管理人员等途径进行传播。
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③防治措施:防止高温。黄萎病随着温度升高蔓延加速;气温高时,要揭膜加强通风,并加盖草帘,防止菇棚温度上升过高。控制湿度,出菇期间,要加强水分管理,采用干湿交替,喷水与通风相结合,避免畦床和菇床积水,防止湿度过高。气温高时,应早晚喷水,喷水一定要用洁净的清水,不要用坑塘水,防止水源污染。及时清除病菇,刮掉表层染病菌丝,撒1层石灰粉,同时菇棚内喷洒5%石灰清液或1%漂白粉液消毒。染病早期可用金霉素(1∶500)或链霉素(1∶500)溶液喷洒染病菇体,有较好的效果。
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3.线虫病
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线虫是一种低等动物,种类很多,分布很广,体小,长1mm左右。为害食用菌的线虫,目前已分离到几十种,常见的有蘑菇菌丝线虫、蘑菇堆肥滑刃线虫和小杆线虫(图5-12)。主要为害双孢菇、平菇、香菇、草菇、黑木耳、银耳等。
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图5-12 小杆线虫(三唇线虫)形态
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(1)病害特征:线虫噬食菌丝和菇体,使菇体萎缩、腐烂,培养料变黑、变黏、发臭。在腐烂菇体内肉眼隐约可见有白色的线虫活动。
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(2)传播途径:由培养料、覆土、水和昆虫等途径进入菇房传播。
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(3)防治措施:培养料进行堆制发酵,翻堆要彻底、均匀,料温必须达到60℃以上,利用高温杀死培养料中的线虫。畦床用石灰粉消毒,并喷洒0.1%呋喃丹杀虫剂,杀灭土壤中的线虫。及时清除烂菇、污物,消灭线虫孳生地。菇房内发生线虫为害时,可用甲醛与敌敌畏混合液(1∶1)熏蒸杀虫,用量为每立方米10ml;或用溴甲烷熏蒸,用量为每立方米32g,熏蒸后密闭24h。
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4.病毒病
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蘑菇病毒病又称法兰西病、褐色病、顶枯病、菇脚渗水病。病毒病主要为害双孢菇、香菇、平菇、银耳等,可使食用菌品质和产量下降,重者造成绝收。
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(1)病害特征:染病毒的菇体畸形,开伞早,有的柄粗盖小,有的菇柄伸长,盖小且歪斜,最后菇体干缩成海绵状;或病菇出现水浸状条纹,挤压菇柄能滴水;或形成无菇病区,在病区内可见褐色小菇,并提早开伞。
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(2)传播途径:主要是空气传播带病毒的孢子,昆虫、工具或病菇碎片亦可传播。
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(3)防治措施:选用抗病毒的品种。染有病毒病的菇房,必须在开伞前采菇,防止孢子带病毒扩散。每次播种前,菇房及用具用5%甲醛消毒。
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二、食用菌虫害及其防治
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(一)菌螨
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1.形态特征
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蒲螨体小,肉眼不易看见,多在料面或土粒上聚集成团,呈咖啡色。粉螨体较大,白色、发亮,表面有很多刚毛,多时集中呈粉状。菌螨繁殖很快,吃食菌丝和菇体。被害的菌丝体呈黑褐色,子实体被咬食成一些小凹点,给病菌侵害创造条件。被害的黑木耳、银耳,造成烂耳、畸形耳。
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菌螨主要来源于存放粮食、饲料、饼肥的仓库、饲料间或鸡舍的粗糠、麸皮、棉籽饼等饲料中,通过培养料、菌种和蝇类带入菇房。
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2.防治措施
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(1)培养室选择:菌种培养室和菇房远离仓库、饲料间及鸡舍。菇房周围不要堆放厩肥和堆肥。
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(2)菇房消毒:菇房用甲醛和敌敌畏熏蒸消毒。每立方米用甲醛3~4ml,敌敌畏1~2ml。
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(3)培养料发酵:培养料通过高温堆积发酵后再使用。
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(4)药物灭螨:菇床上发现菌螨后,可喷洒1∶600倍液二氯杀螨砜或用敌敌畏(500~800倍液)喷杀。
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(二)菇蝇
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1.形态特征
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成虫似蝇,淡褐色或黑色,触角很短,比菇蚊健壮,善爬行,常在培养料面迅速爬动。幼虫似蝇蛆,为白色或米黄色,头部为黑色(图5-14)。吃食菌丝,使菇蕾枯死,还钻到菇体内啃食菇肉,形成无数小孔,菇体不能继续发育,丧失商品价值。成虫传播轮枝孢霉,使褐斑病流行。菇蝇的卵和幼虫通过培养料进入菇棚,成虫则飞进菇棚为害。
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图5-14 菇蝇
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2.防治措施
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(1)场地杀虫:应注意栽培场地的清洁,在菇场四周定期用0.5%敌敌畏喷洒杀虫。
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(2)栽培期杀虫:菇蝇发生后,在发菌期间,可用千倍稀释的敌敌畏喷雾杀虫,每天喷药2次;也可用0.1%的鱼藤精喷洒。但若有菇蕾出现时,立刻停止使用杀虫剂,改用黑光灯诱杀。方法是:将黑光灯横装在菇床架间顶层上方的60cm处,在灯管下35cm处,放1只收集盆,内盛适量的0.1%的敌敌畏药液,开灯诱杀。
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(3)培养料杀虫:杀死培养料中的卵和幼虫,可用二嗪农拌料,每吨料用20%二嗪农114ml。
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(三)菇蚊
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1.形态特征
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成虫为黑褐色,长2mm左右,具有细长触角。在菇床上爬行很快。幼虫白色,近似透明,头黑色,发亮(图5-15)。幼虫钻入料内吃食菌丝或将子实体蛀食成海绵状。成虫传播螨类和轮枝霉病等病害。
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图5-15 眼菌蚊
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2.防治措施
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(1)培养料发酵:培养料发酵彻底,杀死料中的卵和幼虫。
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(2)药物灭蚊:出菇前发现菇蚊,可喷洒0.5%敌敌畏或菇棚内挂敌敌畏布条熏蒸。出菇后可喷洒1∶800倍液除虫菊酯等无残毒的杀虫剂或用黑光灯诱杀,方法见菇蝇的防治。
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(四)菇蚋
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1.形态特征
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成虫呈小蝇状,体长约1mm,头胸部黑色,腹和足橘红色,初孵幼虫为白色、纺锤形小蛆,老熟幼虫米黄色或橘红色(图5-16)。幼虫在培养料和覆土间繁殖为害,使菌丝衰退,菇蕾枯死,或钻进菌盖、菌柄、菌裙等处蛀食,使菇体带虫,品质下降。黑木耳、银耳被侵害后,菌丝衰退,引起烂耳。
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图5-16 瘿蚊
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2.防治措施
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(1)培养料发酵:发酵堆制,以杀死幼虫。
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(2)设施、用具药物熏蒸:菇棚床架、用具用2%五氯酚钠药液浸泡,菇棚用甲基溴或敌敌畏熏蒸。
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(3)栽培期灭虫:发生虫害时,停止喷水,使床面干燥,使幼虫停止生长直至干死。
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(4)培养料灭虫:在培养料中拌入二嗪农,以杀死料中幼虫。
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(五)跳虫
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1.形态特征
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跳虫体长1.2~1.5mm,银灰色至蓝色,成堆时灰黑色(图5-17)。虫体弹跳力很强。常密集在菇床表面或阴暗潮湿的地方,严重时成堆爬在菇蕾上,使幼菇枯萎死亡。若成堆爬在菇盖上,呈灰黑色,像1层烟灰,咬食子实体。
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图5-17 跳虫及被害菇体
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2.防治措施
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(1)培养料高温发酵:堆制培养料时,堆温应升高至60~70℃,翻堆要彻底,以杀死料堆中大部分的虫卵和幼虫。
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(2)药物灭虫:床面无菇时,可喷洒0.4%敌百虫或千倍稀释的敌敌畏;床面有菇时,可喷洒0.1%的鱼藤精或500倍稀释的除虫菊酯药液。
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(六)蛞蝓
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1.形态特征
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身体裸露,柔软,无外壳,暗灰色、黄褐色或深橙色,有两对触角。白天潜伏在石头、草丛、腐烂的草堆中和阴暗潮湿的角落里,夜间出来觅食,吃食菇蕾和菇盖。影响产量和质量。
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2.防治措施
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(1)清除隐蔽场所:清除菇场的枯枝落叶、杂草、砖头、瓦块,破坏蛞蝓的隐蔽场所,以减少蛞蝓的发生和为害。
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(2)用多种方法捕杀:发现蛞蝓后,可用5%盐水或碱水滴杀,也可人工捕捉。在蛞蝓出没处撒石灰粉,蛞蝓接触石灰便死亡。用多聚乙醛300g,糖50g,5%砷酸钙300g充分混合,再与炒过的米糠或豆饼粉400g混匀拌成药粉或制成丸,置于菇场四周进行诱杀。
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三、食用菌病虫害的综合防治
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(一)生态防治
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食用菌病虫害的发生,环境条件适宜程度是最重要的诱导因素。当栽培环境不适宜某菌种生长,导致生命力减弱,就会造成各种病虫害的入侵,香菇烂筒就是明显的实例。当香菇菌筒处于海拔较高,夏季气温较适宜的地方,烂筒就较少发生;当菌筒覆土后长期灌水,造成高温高湿,好氧性菌丝处于窒息状态,烂筒就大面积发生。根据栽培的食用菌种类的生物学特性,选择最佳的栽培环境,并在栽培管理中采用符合生理特性的管理方法,这是病虫害防治的最基本治理技术。在目前许多食用菌产品处于产大于销的背景下,应当选择最佳栽培区域,生产最适宜的食用菌种类,这是食用菌病虫害无公害治理的最基本技术。此外,通过选择抗逆性强的良种,人为改善栽培场环境,创造有利于食用菌、不利于病虫害发生的环境,都是有效的生态防治措施。
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(二)物理防治
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病虫害均有各自的生理特性和生活习性,利用各种危害食用菌的菌类、虫类的这些特性,采用物理的、非农药的防治,也可取得满意的治理效果。如利用某些虫害的趋光性,可在夜间用灯光诱杀;利用某些虫害对某些食物、气味的特殊嗜好,可用某些食物拌入药物进行诱杀;又如链孢霉的特性是喜爱高温高湿的生态环境,把栽培环境控制在湿度70%以下,温度控制在22℃以下,链孢霉可迅速受到抑制,而许多食用菌菌丝生长又不受影响,这也是无公害治理好方法。
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(三)生物防治
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1.捕食作用
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在自然界,有些动物或昆虫可以某种(些)害虫为食料,通常将前者称作后者的天敌。有天敌存在,就自然地降低了害虫的种群数量(虫口密度),如蜘蛛捕食蚊、蝇等,蜘蛛便是蚊、蝇的天敌。
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2.寄生作用
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寄生作用是指一种生物以另一种生物(寄主)为食料来源,它能破坏寄主组织,吸收寄主组织的养分和水分,直到寄主消亡。用作生物防治的寄生作用包括以虫治虫和以菌治虫两大类。
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(1)以虫治虫:据有关报道菇床上的一种线虫常寄生在蚤蝇体内,还有一种线虫能寄生在蕈蚊体内。
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(2)以菌治虫:在微生物寄生害虫的事例中,较常见的有核型多角体病毒寄生于一些鳞翅目昆虫体内,使昆虫带毒死亡。另据有关报道苏云金芽孢杆菌和环形芽孢杆菌对蚊类有较高的致病能力,其作用相当于胃毒化学杀虫剂,可用其灭蚊。目前,国内外已有细菌农药、真菌农药出售。比较常见的细菌农药有苏云金杆菌、青虫菌等;真菌农药有白僵菌、绿僵菌等。这些生物农药在食用菌害虫防治中,可望发挥一定的作用。
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(3)以菌治病:一部分微生物寄生于病原微生物体内的现象很多。在食用菌病害中,有的噬菌体寄生在某些细菌体内,溶解细菌的细胞壁,以繁衍自身。因此,有这种噬菌体存在的地方,某种细菌性病害就大为减轻。
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3.拮抗作用
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由于不同微生物间的相互制约、彼此抵抗,而出现一种微生物抑制另一种微生物生长繁殖的现象,称作拮抗作用。利用拮抗作用,可以预防和抑制多种有害菌。在食用菌生产中,选用抗霉力强的优良菌株,就是利用拮抗作用的例子。
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4.占领作用
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栽培实践表明,大多数杂菌更容易侵染未接种的培养料,包括堆肥、段木、代料培养基等。但是,当食用菌菌丝体遍布料面,甚至完全“吃料”后,杂菌较难发生。因此,在菌种制作和食用菌栽培中,常采用适当加大接种量的方法,让菌种尽快占领培养料,以达到减少污染的目的。这就是利用占领作用抑制杂菌的例子。
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5.诱发作用
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有些微生物既无寄生杀菌作用,也无占领作用,但能诱发寄主的抗病能力,从而减少病害的发生,起到防病作用。例如,在蘑菇生长发育过程中,一些微生物常常聚集在蘑菇菌丝体周围,它们与蘑菇菌丝是共生关系。这类微生物产生的某种(些)物质,能刺激蘑菇菌丝生长。据斯坦莱克报道,菌丝周围有微生物群的培养物,不仅能使蘑菇菌丝的生长增长37%,而且还能促进出菇。这种诱发作用,客观上增强了蘑菇抵抗病虫的能力。
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(四)化学防治
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常用化学药剂防治对象与使用方法,如表5-5所示。这种方法的特点是操作简单,防治效果好,生产率高,防治及时,但留残毒,污染周围环境,影响人体健康。食用菌与一般农作物不一样,其生育期短,组织柔嫩,抗药能力差,使用的杀菌杀虫药剂,必须选择性强,杀灭效果好,毒性低,残留量少。
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表5-5 常用药剂防治对象与使用方法
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施用化学药剂的机械统称为病虫害防治机械。病虫害防治机械按药剂的性质和施药方法分为喷雾机、喷粉机、培养料消毒机;按动力分为手动和机动;按携带方式分为人力后背式、侧背式、手推式和担架式等。喷雾、喷粉的食用菌生产技术要求是:药液浓度和喷药量应符合要求;喷施质量好,喷量稳定、均匀、不漏喷、不重喷;作业效率高,喷洒时遵守喷药的安全规则,尽量减少化学药剂对操作人员和周围环境的污染和危害。
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第二节 食用菌病虫害防治机械与设备
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一、食用菌病虫害防治设备
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(一)黑光诱虫灯
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1.构造及工作原理
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(1)构造:黑光灯按供电性质有直流和交流两种。按功率大小有3W、6W、12W等类型。
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直流黑光灯有多种功率,但构造大同小异,主要由灯管、变流器、灯架、电池盒、灯雨罩、灯座、玻璃等部分组成(图5-19)。
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图5-19 直流黑光灯
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交流黑光灯主要由灯管、镇流器、灯雨罩、灯座、灯架、启动器等部分组成,使用方便,寿命长,但需要交流电源(图5-20)。
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图5-20 交流黑光灯
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(2)工作原理:黑光灯是由电源供电,发出近紫外光,当害虫见到这种光后即朝此飞来。灯架下放置水盆,在水表面放一些煤油或农药,飞来的害虫见到水盆里的光,即窜入水中淹死,从而达到治虫的目的。交流黑光灯原理,如图5-21所示。
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图5-21 交流黑光灯原理图
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2.使用注意事项
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(1)直流黑光灯要按正、负极装上干电池(正、负极不可接错)。一般设有高、低两档拨动开关。更换一次新电池,若每夜使用4h,低档(向上拨动),可使用18~20d;高档(向下拨动)可使用10~12d。
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交流黑光灯须架设电线。开启电源开关,即可使用。
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(2)干电池在使用末期,为增加光通量,可把拨动开关拨在高档上。
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(3)水盆应足够大,要放足水并在水上加点煤油或农药。
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(4)电源接通后,如变流器有轻微响声,而灯管不亮,应立即关闭电源,检查灯座两根电线是否松动或胶合。排除后,再开启电源。
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3.常见故障及排除
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黑光灯的常见故障及排除方法,如表5-6所示。
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表5-6 黑光灯主要故障及排除方法
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(二)高压杀虫灯
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1.构造及工作原理
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(1)构造:高压杀虫灯型号较多,其结构都是在黑光灯外围装设高压电网,取消了黑光灯下的水盆。它主要是由黑光灯诱虫装置和高压触杀装置两部分组成(图5-22)。黑光灯诱虫装置由黑光灯管、镇流器和启动器组成,其作用是引诱害虫飞来。高压触电装置由高压电网、高压变压器和保护灯泡组成。高压变压器是将220V交流电升高到4kV供给电网使用,电网具有特殊几何形状,以达到最大捕杀效果。高压变压器一次绕组串联100W灯泡,防止电网短路烧毁变压器,同时起着短路指示的作用。
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图5-22 高压杀虫灯
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(2)工作原理:高压杀虫灯同样是利用黑光灯发出的近紫外光,来诱杀害虫,不同的是有高压电网,害虫触碰电网后电流通过虫体而被杀死。工作原理如图5-23所示。
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图5-23 高压杀虫灯原理图
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2.使用注意事项
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(1)高压杀虫灯应安装在高处,使人、畜均不能触及。
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(2)插入220V电源,打开开关,灯管起辉发亮。
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(3)用绝缘性能好的螺钉旋具使高压电网相邻两条短路,灯泡若发亮,表示电网已正常工作。
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(4)使用中应注意灯具不受雨淋。如果受到雨淋必须将绝缘部分擦干后,才能再使用。
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3.常见故障及排除方法
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高压杀虫灯的常见故障及排除方法,如表5-7所示。
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表5-7 高压杀虫灯的主要故障及排除方法
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二、食用菌病虫害防治机械
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(一)背负式喷雾器
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1.3WB-16型(工农-16型)喷雾器的构造及工作原理
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(1)构造:主要由药液桶、液压泵、空气室和喷射部件组成,如图5-24所示。
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图5-24 3WB-16型(工农-16型)背负式喷雾器结构图
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①药液桶包括加水盖、桶身、背带等部件。桶身外形为腰子形,适于背负。桶壁上标有水位线,加液时液面不得超过此线。桶的加液口处设有滤网,防止杂物进入桶内。
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②液压泵采用皮碗式活塞泵,装在药液筒内,主要由泵筒、塞杆、皮碗、进水球阀等组成。其作用是将药液桶内的药液吸入泵筒内,然后再压送到空气室去增压。
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③空气室是一个中空的全封闭壳体,安装在出水阀座上,底部与出水接头相连,上部标有安全水位线。空气室的作用是减少液泵排液的不均匀性,使药液获得稳定而均匀的喷射压力,保证药液连续喷出。
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④喷射部件主要由胶管、开关、套管、喷管、喷头等组成。用开关控制药液流量。套管内装有过滤网,用以过滤喷出的药液。喷头采用切向进液式,由喷头体、垫圈、喷头片和喷头帽组成,用来雾化和喷洒药液。
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(2)工作原理:工作时,操作人员用手上下扳动摇杆,通过连杆使活塞在泵筒内做上下往复运动,活塞杆上行时,将药液吸入泵筒内,当活塞下行时再将药液压入空气室。随着药液逐渐增多,空气室内的空气渐渐被压缩,当达到一定压力时,打开喷杆上的开关,即可进行喷雾作业(图5-25)。
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图5-25 3WB-16型(工农-16型)喷雾器工作示意图
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2.NS-15型喷雾器
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NS-15型喷雾器,用塑料制作,其外形如图5-26所示。这种喷雾器采用大流量活塞泵,且活塞泵与空气室合二为一,置于药箱内,可避免空气室因过载破裂而对人体造成的伤害。在泵体上设置了可调式安全限压阀,在药液箱盖上设置了防溢阀,配有多种喷洒部件。根据使用的喷头和作业要求,在加注药液前,更换弹力不同的安全阀,可将工作压力分别设定在0.2MPa、0.4 MPa或0.6 MPa,药液压力超过预定值时,安全阀就开启,液体回流到药液箱。
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图5-26 NS-15型喷雾器
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3.使用与维护
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(1)使用方法:
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①新皮碗使用前应在润滑油或动物油中浸泡24h以上,不要用植物油泡。
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②安装塞杆组件,可先向气筒内滴少许润滑油,将皮碗的一边斜入筒内,旋转塞杆,同时另一只手将皮碗周边压入筒内,扶正塞杆,垂直装入。切忌硬行塞入。
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③加注药液时,应先过滤,防止杂质堵塞喷孔。液面的高度不应超过桶身外部标明的水位线。如果加注过多,工作中泵盖处可能会发生溢漏。
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④背负作业时,揿动摇杆泵液以18~25次/min为宜。3WB-16型操作中不可过度弯腰,以免药液溅出。泵入空气室中的药液不许超过安全水位线;一旦超过,应立即停止泵液,以免空气室裂破。
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⑤正式喷洒前,应先用清水试喷,检查是否漏水、喷雾是否正常。发现异常,及时排除。
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(2)维护保养:
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①作业结束后要倒净残存药液,并用清水喷洒几分钟以冲洗喷射部件。如果喷洒的是油剂或乳剂药液,要先用热碱水洗涤器具,再用清水冲洗。
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②拆下喷射部件,打开开关,流尽废水。卸下泵筒,倒出积水,擦干。将皮碗取下放入润滑油或动物油内浸透,重新装好。将喷雾器放在阴凉干燥处。
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③如长时间不用,应把药液桶内外都擦洗干净,并在各接头部分涂润滑脂,以防生锈。皮碗应取出用纸包好,到使用时再装。
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4.常见故障及排除方法
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背负式喷雾器的常见故障及排除方法,如表5-8所示。
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表5-8 背负式喷雾器的常见故障及排除方法
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表5-8 背负式喷雾器的常见故障及排除方法(续)-1
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(二)隔膜泵喷雾器
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1.构造及工作原理
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(1)构造:3WBM-16型隔膜泵喷雾器,主要由药液箱,手动双缸隔膜泵、多功能喷射部件和背负装置等零部件构成(图5-27)。
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图5-27 3WBM-16型隔膜泵喷雾器
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(2)工作原理:这种喷雾器利用隔膜泵里的隔膜片在外力作用下产生的弹性变形和位移,与上、下泵盖形成的腔室容积发生忽大忽小的变化而使药液吸入和排出,如图5-28所示。当揿动摇臂使隔膜片产生弹性变形向上移动时,A腔容积不断减小,压力升高;B腔容积随之增大,产生了负压(真空度)。在此情况下,A腔的药液推开A腔出液球阀压入气室,而B腔则在大气压力与B腔压力差的作用下,使药液箱内的药液推开B腔进液球阀进入B腔。A腔进液球阀和B腔出液球阀在A腔药液的作用下处于关闭状态。当反向转动摇臂,使隔膜片产生弹性变形向下移动时,B腔容积减小,A腔容积增大。B腔的药液在其压力作用下推开B腔出液球阀流入气室,因A腔处于负压状态,在大气压力与A腔压力差的作用下,药液箱内的药液通过过滤器推开A腔进液球阀被压入A腔。同样,A腔出液球阀和B腔进液球阀则在B腔药液压力作用下处于关闭状态。如此反复进行,药液箱内的药液便不断地被压入气室,使气室内的空气受到压缩,压力升高。当打开开关,气室内的药液就通过喷射部件进行喷雾。
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图5-28 3WBM-16型隔膜泵喷雾器工作原理图
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2.使用与维护
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(1)为确保不渗漏药液,使用前应拧紧各螺母以及螺纹接头。
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(2)往药液箱内灌装药液时,不得取下箱盖下的滤网,以防杂物堵塞药路。
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(3)转动摇臂时应匀速进行,不可用力过猛。
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(4)当气室药液液面升至气室高度3/4处时即应停止转动摇臂,以防压力过高造成隔膜泵的损坏。
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(5)喷施作业完毕后,必须倒尽残余药液,并灌装适量的清水继续喷施几分钟,达到清洗目的。
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3.常见故障及排除方法
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3WBM-16型隔膜泵喷雾器的常见故障及排除,如表5-9所示。
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表5-9 3WBM-16型隔膜泵喷雾器的常见故障及排除
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表5-9 3WBM-16型隔膜泵喷雾器的常见故障及排除(续)-1
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(三)压缩喷雾器
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1.构造及工作原理
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(1)构造:3WS-7型压缩喷雾器主要由药液桶、皮碗式气筒和喷射部件组成,如图5-29所示。
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图5-29 3WS-7型压缩喷雾器
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①药液桶:由药液桶、加水盖、垫圈、出水管等组成。出水管焊立在液桶内,下端进水,伸出桶盖的一端连接有出水接头,与喷射部件的胶管相连。
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②气筒:由气筒管、杆、皮碗和压出阀等组成,以手抽压塞杆在气筒内上下往复运动,可使药液桶内气压升高。
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③喷射部件:由胶管、直通开关、套管、喷管、喷头等组成,其作用是对药液雾化和喷洒。
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(2)工作原理:工作时,先将已备好的药液装入药液桶内,然后抽动气筒塞杆向桶内打气,使桶内气压增高,打开直通开关后,迫使药液经喷射部件喷洒出去。随着药液液面下降,药液桶内气压降低,这时需再打气加压。一般每次加药液后,需打气3~5次才能喷完。由于这种喷雾器是用药液桶兼做空气室,所以桶盖一定要放正盖严,加注药液时,也不能加注得太多,最高不能超过桶身上标出的水位线。
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2.使用与维护
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这种喷雾器的使用保养与3WB-16型(工农-16型)背负式喷雾器的使用保养基本相同。另外还要注意以下事项:
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(1)加添药液后,应将加水盖盖严旋紧,同时注意气筒压盖和放气螺丝处也不得漏气,否则会影响喷雾质量。
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(2)抽压塞杆打气时,要平稳,要拉足、压足每个行程。一般每次打气抽动30~40下为宜。打气结束,要锁住塞杆。
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(3)如果喷雾器已经使用多年,应注意药液桶的腐蚀情况,切防打气胀裂发生意外。
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3.常见故障及排除方法
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3WS-7型压缩喷雾器的常见故障及排除方法,如表5-10所示。
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表5-10 3WS-7型压缩式喷雾器的常见故障及排除方法
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(四)背负式机动喷雾喷粉机
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1.背负式喷雾喷粉机的构造
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背负式机动喷雾喷粉机主要由机架、汽油发动机、风机、药箱和喷管组件等组成,如图5-30所示。
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图5-30 背负式机动喷雾喷粉机
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(1)机架:分为上下两部分。上机架用于安装药箱和油箱,下机架用于安装风机和汽油机。
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(2)离心式风机:是在汽油机的带动下产生高压、高速气流,进行喷雾和喷粉。风机上方有小的出风口,通过进风阀将部分气流引入药箱,喷雾时对药液加压,喷粉时对药粉吹送。
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(3)汽油发动机:提供作业时所需要的动力。采用1E40F型汽油机。
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(4)药箱总成:可以盛液剂,也可以盛粉剂,只是箱内的部件不同。喷雾状态时药箱内设有滤网、进气软管和进气塞;喷粉状态时药箱内只有吹风管。
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(5)喷粉状态喷管装置:由风机弯头、小蛇形软管、大蛇形软管、直管、弯管组成。
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(6)喷雾状态喷管装置:将喷粉状态喷管装置的小蛇形软管换成输液管,再装上通用式喷头即可。
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(7)超低量喷雾状态喷管装置:与喷雾状态相同,但要将喷头换成专用的超低量喷头。
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2.正确使用
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(1)喷雾作业:首先组装有关部件,使整机处于喷雾作业状态。工作时,汽油机带动风机叶轮高速旋转,大部分气流从喷管喷出,小部分气流经进气塞、进气管到达药液顶部对药液加压。当打开开关,药液便经输液管从喷头喷出,被气流喷散成雾并吹向远方,如图5-31所示。
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图5-31 喷雾作业状态
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喷雾作业时,要注意以下事项:
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①加药液前先用清水试喷一次,检查各处有无渗漏现象,然后配制加添药液,本机采用高浓度、小喷量,其浓度比手动喷雾器所用药液浓度加浓5~10倍液;加药液时必须用滤网过滤,不要过急、过满,不要超出药箱容积的3/4,以免药液从过滤网出气口处溢进机壳内;药液必须干净,以防喷嘴堵塞;如果在汽油机不熄火的情况下加药液,一定要使汽油机处于低速运转状态;加药液后务必拧紧药箱盖。
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②机手背起机器后,调整手油门,使汽油机稳定在额定转速5000r/min左右,开启手把药液开关(手把朝着喷头方向为开),然后以一定的步行速度和行走路线进行作业。在喷洒过程中,要随时左右摆动喷管,以控制喷幅和均匀性。
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③喷洒中勿将喷管弯折,应稍倾一定角度为好。
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(2)喷粉作业:首先使药箱和喷管处于喷粉状态。工作时,汽油机带动风机叶轮高速旋转,大部分气流从喷管喷出,小部分气流经出风口进入药箱由吹粉管吹出,在吹粉管的导流作用下,药粉被吹向粉门体,当打开粉门,药粉经输粉管进入喷管,被气流吹散并送向远方,如图5-32所示。
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图5-32 喷粉作业状态
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喷粉作业要注意以下事项:
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①添加的药粉应干燥、过筛,不得有杂物和结块。不停机加药时,汽油机应处于低速运转,并关闭挡风板及粉门。加药后,拧紧药箱盖。
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②机手背机后,将手油门调整到适宜位置,待汽油机稳定运转后可拨动粉门开关手柄,边行走,边喷撒。
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③由于喷粉时粉末易被吸入汽油机的化油器,影响汽油机工作,所以不要把化油器内的过滤器拿掉。
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(3)超低量喷雾作业:超低量喷雾作业喷洒的是油剂农药,药液浓度高,为飘移积累性施药。风机高速旋转,产生的高速气流经喷管导入喷口,被分流锥导为环状气流,吹动驱动叶轮,从而使喷头旋转组件高速转动;另有一小部气流经进气管进入药箱,在药液上部对其加压。与此同时,从药液箱中经输液管流量开关流入空心轴的药液,再从空心轴上的孔流入前、后齿盘的缝隙中,在高速旋转的齿盘的离心力作用下,沿齿盘周缘上的齿抛出,并被齿尖撕裂成细小雾滴,这些细小雾滴再被从喷口喷出的高速气流吹向远方,喷洒在防治对象上,如图5-33所示。
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图5-33 超低量喷雾工作过程
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3.维护与保养
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(1)日常保养。
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①将药箱内残存的粉剂或药液倒出。
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②用清水洗刷药箱、喷管、手把组件(勿洗刷汽油机),清除机器表面的油污尘土。
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③检查各零部件螺钉有无松动、脱落,必要时紧固。
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④用汽油清洗空气滤清器,滤网如果是泡塑件,应用肥皂水清洗,喷粉作业时,需清洗汽化器。
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⑤超低量喷雾作业半天,应把齿盘组件取下,用柴油清洗轴上的孔,保持输液畅通,用干净棉丝或布擦净喷头,注意不要用水冲洗,以防轴承生锈、每天还应把齿盘中的轴承取下用柴油清洗干净,加入适量钙基润滑脂后装好,取下调量开关畅通清洗孔径。
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(2)长期存放:要放净燃油,全面清理油污、尘土,并用肥皂水或碱水清洗药箱、喷管、手把组件、喷头,然后用清水冲净并擦干。金属件涂防锈油;脱漆部位,除锈涂漆。取下汽油机的火花塞,注入10~15g润滑油,转动曲轴3~4转,然后将活塞置于上止点,最后拧紧火花塞用塑料袋罩上,存放于阴凉干燥处。
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4.常见故障及排除方法
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背负式机动喷雾、喷粉机的常见故障及排除方法,如表5-11所示。
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表5-11 背负式机动喷雾、喷粉机的常见故障及排除方法
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表5-11 背负式机动喷雾、喷粉机的常见故障及排除方法(续)-1
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(五)3WCD-5型手持式电动超低量喷雾器
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1.构造及工作原理
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(1)构造:主要由微型电动机、雾化齿盘、流量器、药液瓶、把手、干电池等组成,如图5-34所示。
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图5-34 3WCD-5型手持式电动越低量喷雾器
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①微型电动机是功率2W的直流电动机,它是雾化齿盘旋转的动力。
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②雾化齿盘由前、后齿盘组合而成,安装在微型电动机轴上,齿盘周缘有360个又细又尖的齿。
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③流量调节器由流量嘴和输液管组成。流量嘴插入输液管孔内,用来控制药液流到雾化齿盘去的流量。它的孔径有φ1mm、φ1.3mm、φ1.6mm、φ2mm四种。
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④药液瓶的口部有螺纹,与药液瓶座、输液箱相连接,螺纹口处有一小孔,通过瓶座上的进气管与大气相通。
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⑤空心塑料把手的前端安装喷头、药液瓶;后端设有电池盖,内部安装电池组;把手上还装有电源开关。电池组一般为4节1号干电池。
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(2)工作原理:工作时,接通把手上的电源开关,电动机带动雾化齿盘高速旋转,此时转动把手使药液瓶口向下,药液在重力作用下,经流量调节器和出液口在两齿盘间流出,被雾化齿盘高速向外甩出,并被雾化齿盘周缘上的细尖齿粉碎成雾,喷幅可达3~5m。
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2.使用与维护
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(1)正确使用:
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①作业前检查喷雾器各零部件是否齐全完好,雾化齿盘转动是否灵活,输液系统是否畅通,有无漏液现象。
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②装入电池,打开开关,检查转速是否正常,若雾化齿盘旋转良好,立即关闭电源,将过滤后的药液倒入药液瓶内,把药液瓶安装到瓶座上。
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③作业时,转动把手使药液瓶口向下,喷头与地面夹角45°,喷口与地面距离为0.5~1m。
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④作业中,手和其他物件不要碰着高速旋转的雾化齿盘,以防损伤人身和机具;未打开开关时,不能将药瓶口朝下使喷头朝向目标物,否则药液会直接流到目标物上而产生药害和浪费农药。喷洒中,要不停地摆动喷头,以免引起药害。
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(2)维护保养:
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①严禁把喷头部分放入水中洗刷,以免损坏电动机。
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②每天作业结束后,应将药液瓶内剩余的药液倒出,再盛入清洗液(如煤油、肥皂水等),开动电动机再喷雾几分钟,以冲洗雾化齿盘及流量调节器等部件。如果喷雾器其他部位沾有药液,也要用布蘸上清洗液擦掉。
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③长期保存时,取出塑料把手里的干电池,将雾化齿盘、电动机等从喷头上拆下,擦净药垢,进行检修,然后重新装好,并在电动机轴承处加注润滑脂,试运转正常后,套上护盖,存放在阴凉、干燥的场所。
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3.常见故障及排除方法
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3WCD-5型手持式电动超低量喷雾器的常见故障及排除方法,如表5-12所示。
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表5-12 3WCD-5型手持式电动超低量喷雾器的常见故障及排除方法
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表5-12 3WCD-5型手持式电动超低量喷雾器的常见故障及排除方法(续)-1
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(六)3WCD-2型多功能微型电动超低量喷雾器
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1.构造及工作原理
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(1)构造:该喷雾器主要由三大部组成,如图5-35所示。包括药液筒、喷头部分(图中1~9部件),手持操作部分(图中10~16部件)和电源部分(图中17~20部件)。
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图5-35 多功能微型电动喷雾器
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(2)工作原理:工作时,旋动电池筒,接通电源,微型电动机驱动雾化盘高速旋转,当将雾化盘朝向下方时,药液流至雾化盘,在离心力的作用下被雾化盘甩向四周。
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2.使用与维护
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(1)安装:
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①将前两段手柄插接起来,并使手柄上的定位弹簧对准弹簧孔,固定好。
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②将3节1号干电池正极朝上放入电池筒内。
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③将电池筒旋入正负电源座内。当旋到位时,正负极电源即接通,微型电动机开始工作,如反旋电池筒半圈到一圈时,负极自然断路,微型电动机停止工作。施药时,喷洒与停止就是靠正向或反向旋转电池筒来实现。
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(2)维护与注意事项:
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①喷洒农药前必须先试喷,并检查通电后微型电动机是否工作,如不工作需检查线路是否接好、接牢。
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②配完药液后,将雾化盘朝上接通电源使微型电动机工作5s左右,将雾化盘朝下,即可进行施药。
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③伸缩操作手柄时,必须伸缩到位,否则不能正常工作。
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④施药完毕,要清洗药液筒,擦干操作手柄,取出电池。
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⑤如将手柄收缩起来,必须将手柄中的导线拉紧慢慢收缩,如不拉紧导线,手柄收不进;如强行收缩,会使导线卡断。
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3.常见故障及排除方法
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3WCD-2型多功能微型电动喷雾器的常见故障及排除,如表5-13所示。
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表5-13 3WCD-2型多功能微型电动喷雾器的常见故障及排除
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第六章 典型食用菌机械化栽培技术与机械设备
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第一节 平菇机械化栽培技术与机械设备
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一、平菇栽培季节和场所设施
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(一)平菇的栽培季节
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按照各地的自然气候特点,选用不同温型品种,可以实行四季栽培。春栽,选用中温型品种;秋栽,选用低温型品种;冬栽,选用低中温型品种;夏季,可选用高温型品种(表6-1)。
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表6-1 平菇不同温型的菌株
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(二)平菇的栽培场所与设施
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平菇室内栽培,可利用空闲房屋;室外栽培,可建阳畦、塑料大棚、荫棚等设施。亦可将种蔬菜的塑料大棚做适当改造,开设通气洞,用于平菇栽培。
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二、平菇机械化栽培工艺与机械设备
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(一)平菇机械化栽培工艺
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平菇很适合于代料栽培,可以袋栽、床架栽培和阳畦栽培。其工艺流程如下:
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(二)培养料的制作机械设备
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1.木材切片机
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把木材、枝桠材切成木片。
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2.粉碎机
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把木片、玉米芯等粉碎成木屑、碎玉米芯等。
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3.原料搅拌机
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按配方将各种原料搅拌均匀。
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4.装瓶装袋机
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把培养料装入瓶或袋内。
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5.灭菌锅
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把装好瓶或袋的培养料放入灭菌锅进行灭菌消毒。
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三、平菇机械化栽培技术
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(一)原料的选择与处理
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平菇袋栽一般采用生料栽培,原料的质量好坏直接关系到栽培的成败。原料应新鲜,无霉变、无虫蛀,不含有农药或其他有害化学药品。栽培前应放在阳光下暴晒2~3d,以杀死料中的杂菌和害虫。玉米芯、豆秸、稻草、麦秸、花生壳、芦苇叶等原料,应预先切短或粉碎,最好先进行堆积发酵处理,使其质地变软,容易被平菇菌丝吸收利用。
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(二)培养料配方
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1.培养料配方
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培养料的配方很多,常见的有:
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①麦草85%,玉米粉15%,料水比1∶1.3~1.5,料的含水量65%左右。
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②棉籽壳50%,玉米芯49%,石灰1%,料水比例适宜。
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③玉米芯76%,棉籽壳20%,麸皮或玉米粉3%,石灰1%,料水比1∶1.5。
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④玉米芯50%,豆秸47%,麸皮2%,石灰1%,料水比1∶1.5。
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⑤木屑89%,麸皮10%,石灰1%,料的含水量65%左右。
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⑥稻草99%,石灰1%,料水比1∶1.2~1.5。
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⑦花生壳、花生秆78%,麸皮20%,石膏1%,蔗糖1%,料水比1∶1.2~1.5。
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⑧甘蔗渣50%~69%,木屑30%~49%,石灰1%,料的含水量65%左右。
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⑨苇叶94%,麸皮5%,石膏1%,水适量。
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气温高时,配方中应加入0.1%多菌灵(50%浓度)或克霉灵等抑菌剂,石灰添加量可增加为1.5%,以防杂菌污染。
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2.配制方法
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按上述配方要求,准确称料,将料充分混合,加水拌匀。要掌握适宜的料水比,春栽气温低,空气湿度小,培养料中加水适当多一点,料水比以1∶1.3~1.4为宜;秋栽气温高,空气湿度大,加水适当少一些,料水比以1∶1.25~1.3为合适。不同的料含水量不一样。料水比也不同,棉籽壳绒长的可适当多加些水,绒短的可少加些。拌好的培养料要堆闷2h以上,让培养料吃透水;玉米芯、豆秸等最好堆闷一夜,让水分浸入内部。有条件的最好将培养料进行堆积发酵处理,不仅能改善培养料的理化性质,而且可减少杂菌和病虫害的为害。
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堆积发酵的方法是:在水泥地面铺1层麦秸,约10cm厚,把培养料放在麦秸上,料少时堆成1m高的圆形堆,料多时堆成高1m、宽1m的长条形堆,每隔30cm左右,用木棍扎通气眼到料底,以利通气。然后料堆上覆盖麻袋或塑料薄膜。当料堆中心温度升到55~60℃时维持12~24h,然后进行翻堆,内倒外,外倒内,继续堆积发酵,使料堆中心温度再次升到55~60℃,维持24h,再翻堆1次。经过2次翻堆,培养料开始变色,散发出发酵香味,无霉味和臭味,发酵即可结束。用pH试纸检查培养料的酸碱度,再用石灰调整pH为8左右,待料温降到30℃以下时再行装袋接种。
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(三)装袋与接种
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选用高密度聚乙烯薄膜筒,宽20~22cm,长40~45cm,厚度为0.02~0.025mm,装干料0.7~0.8kg。采用两头袋口接种,它集中了袋口菌种优势,有利于抑制杂菌,且杜绝菌袋中部因缺氧和高温造成死菌,同时减少了用工量和防止菌袋中部出菇。操作方法是:先将薄膜筒的一头用绳扎紧,从另一头开始,先装入1层菌种,然后装料至接近筒口,用直径2.5cm锥形木棍,从上往下打1个通气孔,往孔内填小块菌种,接着在料面撒1层菌种封顶,再用聚丙烯绳将袋口扎紧。
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装袋与接种要严格按技术操作规程:
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(1)装袋前,要把料再充分拌1次。料的湿度以用手紧握料指缝间见水渗出而不往下滴为适中,培养料太干太湿均不利于菌丝生长。装袋时,要做到边装袋,边拌料,以免上部料干,下部料湿。
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(2)袋的粗细、长短要一致,便于堆垛和出菇。
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(3)装袋时要轻装轻压,用力均匀,防止薄膜袋破损。要注意松紧合适,一般以手按有弹性,手压有轻度凹陷,手托挺直为度。压得紧,透气不好,影响菌丝生长;压得太松,则菌丝生长散而无力,在翻垛时易断裂损伤,影响出菇。
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(4)接种时选用菌丝洁白、粗壮、浓密、交织成块的优质菌种;菌种不宜掰得太大或太碎,以杏核大小为宜。菌种用量10%~15%。
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(5)做到当天拌料,当天装袋接种完毕,不要过夜,尤其在气温高时,以防料发酵变质。
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(四)堆垛发菌
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1.注意堆温变化
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堆垛发菌后,要定期在料袋间插温度计观察堆温,注意堆温变化。发菌温度以25~30℃为好,高于30℃,应及时散堆,加大通风量,防止高温烧坏菌丝。温度低于20℃,应设法增温保温,保持温度。
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2.通风换气
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菇棚每天通风2~3次,每次30min,气温高时早晚通风,气温低时中午通风。
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3.保持干燥
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菇棚内空气相对湿度以60%~70%为宜。
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4.光线要暗
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弱光有利于菌丝生长。
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5.翻堆
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堆垛后每隔5~7d翻垛1次,将下层料袋往上垛,上层的往下垛,里面的往外垛,外面的往里垛,使受温一致,发菌整齐。翻垛时若发现有杂菌污染的料袋,应将其拣出,发现有菌丝不吃料的,必须查明原因及时采取措施进行处理。
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6.通气补氧
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采用两头扎口封闭式发菌,在发菌早期,袋内含氧量可以满足菌丝生长的需要。随着菌丝生长量增大,袋内供氧量不足,就会影响菌丝正常生长。当接种后10~15d,袋两头菌丝各长进料内2~3cm时,可在菌丝生长线的后部1~2cm处用大头针(缝衣针)围绕菌袋等距离刺孔8~10个,或用削尖的竹筷由袋口往里扎孔3~4个,或将袋两头扎紧的绳稍加松开,利用松绳后袋口薄膜的自然张力,让新鲜空气进入袋内,以通气补氧,促进菌丝健壮生长。
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7.预防鼠害
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防止老鼠咬破料袋,引发杂菌污染。
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(五)出菇管理
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1.出菇管理要点
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①拉大温差,刺激出菇:平菇是变温结实,只有加大温差才能正常出菇。利用早晚气温低时加大通风,使温度降到15℃左右,加大温差,刺激出菇。低温季节,白天注意增温保温,夜间加强通风降温;气温高于20℃以上时,应加强通风和进行喷水降温,以加大温差,刺激出菇。
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②加强水分管理:出菇场地要经常喷水,使空气相对湿度保持在85%~90%。在料面出现菇蕾后,特别要注意喷水,向空间、地面喷雾增湿,切忌向菇蕾上直接喷水,只有当菇蕾分化出菌盖和菌柄时,方可少喷、细喷、勤喷雾状水,补足需水量,以利于子实体生长。在采收一、二潮菇后,菌袋内水分低于60%时,应给予补水,采用注水或浸泡的方法,用粗铁丝在菌袋上扎3~4个眼,可使水容易浸入菌袋。
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③加强通风换气:低温季节,每天1次,每次30min,一般在中午喷水后进行;气温高时,每天2~3次,每次20~30min,通风换气多在早、晚进行,切忌高湿不透气。通风换气必须缓慢进行,避免让风直接吹到菇体上,以免菇体失水,边缘卷曲而外翻。
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④增强光照:散射光可诱导早出菇、多出菇;黑暗则不出菇;光照不足,出菇少,柄长、盖小、色淡、畸形。但不能有直射光,以免把菇体晒死。
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2.出菇管理中的注意事项
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①出菇棚内,应按菌袋菌丝成熟早晚,分畦堆放,使出菇整齐一致,有利于同步管理。
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②菌袋进入出菇管理时,先解开两头扎口,不要急于把袋口完全张开,以防料表面失水干燥,影响正常出菇。
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(六)病虫害与防治
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1.病害与防治
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危害平菇的杂菌主要是霉菌,瓶栽灭菌消毒工作做好后,由于平菇的生活力很强,当它的菌丝长满培养料表面后,杂菌便很难与它竞争,栽培中,除了由于培养基灭菌不彻底,或因棉塞受潮,以及接种时消毒不严之外,偶尔发生青霉菌的污染,一旦发现杂菌感染,应立即隔离。
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2.虫害与防治
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危害平菇的害虫主要有菌蝇、菌蚊和菌螨。它们的幼虫咬食平菇的菌丝。菌螨危害菌丝和菇体。
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虫害的防治:当发现菇房有菌蝇、菌蚊成虫活动时,可用氧化乐果熏杀防治,或者在菇床空间用工农-16型背负式喷雾器,或552丙压缩喷雾器等喷洒400~500倍液的敌敌畏,切忌喷在菇床上。要注意,敌敌畏农药使用不当,会产生药害,菇体枯萎;菇房门窗要钉纱布或细沙窗布,以防害虫侵入菇房。
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(七)采收与加工
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平菇供鲜食,适时采收不但菇体柔软,味美可口,且产量亦高。当菌盖颜色由深变浅,下凹部分有白色茸状物时即是收获适期。过早采收,菌盖还未长足,影响产量;过迟采收则边缘破裂,质地变韧,鲜味消失,重量减轻。采收时,将菇柄握住,旋转取出。直拔采收往往会将瓶或袋内的木屑菌柱上半部与下半部断离,影响以后出菇。
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第一次出菇后,用长柄镊子或铁钩除去表膜及枯萎的小菇,让菌丝休养一段时期,不久可再长出第二批子实体,10d后又采收,但较首次采收量少。平均每瓶或袋采收两次可得鲜菇150g左右。
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两次出菇后,虽仍有第三次出菇,但均瘦弱稀少。这时,可结合挖瓶或袋将长满菌丝的培养料挖出,压成菌砖,待菌丝恢复生长,互相连接后,又会重新长出一、二批平菇。也可将瓶或袋栽出菇后挖出的培养料铺于地面,轻轻拍实,厚10cm左右,再用塑料薄膜覆盖保湿,几天后菌丝重新愈合,约2周后,同样再能长出一、二批平菇。平菇成熟后会散布出孢子,对人体有害,吸入人体会引起呼吸系统过敏性反应,头痛、咳嗽,甚至重者发烧,应注意防患,即戴防毒口罩和及时采收(因平菇越成熟散布孢子越多)。
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平菇鲜食味道鲜美可口,有独特风味。采下的鲜菇,首先要投入市场,在运输过程中要防止碰撞和震动,要轻拿轻放,防止损伤菇体。不能鲜销的可以烘干或晒干。制干的平菇要放在塑料袋里保藏,以防受潮变质。盐渍也是保藏平菇的一种方法。
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第二节 香菇机械化栽培技术与机械设备
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一、香菇栽培季节和场所设施
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(一)确定栽培季节
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过去香菇一直在我国南方栽培,近10多年来香菇在北方也开始大规模栽培。香菇在中温条件下发菌,24~27℃的温度最适于菌丝生长;低温条件下出菇,15℃左右的温度最适于出菇。同时香菇出菇需要变温刺激,一定的温差有利于子实体的分化。因此在自然栽培条件下一般选择秋季,立秋之后,8~9月即可接种。
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确定香菇栽培接种期必须以香菇发菌和出菇这两个不同阶段的生理特点和生态条件的要求为依据,因地制宜地掌握“两条杠杆”:一是栽培接种期当地每旬平均气温不超过26℃;二是从接种日算起往后推60d为脱袋期,当地旬平均气温不低于12℃。只有把握住这“两条杠杆”,才能使接种后的菌丝处于最适条件下生长、出菇,子实体才能在十分适宜的温度下发育。
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在北方条件好的大棚温室里,可以人为地控制生活条件,一年四季栽培香菇。一般条件下,春节过后还可以再种一批香菇。
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(二)袋栽香菇的场所设施
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除共用的灭菌、装袋、搅拌、接种设备外,袋栽香菇一般是室内发菌、室外出菇。发菌室一般多采用民房,稍加修整消毒即可使用。出菇在室外进行,各地根据自己情况,选择不同棚式。除此外,我国北方还广泛运用日光温室和塑料大棚等农业设施栽培香菇。
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二、香菇机械化栽培工艺与机械设备
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(一)香菇机械化栽培工艺流程
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菌种制备→确定栽培季节→菇棚建造→培养料选择→料的处理→拌料→调pH→装袋→扎口→装锅灭菌→出菇→打穴→接种→封口→上堆发菌→脱袋排场→转色→催蕾→出菇管理→采收→后期管理。
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(二)培养料的制作机械设备
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1.木材切片机
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把木材、枝丫切成木片。
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2.木片粉碎机
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把木片粉碎成木屑。
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3.原料搅拌机
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把按配方配比的各种培养料搅拌均匀。
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4.装瓶装袋机
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把培养料装入瓶内,或塑料袋内。
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5.灭菌锅
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把装好瓶或袋的培养料放入灭菌锅进行灭菌。
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6.压块机
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把长满菌丝的培养料从瓶内挖出来,压成块状的培养块。
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三、香菇机械化栽培技术
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(一)菌种制备
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选择适合于当地栽培的优良代料栽培香菇品种。引种时一定要考虑菌种的出菇特性以及对培养料的适应性,还必须根据市场的需要和当地的气候等自然条件而定。按照常规方法用小袋或瓶制成栽培种。播种时菌龄一定要适宜。1t原料需购买8~10瓶原种即可。
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(二)培养料的配制
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第七章 食用菌加工机械与设备
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暂无标题
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暂无标题
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1.盐渍品(腌制品)
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用食盐腌制的菇产品。利用盐水的高渗透压来抑制微生物活动,避免在保藏期中因微生物活动而腐败。如盐水蘑菇、盐水平菇、盐水金针菇等。
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2.干制品
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鲜菇经自然干燥或人工干燥的方法,使其含水量降到12%以下,所制成的加工品称为干制品。如香菇、草菇、木耳、银耳,猴头,竹荪等干制品。
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3.罐藏品
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用鲜菇或菇类的其他加工品制成罐头进行贮藏。如双孢菇罐头、金针菇罐头、草菇罐头、香菇肉酱罐头等。
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4.糖制品
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鲜菇加糖合煮,使含糖量达到65%~75%,加入辅料(有的还加香料)制成的加工品,称之为糖制品。糖制品有两类,一类是菇浆,其含糖量一般在68%以下;另一类是蜜饯,其含糖量在70%以上。
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5.饮料
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鲜菇或菌丝体经一定的工艺提取富有营养价值或有某些特殊生理作用的物质,然后经过调配或经其他加工方法而制成保健性饮料,如金菇露、猴头露、灰树花饮料、银耳酒等。
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6.调味品
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利用一些食用菌所特有的香味或鲜味,配以其他辅料进行调配或加工而成,作为调味用的产品,如香菇调味料、菇类酱油、香菇松、香菇肉松等。
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7.生化产品和药用品
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由于许多食用菌都具有一定的药理作用,因此可以采取一定的科学方法将其具有的特殊生理活性物质提取出来,经过分离、提纯,制成用于治疗某些特殊疾病的药物。如香菇多糖KS-2、猴头饮料、猴头菇口服液、太阳神口服液、猴菇菌片、胃友、胃乐宁、三九胃泰以及猴头冲剂和朴菇素等,作为保健或抗癌辅助药。
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第一节 食用菌加工前处理机械与设备
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一、食用菌分级机械与设备
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(一)手工分级
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在生产规模不大或机械设备较差时常用手工分级,同时可配备简单的辅助工具,如圆孔分级板、蘑菇大小分级尺等。分级板由长方形板上开不同孔径的圆孔制成,孔径大小视不同的食用菌种类而定,通过同一圆孔的算一级,但不应往孔内硬塞下去,以免损伤食用菌。
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(二)滚筒式分级机
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1.分级滚筒
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它是该设备的主要构件,用1.5~2.0mm的不锈钢板冲孔后卷焊成圆柱形转筒。滚筒分为几组,组数为需分级数减1。每组小孔孔径不同,而同一组中的孔径应一样。从物料进口至出口,后组比前组的孔径大。小于第一组孔径的物料从第一组掉出,用漏斗收集为一个级别,依此类推。为使原料从筒内向出口处运动,整个滚筒装置一般有3°~5°的倾角。
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2.支承装置
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由滚圈、摩擦轮、机架和轴承组成。滚圈固定在滚筒上,并将筒体重量传递给摩擦轮。整个设备由角钢焊成的机架支撑。
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3.传动装置
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目前广泛采用的传动装置是摩擦轮。在分级滚筒的后侧,固定有摩擦轮的主动轴用轴承支撑在机架上。在滚筒前侧对称地安装有支承轴及滚轮,两轴线与滚筒轴线平行,将滚筒托起在机架上,其夹角为90°。传动系统带动主动轴和摩擦轮旋转时,摩擦轮和滚圈间依靠摩擦力驱动滚筒旋转。
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4.清筛装置
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工作时原料应通过滚筒相应孔径的筛孔流出,才能达到分级的目的,但筛孔往往被物料堵塞而影响分级效果。因此,要根据所分级物料的实际情况,安装清筛装置,将堵在筛孔中的物料挤回滚筒内。通常在滚筒外壁平行于其轴线安装一个木制滚轴,在弹簧作用下压紧在滚筒外壁来达到清筛目的。
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分级时,在传动系统作用下,通过摩擦轮和滚圈使滚筒回转,当物料从进料斗加入后即随滚筒一起回转,小于第一级筛孔的物料落入第一级收集料斗中,大于最后一级筛孔的物料从滚筒排出进入最后一级料斗。
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二、食用菌清洗机械与设备
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(一)洗涤水槽
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洗涤水槽(图7-2)呈长方形,大小随需要而定,可3~5个连在一起呈直线排列,用砖或石砌成,槽内壁为磨石或镶磁砖。槽内安装金属(最好用不锈钢或铝质材料)或木质滤水板,用以存放食用菌。洗槽上方安装冷、热水管线及喷头,用以喷水洗涤食用菌,并安装一根水管直通到槽底,用以洗涤不需喷洗的原料。在洗槽的上方有溢水管,下方有排水管。槽底也可安装压缩空气喷管,通入压缩空气使水翻动,提高洗涤效果。
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图7-2 洗涤水槽
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(二)喷淋式和压气式洗涤机
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喷淋式洗涤机在洗涤槽(箱)内上下安装有喷水头。原料在循环输送带上缓缓向前移动,受到上下喷出的水冲洗。喷洗的效果与水压、喷头与原料间的距离以及喷出的水量都有关。压力大、水量多、距离近则效果好。
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压气式洗涤在洗涤槽(箱)内安装许多压缩空气喷嘴,通入压缩空气将水强烈地翻动,洗涤食用菌。
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三、食用菌抽空装置
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1.真空度
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真空度越高,空气逸出越快,一般以87~93kPa为宜。
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2.温度
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理论上温度越高,渗透效果越好,但一般不宜超过50℃。
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3.抽空时间
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抽空时间依品种而定,一般抽至抽空液渗入食用菌,呈透明状即可,生产时应做小型试验。
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4.食用菌受抽面积
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理论上受抽面积越大,抽气效果越好。
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四、蘑菇切片机
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蘑菇呈伞形,由菇盖和菇柄组成(图7-4)。通常采用蘑菇定向切片机进行切片,以生产片料装蘑菇罐头。切片机上采用几十把圆形刀,这些圆形刀由主轴驱动回转,把从料斗送来的蘑菇进行切片。圆刀之间的距离可以调整,以适应切割不同厚度蘑菇片的需要。还有与圆形刀相对应的一组挡流板,它安装于两片圆形刀之间,挡流板固定不动,刀则嵌入垫辊之间,当圆形刀和垫辊转动时即对蘑菇进行切片。切下的蘑菇片由挡流板挡出,落入下料斗中。为了使蘑菇片厚薄均匀,同时将边片分开,必须加设蘑菇片定位装置,使蘑菇能排列整齐,按照一定的方向进入机中定向切片。对于外形小而质地柔软的蘑菇,一般难以采用机械定位的方法进行切片作业。
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图7-4 蘑菇同一个方向切片示意图
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蘑菇切片机如图7-5所示。它主要由支架、出料斗、卸料轴座、圆盘切刀组、定位板和进料斗等组成。
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图7-5 蘑菇切片机
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蘑菇定向切片机的工作过程是:蘑菇从提升机送入料斗,在料斗的下方设有控制上压板,使蘑菇定量地进入弧槽定向滑料板中,而弧槽定向滑料板由连接杆偏心地安装在回转轮上,当电动机带动回转轮转动时,通过连接杆使弧槽作轻微振动。位于弧槽定向滑料板下面的供水管,不断地向弧槽内供水,由于水流和弧槽倾角的作用使蘑菇向下滑动,因为蘑菇菇盖的体积和质量都比菇柄大,在一定的条件下,较重的一头应该是朝下朝前运动的,在水力作用和具有轻微振动的情况下更是如此。根据这一特性设计的弧槽滑料板式定位装置,可使蘑菇自动定向地进入圆形刀中被切成片状,并把正片和边片分开,正片从出料斗排出。
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五、预煮设备
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(一)夹层锅
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夹层锅又叫双层锅或双重釜等,常用于物料的烫漂、调味料的配制及煮制一些浓缩产品。按深度可分为浅型、半深型和深型。按结构分为固定式和可倾式。可倾式夹层锅,如图7-6所示,主要由锅体、填料盒、冷凝水排出管、进气管、压力表、倾覆装置及排料阀等组成。锅体用轴颈装在支架两边的轴承上,轴颈是空心的,蒸汽管从这里伸入夹层中,周围加隔热填料。冷凝水从夹层最底部排出。倾覆装置上有手轮和蜗轮蜗杆,蜗轮与轴颈固接,当摇动手轮时,可将锅体倾倒和复原,用以卸料。固定式夹层锅(图7-7)由锅体、冷凝水排除阀、排料阀、进气管及锅盖组成。因冷凝液排除阀安在壳体上,冷凝液不能完全排出。排料阀在底部,对液态物料的出料比较方便。
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图7-6 可倾式夹层锅
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图7-7 固定式夹层锅
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当锅的容积大于500L或用作加热黏性物料时,夹层锅常带有搅拌器,如图7-8所示。搅拌器的叶片有桨式和锚式,转速一般为10~20r/min。
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图7-8 带有搅拌器的夹层锅
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(二)链带式连续预煮机
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如图7-9所示,它主要由钢槽、刮板、蒸汽吹泡管、链带和传动装置等组成。外壳与钢槽为一体,刮板焊接在链带上,链带背面有支撑。为了减少运行中的阻力,刮板上有小孔。压轮使链板从水平过渡到倾斜状态。压轮和水平部分的刮板均在煮槽内。煮槽内盛满水,作业时水由送入蒸汽吹泡管的蒸汽进行加热,物料从进料斗随链带移动,并被加热预煮,最后送至末端,由卸料斗排出。蒸汽吹泡管上开有小孔,靠进料口端孔多,靠出料口端孔少,以使物料进入后迅速升高到预煮温度。为防止蒸汽直接冲击物料,小孔的出口主要面向两侧,这样还可加快槽内水循环,水温比较均匀。舱口是为了排水排污用的。槽底有一定倾斜,舱口端较低。倘若物料在入口处受污染,还可以进一步在煮过程中清洗和杀菌。舱口盖必须密封,同时应便于打开。溢流管是保持水位稳定用的。预煮时间用调速电机或更换传动轮调节链板速度来控制。煮槽上面有槽盖,盖在煮槽边缘的水封槽内,以防蒸汽泄漏。
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图7-9 链带式连续预煮机
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这种设备的特点是能适应多种物料的预煮。不论物料形状是否规则和在水中处于何种状态均可使用,物料经预煮后机械损伤少。其缺点是清洗困难,维修不便,占地面积大。
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(三)螺旋式连续预煮机
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如图7-10所示,它由壳体、筛筒、螺旋、盖和卸料装置等组成。筛筒装在壳体内,螺旋在筛筒中心轴上,筛筒浸没在水中,蒸汽从进气管通过电磁阀分几路从壳体底部进入机内直接对水加热。中心轴由电机和变速装置传动。从溢水口溢出的水用泵送到贮存槽内,再回流到预煮机中使用。作业时物料经进料口落到筛筒内,通过螺旋运转将物料送至出料转斗中卸出,物料通过筛筒时被加热预煮。预煮时间由螺旋转速调节,盖由提升装置开启。
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图7-10 螺旋式连续预煮机
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这种煮制设备的优点是结构紧凑,占地面积小,运行平稳,进料、预煮温度和时间及用水等操作能自动控制,在国内外大中型罐头厂广泛应用。缺点是对物料品种的适应性较差,在进料处由于物料上浮使螺旋中的充填系数较低,只达50%左右。
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第二节 食用菌干制机械与设备
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一、烟道气供热式干燥机
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(一)烟道气供热式干燥机的构造
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1.干燥箱
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干燥箱分成2个干燥室,在隔室底部设风门调节器,以备物料不足时,可集中在其中一室进行干制,节省燃料;同时还可供干燥过程中调换烘筛位置时控制风量的分配。干燥箱设有层架,每室14~16层。层架间距10cm,每层搁放1个烘筛。
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干燥箱内设有导风板装置,以保证箱内干燥均匀。干燥箱左右门设有观察窗各2个,并配备干湿度计各1只,干燥过程中随时观察物料干燥状态和内部干湿度变化情况。在干燥箱体顶部开有20个排湿孔,并配有控制排湿面积的阀门,以供余热回收。
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2.热风炉
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热风炉是干燥机的主要部分,它为干燥机提供干燥介质。其目的是把空气从较低温度加热到较高温度;同时提高空气吸收水分的能力,以利于食用菌干制。热风炉主要由燃烧器和热交换器等组成。
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燃烧器又称燃烧炉,采用手烧炉形式,主要由炉膛、炉排、炉门、灰坑和灰门等组成。使用固体燃料,用层燃方式进行燃烧。作业时将燃料铺放在炉排(又称炉箅)上,形成一定的燃烧层进行燃烧。为了启动助燃和调节炉温,还配有30W家用鼓风机。在烟囱中设有控制阀门,以利于调节炉温和停机灭火。
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热交换器的作用是加强空气热交换,为间接加热。采用管式结构,当烟气从管内流通时,将管壁周围的空气加热。热交换器有烟管16根,分别按垂直与水平排列安装。
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干燥机上还设有余热回收装置,通过三通管,可进行余热回收。在三通管处,设有冷热风调节阀门。
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(二)烟道气供热式干燥机的工作原理
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燃料在燃烧器炉膛内燃烧,产生热烟气,热烟气的温度由炉膛里的燃料量、助燃风机和烟囱中的控制阀门等来调节。热烟气通过由16根水平、垂直烟管组成热交换器,最后成为废气经烟囱排出。进入热交换器体内的空气,在风机的吸入下立即冲向聚烟筒预热,然后在垂直和水平导风板的作用下,使气流与烟管形成平等、交叉的流动,进行均衡充分的交换,使气流获得热量变成热风,在风机叶轮作用下送到热风室,进入干燥室,透过烘筛上的食用菌,带走水分,由干燥箱顶部的排湿孔排出。干燥后期的余热由余热回收管回收。经检验干制合格,即可停供热风,从干燥箱内取出食用菌干制品。
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(三)烟道气供热式干燥机的使用
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1.安装
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干燥机应安放在水泥地面上或坚实的土质地上,使机体呈水平状。安装好各连接管道,尤其应注意各接口,不得漏气。
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烟囱必须伸出室外,并保持一定高度,以保证烟道抽吸力的要求。
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电动机架如要安装地脚螺栓时,必须掘孔,浇筑150号混凝土。在浇筑前应调整好风机进出口中心高度与相对应各部位,特别是与干燥箱连接处的管道,配合好后才能浇注水泥,养护数天后方可开机使用。
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2.试运转
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第1次使用前,应进行试运转。目的是检查烘干机各部分的工作是否符合干制要求。
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首先开动风机,观察运转情况是否正常,有无杂音等,然后停机,进行生炉试车。在炉膛内加入燃料,点燃,待火旺时,再开动风机。检查进入干燥箱内热风有无烟气,若有烟气进入干燥箱,应检查原因进行排除。因为带烟热风进入干燥箱将损坏干制品质量。
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3.摊放
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将食用菌鲜品均匀摊放在烘筛上,注意控制摊放厚度,关闭箱门。香菇鲜品摊放时,应按菇体大小分别排放在烘筛上,不可凌乱堆放,以利于水分蒸发。在垂直气流式干燥时,菌褶应朝向气流方向;水平气流式干燥时,菌褶应向上。这样排放,可获得外形好、色泽好、质量高的干制品。
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4.升炉调温,注意排湿
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按不同食用菌的干制工艺要求,调节干燥箱内的湿度。在烘干初期,应打开全部排湿阀门,关闭余热回收阀门。随着干燥进行,调节排湿阀门开度。在烘干后期,视干制情况,可酌情进行余热回收,以节约燃料。
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经过一定时间的干制,当检查加工品已符合干制要求后,即可停机,从干燥箱内取出加工品。
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5.维护与保养
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炉膛若有损坏,必须及时修补,外层可用60%耐火泥和30%石棉粉加水适量,调匀后涂修。使用木柴为燃料时,由于烟灰多,使用50h左右,应清理烟灰1次。清理烟灰时,可打开热交换器外壳,刷除烟管内的烟灰。干燥结束后,应打扫干燥箱。
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二、隧道式干燥机
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(一)隧道式干燥机的构造
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1.干燥房
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又称烘房,隧道式干燥机(图7-12)的干燥房分为两个区域,上部为加热区,下部为干燥区。干燥房的长度较大,一般为10~15m,可同时容纳多辆装载有食用菌的运载小车进行干制。干燥房的具体尺寸可根据设计的生产能力、供热锅炉的发热量以及风机、散热器等的规格来确定。为了提高干燥房的保温性能,减少散热损失,干燥房四周、顶部和底部都必须有良好的隔热性能。大型蒸汽供热式干燥机的墙体常用空心砖等砌筑而成。
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图7-12 隧道式干燥机示意图(逆流式)
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在干燥房水泥地面上,浇有用工字钢或角钢铺设的平行于干燥房的轨道。两轨道之间用角钢固定。进料端和出料端均埋设有过渡轨道。
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干燥房两端装有料门,以牵引门为常用。这种门开启时,门扇沿着两侧的轨道向上升起,关闭时门往下降落,故占地面积小,密封性能好,但结构较复杂。门的起落操作有人力和电动牵引两种。电动牵引时,钢索通过滑轮和绞盘与门扇连接,开动电动机就可使门自动升降。为控制门上升与下降位置,在门的上方和下方安装有行程开关。这样当门上升到全开位置和降落到全闭位置时,电动机便自动停止转动,可保证使用安全可靠。门的起落,当采用人力操作时,钢索搁放在滑轮上,其一端连接在门上方,而另一端则装有平衡重锤,使操作省力。
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2.蒸汽供热系统
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蒸汽供热系统由锅炉、散热器、各种阀门及管道、回水池、水泵等部件组成。从锅炉产生的蒸汽经室外管道、减压阀调节流量和压力后,由室内管道、闸阀进入散热器,并在散热器中凝结成冷凝水。冷凝水从散热器中流出,经管道及截止阀、流水阀流人回水池,再由水泵注入锅炉。当水泵停止运行时,为防止冷凝水回流,水泵和锅炉之间的管道上安装止回阀。
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散热器用于干燥房的空气加热。当蒸汽通入散热器,在散热器中凝结成冷凝水时即放出大量蒸发潜热,热量由流动的空气带走,送入干燥房待干制的食用菌上,使其受热,水分逐渐蒸发,进行干制。
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输水阀的管路上安装有旁通管道和阀门。当输水阀失灵维修时,打开旁通管道上的阀门能够让冷凝水从旁通管道流入回水池。
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3.风运系统
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风运系统主要由轴流风机、导风板、进风门、排湿窗和余热回收装置等组成。
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平流式风运系统分上下两层,上层安装进风门、风机、散热器、导风板以及排湿窗、余热回收装置,下层是干燥房。为加强排风能力,有时还在干燥房尾端安装有抽风机。在上下层之间装置隔板,轴流风机、散热器等安装在隔板上。为使散热器出来的热气流均匀地进入干燥房,在散热器与干燥房进口,安装有弧形导风板。导风板的数量一般为3~4片,用薄钢板制成,按上下均匀地连接在散热器出口处。
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4.运载设备
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干燥机的运载设备由运载小车、过渡车、轨道和烘筛等组成。运载小车装有4只导轮,以减少在轨道上移动时的阻力。运载小车的角钢柱上,焊有多层供搁放烘筛的层架。
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为使运载小车从干燥房出料端顺利进入回程轨道,返回进料端,而设过渡轨道。干燥房两头过渡轨道上各安放有一辆过渡车。运载小车从干燥房出来后,乘上过渡车,然后由过渡车进入回程轨道,再乘上另一辆过渡车,返回进料端。
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运载小车长度应与干燥区的横断面相适应,并要保证运载小车与侧壁、隔板之间间隙很小,使热空气不致在运载小车周围做无功的流动。一般小车高为2m左右。
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(二)隧道式干燥机的工作原理
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隧道式干燥机用常压热风对新鲜食用菌进行干制。它利用锅炉蒸汽通过散热器将新鲜空气加热成热风,在风机的输送下,对静止安置在运载小车烘筛面上的新鲜食用菌进行干制。载有新鲜食用菌的运载小车间歇地送入干燥房内,载着干燥后制品的运载小车则间歇地离开干燥房。因此,这种干燥机的操作系为半连续性,其结构简单、适应性广、干燥迅速、不易损坏,各物料的整个干燥过程基本一致,成品质量好。
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在食用菌干制中,采用的隧道式干燥机,其热空气气流和运载小车前进方向按相反的方向前进,称之为逆流式。逆流式还可将部分使用过的热空气再次循环使用,而将其余部分向上排掉。
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在隧道式干燥机内,高温低湿空气进入的一端称为热端,低温高湿空气离开的一端称为冷端;新鲜食用菌进入的一端称为湿端,干制品离开的一端称为干端。
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在逆流隧道式干燥机内,因空气流动和新鲜食用菌移动方向恰好相反,故它的湿端又为冷端,而它的干端又为热端。新鲜食用菌刚开始所遇到的是低温高湿的空气,虽然新鲜食用菌含有最高水分,尚能大量地迅速蒸发,但受低温高湿空气的影响,水分蒸发比较缓慢,也即水分蒸发率并不高,故新鲜食用菌内的湿度梯度也比较小。于是在新鲜食用菌内部水分源源不断地供应下,物料表面水分就能不受阻挠地向外扩散蒸发,不易出现表面硬化产生硬壳或收缩出现皱纹现象。因此,食用菌逐渐、全面、均匀地收缩,不易发生干裂而影响干制品质量。
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干端处食用菌已接近于干燥,水分蒸发也已缓慢,虽然它所遇到的是高温低湿的空气,也是加速水分蒸发的最好干制工艺条件,实际上干燥仍然是比较缓慢,故近干端处热空气温度下降的程度也比较小,而干制食用菌的温度则将上升到和高温热空气相近的程度。此时,如果干食用菌在干端处停留时间过长,容易焦化。为了避免焦化,干端处的空气温度不宜过高,食用菌一般不宜超过60~70℃。在干端处的高温低湿空气条件下,干制品的平衡水分将相应降低。因此,从逆流隧道式干燥机中制成的干制品水分就比较低,对食用菌干制非常有利。且逆流干燥的初期新鲜食用菌的干燥较为缓慢,这对食用菌干制也颇为适宜,故食用菌采用的隧道式干燥机都为逆流式。
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(三)隧道式干燥机的使用
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隧道式干燥机使用操作包括鲜菇(耳)的摊放、运载小车送入干燥房、鼓风、送蒸汽调节热风温度、保温控湿及干燥出料。
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逆流隧道式干燥机内,鲜菇(耳)在烘筛上的摊放量(厚度)不宜过多,这是因干燥房进入端为低温高湿环境,空气中鲜菇(耳)蒸发水分的速度比较缓慢,此时若长期停留,就有腐败变质的可能。有时还会出现低温的鲜菇(耳)和接近饱和的低温高湿空气相遇,产生增湿现象,应加以注意。
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对鲜菇切片干制的食用菌,如蘑菇等,进入干燥房后初期先鼓冷风2~3h,以去除表面水分,然后再加温干制,之所以这样,也是上述原因之故。
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在干制中可通过控制通入散热器的蒸汽流量来调节热风温度。具体温度高低及时间,应按不同食用菌干制工艺要求进行。
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为了提高热量利用和避免干燥初期因干燥率过大而出现菇体破裂、变形等现象的产生,隧道式干燥机常再次循环使用部分吸湿后的热空气。
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干制后成品的出料,因食用菌种类不同而异。如片状蘑菇采用分批出料,待整个干燥房出清后,再一次性进料;香菇则可边出料,边进料。
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三、热水循环供热式干燥机
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(一)热水循环供热式干燥机的构造
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热水循环供热式干燥机,简称热水供热式干燥机。主要由供热系统、风运系统、运载设备和干燥室(房)等部分组成。当采用隧道式结构时,其风运系统、运载设备及干燥房的构造、原理与隧道式干燥机基本相同。供热系统则由热水锅炉提供热源,由热水通过散热器对空气进行加热,用风机将热风送入干燥室。
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如图7-13所示,为FIS-1400型干燥机的结构示意。它是在隧道式干燥机原理基础上,结合箱式干燥机特点,进行研制而成的热水供热式干燥机。这种干燥机的干燥室采用双层箱式结构,使整机结构紧凑,节省占地面积。干燥室共有四组层架,层架中部设有隔板,将整个干燥室分成上下两层。整个干燥室可搁放990mm×950mm烘筛80片,约可摊放鲜香菇700kg。
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图7-13 FIS-1400型干燥机结构示意图
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供热系统由常压热水锅炉、散热器、贮水箱、管道及放气阀门、排污阀门等组成。热水锅炉可采用烟煤、无烟煤、木柴等作燃料。供热系统采用热流式循环,工作时利用水的温差使锅炉与散热器之间形成自然对流循环。贮水箱位于整个供热系统的最高处,其出水管与散热器回水管相通。贮水箱加水口是敞开的,与大气相通,使供热系统处于常压下运行,保证设备安全可靠。贮水箱还可满足因蒸发消耗对补给水的需要。
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风运系统由左风机、右风机、排湿囱、冷风门和余热回收装置等组成。右风机的作用是增加空气通过散热器的流速和流量,并将散热器产生的热风输送入干燥室,以实现热风(气流)循环。左风机的作用是加速上层干燥室的气流输送,以促进干燥室上部食用菌的干制。通过干燥室后的废气,从排湿囱排出。
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在干制后期,当干燥室空气的相对湿度低于大气相对湿度时,可根据需要,用可调节式余热回收装置使部分干燥箱排出的废气再回流,通过散热器吸热后进行循环。余热回收可节约燃料,提高能源利用率和能源的经济效应,还可以促进干燥室内温度的提高,有利于食用菌后期干制的进行。
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(二)热水循环供热式干燥机的工作原理
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热水循环供热式干燥机,利用热水锅炉产生的热水,进入散热器后,将流经散热器的空气进行加热,在风机产生的运载气流作用下,将热量传给待干制的食用菌,同时利用风不断地把蒸发出来的水分带走,达到干制的目的。
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这种干燥机,风机送入干燥器的热风干燥介质,是按水平方向流经烘筛与食用菌接触,故气流受到的阻力较小;干燥箱内同一回程一同送风断面的温度较均匀,干燥速度一致。
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干燥机的循环热风温度,可通过热水锅炉的产热量、冷风门开闭大小、余热回收门开闭程度来进行调节。
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(三)热水循环供热式干燥机的使用
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1.加水
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先打开放气阀门,水由加水口加入,直至水由放气阀门溢出后再关紧。然后再加水至贮水箱水位计露出1~2cm。
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2.点火开车
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燃料用煤或木柴,点火后,启动助燃风机,并调节风量。烧炉时应掌握好拨火、排渣技术,确保充分燃烧,应及时把煤渣块用炉钩钩出。定时打开灰门,把鼓风箱(沉灰室)内的细灰排出(开灰门时应停止助燃风机)。
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3.输送热风
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当水位计上部产生的气泡下冲时,表示水已沸腾。此时可依次开启右风机和左风机,调节冷风门,关闭余热回收门。此时冷空气经散热器加热,向干燥室输送,废气则从排湿囱排出。
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4.调节温度
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若干燥箱内温度偏低,可酌情关小冷风门,开启余热回收门,使干燥室内热风作部分循环。如温度偏高,可减少助燃风机风量,调节至所需温度。随着鲜菇(耳)水分减少,可逐渐关小冷风门,开大余热回收门,增加循环风量,逐渐提高干燥室内温度。当脱水至七八成干时,可以关停左风机,只开右风机。
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5.燃烧操作规律
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在干制初期炉火应旺,加燃料也多;在干制后期可以减小火候,加燃料也少。火旺时水位计上部的气泡往下冲的距离越长,同时贮水箱的水位计的水位上升波动亦越高。
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6.维护保养
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每班应定期排气1~2次,排气应在水停止沸腾阶段进行。排气时可打开排气阀门,气体排完水会溢出,即可关闭。每个月应换1次水,可打开排污阀门,以清除污垢。水在未沸腾时,当水位低至贮水箱水位计显示的最低水位时,需要加水。但加水不可太多,否则水沸腾时,有可能会从贮水箱加水口溢出。
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四、冷冻干燥机
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(一)冷冻干燥的原理和特点
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1.冷冻干燥的原理
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由物理学可知,水由固态至液态和由固态到气态的转变可用相平衡图表示,如图7-14所示。从图中可知,O点为三相共点,OA为冰的溶解线。根据压力减小时沸点下降的原理,只要压力在三相点压力之下(图中压力为0.65kPa以下,温度0°以下),食品物料中的水分则可从冰不经过液相而直接升华为水汽。根据这个原理,就可以先将食品物料冻结至冰点之下,使食品物料中的水分变为固态冰,然后在较高的真空度下,将冰直接转化为蒸汽而除去,食品物料即被干燥。
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图7-14 水的三相图
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2.冷冻干燥的特点
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(1)能最大限度地保存食品的色、香、味,如食用菌的天然色素保持不变,各种芳香物质的损失可减少到最低限度。冷冻干燥对保存含蛋白质食品要比冷冻的好。
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(2)对热敏感性物质特别适合,能保存食品中的各级营养成分,尤其对维生素C,能保存90%以上。在真空和低温下操作,微生物的生长和酶的作用受到抑制。
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(3)干制品重量轻,体积小,贮藏时占地面积少、运输方便。各种冷冻干燥的食用菌经压块,重量减少十几倍,体积缩小几十倍。由于体积减小,相应地包装费用也少得多。
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(4)复水快,食用方便。因为被干燥食品物料含有的水分是在结冰状态下直接蒸发的,故在干燥过程中,水汽不带动可溶性物质移向物料表面,不会在物料表面沉积盐类,即在物料表面不会形成硬质薄皮,亦不存在因中心水分移向物料表面时对细胞或纤维产生可擦的张力,不会使物料干燥后因收缩引起变形,故极易吸水恢复原状。
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(5)因在真空下操作,氧气极少,因此一些易氧化的物质(如油脂类)得到了保护。
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(6)冷冻干燥法能排除95%~99%以上的水分,产品能长期保存而不变质。
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(二)冷冻干燥设备
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1.冷冻干燥设备的主要组成
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冷冻干燥系统由制冷系统、真空系统、加热系统、干燥系统和控制系统等组成,如图7-15所示。
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图7-15 箱式冷冻干燥设备组成示意图
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(1)冷凝器:它是一个真空密封的容器,内有表面积很大的金属管路连通冷冻机,有制冷到-40~-80℃低温的能力。冷凝从室内排出的大量蒸汽,降低了室内蒸汽压力。还有除霜装置和排出阀、热空气吹入装置等,用来排出内部冰霜水分并吹干内部。
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(2)真空系统:真空系统由冷冻干燥室、冷凝器、真空阀门和管道、真空设备和真空仪表构成。目前真空设备及其组合有3种:即罗茨泵、低温冷凝器和多级蒸汽喷射器(串联)。多级蒸汽喷射器的优点是结构简单,无需机械动力,检修方便,故障率低,对材质要求不高等。蒸汽喷射器要抽除大部分因升华而排出的可凝性气体,通常需要设置4~6级,由前级增压,后用冷凝器冷凝,后面几级以排除空气为主。每级的真空度分配如表7-1所示。
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表7-1 真空度分配表
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(3)制冷系统与加热系统:制冷系统由冷冻机组与冷冻干燥箱、冷凝器内部的管道等组成。冷冻机可以是互相独立的两套,即一套制冷冷冻干燥室,一套制冷冷凝器,也可合用一套冷冻机。制冷法有直接法、间接法、多孔板状冻结法、挤压膨化冻结法等。冷冻机可根据所需要的不同低温,采用单级压缩、双级压缩或者复叠式制冷机。制冷压缩机可采用氨或氟利昂制冷剂。
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加热系统的作用是加热冷冻干燥箱内的隔板,促使产品升华。可分直接和间接加热法。直接法用电直接在箱内加热;间接法利用电或其他热源加热传热介质,再将其通入隔板。
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(4)控制系统:由各种开关、安全装置及一些自动监控元件和仪表等组成自动化程度较高的控制系统,以有效地控制操作和保证产品质量。
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2.冷冻干燥装置的干燥过程
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箱式冷冻干燥过程大致分为预冻、升华和加热三个阶段。
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(1)预冻:要求冻结彻底后再抽真空。由于食品物料内部含有大量水分,若先抽真空,会使溶解在水中的气体因外界压力降低很快溢出形成气泡跑掉,而呈“沸腾”状。同时,水分蒸发成蒸汽时又吸收自身热量而结成冰,冰再汽化,产品因内部发泡汽化而产生许多气孔,不符合工艺要求。预冻温度以低于物料的共熔点5℃左右为宜,一般为-30℃。若温度达不到要求,则冻结不彻底。预冻时间约2h左右,因每块隔板温度有所不同,需给予充分时间。从低于其熔点温度起,降温速度控制在每分钟1~4℃,过高或过低都对产品不利。不同产品的预冻速度由试验决定。
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(2)升华:预冻后接着抽真空,进入第二阶段,温度几乎不变,排除冻结水分,是恒速过程。由冰直接汽化也需要吸收热量,此时开始加热,保持温度在接近而又低于共熔点温度。若不给予热量,食品物料本身温度下降,则干燥速度下降,时间延长,产品干燥不合格。若加热温度太高或过量,则食品物料本身温度上升,超过共熔点,局部熔化,体积缩小和起泡。因1g冰在13.3Pa时产生9500L水汽,体积大,用普通机械泵来排除是不可能的,而用蒸汽喷射泵需高压蒸汽和多级串联,会使成本增加,故采用冷凝器,用其冷却的表面来凝结蒸汽使成冰霜,保持在-40°或更低。冷凝器中蒸汽压降低至某一水平上,与干燥箱内高蒸汽压形成压差,故大量水汽不断进入冷凝器。
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(3)加热:此阶段为剩余水分蒸发阶段。由于冻结水分已全蒸发,产品已定型,所以,加热速度可以加快。蒸发没有冻结的水分时,干燥速度下降,水分不断排除,温度逐渐升高(一般不超过40℃),温度到30~35℃后停留2~3h,干燥结束。此时可破坏真空,取出成品,在大气压下对冷凝器加热,将冰霜融化成水排除。
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第三节 食用菌加工的其他常用机械与设备
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一、速冻设备
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(一)速冻保藏原理
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1.漂烫杀青对酶活性的影响
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生物体内的酶对低温的耐受力往往大于其对高温的耐受力。如温度超过适宜活动温度时,酶的活性就开始受到抑制,当温度升到80~90℃时,几乎所有酶的活性都遭到了破坏。冷冻并不能完全破坏酶的活性,只能降低酶活动速度,故食品即使贮藏在-18℃以下,酶仍然会继续进行着缓慢活动,并在1周到1个月的时间内会觉察到食品有不良气味或变化的迹象。冻制品解冻时保持着活性的酶将重新活跃起来,加速食品的变质。为了将速冻、冻藏和解冻过程中食品内的不良变化降到最低的程度,食品常经短时(大多数食用菌为6~8min)漂烫杀青,预先将酶的活性完全破坏掉,再进行冻制。
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2.低温对酶活性和微生物的影响
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酶是生物体内的一种特殊蛋白质,具有生物催化剂的作用。酶的活性与温度有密切的关系。大多数酶的适宜活动温度为30~40℃,动物体内的酶需稍高的温度,植物和真菌体内的酶需要稍低的温度。低温只能对酶的活性起一定程度的抑制作用。一般来说,如将温度维持在-18℃以下,酶的活性才会受到很大程度的抑制。因此,低温冷藏能降低酶或酶系活动的速度,抑制呼吸作用,从而延缓变质和腐败。
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任何微生物都有一定的正常生长和繁殖的温度范围,温度越低,微生物活动能力越弱,故降低温度就能减缓微生物生长和繁殖的速度。温度降低到最低生长点时,它们就停止生长并出现死亡。许多微生物的最低生长温度低于0℃,有时可达-8℃。温度越接近最低生长温度,微生物生长延缓的程度就越明显。降到最低生长温度后再进一步降温时,就会导致微生物死亡。不过在低温下,它们的死亡速度比在高温下缓慢得多。
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(二)速冻保藏方法与设备
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1.箱式速冻机
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箱式速冻机(浸渍冷冻法)的结构是在绝热材料包裹的箱体内装有可移动带夹层的数块平板,故又称平板式速冻器,如图7-16所示。夹层中装有蒸发盘管,管间可灌入氨液也可灌入盐水,制冷剂穿流于蒸发盘管内;被速冻的产品放在平板间,并移动平板,将物料压紧,进行冻结。平板间距约40~70mm,可根据产品的厚度进行调节。平板式速冻器的特点是结构简单紧凑,作业费用低,但生产能力小,装卸费工。
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图7-16 平板式速冻器
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2.隧道式连续速冻器
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隧道式连续速冻器如图7-17所示,是一种空气强制循环的速冻器(鼓风冷冻法)。其生产能力为速冻食用菌1kg/h。该机主要由隧道体、蒸发器、风机、料架或不锈钢传动网带等组成。通常将未包装的产品散放在传送网带或浅盘内通过冷冻隧道。冷空气由鼓风机吹过冷凝管系统降温,然后吹送到通道中穿流于产品之间,冷风温-35~-30℃,风速3~5m/s。这种速冻机的特点是可冻结产品的范围广,冷冻效率较高,冲霜迅速,清洗方便。此法的缺点是产品失水较快。冻结物料的作业方法与隧道式逆流干燥设备相同;冷风与物料在隧道内的流动方向相反。
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图7-17 隧道式连续速冻器
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3.流化床式速冻机
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流化床式速冻机由多孔板(或带)、风机、制冷蒸发器等组成,如图7-18所示。其工作过程是:将前工序处理后的物料,从多孔板一端送入。铺放厚度约2~12cm,视产品性状而异。空气通过蒸发器风机,由多孔板底部向上吹送,使产品呈沸腾状态流动,并使低温冷风与物料全面地直接接触,冷冻速率大大加强。这种设备的冷风流速约为6~8m/s,循环流动,风温-35~-30℃,一般食用菌的速冻时间为10~15min。此法具有传热效率高、冻结快和失水少的优点。
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图7-18 流化床式速冻装置
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二、均质机
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(一)胶体磨
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主要由料斗、定磨盘和动磨盘、排料口和传动机构组成。按安装方式可分为卧式胶体磨和立式胶体磨。卧式胶体磨的结构类似片磨机,如图7-19所示,多用于黏度较低的物料。立式胶体磨类似锥磨机,如图7-20所示。它的定、动磨盘的锥度不同,形成环形间隙,间隙由大到小,可以调节,料液在间隙中受到磨齿的剪切、挤压和冲击作用得以破碎和混匀。料液从料斗轴向进入胶体磨。定、动磨盘之间间隙为0.5~1.5mm,动磨盘转速为3000~15000r/min。料液进入后受到磨盘工作齿面的高速磨削和强烈剪切作用而被粉碎。立式胶体磨用于黏度为10Pa·s左右料液的均质作业。
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图7-19 卧式胶体磨结构示意图
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图7-20 立式磨齿式胶体磨
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(二)高压均质机
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高压均质机是以物料在高压作用下通过非常狭窄的间隙(一般<0.1mm),造成高流速(150~200m/s),使液料受到强大剪切力,同时,由于液料流中的脂肪球或微粒同机件发生高速撞击以及高速液料流在通过均质阀时产生的旋涡作用,使脂肪球或微粒碎裂,从而达到均质的目的,如图7-21所示。主要由三柱塞往复泵、均质阀及传动机构、壳体等组成。
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图7-21 均质机组合图
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(三)高剪切旋转式均质机
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高剪切旋转式均质机的关键部件是由不转动的定子和作高速转动的转子组成。图7-22是这类均质机的典型结构。高速旋转的转子具有吸液作用,被均质的液体由此而进入转子,由于离心力作用而进入转子与定子的间隙中,在剪切、研磨及撞击的作用下达到细化均质。
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图7-22 高剪切旋转式均质机
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三、过滤设备
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(一)板框压滤机
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板框压滤机由多块滤板和滤框交替排列组成,滤板和滤框的数量视生产能力和滤浆的情况可以增减,其结构如图7-23所示。组装时,滤板与滤框之间加滤布,借手动螺杆或液压机构将其压紧,两相邻滤布之间的框间为过滤空间。滤布除起过滤介质的作用外,同时还起到密封垫圈的作用,防止板与框之间的泄漏。滤板和滤框的四个角上开有通孔,组装后形成滤浆、洗涤液和滤液的通道。
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图7-23 板框压滤机
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板框压滤机的过滤流程:滤浆由滤框上方通孔进入滤框空间,固体颗粒被滤布截留,在框内形成滤饼,滤液则穿过滤饼和滤布流向两侧的滤板,然后沿滤板的沟槽向下流动,由滤板下方的通孔排出。排出口装有旋塞,可观察滤液流出的澄清情况。如果其中一块滤板上的滤布破裂,则流出的滤液必然混浊,可关闭旋塞,待操作结束时更换。
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板框压滤机的特点是:过滤面积大,占地小,构造简单,制造方便,过滤推动力大,对物料适应性好,但装拆劳动强度大,间歇操作,滤布消耗量大。
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(二)叶滤机
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叶滤机系由若干块过滤元件——滤叶组成。叶滤机的结构如图7-24所示。在刚度较好的金属芯网外,罩以滤布,叶滤机的一端装有短管作为滤液的流出口,同时用以固定滤叶。滤叶的形状有长方形、圆盘形。滤叶都置于密闭的容器中,它的放置位置有垂直和水平两种。过滤时,悬浮液经泵输入密闭槽,当槽内充满后,在压力下进行过滤,滤液由滤叶内部短管经滤液管排出,而固体颗粒被截留在滤布外表面,形成滤饼,滤饼的卸压可用压力水逆向冲洗,或把滤叶组从槽内移出冲洗。叶滤机的优点是结构简单,滤饼卸除容易,但滤饼的洗涤效果不太好。
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图7-24 叶滤机
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图7-25为垂直式叶滤机,过滤槽由上盖和槽体所组成,封头是滤浆加入管,管壁上钻有许多孔,管内还套有洗涤水管;管上装有洗涤水喷嘴,驱动装置可带动滤浆加入管和洗涤水管同时旋转;滤叶是圆形滤叶,它们固定在过滤槽体上,而不是固定在滤浆加入管上;滤液排出管一端经阀门与滤叶的内部相连通;另一端经检液管而与滤液排出总管相连通;中间是排卸滤渣的螺旋输送器。
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图7-25 垂直滤叶过滤机
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它的工作原理是:滤浆经入口压送到滤浆加入管和洗涤水管之间,从滤浆加入管壁上的孔进入过滤槽,滤浆加入管和洗涤水管一起低速旋转,可使物料均匀,达到过滤均匀的效果。在压力的作用下,滤浆经滤叶过滤,滤液经滤布、滤液排出管以及检液管而进入排出总管,滤渣截留在滤布的外表面,形成滤饼,当滤饼增至一定厚度时,停止加入滤浆,然后将洗涤水通过洗涤水管,经喷嘴喷射到滤叶上,将滤饼冲洗下来,落到底部,由螺旋输送器送到排渣口,排出机外,滤叶上的滤布经洗涤后可再用。
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水平叶过滤器由数十片固定在空心轴上的水平圆形滤叶和立式压力容器组成,如图7-26所示。滤叶上表面为过滤筛网,下表面为无孔金属板,中空部分与空心轴内孔相通,构成滤液通道,空心轴和滤叶安装在容器中,由电动机带动,可以一起旋转;过滤的推动力为压力;滤饼卸料则利用离心力。
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图7-26 水平叶滤机
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四、杀菌设备
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(一)立式杀菌锅
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立式杀菌锅的操作是间歇性的,不能连续进行,可用作常压或加压杀菌。在品种多、批量小时很实用,目前中小型罐头厂使用较普遍,在连续化生产线中不适用。因此,从机械化、自动化方面来看,不是发展方向。图7-27为有两个杀菌篮的立式杀菌锅,主要由圆筒状锅体、蒸汽吹泡管、喷淋管、锅盖、开盖平衡锤等组成。
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图7-27 立式杀菌锅
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圆筒状的锅体用厚6~7mm的钢板成形后焊接而成,锅底和锅盖成圆球形,锅盖铰接于锅体后部边缘,在盖的周边均匀地分布着6~8个槽孔,锅体的上周边铰接有与该槽孔相对称的翼形螺母,以密封盖和锅体。锅体口的边缘凹槽内嵌有密封垫片,保证盖和锅体密封良好。为了减少热量损失,最好在锅体的外表面包上80mm的保温层。
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(二)卧式杀菌锅
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1.GT7C5型卧式杀菌锅的构造与原理
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GT7C5型卧式杀菌锅主要由锅体、锅门、进气管、排气管、进水管、排水管、空气压缩机、进出料小车、控制仪表等组成,如图7-28所示。锅体是一个平卧的圆柱形筒体,末端焊接有圆形封头,前端设有锅门,通过回转支架与锅体铰接在一起。锅门和锅体利用斜面锁块的契合块来密封,有十组契合块分别均匀地分布在锅门和锅体的口环上,锅门和锅身之间镶有耐热橡胶圈。锅体的底部装有两根平行的轨道,供装罐的杀菌车推进之用。为使杀菌车能顺利进出,导轨应与地面在同一平面,因此锅体有部分在地下。又为了便于杀菌锅排水,锅体在安装时必须向前作1/1000的倾斜,而且在安装杀菌锅处都有一个地槽。
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图7-28 GT7C5型卧式杀菌锅
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2.GT7C5型卧式杀菌锅的使用
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将一批罐头装进杀菌锅后锁紧锅门。把所有排气阀、冷凝水排放阀、泄气阀全打开;关闭冷却水阀门和压缩空气阀门,上述准备工作完成后,将蒸汽阀门开到最大,按规定的排气规程排气。排气结束后,杀菌锅升温到预定的杀菌温度和压力时,关闭蒸汽阀,按杀菌工艺要求保持一段恒温时间,一直到高压杀菌结束。在喷入冷水降温冷却时,要先通入压缩空气增压,压缩空气的压力应使杀菌锅内的压力略高于罐头内的压力,以防止罐头内发生膨胀,最后通过喷水管放入冷却水,使水均匀地分布,进行冷却。冷却水和蒸汽相遇将产生大量气体,这时必须打开排气阀排气。排气结束后,关闭所有排气阀门。冷却完毕,由排水管放尽冷却水,然后开启锅门,推出小车,再推入另一辆装有罐头的小车进行杀菌。
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3.操作注意事项及维修、故障排除
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GT7C5型卧式杀菌锅普遍存在热分布不均匀现象,因为它直接关系到杀菌质量和热能的消耗,必须在使用中注意并设法改进。影响热分布的因素有结构问题,也有操作问题,这里重点介绍以下几方面:
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(1)蒸汽供应:蒸汽供应直接影响着热分布和升温速度。蒸汽压力过低是多数工厂普遍存在的问题,一般只有0.4MPa左右,要求应不低于0.55MPa。对于杀菌锅进气管的主管道直径尺寸较小的,要适当增大:只有一台杀菌锅时,直径应为70~80mm;在两台杀菌锅同时升温时,直径应为80~100mm;四台时,直径应为100~150mm。每台杀菌锅的进汽蒸汽管尺寸和蒸汽分配管上开孔率也不容忽视。GT7C5型卧式杀菌锅的蒸汽管直径尺寸应不小于40mm(有的直径只有25~30mm),蒸汽分配管上所有小孔面积之和应为分配管截面积的1.5~2倍为宜,孔的直径为5mm。
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(2)排气:杀菌锅热分布不均匀的另一个重要原因是存在空气,而空气是不良导体,流动的纯蒸汽温度是均匀一致的,当蒸汽中混有空气时,就会使温度不均匀。一般间歇式杀菌锅,在杀菌开始前锅内都充满了空气,据测算,GT7C5型卧式杀菌锅即使是在满载的情况下,锅内仍有65%~80%的空间有空气,因此要按工艺要求排出这部分空气。
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(3)加大排气管尺寸:将三根直径15mm的排气管改装成三根直径为25~32mm的排气管后,热分布明显趋向均匀。另外排气管的位置距罐端应不超过60cm,间距不超过120cm。
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(4)改进排气操作规程:在确定排气规程时,应综合考虑以下3个方面:
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①要使空气排尽,从这点出发,当然排气时间越长,达到排气温度越高越好。
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②要考虑蒸汽的利用率,二者应综合分析。
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③要缩短升温时间,排气时间长和排气温度低,都会影响升温时间。
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经测定GT7C5型卧式杀菌锅在正常操作时的排气时间为6min、排气温度为105℃较适宜。
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(5)彻底排除冷凝水:当冷凝水排除不彻底在锅内积累超过蒸汽分配管时,蒸汽要首先加热冷凝水成蒸汽,蒸汽驱除空气的力量很弱,因而影响热分布。但蒸汽开始进入杀菌锅时,必然会遇冷凝水,所以在杀菌锅底应安装足够大的冷凝水排放阀。GT7C5型卧式杀菌锅的排放阀直径应不小于70mm。操作时,排气开始时应开大冷凝水排放阀,排气结束后要适当关小冷凝水排放阀,使冷凝水能畅通流出,并且有少量流动气体冲出。
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(三)超高温瞬时灭菌机
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1.结构与原理
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RP6L20型超高温瞬时灭菌机是由壳体、进料泵、高温桶、双套盘管、循环贮槽和物料、蒸汽、冷却水的管道以及温度、压力仪表等组成,如图7-29所示。
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图7-29 RP6L20型超高温瞬时灭菌机
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高温桶是主要杀菌部分,它是一个圆形密封容器,物料管呈盘形环绕在里面,高温高压蒸汽从上面通入,下面有冷凝水的排放口。
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双套盘管是将两个不同直径的薄壁不锈钢管套装后,呈环形盘绕在杀菌机壳体内。中间管和外套互不相通,在液体各自流过时进行加温和冷却。这部分的制造加工工艺要求很严格,两管之间间隙应均匀一致,同时又要密封而无泄漏。RP6L20型灭菌机的双盘套管的上部套管是用来加热预温杀菌前物料的,下部是用来冷却杀菌后的物料。有特殊要求时,在最下部也可以再进行加热升温物料。
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2.正确使用
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RP6L20型超高温瞬时灭菌机工作时,料液经管道、三通阀进入料泵,在离心泵的压力下按图7-29给定路线进入上部双套盘管内管,与外套中杀菌后的高温料液相遇得到预热。然后从套管中脱出成单管进入高温桶成盘管状,接受来自上部的高压热蒸汽进行超高温瞬时杀菌。此时蒸汽的压力可以用压力表观察,并用角式截止阀控制高低;料液杀菌温度则配合观察温度表值用节流阀调节。料液在高温箱内超高温杀菌约3s,温度为115~135℃,流出后的高温料液进入双套盘管的内外套管之间,把热量传导给内管的料液进行预热,同时也使自身得到冷却。在下部套管中,内管料液与外套管的冷水进行热交换,使物料再次降温到65℃左右,此温度可在出料口的温度表上观察。合乎杀菌要求的料液经出料口排出准备灌装,没有达到要求的料液则流入循环贮槽,再经进料三通旋塞、离心泵重新送回加热杀菌。
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3.注意事项及维护
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安装RP6L20型超高温瞬时灭菌机时用设备本身的四只支脚螺栓将灭菌机调平即可。安装进料泵时应保持泵轴水平,否则使用中将引起设备的振动。在循环贮槽的放水竖管处应与地沟相接通,以免洗涤时洗液流出腐蚀损坏车间地面。使用前还要检查安全阀、压力表、温度表是否正常,设备的阀门是否畅通无阻。在确认一切正常后,应按下列程序操作:
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①在循环水槽中注满水,开启清水阀门。
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②启动进料泵。
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③打开蒸汽阀门,观察温度表和压力表的数值,根据工艺要求进行调节。
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④关闭清水阀门,当循环水槽中的水将放尽时,打开进料三通旋塞开始进料。
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⑤当旋转管排出物料时,即转动旋转管,使物料流入循环水槽中,与此同时打开三通旋塞开始排料。
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⑥经常观察杀菌温度,调节蒸汽阀,以防温度过高引起积垢和堵塞。
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⑦控制节流阀,保证物料在预定温度内不断地在管内流过,避免积垢和堵塞。
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⑧每次杀菌结束时,待最后的物料通过进料三通旋塞后,立即将此旋塞转换,使贮槽内的水代替物料流入,并打开贮槽上的供水阀门进行清洗,一直到排水变清为止。与此同时关闭蒸汽入口截止阀,开启放水截止阀,放净高温桶内加热蒸汽,然后关闭。
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RP6L20型超高温瞬时灭菌机连续使用6~8h后,需要进行清洗,清除盘管壁上的污垢,以提高设备的热交换能力。清洗采用化学清洗法,按如下程序进行:
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(1)水洗:在杀菌结束后用水清洗。
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(2)碱洗:在循环槽内配制体积分数为2%的NaOH碱液洗涤剂,加热至80℃,循环约30min。
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(3)水洗:排除碱液后用水冲洗约15min。
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(4)酸洗:在循环槽内配制体积为2%的HNO3酸性洗涤剂,加热至80℃,循环约30min。
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(5)水洗:排除酸液后用水冲洗约15min。
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(四)微波高温灭菌设备
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1.高黏度液体食品的管式微波高温杀菌装置
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该装置的结构如图7-30所示。这是一种适用于处理高黏度物料的连续杀菌装置。该装置由料斗供给液体食品物料,通过定量泵加压传送到微波照射部后,利用微波使温度升高到规定的温度。然后,根据需要,用保温管使食品在杀菌温度下杀菌。照射杀菌部选用适当的材质及设计合适的搅拌机构,保证物料不因黏滞而阻塞,从而防止了过度的加热现象。最后,在冷却管中冷却后被送出装置。
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图7-30 微波高温杀菌设备结构
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该设备的加工对象有调味品:番茄酱、调味汁类(沙司类)、果酱、馅、豆酱、糊膏类;调制食品:咖喱、食品汤料、汤类、婴儿食品、豆腐、芝麻酱;饮料和甜食:咖啡、红茶、甜酒、鲜奶油、布丁、果冻等。在使用范围内,可处理的物料有:酱料、调制食品、饮料、甜食、各种液体医药品、化妆品等。
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2.多次快速加热辐照和冷却工艺的微波杀菌装置
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实现快速加热和冷却的操作,可由图7-31所示的装置实现。图中的若干低耗介质导管内有被处理的液料流动,它们横向贯穿(与波导管方向相垂直)波导管,并通过波导管两侧的冷却器。结果,液料进入波导的微波区域时被加热,当达到冷却器区域中又被急剧冷却。由于介质管连续通过波导和冷却器,因此,管中液料多次交替改变温度。液料受微波辐照的总时间,取决于通过微波区域的次数。
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图7-31 快速加热、冷却工艺的微波灭菌装置示意图
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该工艺的目的,旨在快速地改变微生物的生态环境温度,并且多次进行微波辐照灭菌,从而避免让物料较长时间连续性地处于高温状态,为保持物料的色、香、味及其营养成分提供有利条件。此工艺适合于对温度敏感的液料灭菌,例如饮料、米酒的灭菌保鲜。灭菌温度条件可视不同灭菌对象设定控制。
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五、发酵设备
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真菌菌体含有丰富的营养,特别是蛋白质含量很高,脂肪含量也高,B类维生素也很丰富,而且绝大多数真菌没有毒性,很适宜直接作为人类食品或家禽的饲料。利用深层发酵生产出来的菌丝,可作为新鲜食品用、冷冻或干燥备用、磨粉或制成鲜味浓缩物。发酵设备成为发酵工厂中最基本、最重要的设备,有机械搅拌通风发酵罐和通风搅拌发酵罐两大类。机械搅拌通风发酵罐有循环式和非循环式两大类,循环式又分外循环和内循环两类。非循环式和内循环式发酵罐采用搅拌桨去分散和打碎气泡,这是增加氧在发酵液中的溶解速率并使发酵液均匀混合的一种有效方法,而外循环式发酵罐主要利用循环管的泵或螺旋桨增加液体的循环量,并使喷入或吸入的气体细化,增加气、液两相的接触面。非循环式发酵罐由于利用搅拌器打碎气泡,与其他形式发酵罐相比,它的溶氧速度较高,混合效果好,是目前最常用的发酵罐。缺点就是结构复杂,消耗动力较大。另一大类是通风搅拌发酵罐,就是利用通入发酵罐的空气代替搅拌器,翻动发酵液使发酵液和气体均匀混合,这种发酵罐的结构简单,所消耗动力比机械搅拌低。起初仅用于酵母生产,20世纪70年代生产灵芝、银耳也采用过这种发酵罐。通风搅拌发酵罐也有循环式和非循环式之分,循环式又有外循环式与内循环式两种,非循环式又有排管式、喷射式和回转喷射式3种。以上所说发酵罐类型多种多样,同一种形式,几何比例尺寸也不完全一致,但其内部结构大致相同。目前深层发酵应用较多的是“标准式”发酵罐,其结构如图7-32所示,罐身除了特殊要求需要不锈钢外,通常使用钢制材料制造,发酵罐与一般化学反应罐不同。罐身立式圆筒形,罐体直径与高度之比1∶2.5到1∶3.0,其罐体上由传动装置、密封装置、通气搅拌装置、冷却装置、除泡装置、控制仪表以及与设备工艺有关的连接管等组成。
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图7-32 标准式发酵罐
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为了使发酵顺利进行,发酵罐必须满足以下几个基本要求:
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(1)发酵罐应具有适宜的径高比。罐身越长,氧的利用率越高。
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(2)发酵罐能承受一定压力。由于发酵罐在消毒及正常工作时,罐内有一定的压力(气压与液压)和温度,因此,罐身各部件要有一定的强度,能承受一定的压力。
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(3)发酵罐应具有足够的冷却面积。微生物生长代谢过程中放出大量的热量,为了控制发酵过程不同阶段所需的温度,应有足够的冷却面积。
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(4)发酵罐内应尽量减少死角,避免藏垢积污,灭菌能彻底,避免染菌。
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(5)搅拌器的轴封应严密,尽量减少泄漏。
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六、装罐与包装设备
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(一)蘑菇定量装罐机
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如图7-33所示,料斗的底部有一个旋转圆盘,它的下面有平均分布的八个定量杯,圆盘由套轴上的链轮Z4驱动,Z4还使主轴和星形轮及主柱和圆盘一起转动,这些都是通过位于机架上的电动机来驱动的。它通过皮带轮和变速器,由一对伞形齿轮Z1、Z2,使之由水平传动变为垂直传动,轴Ⅰ上部有两个链轮Z3、Z7和一个直齿齿轮Z8,链轮Z1与中心轴的套轴上的链轮Z4相连,使圆盘转动,链轮Z7与轴Ⅲ上的链轮Z8相连,带动出罐圆盘旋转,直齿轮Z5,与轴Ⅱ上的齿轮Z6相啮合,带动进出罐装置1转动。料斗是一个圆筒,用角铁支架支承在固定圆盘上。料斗的中央有一个圆锥体,它保证将一定数量的蘑菇顺利地送入定量杯中,在圆锥体的一侧和旋转转盘的上方安装一块挡板,它刮平已盛满定量杯的蘑菇的杯口,以阻止蘑菇继续流入定量杯中。定量杯的底部有一个活动阀门,它用轴固定在旋转圆盘的下面,并且绕轴转动。
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图7-33 蘑菇定量装罐机示意图
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装料时,空罐在星形轮的作用下移动到定量杯的下方,当空罐碰到位置传感器后,使装在步进电机上的凸轮转动,促使开阀门小轴上升,打开阀门,定量杯内的蘑菇即落入空罐中。当旋转圆盘继续旋转到出罐处时,由于开启臂接触关闭销杆,使阀门返回原来位置,再把阀门关闭,定量杯进到第2次装料,而已装好的罐体被出罐装置送出机外。
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(二)高压蒸煮袋包装设备
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图7-34是高压蒸煮袋包装的操作过程和采用的成套机械设备。它是一条用铝箔复合薄膜袋高速装袋的生产线,生产能力为每分钟120~160袋。先将制好的复合薄膜空袋放在空袋箱中,经空袋输送装置将其送到回转式装料机上装填食品,在手工排列装置的位置,由手工将空袋排列整齐,自动地送到活塞式液体装料机灌装汤汁,再送到蒸汽汽化装置进行排气,到热封装置对复合薄膜袋进行封口,然后到冷却装置使其封口并马上冷却,再由输送器将袋送到堆盘上整齐排列,由杀菌车送到杀菌锅内进行高压消毒灭菌。杀菌锅的门上有快速开门装置,由控制台显示和操作。灭菌后的“软罐”仍由灭菌车推动到卸货架上,由输送器使其穿过一个热空气干燥器或者在简单的烘箱内进行干燥处理,干燥后的高压蒸煮袋仍由输送器送到装箱机包装入箱。
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图7-34 高压蒸煮袋包装的生产过程及设备配置
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(三)台式真空包装机
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如图7-35所示,其工作过程为:将人工装好物料的塑料袋放在台面上的包装体承受盘的腔室内,关闭真空槽盖后便由限位开关使继电器控制后面的真空包装各工序自动连续地进行下去,各工序所需时间可由定时器任意调节,其真空回路的转换阀有由电磁阀单体组成的转换阀和复合转换阀。阀座应耐腐蚀。加工包装体的封口宽度一般为3~10mm,长度可达700mm,生产率为12~30袋/min。
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图7-35 台式真空包装机
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