利用甘蔗制糖副产物连续高效制作食用菌培养基的方法与流程

本发明属于废弃物资源化利用领域，更具体地涉及一种利用甘蔗制糖副产物连续高效制作食用菌培养基的方法。

背景技术：

食用菌营养丰富，口味鲜美，已成为人们餐桌上的新宠。如今，食用菌产业已成为继粮食、油料、果品和蔬菜之后的第五大种植产业，其在规模、产量、品质、安全、加工及效益等方面也呈现增量化趋势，这意味着对食用菌工厂化生产及加工技术提出了更高的要求。

目前，常用的食用菌培养基原料主要有木屑、农作物秸秆、玉米粉、豆粕和酒糟等，然而，一些主要栽培原料价格不断上涨，正所谓水涨船高，使得食用菌价格居高不下。因此，寻求一条降低食用菌栽培成本，提高出菌数量和质量的路子，才能获得更高的市场竞争价值。

甘蔗作为一种能源性作物，对国家安全和发展具有重要意义。我国甘蔗制糖量大，全国年加工甘蔗8800多万吨，然而，甘蔗制糖副产物多，且处理困难的问题却制约着甘蔗产业的发展，这使得制糖效益差，甘蔗种植积极性低，并且废弃物的处理不当给环境造成污染。因此，转变甘蔗产业模式，合理地实现甘蔗制糖副产物的资源化利用非常急迫。

甘蔗制糖副产物包括甘蔗渣、糖蜜、滤泥、制糖废水。其中，甘蔗渣是制糖工业的主要副产品，约占榨蔗量的24％～27％，目前蔗渣主要利用途径是直接燃烧产热发电和造纸，占蔗渣产生量的85％以上，产品附加值低，常伴有二次污染。糖蜜是制糖过程中将压榨出的甘蔗汁液，经加热、中和、沉淀、过滤、浓缩、结晶等工序制糖后所剩下的浓稠液，含糖量一般48％,具粘性较大。滤泥是糖厂在制糖过程中产生的以caco3为主要成分的废弃物，每生产1吨糖要排出约1吨滤泥，长期以来被直接用于肥田或废弃。这不仅占用大量的土地，还因其含有多种有机物和糖类物质，极易发霉、发臭，滋生苍蝇，污染空气，影响卫生。制糖废水主要是制糖过程洗滤布水，按日榨500吨的糖厂每天洗滤布水量达到1000～2000吨之多，且洗滤布水中ss含量高达0.3～1.0％，cod含量为1000～5000mgl，还含有一定的糖分。绝大多数糖厂都将洗滤布水未加任何处理随其它废水一起排走，造成了严重的环境污染。洗滤布水量大，排放后易发臭，处理难度大，是糖厂的三大污染源(酒精废液、锅炉冲灰水、洗滤布水)之一。目前洗滤布水的处理主要采用曝气或氧化塘处理、煤渣澄清等方法，但这些方法需要场地宽、投资大，运行费用高。

cn104341236a公开了利用甘蔗渣作为平菇栽培基质的配制方法和使用，然而，目前还没有将以上四种制糖副产物全回用于制备食用菌培养基的配制方法，特别是对于固形物和有机质含量高，偏酸性，容易腐败污染，难以处理的糖厂洗滤布水，开发一种综合利用甘蔗制糖副产物并转化为食用菌培养基的方法，非常有现实意义。此外，由于甘蔗渣含有少量糖分，伴有制糖废水的蔗渣容易染杂菌，且纤维细长，并且添加的糖蜜粘稠度高，利用现有设备进行拌料过程容易引起卡机，效率较低，给甘蔗渣食用菌培养基制备带来不少麻烦。

综上，开发一种利用甘蔗制糖副产物连续高效制作食用菌培养基的方法，实现制糖和产食用菌培养基一体化，可为甘蔗产业模式的转变提供新的思路。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可实现制糖和产食用菌培养基一体化的，利用甘蔗制糖副产物连续高效制作食用菌培养基的方法。

本发明所采取的技术方案是：

利用甘蔗制糖副产物连续高效制作食用菌培养基的方法，包括如下步骤：

(1)在甘蔗压榨生产线的蔗渣输出装置上加配专用连续生产食用菌培养基配料装置，所述配料装置包括传送装置、加碱机构、补水机构、加氮机构；

(2)加碱机构设置有加碱罐、加碱调节阀，预先将滤泥和糖蜜加入加碱罐中，开启加碱罐内的搅拌装置，设置搅拌速率为100～200r/min，加碱调节阀流量为175～500ml/min，通过喷头将滤泥和糖蜜混合物均匀的喷洒在传送装置上输送的甘蔗渣上；

(3)补水机构设置有补水罐、补水调节阀，预先将制糖废水通过管路连接到补水罐中，设置补水调节阀流量为250～500ml/min，通过喷头将制糖废水均匀的喷洒在传送装置上输送的甘蔗渣上；

(4)加氮机构设置有氮源罐、旋振筛网，预先将有机氮源加入氮源罐中，利用旋振筛网将有机氮源均匀的撒在传送装置上输送的甘蔗渣上，设置旋振频率为120～180r/min；

(5)设置传送装置的传送速度为1.75～2.5kg/min，在甘蔗渣进入传送装置的同时，同步运行加碱机构、补水机构和加氮机构，传送装置内设置有搅拌机构，设置搅拌转速为180～300r/min；

(6)甘蔗渣随传送装置连续向前传动，经加碱机构、补水机构和加氮机构均匀配料后，从出料口连续输出，进入装袋机装袋；

(7)利用糖厂锅炉产生的废蒸汽及蒸发工序中产生的热蒸汽对装袋物料进行灭菌，得食用菌培养基；所得食用菌培养基ph为7～8，含水量为60％～65％，由下述组分按重量份组成：甘蔗渣70～100份、滤泥5～15份、制糖废水10～20份、糖蜜2～5份、有机氮源0～10份。

作为上述方案的优选，所述有机氮源为啤酒糟、麸皮、玉米粉、豆粕中至少一种。

作为上述方案的进一步优选，所述食用菌培养基由下述组分按重量份组成：甘蔗渣82～90份、滤泥5～10份、制糖废水12～18份、糖蜜3～5份、啤酒糟0～6份、麸皮0～2份。

作为上述方案的优选，所述制糖废水为糖厂洗滤布水。

作为上述方案的优选，所述专用连续生产食用菌培养基配料装置包括与甘蔗压榨生产线直接对接的传送装置以及可向传送装置输送的甘蔗渣上均匀添加滤泥和糖蜜的加碱机构、均匀添加制糖废水的补水机构和均匀添加有机氮源的加氮机构，所述传送装置具有沿传送方向设置的侧框，所述侧框上设有搅拌机构，所述搅拌机构包括若干横向设置的搅拌辊和可驱动所述搅拌辊转动的驱动机构，所述搅拌辊与传送装置间留有供甘蔗渣通过的间隙。

作为上述方案的优选，所述搅拌辊的辊面上设有若干锥形的搅拌翼片。

作为上述方案的优选，各所述搅拌辊的两端均通过轴承座安装于侧框上，所述驱动机构包括驱动电机、设在驱动电机输出端的主动链轮、与各搅拌辊同轴传动的从动链轮和传动连接主动链轮和从动链轮的传动链条。

作为上述方案的优选，所述传送装置的上方沿传送方向设有若干喷头，所述加碱机构包括加碱罐和设在所述加碱罐的出液口处的加碱调节阀，所述加碱罐的出液口通过加液管与喷头连接，所述加碱罐内设有电动搅拌装置；所述补水机构包括补水罐和设在补水罐的出液口处的补水调节阀，所述补水罐的出液口通过加液管与喷头相连。

作为上述方案的优选，所述加氮机构包括氮源罐、设在氮源罐的出口处的加氮调节阀以及设在氮源罐的出口下方的旋振筛网，所述旋振筛网的网孔直径为0.5～1cm。

作为上述方案的优选，所述传送装置包括传送带，所述传送带的末端设有可与装袋机对接的引导结构。

本发明的有益效果是：

(1)本发明在甘蔗压榨生产线的蔗渣输出装置上加配专用连续生产食用菌培养基配料装置，对甘蔗制糖副产物(甘蔗渣、糖蜜、滤泥、洗滤布水)按一定比例配置，实现自动化、连续高效制作食用菌培养基，并利用蒸发煮糖余热对培养基进行灭菌，可实现制糖和产食用菌培养基一体化，为甘蔗产业模式的转变提供新的思路。

(2)本发明利用甘蔗制糖副产物连续高效制作食用菌培养基的方法，在制作过程中，添加洗滤布水调节含水量和培养基氮素，添加滤泥调节培养基ph，添加糖蜜提高培养基含糖量，无需额外添加石灰、糖等成份添加，可大大节约有机氮源的添加量，且均一度更好，同时也实现废弃物再利用，有效降低食用菌培养基成本，提高经济效益，减少环境污染。

(3)本发明利用甘蔗制糖副产物连续高效制作食用菌培养基的方法，对甘蔗渣、糖蜜、滤泥、洗滤布水进行全回用，连续制作的食用菌培养基营养比例合理，能满足食用菌各阶段生长所需的营养元素，可加快出菇速度，缩短栽培周期，并且生物转化率高。

(4)本发明所用的专用连续生产食用菌培养基配料装置，利用传送装置将甘蔗渣向前传动，其间通过加碱机构加入滤泥和糖蜜，通过补水机构加入洗滤布水，通过加氮机构加入有机氮源，通过搅拌辊在输送的同时完成搅拌，其中搅拌辊沿输送方向设置多个可保证甘蔗渣搅拌均匀，最终后从出料口进入装袋机装袋，该装置直接设置于甘蔗渣输出装置的后方，利用甘蔗渣湿料连续高效制作食用菌培养基，实现自动化、连续高效制作食用菌培养基质，不仅生产效率高、质量优，而且灭菌时间短、节能环保，大大提高生产效率和培养基均一度。

附图说明

图1：专用连续生产食用菌培养基配料装置示意图；

图2：专用连续生产食用菌培养基配料装置与甘蔗压榨生产线对接示意图。

具体实施方式

专用连续生产食用菌培养基配料装置

专用连续生产食用菌培养基配料装置，参见图1；所述配料装置与甘蔗压榨生产线对接，参见图2。

专用连续生产食用菌培养基配料装置包括与甘蔗压榨生产线1直接对接的传送装置2以及可向传送装置2输送的甘蔗渣上均匀添加滤泥和糖蜜的加碱机构、均匀添加制糖废水的补水机构和均匀添加有机氮源的加氮机构，所述传送装置2包括传送带，所述传送带的末端设有可与装袋机对接的引导结构21；所述传送装置2具有沿传送方向设置的侧框22，两侧的侧框22间形成输送甘蔗渣的通道，所述侧框22上设有搅拌机构，所述搅拌机构包括若干横向设置的搅拌辊23和可驱动所述搅拌辊23转动的驱动机构，所述搅拌辊23的辊面上设有若干锥形的搅拌翼片，避免引起卡机。所述搅拌辊23与传送装置2间留有供甘蔗渣通过的间隙；在传送带输送和搅拌辊23的搅拌作用下保证培养基的生产效率和均一度。

上述配料装置利用传送装置将甘蔗渣向前传动，其间通过加碱机构加入滤泥和糖蜜，通过补水机构加入制糖废水，通过加氮机构加入有机氮源，确保湿度、ph控制在食用菌生长的最适湿度、ph，同时通过搅拌辊23在输送的同时完成搅拌，其中搅拌辊23沿输送方向设置多个可保证甘蔗渣搅拌均匀，最终后从出料口进入装袋机装袋；上述配料装置直接设置于甘蔗制糖生产线的后方，利用蔗渣湿料连续高效制作食用菌培养基，实现自动化、连续高效制作食用菌培养基，不仅生产效率高、质量优，而且灭菌时间短、节能环保，大大提高生产效率和培养基均一度。

其中，各所述搅拌辊23的两端均通过轴承座安装于侧框22上，所述驱动机构包括驱动电机、设在驱动电机输出端的主动链轮、与各搅拌辊23同轴传动的从动链轮和传动连接主动链轮和从动链轮的传动链条。各搅拌辊23通过驱动电机带动进行同步转动，驱动电机的输出转速可调。

所述传送装置2的上方沿传送方向设有若干喷头3，所述加碱机构包括加碱罐41和设在所述加碱罐41的出液口处的加碱调节阀42，所述加碱罐41内设有电动搅拌43装置，避免沉淀；所述加碱罐41的出液口通过加液管31与喷头3连接。所述补水机构包括补水罐51和设在补水罐51的出液口处的补水调节阀52，所述补水罐51的出液口通过加液管31与喷头3相连。加碱调节阀42和补水调节阀52用于控制加碱罐41和补水罐51内物料的添加量。加碱罐41和补水罐51内的物料通过喷头3可均匀的喷洒在输送带输送的甘蔗渣上。

所述配料装置中加氮机构包括氮源罐61、设在氮源罐61的出口处的加氮调节阀62以及设在氮源罐61的出口下方的旋振筛网63，旋振筛网63可将有机氮源均匀的撒在传送装置输送的甘蔗渣上；所述旋振筛网63的网孔直径为0.5～1cm，旋振筛网63的旋振频率用于控制氮源罐内有机氮源的添加量。

所述的制糖废水为糖厂洗滤布水。

以下结合实施例和实验例进一步解释本发明。

应用专用连续生产食用菌培养基配料装置，在甘蔗制糖的同时，利用甘蔗制糖副产物连续高效制作食用菌培养基，实现制糖与产食用菌培养基一体化的工业生产模式。具体实施情况如实施例1～3所述。

实施例1～3中甘蔗制糖副产物的基本参数如下：

甘蔗渣：纤维素为30％～48％、半纤维素19％～24％、木质素20％～32％，含水量40％～50％；

滤泥：碳酸钙含量70～80％，含水量50％～70％，ph为9～10；

糖蜜：含糖量为45％；

所述的制糖废水为糖厂洗滤布水。

糖厂洗滤布水：cod为1500mg/l，ss为6500mg/l，ph为6.5～7.0。

实施例1、利用甘蔗制糖副产物连续高效制作食用菌培养基的方法

连续高效制作的食用菌培养基，ph为7.5，含水量63％，由下述组分按重量份组成：甘蔗渣82份、滤泥10份、糖厂洗滤布水12份、糖蜜4份、啤酒糟6份、麸皮2份。

按上述配方量，连续高效制作食用菌培养基的方法包括如下步骤：

(1)在甘蔗压榨生产线的蔗渣输出装置上加配专用连续生产食用菌培养基配料装置，所述配料装置设置有传送装置、加碱机构、补水机构和加氮机构；

(2)加碱机构设置有加碱罐、加碱调节阀，预先将滤泥和糖蜜加入加碱罐中，开启加碱罐内的搅拌装置，设置搅拌速率为150r/min，加碱调节阀流量为350ml/min，通过喷头将滤泥和糖蜜均匀的喷洒在传送装置上输送的甘蔗渣上；

(3)补水机构设置有补水罐、补水调节阀，预先将糖厂洗滤布水通过管路连接到补水罐中，设置补水调节阀流量300ml/min，通过喷头将糖厂洗滤布水均匀的喷洒在传送装置上输送的甘蔗渣上；

(4)加氮机构设置有氮源罐、旋振筛网，预先将啤酒糟和麸皮混匀后加入氮源罐中，利用孔径为0.8cm旋振筛网将啤酒糟和麸皮混合物均匀的撒在传送装置上输送的甘蔗渣上，设置旋振频率为150r/min；

(5)设置传送装置的传送速度为2kg/min，在甘蔗渣进入传送装置的同时，同步运行加碱机构、补水机构和加氮机构，传送装置内设置有搅拌机构，设置搅拌转速为200r/min；

(6)甘蔗渣随传送装置连续向前传动，经加碱机构、补水机构和加氮机构均匀配料后，从出料口连续输出，进入装袋机装袋；

(7)利用糖厂锅炉产生的废蒸汽及蒸发工序中产生的热蒸汽对装袋物料进行灭菌，得食用菌培养基。

实施例2、利用甘蔗制糖副产物连续高效制作食用菌培养基的方法

连续高效制作的食用菌培养基，ph为7.5，含水量65％，由下述组分按重量份组成：甘蔗渣90份、滤泥10份、糖厂洗滤布水18份、糖蜜5份。

按上述配方量，连续高效制作食用菌培养基的方法包括如下步骤：

(1)在甘蔗压榨生产线的蔗渣输出装置上加配专用连续生产食用菌培养基配料装置，所述配料装置设置有传送装置、加碱机构、补水机构和加氮机构；

(2)加碱机构设置有加碱罐、加碱调节阀，预先将滤泥和糖蜜加入加碱罐中，开启加碱罐内的搅拌装置，设置搅拌速率为150r/min，加碱调节阀流量为375ml/min，通过喷头将滤泥和糖蜜均匀的喷洒在传送装置上输送的甘蔗渣上；

(3)补水机构设置有补水罐、补水调节阀，预先将糖厂洗滤布水通过管路连接到补水罐中，设置补水调节阀流量为450ml/min，通过喷头将糖厂洗滤布水均匀的喷洒在传送装置上输送的甘蔗渣上；

(4)设置传送装置的传送速度为2.25kg/min，在甘蔗渣进入传送装置的同时，同步运行加碱机构、补水机构，传送装置内设置有搅拌机构，设置搅拌转速为250r/min；

(5)甘蔗渣随传送装置连续向前传动，经加碱机构、补水机构和加氮机构均匀配料后，从出料口连续输出，进入装袋机装袋；

(6)利用糖厂锅炉产生的废蒸汽及蒸发工序中产生的热蒸汽对装袋物料进行灭菌，得食用菌培养基。

实施例3、利用甘蔗制糖副产物连续高效制作食用菌培养基的方法

连续高效制作的食用菌培养基，ph为7.0，含水量60％，由下述组分按重量份组成：甘蔗渣82份、滤泥5份、糖厂洗滤布水12份、糖蜜3份、啤酒糟6份，麸皮2份。

按上述配方量，连续高效制作食用菌培养基的方法包括如下步骤：

(1)在甘蔗压榨生产线的蔗渣输出装置上加配专用连续生产食用菌培养基配料装置，所述配料装置设置有传送装置、加碱机构、补水机构和加氮机构；

(2)加碱机构设置有加碱罐、加碱调节阀，预先将滤泥和糖蜜加入加碱罐中，开启加碱罐内的搅拌装置，设置搅拌速率为150r/min，加碱调节阀流量为200ml/min，通过喷头将滤泥和糖蜜均匀的喷洒在传送装置上输送的甘蔗渣上；

(3)补水机构设置有补水罐、喷头、补水调节阀，预先将糖厂洗滤布水通过管路连接到补水罐中，设置补水调节阀流量为300ml/min，通过喷头将糖厂洗滤布水均匀的喷洒在传送装置上输送的甘蔗渣上；

(4)加氮机构设置有氮源罐、旋振筛网，预先将有机氮源混匀后加入氮源罐中，利用孔径为0.8cm旋振筛网将有机氮源均匀的撒在传送装置上输送的甘蔗渣上，设置旋振频率为150r/min；

(5)设置传送装置的传送速度为2kg/min，在甘蔗渣进入传送装置的同时，同步运行加碱机构、补水机构和加氮机构，传送装置内设置有搅拌机构，设置搅拌转速为250r/min；

(6)甘蔗渣随传送装置连续向前传动，经加碱机构、补水机构和加氮机构均匀配料后，从出料口连续输出，进入装袋机装袋；

(7)利用糖厂锅炉产生的废蒸汽及蒸发工序中产生的热蒸汽对装袋物料进行灭菌，得食用菌培养基。

实验例1、食用菌培养基栽培效果评价

设置5组栽培实验，分别如下：

(1)平菇试验组1：采用实施例1制作的食用菌培养基种植平菇；

(2)平菇试验组2：采用实施例2制作的食用菌培养基种植平菇；

(3)平菇对照组：采用常规甘蔗渣制备的平菇栽培培养基作为培养基质，具体配方为：甘蔗渣79％，啤酒糟10％，麸皮5％，玉米粉2％，糖1％，石灰2％，石膏1％；种植平菇；

(4)猴头菇试验组：采用实施例1制作的食用菌培养基种植猴头菇；

(5)猴头菇对照组：采用常规甘蔗渣制备的猴头菇栽培培养基作为培养基质，具体配方为：甘蔗渣40％、木屑40％、玉米粉3％、石膏1％，过磷酸钙1％；种植猴头菇。

具体培养方法如下：向每组培养基质中接入相应需种植菌种，置于暗室发菌培养；待所种植菌丝长满栽培袋时通过控制温差进行催蕾；而后进行出菇管理，出菇时温度控制在20～25℃，空气湿度为90％左右，保持菇房通风换气，培养结束后采摘，统计各组生物转化率，长满袋时间，采摘次数，菌丝长势。

表1每组栽培的食用菌栽培情况

注：生物转化率＝食用菌鲜重/原料烘干至衡重×100％。

如表1所示，平菇试验组1和2的生物转化率、长满袋时间，采摘次数，菌丝长势均显著优于平菇对照组，猴头菇试验组的生物转化率、长满袋时间，菌丝长势均显著优于平菇对照组，说明本发明方法制备的食用菌培养基营养比例合理，能满足食用菌各阶段生长所需的营养元素，可加快出菇速度，缩短栽培周期，并且生物转化率高，菌丝长势好。

以上实施例仅为介绍本发明的优选案例，对于本领域技术人员来说，在不背离本发明精神的范围内所进行的任何显而易见的变化和改进，都应被视为本发明的一部分。