一种食用菌菌袋及袋装含水物料的连续灭菌方法及装置制造方法及图纸

一种食用菌菌袋及袋装含水物料的连续灭菌方法及装置，装置由套管输送系统和微波加热系统、冷却系统及自动控制系统组成，该装置采用压力推杆将装有食用菌菌袋或袋装含水物料的套管推入输料管，用压力顶杆在装置出袋口前顶住套管，利用微波对输料管内的食用菌菌袋或袋装含水物料进行加热，在输料管内部形成０．１Ｍｐａ－０．４Ｍｐａ的蒸汽压力区间，使食用菌菌袋或袋装含水物料在短时间内被加热到１２０℃－１４０℃的范围，快速实现对食用菌菌袋及袋装含水物料的灭菌处理。

【技术实现步骤摘要】

一种食用菌菌袋及袋装含水物料的连续灭菌方法及装置涉及食用菌、食品、医药、 化工和环境工程中，微波连续加热灭菌含水物料的

技术介绍
食用菌营养价值很高，它们中间的许多种类不仅是美味的食品，对人体还有一定 的保健功能，在中国传统食文化中被列为山珍。目前我国的食用菌生产已形成了一大产业， 在提高农民收益，促进农业产业化发展方面发挥了积极作用。因为生产食用菌的主要原料 是木屑、农作物秸秆、稻糠、棉籽壳、麸皮、甜菜渣、酱渣等农产品加工下脚料，所以大力发展 食用菌生产，不与农业生产争田地、争肥料，有利于农作物秸秆等物料的进一步降解，有利 于有机农业生产的生态循环，有利于农业产业的结构调整。对于我国这样一个可利用土地 有限的人口大国来说，促进食用菌生产的健康发展具有重要的现实意义。随着科学技术的不断发展，我国食用菌生产模式正逐步由手工操作向机械化、工 厂化生产模式发展，目前食用菌培养基的灭菌处理过程是机械化、工厂化发展的一大制约 瓶颈，到目前为止，尚不能突破传统方法实现连续灭菌工艺。现在，食用菌菌袋灭菌效果比 较好的方法是高压蒸汽灭菌法，采用高压蒸汽灭菌锅对食用菌菌袋进行分批间歇式灭菌， 在灭菌过程中尚不能连续进出食用菌菌袋，一般每批需要灭菌2小时以上；在广大农村一 般采用常压锅灶进行食用菌菌袋的灭菌，从菌袋进灶到出灶，常需要1到2天时间或更长时 间。蒸汽灭菌时间长的主要原因，一是食用菌菌袋中的杂菌基数大，耐热菌数量多；二 是因为食用菌菌袋及所装物料本身是热的不良导体，传热速率低。当环境温度接近100°c 时，一般需要6-8小时以后，食用菌菌袋中心部位的温度才能接近100°C，灭菌需要12-16小 时，灭菌后使菌袋自然降温至室温则需要更长时间。在高压灭菌过程中，使用0.3Mpa兆帕 的高压蒸汽，一般需要灭菌2小时左右。在食用菌菌袋的灭菌过程中，菌袋导热性差和杂菌基数太大是食用菌菌袋灭菌困 难的主要原因。灭菌不彻底的部位通常在食用菌菌袋的中心，当灭菌不彻底的菌袋被接种 食用菌进行培养后，食用菌的菌丝体先在菌袋的两端表面生长，然后才逐步长入菌袋中的 培养基内部，菌袋中心部位是食用菌菌丝体生长的最后部位，生长正常时也需要20多天。 如果该部位灭菌不彻底，杂菌会从此部位开始生长，并从此处向菌袋外表面生长蔓延，常使 食用菌菌袋中的菌丝体不能长透菌袋或遭杂菌污染。在自然界中，当一种微生物凭借环境 条件在一块培养基中先行生长繁殖并形成优势种群后，其他的竞争者就很难在同一块培养 基上与之竞争生长。由此不难看出，食用菌菌袋中心部位不仅是灭菌处理的薄弱环节，也是 食用菌菌袋接种后培养过程中的薄弱环节。现代科学证明，微波对含水物料有很好的场加热效果，微波能穿透Φ300πιπι以下 的菌袋，这远大于食用菌菌袋Φ 150mm的范围，因此可以对食用菌菌袋的里外同时加热，由 于菌袋内的培养基导热性差，在用微波加热一定时间后，不仅不会出现菌袋中心加热温度低的现象，反而有可能出现菌袋中心温度高于菌袋表面的情况。只要我们使用的微波加热 功率足够大，就可以在较短时间内实现食用菌菌袋内外的彻底灭菌处理。在食品、制药、酿造、等领域，经常会遇到袋装含水物料的加热与灭菌处理问题。目 前主要采用蒸汽进行袋装含水物料的加热与灭菌处理，对于袋装食品和药品来说，在达到 灭菌要求的加热温度时，加热或灭菌的时间越短越好。用蒸汽进行袋装含水物料的加热与 灭菌处理时，热量是从袋外向袋内逐渐传导，袋内中心部位达到加热温度或灭菌要求的时 间晚于袋的外部表面，而且袋装含水物料越多，时间相差越大。目前科学实验表明，微波加 热袋装含水物料可以内外同时进行，可以在较短的时间内将袋装含水物料的袋内中心部位 与袋表面部位同时加热到所需灭菌要求温度，相比目前的蒸汽灭菌方法，更容易实现高、短 法的高温灭菌处理目标。
技术实现思路
针对食用菌菌袋和袋装含水物料目前面临的灭菌问题，本专利技术提出了“一种食用 菌菌袋及袋装含水物料的连续灭菌方法及装置”。本专利技术的技术关键是利用压力推杆将装 有食用菌菌袋或袋装含水物料的套管推入输料管，用压力顶杆在装置出袋口前顶住套管， 利用微波对输料管内的食用菌菌袋或袋装含水物料进行加热，在套管和输料管内部形成 0. IMpa-O. 4Mpa的蒸汽压力区间，使食用菌菌袋或袋装含水物料在短时间内被加热到灭菌 工艺要求的温度，实现对食用菌菌袋及袋装含水物料的灭菌处理。上述技术专利技术的相关装 置由进袋口(4)、进袋器及压力推杆(5)、液压或气压缸(3)、压力站(1)、高压管(2)、输料管、微波炉(6、10)、出袋器及压力顶杆(16)、降温热交换器(14)、冷却剂导入、导出管(13、 15)、出袋口(18)、压力计(8、12)、温度计(7、11)和食用菌菌袋套管(21-24)组成。食用菌菌袋及袋装含水物料的灭菌操作如下首先在食用菌菌袋的外面套上一个 尺寸规格严格的套管，或将袋装含水物料装入套管，套管的外径略小于输料管的内径，长度 与食用菌菌袋的标准长度要求一致；套管两端有挡板，挡板可以防止食用菌菌袋或袋装含 水物料在套管间移动，同时也防止了菌袋表面的碎屑落到输料管中。将套上套管的食用菌 菌袋或袋装含水物料由装置的进袋口依次进入进袋器，在压力推杆的往复推动作用下将套 管逐个推入输料管并逐步由进袋口向出袋口运行，在运行过程中被微波连续加热，在输料 管中后段将套管中的食用菌袋或袋装含水物料加热到灭菌工艺要求温度，经过一段时间的 保温，在出袋器附近被热交换器强制降温到100°c或工艺要求的温度后，放开压力顶杆，使 食用菌菌袋或袋装含水物料经出袋口推出，食用菌菌袋或袋装含水物料灭菌过程结束。菌 袋自然冷却到室温后，取下套管回收重复使用。装有食用菌菌袋或袋装含水物料的套管在输料管的运行过程中，压力推杆和压力 顶杆是协调动作的。当压力推杆推动套管前进时，压力顶杆后退并将一个套管放出。当压 力推杆后退复位并从进袋口送入新的一个套管时，压力顶杆则前进复位封住出袋口并顶住 套管。当压力推杆再次推动套管前进时，压力顶杆再次后退并又将一个套管放出。两者如 此不断往复重复协调动作，实现了食用菌菌袋或袋装含水物料的连续进出。对压力推杆来 说，需要提供强大的推力，推力要选择在0. 4Mpa以上，一般可选在0. 4Mpa-4Mpa之间。对于 压力顶杆来说，只要能封住出袋口，阻止套管移动即可，压力应选择在0. 4Mpa或以下。压力 顶杆可设计成在遇到大于额定顶力的情况下，压力顶杆可以退缩，以确保系统压力异常时，过大的压力可以自动卸压。盛装食用菌菌袋或袋装含水物料的套管是一个重要部件，在食用菌菌袋或袋装含 水物料的灭菌过程中需要很多，但它可以回收重复使用。由于食用菌菌袋或袋装含水物 料套管的存在，使食用菌菌袋或袋装含水物料在输料管的运行变得规格和参数统一，并便 于控制，同时不会因管壁的摩擦而在运行过程中破袋，不会因为由于温度过高菌袋软化破 损，不会因推进压力梯度而产生菌袋变形，造成出袋失控等不确定因素的影响。食用菌菌 袋或袋装含水物料的套管通常采用聚四氟乙烯、工程陶瓷、钢化玻璃、耐热工程塑料、玻璃 钢制备或上述复合材料制备。食用菌菌袋或袋装含水物料的套管通常采用厚壁聚四氟乙 烯制作，外径略小于输料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种食用菌菌袋及袋装含水物料的连续灭菌方法是利用压力推杆将装有食用菌菌袋或袋装含水物料的套管推入输料管，用压力顶杆在装置出袋口前顶住套管，利用微波对输料管内的食用菌菌袋或袋装含水物料进行加热，在套管和输料管内部形成０．１Ｍｐａ－０．４Ｍｐａ的蒸汽压力区间，使食用菌菌袋或袋装含水物料被加热到灭菌温度，实现对食用菌菌袋及袋装含水物料的灭菌处理；上述专利技术的相关装置由套管输送系统和微波加热系统、冷却系统及自动控制系统组成；其中，套管输送系统由食用菌菌袋或袋装含水物料套管、进袋口、进袋器及压力推杆、液压或气压缸、压力站、高压管、输料管、出袋器及压力顶杆、出袋口和装置支架组成；加热系统主要由数组分级加热的微波炉组成；冷却系统由降温热交换器组成；控制系统主要由安装在微波加热室之间的压力与温度传感器及相关控制装置组成。

【技术特征摘要】
一种食用菌菌袋及袋装含水物料的连续灭菌方法是利用压力推杆将装有食用菌菌袋或袋装含水物料的套管推入输料管，用压力顶杆在装置出袋口前顶住套管，利用微波对输料管内的食用菌菌袋或袋装含水物料进行加热，在套管和输料管内部形成0.1Mpa 0.4Mpa的蒸汽压力区间，使食用菌菌袋或袋装含水物料被加热到灭菌温度，实现对食用菌菌袋及袋装含水物料的灭菌处理；上述发明的相关装置由套管输送系统和微波加热系统、冷却系统及自动控制系统组成；其中，套管输送系统由食用菌菌袋或袋装含水物料套管、进袋口、进袋器及压力推杆、液压或气压缸、压力站、高压管、输料管、出袋器及压力顶杆、出袋口和装置支架组成；加热系统主要由数组分级加热的微波炉组成；冷却系统由降温热交换器组成；控制系统主要由安装在微波加热室之间的压力与温度传感器及相关控制装置组成。2.如权利要求1所述的一种食用菌菌袋及袋装含水物料的连续灭菌装置，其特征在 于，装有食用菌菌袋或袋装含水物料的套管在输料管的运行过程中，压力推杆和压力顶杆 是协调动作的；当压力推杆推动套管前进时，压力顶杆后退并将一个套管放出，当压力推杆 后退复位并从进袋口送入新的一个套管时，压力顶杆则前进复位封住出袋口并顶住套管， 当压力推杆再次推动套管前进时，压力顶杆再次后退并又将一个套管放出；两者如此不断 往复重复协调动作，实现了食用菌菌袋或袋装含水物料的连续进出。3.如权利要求1所述的一种食用菌菌袋及袋装含水物料的连续灭菌装置，其特征在 于，压力推杆的推力选择在0. 4Mpa-4Mpa之间；压力顶杆的顶力选择在0. 4Mpa或以下；压 力顶杆设计成在遇到大于额定顶力的情况下能退缩，以确保系统压力异常时，过大的压力 被自动卸除。4.如权利要求1所述的一种食用菌菌袋及袋装含水物料的连续灭菌装置，其特征在 于，所述的输料管采用聚四氟乙烯、工程陶瓷、钢化玻璃、耐热工程塑料、玻璃钢制备或上述 复合材料制备；输料管伸出在微波加热室外的部分采用不锈钢、钢铁、铝合金材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：计巧灵，王皓，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：65[中国|新疆]