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    食用菌保溫滅菌灶的研究


    【發布日期】:2010-09-04  【來源】:中國食用菌
            食用菌產業是一個非常獨特的產業,是新興起的依靠生物技術提供營養豐富的優質食品。是典型的“白色農業”。如何把食用菌產業滅菌環節的節能降耗,省工、省時提高培養料的正品率。增加產值,是廣大食用菌同行共同關注和期待的心愿。筆者從上世紀70年代末開始從事食用菌產業。前后10年間,先后使用過傳統的滅菌灶、箱、桶和常壓鍋爐。實踐中證明,這些菌設施的共同特點是:溫度及滅菌效果不穩定,加水或火不旺時,溫度明顯下降,平均滅菌合格率90%左右,能耗高,滅菌耗能煤料比(干料)1:2.5~1:3,值班時間長,通常1晝夜。概括地講是依靠耗能費工,打“消耗戰”,完成滅菌環節,致使生產成本居高不下。本人從那時起就潛心于食用菌滅菌灶的創新研究,歷經20多個春秋的難關攻堅,現成功研究出符合國家環保要求適用于工廠化生產,比傳統縮短16h以上,值班和耗能時間節能省工80%,滅菌效果非??煽康?ldquo;食用菌保溫滅菌灶” (以下簡稱“保溫滅菌灶”)獲國家專利,專利號:200720123717.0。以保溫滅菌創新技術取代了傳統“耗能穩溫”的滅菌方法。
      
      1 總體結構設計
      
      1.1 建造材料
      加熱器:用戶按圖找焊工焊接,數量多的基地縣可委托加工單位制作。爐排、爐臺板(鐵板)、適量的磚(不能用水泥泥磚和沙磚)、沙(青沙、黃沙、河沙均可)、水泥、石灰(粉)、進出料活動保溫門(按技術資料要求制作)。
      
      1.2 總體結構
      集供熱、消煙除塵、儲熱、保溫系統為一體。自動水位顯示加水箱(磚砌)排氣管、測溫孔、活動控溫板、除塵孔等。
      
      1.3 灶型容積
      
      
      2 供熱系統
      
      2.1 灰糟設置
      灰糟置于爐排之下,寬與爐排相等,深度以70cm為度。
      
      2.2 爐排規格
      爐排尺寸是經過灶體容積、容料量。小時耗煤量和所需升溫的時間換算出來的。爐條空距根據各地燃料種類決定,煙煤2cm~2.5cm,無煙煤1.5cm,燒柴1cm,長度比加熱器短25cm。
      
      2.3 常壓加熱器
      加熱器采用普通鐵板。管道最好用無縫鋼管,規格根據灶的容積換算,它既代替了爐堂又是盛水的容器,取代傳統的鐵鍋或鐵箱,結構緊湊,體積小,經久耐用,熱效率是傳統鐵鍋或鐵箱的2.5倍。
      
      2.4 燃料的燃燒與利用
      2.4.1燃料的燃燒
      該灶所用的燃料以煤為主要燃料,它是根據煤的元素組成而設計的。進氧量與煤相匹配。決定熱效率的高低,不僅要有合理的受熱面,而且與燃燒溫度有密切的關系。該灶燃燒火焰成麥黃色時溫度最高,煤中的可燃燒物質有固定碳、氫、有機硫、黃礦鐵硫,為使氫、硫得到充分燃燒,以此達到提高熱量。
      2.4.2 熱量利用
      爐堂主火用于加熱器產生蒸汽為培養料增溫提供主要熱量,尾火及高溫煙氣經灶壁多級“弓”字型的煙道行程轉換為灶壁儲藏熱,為封火后穩定培養料溫度準備了充足的后備熱源。有效保證灶內溫度的穩定性,并且在升溫階段中灶壁不但不吸附蒸汽熱。還釋放出相應的輻射熱。形成雙重熱傳遞傳熱,從而達到升溫快,更節能、省時。
      
      3 消煙除塵系統
      
      煙與塵是2種不同的物質,黑煙是煤揮發分中的可燃物未得到充分燃燒。一氧化碳含量高所致。塵是煤中不燃燒灰分物質,隨高溫煙氣的沖力作用,帶入空中排放。本灶消煙、尾火是經過主燃室和副燃室2級充分燃燒后,達到消煙的目的。從排煙觀測,基本成無煙狀態,除塵是借助副燃室的煙氣逆行力將塵沉降,進行1級除塵。再經“弓”字型煙道借用煙氣的橫走向使塵自沉,進行2級除塵。所以既不耗電能又不需安裝除塵設備,依靠灶體的科學結構自動除塵。煙塵排放值大大優于1類區排放標準。
      
      4 儲熱系統
     
      4.1底部儲熱
      加熱器左、右、后3方設有適度的空間,稱為儲熱間0。加熱器底部與儲熱間底部成l水平線,加熱器外殼散發的熱量儲藏于儲熱問。預熱灶底,對減少灶內培養料上下溫差起著重要物理作用。
      
      4.2 灶壁儲熱
      爐堂排出的尾火熱量占總耗能熱量的28%左右,這部份熱量經主、副燃室,至“弓”字型多級煙道。絕大部份熱量被灶壁吸附,以1口8m3中型灶為例煙氣形成長達22.5m。依次吸熱,轉換為灶壁儲藏熱。把排煙溫度降到最低點。經測試,料溫80℃以下時。排煙溫度與料溫基本相等。封火時,煙溫僅高于料溫12℃。平均排煙溫度不到80℃。還有容易引起人們產生疑點的奧秘,封火后不耗燃料為何溫度還能上升1℃~2℃,其原理封火時,灶壁溫度略高于料溫,這時灶壁開始釋放部分熱量加熱灶內飽和蒸氣,使料溫與灶壁溫度保持平衡。所以封火后料溫不但不降,反還會上升1℃~2℃。
      
      5 保溫系統
      
      保溫系統包括灶壁保溫層、底部儲熱間、頂部保溫層,進出料活動保溫門,均利用了強有力的保溫方法。它對穩定料溫、灶壁儲藏熱、培養料的內在溫度。阻止灶壁儲熱散發起著關鍵性的作用。
      
      6 保溫滅菌技術指標參數
      
      6.1 耗能標準
      1 000kg(干料/標準煤)70kg~80kg。
      
      6.2 溫度穩定值
      封火后12h內料溫平均值98℃~100℃。以后每小時下降0.3℃~1℃。
      
      6.3 滅菌耗工量
      每滅菌灶1人值班4h~6h(1人也可燒多灶)。
      
      6.4 升溫階段溫度穩定值
      中途加水不降溫。
      
      6.5 滅菌合格率
      封火后保溫18h,滅菌合格率100%。
      
      6.6 環保參數
      煙氣排放濃度(mk·m-3)<100,煙氣黑度級(林格曼級)<1級。
      
      7 保溫滅菌技術的定義與可靠性
      
      7.1 保溫滅菌的定義
      保溫滅菌灶是我國擁有自主知識產權的一項食用菌產業的一項創新技術,該灶的核心技術:料溫達到計時溫度時不需繼續“耗能穩溫”滅菌,利用穩定內在溫度的熱力作用,完成滅菌環節,傳統的滅菌灶、滅菌箱、滅菌桶以及常壓鍋爐、料溫達到計時溫度時,必須繼續耗能穩溫、高壓鍋爐必須耗能穩壓。顯然形成了保溫滅菌類別和耗能穩溫滅菌的類別。
      
      7.2 保溫滅菌技術的物理因素
      食用菌培養料滅菌是最關鍵的基礎環節,它關系到整灶培養料的成敗,物理滅菌是利用溫度因素的熱力作用。殺滅原料中的細菌和芽孢。滅菌效果取決于溫度的穩定性能和相應的時間,保溫滅菌技術在升溫階段中途加水不降溫,使溫度“一根筍”地直線上升,封火后溫度始終高于傳統滅菌溫度,不僅滅菌效果達100%,而且它提高了粗纖維的軟化程度,從而減少了菌絲對營養份的分解過程,同等條件下,提前3d~5d滿袋,相應還可提高產量和質量。
      
      7.3 實踐應用效果
      開縣人民政府對本項目的示范應用,高度重視,推行一補一免的辦法:(1)由政府補償技術使用費; (2)免讓栽培戶使用技術的辦法,實現“科技資源共享”,從而使菇農自覺地去舊建新,全縣推廣面已達到75%。經過120萬袋實踐應用表明,與傳統相比,減少16h以上的值班耗能時間,節能省工80%,滅菌合格率100%,領導和用戶雙滿意。
      
      8 結語
      
      保溫滅菌技術是一項適合我國國情和產業需要,超前的創新技術,它解決了長期以來食用菌滅菌環節普遍存在的:能耗大、值班工作時間長、滅菌效果不穩定、煙塵排濃度高和灶體不耐用的難題。是一項成熟可行的創新技術,由于發明人水平有限。本項目難免有不足之處,在此,敬請廣大專家、學者同行提出寶貴意見,以利于它更好地為食用菌產業節能、降耗、減排,為農業增效,菇農增收作貢獻。(作者:廖昌國 摘自:中國食用菌)
     
     
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