Термообработка субстрата вешенки

Термообработка субстрата вешенки

В этой статье я опишу три самые распространенные методики изготовления грибного субстрата. Все они основаны на уничтожении спор плесневых грибков и бактерий высокой температурой. Это нестерильные технологии:

  • гидротермия,
  • ксеротермия,
  • пастеризация в туннеле.

Обеззараживание субстрата для вешенки без термообработки или так называемая холодная обработка с помощью химических веществ — это нестабильный способ, который часто дает брак. В нем используется для малых объемов перикись водорода или  белизна и известь, а для больших — концентрат гипохлорида натрия и раствор извести. 

Я с холодной обработкой опыта не имею, поэтому давать какие-то рекомендации не могу. Всякие изобретения, типа обработать солому марганцовкой, озоном, еще бог весть какими химикатами вообще не выдерживают критики. Так же как и добавка марганцовки, перекиси, антибиотиков при пропарке.

Многие начинающие интересуются вопросом: «Какой способ обработки субстрата рентабельнее всего». 

Ответ на него дать очень сложно — самый рентабельный конечно, стерилизация в автоклаве. Но он очень дорогостоящий. Причем, кроме стоимости оборудования для стерилизации нужно учесть стоимость оборудования чистой зоны (вентиляция, фильтры, микробиологическая обработка помещений).

В домашних условиях можно работать на атмосферной стерилизации и сделать стерилизатор самому, но  требования к санитарной обработке чистой зоны остаются такими же высокими.

В промышленном производстве чаще всего пользуются тоннелями. Они не настолько дорогие, как автоклавы для производства такого же количества субстрата — стоимость меньше в пять-шесть раз. Зато при стерилизации субстрата урожайность выше, иногда на 10-15%. Поэтому при выборе способа термообработки нужно учитывать и затраты на оборудование, и их окупаемость.

Для небольшого предприятия или домашнего выращивания самый распространенный вариант гидротермическая обработка.

Гидротермия

Популярна среди начинающих грибоводов, в виду кажущейся легкости. Новички в грибном бизнесе называют этот способ  запаривание. 

Приготовление субстрата для вешенки гидротермическим способом происходит в емкости или бочке от 1 до 5 кубов. С однокубового бака можно получить 25-30  грибных субстратных блоков весом 10-11 кг.

Для замачивания субстрата используется тот же бак, в котором будет происходить затем обработка.

Сухое сырье насыпается не очень плотно в полипропиленовые мешки, завязывается, пропаривается в баке с водой. Для гидротермии лучше использовать лузгу подсолнечника, если найти ее не удается, подойдет рубленная солома с добавкой сена, или смесь соломы с лузгой. Экспериментировать при гидротермии сложными растительными композициями не рекомендую – очень легко получить брак.

Неутепленный бак для гидротермии

Не утепленный бак гидротермии может сильно охлаждать сырье, лежащее при запаривании у стенок бака

Несомненным плюсом этой технологии является небольшие затраты на оборудование. Для гидротермической обработки нужен только утепленный железный бак с крышкой. Внутри емкости — железная решетка, отстоящая от дна на 10-15 см.

В этом способе нагревается большое количество воды – на 1 кубометр емкости (уже с мешками, уложенными для пропарки) необходимо около 750 литров воды.

Воду необходимо нагреть не менее 80 градусов, показатель правильной пропарки – это температура в центре мешка с сырьем. Она должна быть в пределах 72-75 градусов.

Такую температуру необходимо держать не менее:

  • лузга — 3-4 часа
  • солома с сеном — 7-8 часов.

Воду можно нагревать газом, электричеством или дровами.

Электричества для запарки 2х кубового бака потребуется много – ТЭНы не менее 40кВт. Газа – около 25 кубов.

Принцип установки бака одинаков под газовую горелку или дрова: выстраивается конструкция п- образной формы, из красного кирпича, шириной в кирпич или полтора (зависит от емкости бака). Высота — около 15 рядов (главное, чтобы было удобно дрова закидывать или горелку вставлять). В глухой стене, обратной от проема для закладки дров делается отверстие для тяги с дымоходом.

До пропарки сырье должно полежать в теплой воде не менее 6-8 часов, чтобы споры плесеней и бактерий успели набухнуть — тогда они становятся уязвимыми,  затем при пропарке погибают. Если вода слишком холодная, можно заливать ее в бак, одновременно прогревая до 20-30 град, при этой температуре набухание спор идет активнее всего.

Если мощность водопровода небольшая, нужно иметь дополнительную емкость с водой, чтобы заливать с нее воду насосом одновременно с водопроводной.

После того, как сырье полежит в теплой воде положенное время, необходимо довести воду до температуры пропарки.

После окончания времени пропарки воду из бака сливают, а мешки оставляют в баке. Лишняя вода из лузги за это время стекает, а мешки медленно остывают, вбирая в свою структуру дополнительно влагу.

В случае производственной необходимости можно вытащить мешки из бака, сложить их плотной кучкой на поддон в чистой зоне или соседнем с ней помещении. Через 6-7 часов мешки можно поставить отдельно друг от друга, для более быстрого остывания. Когда температура опустится ниже 27 градусов, можно начинать засев.

В гидротермии существует большое количество вариаций.

Все они направлены на то, чтобы довести массу до необходимых 68-70% влажности таким образом, чтобы на инкубации лишняя влага не начинала течь в блоке или выделятся в подпленочный слой. Но так как процесс плохо контролируется, то субстрат очень часто бывает или слишком сухой (что снижает урожайность за счет нехватки питательного раствора для растущих грибов) или слишком мокрый (что провоцирует брак).

Пытаться провести ферментацию на гидротермии не стоит. Даже если вы будете продувать мешки с пропаренным сырьем с помощью вентилятора, и удерживать нужную температуру, толку от этого не будет. Для накопления микроорганизмов вести процесс нужно не менее 36 часов. За это время удержать температуру в пределах 48  +/- 3 градуса, можно только паром. И затраты электричества на продувку плюс введение горячего пара в емкость намного опередят мифический прирост урожайности. 

Недостатком этого способа является большое количество используемой воды, большую часть которой необходимо утилизировать. Можно использовать ее для увлажнения отработанных блоков вешенки при переработки его на биогумус.

Важное замечание — любое растительное сырье НЕЛЬЗЯ кипятить. Так как при этом споры, которые выжили, проявляют высокую активность. Они быстро и агрессивно прорастают в блоке и дают брак. 

Это явление называется «тепловая активация спор».

Можно заливать массу кипящей водой, что тоже не желательно. В этом случае нужно убедится, что температура достаточно падает за счет прогрева соломы или лузги и стенок емкости — до 75-78 градусов.

При неправильном пропаривании на инкубации возникают проблемы зарастания, появляется плесень.

Побробнее об этом в статье «Проблемы развития грибных блоков»

Ксеротермия
Емкость для ксеротермии

На фото — утепление ксеротермической емкости (бочки)

Сухая растительная смесь пропаривается несколько часов паром, а затем остужается холодной водой 5-7 часов. Для пропарки необходим парогенератор.

Для ксеротермического процесса растительная масса помещается в емкость. Чаще всего это вертикально установленные бочки большой кубатуры с отверстием загрузки сырья сверху и выгрузной дверкой для пропаренной массы.

В России в качестве ксеротермов встречаются вращающиеся смесители-кормозапарники. Из-за технических особенностей в таком смесителе очень сложно провести качественную пропарку и тщательную мойку запарника изнутри. Через пару лет работы на таких запарниках начинается брак, причем как бактериальный, так и плесневый. Поэтому при использовании запарников необходимо сразу после засева тщательно их вымывать, затем ополаскивать с дезинфектантом. Периодически пустую емкость нужно пропаривать.

В технологии ксеротермии и в туннелях можно использовать самые различные композиции – смеси соломы злаковых и бобовых культур, шелуху гречихи и лузгу подсолнечника. Составлять композиции должен опытный технолог, поскольку учитывать необходимо как питательность, так и структуру сырья.

Пастеризация субстрата вешенки

Пастеризация в тоннеле подходит для промышленного грибоводства, особенно при однозональной системе выращивания вешенки.

Если в ксеротермии пропаривают сухой состав, то при пастеризации паром обрабатывают хорошо увлажненное (фактически – мокрое, с влажностью 72-75%), предварительно подготовленное сырье.

Принцип туннельной обработки в общем-то такой же, как при гидротермии: в мокром сырье прорастают споры, которые потом убивают высокой температурой (70-75 градусов). Только не при помощи горячей воды, а паром.

Сначала растительный состав увлажняется водой с известью или содой для повышения рН (рh) субстрата до 8-8,5. Замачивание субстрата происходит либо во вращающейся бочке, либо на площадке, затем буртуется для разогрева.

Через сутки бурт надо перекинуть, чтобы насытить кислородом воздуха, при необходимости на этом этапе массу можно доувлажнить. Через сутки перекидку повторяют еще раз. Во время такой подготовки происходит размягчение стеблей растений, что затем облегчает внедрение прорастание и разрастание грибницы в блоках.

Также при разогреве бурта сначала набухают, а потом проклевываются споры плесеней.

Затем они погибают при пропарке. Не набухшие споры выдерживают нагревание свыше 100 гадусов, набухшие и проклюнувшиеся более уязвимы – они погибают при температуре около 70 градусов в течении 7-10 часов. Поэтому так важна дотуннельная обработка — две перекидки дают уверенность в том, что проклюнется максимально возможное количество спор.

Туннель пастеризации

масса соломы перед загрузкой в туннель пастеризации.Через сутки после второй перекидки увлажненный бурт закидывают в туннель – это такая комната для пропарки, с двумя воротами. Через одни  ворота, со стороны грязной зоны, происходит укладывание подготовленной массы на пропарку.

Вторые ворота находятся в чистой зоне, через них идет выгрузка готового субстрата. В туннеле есть также поддон, закрытый сетчатым полом, через него поступает пар.

Вентиляционная система туннеля гоняет паровоздушную смесь по кругу, при достижении температуры 69-70 градусов начинается сам процесс пастеризации, длится от 10 до 20 часов, контролируется температурными датчиками.

В вентиляционной системе есть заслонки свежего воздуха, рециркуляции и сброса, благодаря их слаженной работе происходят процессы разогрева, пастеризации, охлаждения субстрата.

Ещё совсем недавно было принято после пастеризации проводить также ферментацию в туннеле.

Это процесс, длящийся от 20 до 36 часов при температуре от 50 до 45 градусов, приводящий к развитию полезной микрофлоры, которая съедает доступное питание. Поэтому конкурентам вешенки, даже если они появятся (из воздуха, например, осядут споры) есть будет нечего.  А вешенка, в отличие от конкурентов ест целлюлезу, а не легкодоступные углеводы. И говорят, вроде после этого этапа хоть на улице без чистой зоны субстрат можно сеять, и брака не будет.

Я не имею такого опыта. Но когда у меня был туннель, я делала ферментацию, ее все в те годы проводили. В чистой зоне мы сначала обеззараживали воздух лампами ДРЛ с разбитыми колбами. Но эта затея всегда казалась мне опасной, ведь отравления озоном не лечатся, и могут стать смертельными при вдыхании большой дозы. Конечно, у меня даже в цех никто в это время не входил. А в чистую зону так и подавно.

Но я отказалась от этой обработки в целях безопасности и своего спокойного сна. Брызгали мы помещение только 5% перекисью водорода, мыли раствором «Доместоса» и даже фильтр на вентсистеме оставили только один — грубой очистки. Хотя первый год работы стоял еще и карманный, тонкой очистки.

И брака у нас не было, даже на седьмой год непрерывной работы.

Сейчас многие отказались от стадии ферментации, а пастеризацию проводят не менее 20 часов.

Скажу по опыту, для хорошего качества гораздо важнее дотуннельная подготовка — две качественно проведенные перекидки позволяют бурту насытиться кислородом воздуха. Температура поднимается до 40-55 градусов, что приводит к деятельности той же самой микрофлоры и имеет тот же эффект: микрофлора поглощает все углеводы, сырье размягчается механически во время перекидки, в нем начинаются химические процессы расщепления целлюлозы и лигнина. А экономическая выгода тоже очевидна: экономия электроэнергии и более суток по времени.

Обработка субстрата паром в туннелеПри установке автоматизированной системы контроля оператор только отслеживает, чтобы система работала без сбоев, что существенно облегчает весь процесс. Как правило, туннели строят на средних и крупных предприятиях (от 5-6 тонн гриба в месяц и выше).

Если вы собираетесь организовать промышленное производство вешенки с обработкой сырья в туннеле, вы можете обратиться ко мне за консультацией и полным сопровождением строительства всего субстратного цеха, включая туннель, чистую зону, расчет и установку вентсистемы, отладку работы туннеля.

Туннельное производство требует достаточно крупных денежных вложений для строительства цеха, ведь большое количество субстрата очень трудно зафасовать вручную, следовательно, кроме постройки самого туннеля и оснащения его вентиляционной системой, датчиками, автоматикой, необходимо приобрести еще и оборудование чистой зоны.

Мощность парогенератора для ксеротермии и пастеризационной камеры (туннеля) рассчитывается исходя из загрузки. Составляет от 10 до 20 кг пара/час в зависимости от конструкционных особенностей и режимов обработки.

Помещения субстратного цеха

Весь процесс выращивания вешенки начинается с субстратного цеха, который еще называют «грязной зоной».

Его площадь зависит от объема производства и метода обработки сырья. Для одного двухкубового бака при гидротермии хватит помещения около 10 кв. м.

А при интенсивном выращивании вешенки на промышленных предприятиях понадобится цех не менее 200 кв.м. (для туннеля на 5-6 тонн).

Независимо от технологии производства субстрата необходимо:

1. Продумать расположение всего оборудования сначала в чертежах. Определить, где будет находиться вывод воды, стоять емкости для пропарки, накопительный бак с запаса воды, парогенератор (производство пара для ксеротерма и туннеля), место хранения дров. Предусмотреть удобные, безопасные включатели электрического оборудования – без вилок, розеток, скруток.

2. Предусмотреть удобный вход, позволяющий легко заносить сухие растительные компоненты, желательно отдельно от основного (рабочего) входа

3. Размещать всё оборудование так, чтобы выгрузные двери пропарочных емкостей находились непосредственно в чистой зоне, а при гидротермии – бак стоял максимально близко к чистой зоне или к помещению, где мешки остывают после пропарки, и которое ведет в чистую зону.

4. Организовать движение блоков таким образом, чтобы из чистой зоны они сразу попадали в инкубатор. Если это невозможно – то категорически недопустимо носить блоки через субстратный цех, так как это самое микробиологически грязное место на предприятии.

5. Продумать расстановку оборудования так, чтобы его было удобно мыть и обрабатывать дезинфицирующими препаратами – как изнутри, так и снаружи.

6. Обеспечить цех воздушным обогревом. Для работы с субстром необходима температура не менее 15 градусов. Если Вы используете гидротермию, обогревая чан дровяной печкой, то отопление можно не делать.

Следующий этап –засев, или посев мицелия в субстрат и фасовка его в полиэтиленовые пакеты. Он происходит в помещении называемом засевочная (инокуляционная)  или «чистая зона»