一种菌袋加工装置的制作方法

本实用新型属于菌袋加工技术领域，具体涉及一种菌袋加工装置。

背景技术：

随着科技的进步和人们生活水平的不断提高，对生活质量的要求、健康舒适的认同感越来越强烈，社会对食用菌的需求也越来越大，菌类成了人们餐桌上的必选，极大地促进了食用菌产业的发展。进入21世纪，中国成了世界上食用菌生产的“巨无霸”， 成为世界上最大的食用菌生产国和消费国，其中生产量占世界总产量的70%以上。根据中国食用菌协会的统计数据，2015年全国食用菌总产量为3476.15万吨。如此巨大的食用菌总产量，其背后是更加巨大的栽培基料、包装袋、玻璃瓶等生产材料的消耗，特别是栽培基料的消耗。按食用菌生物学效率平均40%计算，2015年全国食用菌干栽培基料总需求量约为8690万吨。干栽培基料在接种前还要与适量的水进行混合，调整其水分含量至50～70%（各个食用菌品种对基料含水量要求稍有不同），这样8690万吨的干栽培基料的质量会扩大一倍，可想而知，栽培基料的杀菌过程是一个非常巨大的工作量。

目前栽培基料袋的杀菌主要是采用蒸汽锅炉杀菌，其工艺条件为常压条件下100℃，杀菌12～24h，或0.15MPa高压条件下，杀菌3～6h。同时此种杀菌方式存在10～15%的废袋率，一旦处理不当将导致整批菌袋的二次污染，且此种杀菌方式时间长、能耗大、人工成本高，据测算，杀菌1吨干料需耗煤500kg左右，与当下我国正在进行的绿色生产转型模式不相符合。正是基于食用菌菌袋需求量巨大，而其目前的杀菌方式存在的这些问题，急需开发一种高效、节能的食用菌菌袋加工方法及装置。

目前关于食用菌菌袋杀菌的专利，都是对于蒸汽锅炉杀菌的改进，如专利201420432454.1、201220462580.2、201510505896.3、201510497693.4、200720100899.X、02222080.1等，对蒸汽锅炉杀菌的设备或工艺进行了调整和改进，虽取得了一定的效果，但依然没能从根本上改变蒸汽锅炉杀菌食用菌菌袋的各种弊端。

技术实现要素：

现有的食用菌菌袋普遍采用人工配料、搅拌混合、装袋和蒸汽锅炉杀菌的加工工艺，这种加工工艺存在周期长、能耗大、人工成本高等问题，本实用新型针对上述问题，提供一种菌袋加工装置及菌袋加工方法，将螺杆挤压固态杀菌技术结合无菌灌装封口技术应用于菌袋的杀菌灌装过程，生产的菌袋质量好，且省时、省工、节能、高效。

本实用新型采用如下技术方案：

一种菌袋加工装置，包括依次设置的物料输送系统、杀菌系统、冷却润湿系统和无菌灌装系统，所述物料输送系统包括螺旋喂料器，所述杀菌系统包括螺杆挤出机，所述冷却润湿系统包括搅拌器，所述螺旋喂料器的出料口与螺杆挤出机的进料口相连通，所述螺杆挤出机的挤出口与搅拌器的进料口相连通，搅拌器内设有若干无菌冷却水喷头，且搅拌器的出料口与无菌灌装系统的进料口相连通。

优选地，所述螺杆挤出机内的螺杆与搅拌器内的搅拌轴同轴相连设置。

优选地，所述螺杆挤出机的口模的出口处设有若干用于将挤出基料打散的刀片。

优选地，所述搅拌器呈筒状，且搅拌器的内壁设有若干分流板。

优选地，所述搅拌器配设有计量恒流泵，所述计量恒流泵的出水口与无菌冷却水喷头相连通。

利用上述菌袋加工装置加工菌袋的方法，包括以下步骤：

（1）按比例取基料，并按照加工要求适当粉碎后，混匀并调整水分含量至15%~30%后，经螺旋喂料器输送至螺杆挤出机内；

（2）基料在螺杆挤出机内经三段挤压铺薄、高温高压杀菌处理，第一段的温度为50~70℃，第二段的温度为80~110℃，第三段的温度为120~180℃，螺杆转速为50~250rpm；

（3）经步骤（2）处理后的基料在搅拌器内，通过无菌冷却水喷头喷淋无菌冷却水进行冷却润湿，水分含量调整至45%~70%，温度调整至65~100℃；

（4）经步骤（3）处理后的基料经密封输送进入无菌灌装系统进行灌装密封，即得菌袋；灌装用的包装袋在灌装前需要经过双氧水或高锰酸钾等允许使用的杀菌剂进行杀菌处理。

本实用新型的有益效果如下：

首先，本实用新型利用螺杆挤出机开发出固态物料薄层杀菌技术，应用于食用菌菌袋的杀菌灌装生产中，此食用菌菌袋杀菌的新方法彻底颠覆了目前普遍采用的蒸汽锅炉杀菌的方法，螺杆挤压固态物料薄层杀菌技术是将物料置于螺杆挤出机的高温高压的环境下，借助螺杆的推动，使得物料向前挤压，物料受到混合、搅拌、摩擦以及剪切力的作用，使物料以薄层翻滚状通过高温高压的挤出机腔体，不存在杀菌死角，集连续性混合、高温杀菌于一体，是一项低成本、高效率的加工技术；同时，该螺杆挤压固态物料薄层杀菌技术不仅实现了食用菌基料的杀菌，而且在高温挤压过程中，基料中的蛋白质、淀粉等营养成分发生一系列的化学结构变化，大分子物质发生裂解变成小分子，更有利于菌丝体的吸收利用，显著提高了食用菌的生物学效率，促进食用菌行业的节支增收。

其次，本实用新型将该技术经过工艺参数的优化应用于食用菌栽培基料的系统化加工过程，结合食用菌菌袋无菌灌装封口设备，将食用菌栽培基料的搅拌、混合、杀菌、润湿、装袋有机结合为一体，几乎没有次品率，极大降低了食用菌的生产成本。此套工艺在国内外均未见报道，弥补了这一领域的空白。

优选地，所述螺杆挤出机的螺杆与搅拌器的搅拌轴同轴相连设置，在螺杆挤出机配套电机的驱动下，可同时带动冷却润湿系统中的搅拌轴转动，因此冷却润湿系统无需另外配制电机，节省设备成本和电力成本；同时口模后方设有若干刀片，且所述刀片与搅拌轴的前端相固连，刀片可以将口模挤出的基料切碎，便于后续的冷却、润湿和搅拌处理。

搅拌器外部连接计量恒流泵，无菌冷却水在计量恒流泵作用下经喷头喷出，用于基料的降温和润湿，搅拌器内部的搅拌轴带动基料搅拌和冷却，且基料在随搅拌轴旋转的过程中，被内壁设置的分流板进一步打散，达到充分搅拌并于无菌冷却水混合的目的，最终调整其水分含量至生产要求的量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为实施例1中分流板的结构示意图；

图3为实施例2中分流板的结构示意图；

1、螺旋喂料器；2、螺杆挤出机；3、搅拌器；4、无菌灌装系统；5、螺杆；6、搅拌轴；7、第一电机；8、第二电机；9、进料斗；10、计量恒流泵；11、分流板；12、口模；13、刀片；14、喷头。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作出进一步的说明。

实施例1

如图1和2所示，一种菌袋加工装置，包括依次设置的物料输送系统、杀菌系统、冷却润湿系统和无菌灌装系统，所述物料输送系统包括螺旋喂料器1和用于驱动螺旋喂料器1的第二电机8，所述第二电机8的转轴与螺旋喂料器1内的螺杆相连接，螺旋喂料器1设有进料斗9；所述杀菌系统包括螺杆挤出机2和用于驱动螺杆挤出机2的第一电机7，所述第一电机7的转动轴与螺杆挤出机2的螺杆相连接，所述螺旋喂料器1的出料口与螺杆挤出机2的进料口相连通；

所述冷却润湿系统包括搅拌器3，所述搅拌器3呈筒状，所述搅拌器3外配设有用于定量供应无菌冷却水的计量恒流泵10，搅拌器3的内壁设有若干无菌冷却水喷头14，所述计量恒流泵10的出水口与无菌冷却水喷头14相连通；

所述螺杆挤出机2的挤出口处设有多个挤出棒材用口模12，所述口模12与搅拌器3的进料口相连通，螺杆挤出机2的口模12后方设有若干刀片13，且所述刀片13与搅拌器3内的搅拌轴6的前端相固连，螺杆挤出机2内的螺杆5与搅拌轴6同轴相连设置，螺杆5与搅拌轴6可以选择焊接、卡接或同轴连接器等方式相连接，搅拌轴6也是一螺杆，起到搅拌、输送基料的作用，搅拌器3的内壁设有若干分流板11，所述分流板11与搅拌器3的内壁呈夹角设置且沿轴向延伸，分流板11用于打散随搅拌轴6旋转的物料，起到进一步搅拌的作用，使得喷淋的无菌冷却水与基料进一步混匀。搅拌器3的出料口与无菌灌装系统4的进料口相连通，无菌灌装系统采用普通市售的无菌灌装设备即可实现本实用新型，不是本实用新型的关键改进点所在，故不再赘述。

实施例2

如图1和3所示，实施例2与实施例1的不同之处在于分流板的设置方式不同，实施例2中，分流板11与搅拌器3的内壁呈夹角设置，且分流板11随机分布于搅拌器3内壁的不同位置且延伸方向不一，如此，分流板11对基料的打散效果更为显著，从而使得无菌冷却水在短时间内就能与基料混合均匀，基料的温度和水分含量快速地满足灌装要求，提高生产效率。

实施例3

香菇栽培菌袋的加工方法如下：

（1）香菇栽培基料选用阔叶树木屑，包括板栗、青冈栎、柳树、刺槐、果树枝等，将上述阔叶树木屑按生产要求粉碎后，和棉柴粉（由棉柴杆粉碎所得）、麸皮、玉米面、石膏粉、生石灰按照33︰35︰15︰15︰1︰1的重量比混匀，并调整水分含量至25%后，经螺旋喂料器1输送至螺杆挤出机2内；

（2）基料在螺杆挤出机2内经三段挤压铺薄、高温高压杀菌处理，第一段的温度为65℃，第二段的温度为110℃，第三段的温度为135℃，螺杆转速为160rpm；

（3）杀菌处理结束后，基料由口模12挤出，并经刀片13切碎后，再于搅拌器3内，在搅拌轴6和分流板11的作用下搅拌，喷头14喷淋的无菌冷却水与基料混合，从而冷却润湿基料，水分含量调整至50%，温度调整至85℃；

（4）经步骤（3）处理后的基料经密封输送进入无菌灌装系统4进行灌装密封，即得符合生产要求的香菇栽培菌袋；灌装用的包装袋在灌装前需要经过双氧水或高锰酸钾等允许使用的杀菌剂进行杀菌处理。

实施例4

金针菇栽培菌袋的加工方法如下：

（1）金针菇栽培基料：玉米芯、豆秸秆、木屑按生产要求粉碎后，和麸皮、豆粕、石灰、轻质碳酸钙按照30︰20︰20︰20︰8︰1︰1的重量比混匀，并调整水分含量至20%后，经螺旋喂料器1输送至螺杆挤出机2内；

（2）基料在螺杆挤出机2内经三段挤压铺薄、高温高压杀菌处理，第一段的温度为70℃，第二段的温度为100℃，第三段的温度为180℃，螺杆转速为200rpm；

（3）杀菌处理结束后，基料由口模12挤出，并经刀片13切碎后，再于搅拌器3内，在搅拌轴6和分流板11的作用下搅拌，喷头14喷淋的无菌冷却水与基料混合，从而冷却润湿基料，水分含量调整至55%，温度调整至90℃；

（4）经步骤（3）处理后的基料经密封输送进入无菌灌装系统4进行灌装密封，即得符合生产要求的金针菇栽培菌袋；灌装用的包装袋在灌装前需要经过双氧水或高锰酸钾等允许使用的杀菌剂进行杀菌处理。

实施例5

黑木耳栽培菌袋的加工方法如下：

（1）黑木耳栽培基料：玉米芯、棉籽壳、木屑按生产要求粉碎后，和麸皮、石灰、石膏按照30︰30︰30︰8︰1︰1的重量比混匀，并调整水分含量至30%后，经螺旋喂料器1输送至螺杆挤出机2内；

（2）基料在螺杆挤出机2内经三段挤压铺薄、高温高压杀菌处理，第一段的温度为60℃，第二段的温度为100℃，第三段的温度为150℃，螺杆转速为180rpm；

（3）杀菌处理结束后，基料由口模12挤出，并经刀片13切碎后，再于搅拌器3内，在搅拌轴6和分流板11的作用下搅拌，喷头14喷淋的无菌冷却水与基料混合，从而冷却润湿基料，水分含量调整至50%，温度调整至65℃；

（4）经步骤（3）处理后的基料经密封输送进入无菌灌装系统4进行灌装密封，即得符合生产要求的黑木耳栽培菌袋；灌装用的包装袋在灌装前需要经过双氧水或高锰酸钾等允许使用的杀菌剂进行杀菌处理。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，任何对本实用新型进行的等同替换及不脱离本实用新型精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型权利要求保护的范围之内。