发布时间:2016-07-29
来源:中国食用菌商务网
食用菌工业化的“仿生态”装置项目属于‘生物科技’装备范畴,装置适用于“固体散料”的发酵处理。用于食用菌生产,它可在设备内依次完成培养基发酵、灭菌、冷却、接种、制坯全过程,较传统国内外工艺技术节约了大量土地、厂房,设备、能源、耗材、人工。
一、食用菌工业化的“仿生态”装置的创新基础
我们知道,任何地球生物都无一例外的依恋于地球自然环境而繁衍生息,食用菌作为一个地球生命也必然是这样。早在《日本“香菇”之行的思考——食用菌生产的“生态工业化”》一文中笔者就提出了“生态依恋性”概念。食用菌本来就是自然生态中的一员,他不可以独立于自然生态之外,而必须‘依恋’于‘友菌’,必须‘依恋’于繁衍生息了亿万年形成的生态链中。在这个生态链中食用菌有极强的生命力。她不是温室里的鲜花,经得起 ‘恶略环境’的考验。所以,“生态工业化”应该是食用菌工业化的最高境界——因为食用菌本来就是自然之子。
关于食用菌生产中的污染问题,我们的许多从业者已经悟到了其中的原因——都是纯培养惹得祸。纯培养概念是实验室的东西,它在实验室是必须的,它是前辈科学家对自然科学研究手段的巨大贡献。但是在生产中——特别是以获取商品子实体为目的的大生产中,如果不能跳出“纯培养”概念的束缚,那将是一件极其麻烦的事情。可以说,目前的不同形式、不同业态、不同规模的食用菌生产者都在被此困扰,其表现是:一方面为此支付着大笔的能源开销;一方面为此投入巨大的设施建设;更令人恼火的是复杂、苛刻的工艺技术及其员工管理更是一个巨大‘黑洞’。
纵观目前国内外的食用菌生产,我们可以把不同生产目的、不同生产规模、不同生产技术手段、不同生产设施、设备的生产工艺放在一起相比较,不难看出它们均出自于实验室食用菌栽培实验的工艺程序。把实验室的办法克隆到食用菌的大生产中显然是不合适的。
当然,我们不是在此否定当今的食用菌工业化所引入的工业设计和信息技术。我们只是在进一步认识食用菌的生命形式、食用菌的自然生态,并在此基础上重新梳理国内外食用菌的栽培历史以及在这一历史进程中的各种各样的栽培模式、栽培器具、栽培方法及其设施、设备,从而获得感悟。在实践中我们不断的发现、创新、积累……,认识到纯培养是特定条件下的一种特殊需要,“纯培养技术”之于食用菌一般是用于科研或制种。但是,在生产中,特别是以获取商品子实体为目的的大生产中,我们的工程师们在穷其现代技术之精华来设计“食用菌工业化”的工厂时没能跳出“纯培养”概念的束缚,或许这正是相关学科的工程师们没能把握‘食用菌生态学’的结果。
自然状态下食用菌的生命形式,已经生生不息的存在了亿万年,它有自立于生命之林的能力。观察自然,我们没有看到食用菌可以自立于环境生态之外的“纯生”长现象;师法自然,我们更应该利用食用菌的自然属性发展食用菌生产;市场法则,也不会永远支持当今运行费用昂贵的工业化模式;低碳、清洁生产理念更不允许高耗能的食用菌产业就这样存在下去。
食用菌工业化生产第一步,就是要‘处理’培养基,充分研究我们所面对的固体散料状态的培养基的物理性状,我们知道该利用它什么,该克服它什么,这就是我们要设计的“‘仿生态’工业化装置”。首先,我们的目标物(培养基)会遵从重力规律,所以控制重力的过度影响,让目标物在装置内依照一定的密度和张力在可控的范围内循序而行就是结构构件必须起的作用,这样的“通道”、这样的“肠胃”就是我们需要的食用菌培养基(菌肥)工业化生产的“‘仿生态’工业化装置”。让培养基依序在‘装置’中一过式运行,以实现生产过程的流水化。
生物群落是“互相制约、互相依存”的。食用菌作为一个自然生命体也是这样。它依存于环境,制约着环境生物,同时又受制于环境生物。在这个“制约”和“被制约”的关系中我们顺应其自然法则,利用其自然规律,让不同微生物物种依序而行,先行者(有益菌群)为食用菌开疆扩壤,食用菌便会得到一片适宜的“沃土”——培养基,这样的培养基就可以保证食用菌不受外邪(害菌群)而生长繁茂——这也就是我们培养、加强基质(培养基)选择性的原因。
食用菌“生态工业化”的理念源于实践认识、再实践再认识的食用菌生产实践当中。它是无数次失败成功,再失败再成功的科学总结。它是建立在“新农业”理念基础之上的“清洁生产”。由于其不受季节限制的出菇的能力,使得它成为“旅游农业”、“城市农业”的天天采摘园。它是总结以往的科技成果和实践经验,创新工艺技术及其装备的重要实践。它属于新农业范畴,又是工业化业态,是真正的生物工厂。
工业化生产食用菌的探索需要创新,创新应该是多方面的——装备的创新;技术的创新;在装备、技术创新支撑下的工艺创新是食用菌工业化迈上新高度的必然选择。
我们知道,装备是硬件部分,它是食用菌工业化生产业态的重要标示性形式,它是有形的部分,这一部分往往是顺应生产工艺的需要而(生)设计;技术是无形的部分,它是操控装备正常有效运行的技能技巧,是人的一种职业能力。所以,只有工艺的创新才是最革命性的创新。在现代工业技术、信息技术支撑下食用菌的工业化道路必然要展现新的篇章。
二、食用菌工业化的“仿生态”装置说明
食用菌工业化的“仿生态”装置的创新分两部分,一是菌坯生产的设施设备,一是出菇生产的设施设备。
(一)思考过往搜寻未来
目前菌棒(菌坯)的制作流程是:配料→和水搅拌→(发酵)装袋→灭菌→冷却→接种→培养。这个过程是在一个展开的平面中进行,有些工序还需要封闭空间无菌进行,所以它工序环节多、需要控制的节点多、工序节点的不可控性因素多、独立装备(个数)多、装备总造价多、所需厂房和场地空间多、能源浪费多、耗材消耗多……除上述诸多弊端、麻烦外,还必须雇请众多的企业中最不稳定的因素——员工。
工业化标志着生产力的发展达到了一个全新的阶段,尤其在食用菌的工业化阶段,其生产产品应该是物美价廉的。然而食用菌的生产在实现工业化的进程中却没能实现这样一个目标,对此不能不令人遗憾。遗憾之余让我们认真的想一想,不难发现,食用菌的工业化涉及一个很大的“边缘学”内容:首先是对食用菌的育种学、生态学、园艺学及其相关技术的历史发展过程的深刻认识,并在此基础上的创新能力;再有就是现代物候控制技术及其现代材料对空间设计的支持及其与自然生态、自然物候的结合;更具重要性的是现代机械、现代装置的应用与现代控制技术的有机结合。当然,上述学科的机械拼凑是不会有出路的,出路在于有一个学科之间的互融互通,渗透和理解,至少项目的总工程师应该是一个了解相关学科的,有创新能力和欲望的食用菌生产专家。因为食用菌的生产是一种实践科学,它不但需要基础理论知识,更需要实践当中积累的经验,更准确的说应该叫它“经验科学”。
看一个事物一定要看它的历史发展过程,因为后人的发展无一不是站在前人的肩膀上。食用菌的工业化生产也是一样,研究食用菌人工栽培的由来与发展,研究食用菌工厂化、工业化生产的由来与发展,也许会让我们头脑更清晰。现今的“工业化生产”之所以出现众多的不同门派,或者“工业化生产”干不过农民的季节性家庭副业等等,足以说明目前的“工业化生产”还是处在一个探索期,还很不成熟,哪怕它是引进的国外的“工业化出菇厂”。因为工业化的标志不仅是机械化的程度有多高,设施设备的高科技含量有多少,更重要的是它的产品是否符合工业化产品的物美价廉指标,这才是最最重要的。今天的“‘仿生态’工业化装置”可以把上述众多工艺技术过程在装置中依次流水完成且不需要员工的参与。
(二)‘仿生态’工业化装置的系统构成及其工作原理:
a、系统构成:
①喂料总成:配料,搅拌,计量,输送,相关传感器及其传输系统。
②送风总成:风机,风道,风嘴,相关传感器及其传输系统。
③装置主体结构总成:支架,检修平台,筒仓,腰仓(气室),安息角滑道,机头机构,物料冷却机构,接种机构,菌块成型机构,菌块包装机构,相关传感器及其传输系统。
④有氧发酵层间结构总成:输氧系统,相关传感器及其传输系统。
⑤物料密度,张力控制结构总成:重力减速结构,落料控制结构,相关传感器及其传输系统。
⑥灭活(菌、卵、虫)层间结构总成:热能输送系统,温湿调节系统,相关传感器及其传输系统。
⑦出料总成:动力系统,机械、机构系统,喂料系统,出料机构,相关传感器及其传输系统。
⑧冷却,接种,制坯总成:冷却系统,接种系统,制坯系统,相关传感器及其传输系统。
⑨智能控制系统:设备现场智能操作控制台,视频监控系统,系统运行中央操控室(电脑机房)。
b、‘仿生态’工业化装置的工作流程:
喂料/送风→酵熟→热灭活(菌、虫、卵)→冷却→接种→制坯
C、‘仿生态’工业化装置的工作说明:
“‘仿生态’工业化装置”是为了解决现有固体散料发酵技术中存在的问题,特别是食用菌生产过程中对固体散料的拌料、发酵、灭菌、冷却、接种等等环节给出了一过式解决方案。在装置中一过式流水完成上述作业使得生产成本大为下降,生产效率有效提高,生产质量稳定可靠,同时节省了大量的人工,耗材,能源,土地,设施,设备,建筑。
该‘仿生态’工业化装置是个系统工程装置,它依次是发酵室、灭菌室、出喂料机构、冷却机构、接种机构、菌坯成型机构,其工作状态受控于各部位的传感器对中央控制室的“汇报”,以及中控室的电脑指令,不同品种的不同需要由模式化的电脑芯片自动控制。装置的进料口在装置的顶端,配料、拌料及其输送系统从装置的顶端源源不断的将培养基原料输送给“‘仿生态’工业化装置”,在装置中一过式完成了由原料到菌坯的生产过程,菌坯由输送系统运至发酵车间静置发酵。( 黄若愚)
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