Файл: диплом гранулирование субстрата после выращивания вешенки.docx

Одна из наиболее популярных в последние годы среди грибоводов. Характеризуется высокой технологичностью, низкой энергоемкостью, применением в идеальном варианте механизации всех предполагаемых этапов.

Воздушно-сухой субстрат при атмосферном давлении нагревается паром до 100°С и выдерживается в случае использования соломы и лузги подсолнуха — 1,5 часа, смесей, включающей в себя костры льна — 3-4 часа, после чего увлажняется холодной водопроводной водой.

Наиболее оптимизированный вариант ксеротермической обработки связан с применением частично переоборудованных запарников-смесителей (рис.1.)

Рис. 1. Смеситель кормов одновальный СКО-Ф-3-1 1 — корпус; 2-крышка; 3-мешалка; 4-загрузочная горловина; 5-шиберная заслонка; 6-смотровой люк; 7-привод выгрузного шибера; 8-выгрузной шибер; 9-выгрузной шнек; 10-привод выгрузного шнека; 11-парораспределитель; 12-электродвигатель; 13-редуктор; 14-пулът управления; 15-ороситель.

Использование измельченного сырья в данном варианте обязательно. На 1 тонну воздушно-сухого сырья добавляют расчетное количество воды 1,5 — 2,0 тонны, при этом показатели влажности субстрата на выходе не должны превышать 70%. Применение экзогенной защиты типа фундазола необходимо. Норма внесения фундазола составляет 100-150г. вещества на 1 тонну сухого субстрата. Нередко фундазол заменяют на сильный раствор известкового молока, что также может обеспечить определенную химическую селективность субстрата. Условия проведения работ по данной технологии должны отвечать самым высоким санитарно-гигиеническим требованиям. Не менее высокие требования предъявляются к качеству посадочного материала.

Гидротермическая технология приготовления субстрата для вешенки

Самая распространенная на сегодняшний день среди грибоводов. За счет высокой теплоемкости и теплопроводности воды обработка субстрата протекает достаточно эффективно. Сочетание — предварительного увлажнения с термообработкой в небольших емкостях объемом 0,2 — 4 м³ сокращает финансовые затраты при подготовке субстрата и часто используется начинающими грибоводами.

Вариантов, используемых грибоводами в рамках данной технологии, очень много, но в принципе их можно разделить на два направления.

Первое — это максимально укороченная термическая обработка, протекающая от 3 до 5 часов, при температуре воды 80-90°С. Далее воду сливают, дают возможность стечь воде из субстрата, извлекают из емкости и после остывания фасуют в пакеты. Либо сразу охлаждают водопроводной водой, при этом нередко применяют раствор фундазола, либо известковое молоко. Данный вариант технологии не преследует цель развить в субстрате селективные свойства, весь расчет основан на использование эффекта термошока и промывки субстрата.

Второе — это попытка развить в субстрате некоторые селективные свойства, невзирая на укороченность процесса. При достаточном опыте многим грибоводам это удается. Процесс включает в себя следующие операции и параметры: рабочая емкость должна иметь в среднем объем 2-4 м3.

Субстрат, как правило, лузга подсолнечника или солома зерновых культур, заливается водой и прогревается тенами, которые устанавливаются внизу под отделительным решетом, либо паром до температуры в средней точке субстратной массы 65 — 70°С. Процесс нагрева может протекать 6-12 часов. Далее следуют поправки на качественность сырья. Так, если солома свежая, ее оставляют в воде остывать, а если солома старая, воду после нагрева сразу сливают. Как для старой, так и для новой соломы длительность всего процесса должна занимать не менее суток и при открытии емкости на следующий день температура основной массы субстрата должна быть в пределах 45 — 58°С. Субстрат извлекается из емкости и после некоторого остывания используется в работу. Еще более простой способ данной технологии предусматривает заливку в емкость кипятка с последующим выстаиванием. Но в любом случае, когда большую часть времени субстрат будет находиться в интервале температур 55 — 65°С, то за счет активизации ферментативных процессов в субстрате уже будут присутствовать и в последующем усиливаться селективные свойства. Единственный, но весьма серьезный недостаток в описанном выше варианте заключается в том, что отведенного времени не всегда хватает на существенное накопление селективных свойств.

Классическая пастеризация в тоннелях

Принципы данной технологии основаны на многолетнем опыте работы грибоводов при приготовлении компостов для выращивания шампиньонов. Это достаточно перспективная и наиболее приемлемая для крупных грибоводческих хозяйств технология. Для ее осуществления необходимо иметь бетонированную площадку либо неглубокий бассейн для замачивания больших объемов соломы. Ключевое звено в технологической цепи отводится специализированному тоннелю (рис. 2).

Рис.2. Конструкция тоннеля. 1-шахта приточной вентиляции; 2-фильтр микробиологической очистки воздуха; 4-элемент охлаждения воздуха; 3,5-регулирующие клапаны наружного и внутреннего давления; 6-заборный воздуховод рециркуляционного воздуха; 7-вентилятор; 8-диффузор; 9-камера статического давления; 10-щелевой пол тоннеля; 11-трубопровод подачи пара.

В зависимости от размеров тоннеля в него можно загрузить влажного соломистого субстрата от 5 до 100 тонн. И, естественно, помимо всего прочего для осуществления загрузки и выгрузки больших объемов субстрата потребуются дополнительные средства механизации.

Процесс приготовления субстрата по классической технологии начинается с продолжительного увлажнения соломы на специальной площадке. Влажность соломы перед загрузкой в тоннель должна составлять 74 — 75%. За время увлажнения в субстрате должны пройти процессы полной гидратации естественной микрофлоры, которая ведет к выводу всех покоящихся форм микроорганизмов из неактивного состояния.

Следующий этап — загрузка субстрата в тоннель. Идеальный вариант — применение выдвижного телескопического транспортера. Основные требования при заполнении тоннеля — это высота слоя субстрата не менее1,5 ми не более 2,2м, а также равномерность и быстрота заполнения. Солома — достаточно рыхлый субстрат, поэтому надо учитывать, что усадка соломы может быть в пределах полуметра. На 1м² можно загрузить до 1000кг увлажненной соломы. Верхний уровень уложенной соломы должен находиться от потолка не менее, чем на 1м, солома не должна соприкасаться с воротами тоннеля. С этой целью перед воротами устраиваются пазы, в которых устанавливают доски опорного щита.

Тоннель после загрузки субстратом закрывают и включают вентиляцию с целью выравнивания температуры в массе. Нагрев субстрата осуществляется паром, который подается вместе с воздухом. Расчетное количество пара составляет 20-25 кг пара в час на 1 тонну субстрата, воздуха 200-250 м³/ч. на 1 тонну субстрата. Основные параметры процесса отображены на рис.3.

Время, необходимое для достижения параметров пастеризации, может составлять 10-12 часов, а в зимний период нередко достигает 20-26 часов. Температурный оптимум пастеризации лежит в пределах 59-62°С.

Рис.3. Термический профиль мягкой пастеризации с ферментацией

Особое внимание на каждом отрезке представленного на рис. 3 термического профиля пастеризации и ферментации отводится объемным значениям подаваемого рециркуляционного и свежего воздуха. Минимальное время пастеризации 12 часов.

Этапу ферментации предшествует плавное снижение температуры субстрата до 45 — 50°С при постепенном увеличении подачи свежего воздуха. Продолжительность ферментации 24-72 часа. По окончании процесса субстрат охлаждают свежим воздухом. Время на охлаждение 4-10 часов. График пастеризации и ферментации при изменении состава субстрата должен быть изменен.

Преимущества классической технологии, включающей в себя пастеризацию субстрата в тоннеле с последующей-ферментацией, на сегодняшний день неоспоримы. Качественные показатели субстрата значительно выше, чем при любых других способах обработки.

Применение определенных температур при длительной экспозиции максимально активизирует питательный потенциал соломистого субстрата для мицелия вешенки. Развитие и накопление термофильной микрофлоры приводит к постепенному формированию селективных свойств субстрата, позволяющих вешенке беспрепятственно развиваться на приготовленном субстрате, что в последующем не может не сказаться на урожайности. Процесс хорошо управляем, поэтому субстрат однороден по своему качеству. Технология предполагает применение механизации, что в свою очередь можно рассматривать, как основу для создания достаточно крупных производств субстрата для выращивания вешенки.

Проектный и производственно-технологический раздел

2.1. Физико-механические свойства субстрата

Главные показатели качества субстрата, полученного путем измельчения на линиях гранулирования:

теплотворная способность;
влажность;
насыпная плотность (объемный вес);
истираемость (массовая доля мелкой фракции пыли);
размеры частиц субстрата (диаметр, длина).

Именно они обеспечивают привлекательные потребительские качества топливных гранул. Эти характеристики обычно определяются при проведении проверки качества ДТГ и фиксируются в соответствующих сертификатах. Теплотворная способность готового продукта – это базовое свойство гранул, определяющее их потребительскую ценность. Чем выше теплотворная способность, тем больше энергии получается при сжигании 1 кг, соответственно меньше расход гранул, а следовательно, меньше затраты. Теплотворная способность также зависит и в меньшей мере от пород древесины. Напоминаем, что линии гранулирования гранулируют любую древесину. Поскольку содержание горючего компонента (С и Н) в древесине разных пород колеблется незначительно (в хвойных породах древесины содержится углерода (С) 50,5 %, в лиственных 49,6%, водорода одинаковое-6,2%), влиянием пород древесины на теплотворную способность гранул можно пренебречь. Влажность и зольность снижает теплотворную способность гранул, уменьшая горючую массу в единице веса. Теплотворная способность абсолютно сухих гранул можно принять равной теплотворной способности абсолютно сухой древесины, которая равна 18,9 МДж/кг. Теплота парообразования составила 2,26 МДж/кг [22].

В зависимости от величины, рассчитанной рабочей теплотворной способности, учитывающей влажность и зольность можно рассчитать цену гранулируемого продукта. Этот показатель имеет значение и с точки зрения стоимости транспортировки биотоплива в больших объемах. Другие технические характеристики качества гранул в большинстве случаев имеют для энергетиков второстепенное значение.

Влажность- показатель который оказывает влияние не только на теплотворную способность, но и на стабильность при хранении, исключая самовозгорание, минимизирование потерь. Это показатель, который влияет на работу топок снижает КПД. Одним из основных свойств гранул является их насыпная плотность.