华东地区阿魏菇工厂化生产的相关技术*

2015-01-23 05:26李辉平林金盛宋金俤侯立娟曲绍轩
中国食用菌 2015年5期
关键词:华东地区工厂化冷凝器

李辉平,林金盛,宋金俤,侯立娟,曲绍轩,马 林

(江苏省农业科学院蔬菜研究所,江苏 南京 210014)

〈生理生化〉

华东地区阿魏菇工厂化生产的相关技术*

李辉平,林金盛,宋金俤,侯立娟,曲绍轩,马 林

(江苏省农业科学院蔬菜研究所,江苏 南京 210014)

阿魏菇(Pleurotus eryngii var.tuoliensis)属于珍稀高档食用菌,在华东消费市场深受欢迎。但华东地区气候四季分明,夏季高温和冬季严寒持续时间长,对阿魏菇等低温出菇种类周年工厂化生产的能耗要求非常高。立足工厂化节能生产,从厂房建造、设备选用、菌株和管理工艺优化等方面入手,探讨华东地区阿魏菇工厂化节能生产技术,以供广大食用菌工厂化生产者参考。

节能建筑;全热交换;变频技术;阿魏菇

阿魏菇又称白阿魏蘑或阿魏侧耳,学名为刺芹侧耳托里变种(Pleurotus eryngii var.tuoliensis C.J. Mou)[1-2],商品名白灵菇[3]。阿魏菇自然生长在我国新疆阿魏(Ferula sinkiangensis K.M.Shen) 的根上,分布于新疆塔城、阿勒泰、木垒等有新疆阿魏分布的荒滩上。目前全国各地都有商业种植,是我国特有珍稀食用菌栽培种类[4]。

华东地区作为我国经济发达地区,各类食用菌工厂化生产企业数量和规模均排在全国前列[5]。其产品种类繁多,比如金针菇、杏鲍菇、蟹味菇、白玉菇、海鲜菇、双孢蘑菇等。但由于阿魏菇属于珍稀高档食用菌品种,在华东消费市场价格一直较高,且由于其生产周期长,能耗大,在华东地区生产规模一直较小。

根据华东气象站点1961年~2005年逐日气温资料分析显示[6],华东地区气候四季分明,春、秋两季昼夜温差大,对于需要温差刺激的阿魏菇的生产有利,但季节持续时间较短;长期的夏季高温[7]和冬季严寒,对于恒温发菌、低温育菇的生产工艺极为不利。食用菌工厂利用机械设备人为控制环境条件,实现周年安全、高效生产需要巨大能量消耗。据内地一些食用菌工厂化生产企业的调查,能源消耗大约占食用菌生产总成本的20%~30%[8],工厂化生产企业也纷纷意识到了节能生产的重要性与紧迫性。为此,本文从工厂化节能、安全生产角度进行探讨,以阿魏菇工厂化节能生产为例,以期为广大食用菌生产者提供参考。

1 节能设施设备

阿魏菇工厂化栽培企业应该对工厂化生产设施进行优化设计,适当增加节能设施和节能设备投入,提高节能水平,降低运行费用,实现高效节能运行的目的。一些生产企业为了节省一次性设施投入,将原来的工业厂房进行改造,或者尽量降低材料要求,虽然在前期节约了投入资本,但是从长期运行成本考虑,实属得不偿失。

1.1节能库房建造

工厂化栽培菇房与常规栽培房或大棚相比,最主要的区别在于工厂化栽培菇房需具有保温隔热功能。如何最大限度地杜绝冷气流失是菇房建造中的重点和难点,是节能生产的重要一环。提高菇房的外表面反光,对地面进行保温处理,提高墙体保温隔热效果,已是广大食用菌生产者的普遍共识。

目前,很多食用菌企业都采用单层钢结构厂房,不少企业采用轻型钢结构厂房,还有一些先进的工厂已开始采用多层框架结构厂房。多层框架结构厂房可减少食用菌生长环境与外界空气的接触面积,减少热传导。采用多层框架结构,需保温的厂房表面积小于单层厂房表面积的1/3,可大幅减少保温材料的使用量[9]。

目前食用菌工厂主要使用的保温材料有苯板(EPS),少数使用挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)和聚氨酯(PU)。EPS的导热系数低,吸水性较强,保温性能相对较好,因其价格低廉,是目前用得较多的保温材料。XPS具有致密的表层及闭孔结构内层,其导热系数低于同厚度的EPS,具有更好的保温性能;且抗湿性较好,在潮湿的环境中仍能保持良好的隔热性能。PU结构属于闭孔泡沫材料,因其导热系数小、吸水率低、压缩强度大、耐久性能高等优点,而成为冷库保温材料的首选,但该材料价格相对较高[8,10]。材料的吸湿能力会增大其热导率,改变保温性能,极大地增加了冷库总能耗。这三种材料中XPS最不吸水,PU其次,而EPS吸湿效果最明显,但使用寿命却最低[11]。

1.2制冷设备及其节能技术

在工厂化生产企业运行成本中,制冷设备占很大比重。而其电能消耗是运行成本的很大一部分,约占总成本的25%~30%[12]。减少制冷装置的电能消耗,对于低温食用菌种类的发展应用具有相当大的经济利益。

冷凝器作为制冷机中最主要的热交换设备之一,直接影响着制冷系统的运行效率。蒸发式冷凝器代替了水冷式冷凝器和水冷却塔组合,耗水量也只占水冷式冷凝器的5%~15%,其耗电量只是水冷式冷凝器的40%[13]。冬季采用干工况运转,不仅能够省去喷淋水泵的能耗,而且能够降低结冰的危害[14]。蒸发式和水冷式冷凝器从换热效率上要远高于风冷式冷凝器,但是从水源质量和维护便利考虑也可考虑风冷式冷凝器。

变频技术作为节能的新技术越来越多地应用到生产中。制冷系统使用的环境温度横跨夏冬两季,设备工作环境差异非常大,压缩机功率和实际需冷量无法恒定匹配。压缩机的频繁启停会造成额外的能量损耗,且对压缩机的寿命影响较大。压缩机采用变频控制是能耗最小的调节手段,同时其控温精度也是最高的[15]。库内蒸发器风机采用变频调速控制运行,不仅能降低功耗,系统的有效制冷量明显增加,且库温越低增益越大,对于提高经济效益和节约能源有重要意义[16]。

1.3节能通风换热

食用菌工厂化生产通过通风换气来降低菇房中的CO2浓度,补充O2,这一过程是重要技术环节,也是冷量流失的重要环节之一。先进的二级全热换热概念已应用在众多建筑环保领域,向外排风时,第一级换热器内培养室24℃排风与35℃的新风进行换热,使新风冷却到30℃左右;然后,出芽室和生育室15℃排风在二级换热器内再次冷却新风,使得新风冷却至25℃左右;最后,被冷却的新风经过加湿器后进入房间,而排出的新风则通过管道进入办公区或人行走道区作为冷源使用。而且对于新建建筑而言,采用全热交换器而导致的设备投资增加额几乎与空调设备投资减少的部分相同,并不额外增加投资[17]。

2 菌株选择

阿魏菇属于中低温型食用菌,菌丝生长温度一般在5℃~32℃,最适生长温度为22℃~25℃,高于35℃时菌丝停止生长。菇蕾分化温度为0~15℃,子实体发生范围为5℃~18℃,最适温度为7℃~13℃。但是不同菌株品系,对各生长阶段的温度要求略有不同。根据当地气候特点,选择生物学特性适当菌株,可减少生产风险,降低成本,提高生产效益。下面列举几个适合华东地区工厂化周年栽培的菌株。

福建省三明市真菌研究所以野生阿魏蘑K002菌株驯化选育完成的KH2(国品认菌2007043),子实体蹄形。菌丝体可耐受35℃高温,子实体可耐受5℃低温和24℃高温。催蕾温度8℃~18℃,拉大日夜温差,给予散射光更有利于提高催蕾效率。

华中农业大学以白阿魏蘑1号(北京金信公司)与长柄阿魏蘑(福建三明真菌研究所)为亲本,经单孢杂交选育而成的华杂13号(国品认菌2008028),子实体扇形,接种后70 d~80 d出菇,出菇不需冷刺激和大的温差,出菇温度控制在5℃~23℃为宜,有5℃以上温差刺激更易出菇。

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所通过新疆木垒地区的野生菌种,利用多孢杂交技术育成的中农1号(国品认菌2007042),菌盖贻贝状。菌丝最适生长温度25℃~28℃,子实体分化温度5℃~20℃,生长适宜温度15℃~19℃,商品菇品质形成最适温度10℃~14℃;无低温刺激也可形成子实体,温差刺激可促进子实体形成。栽培周期一般100 d~110 d左右[18]。

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所和四川省农业科学院土壤肥料研究所以新疆木垒野生种经人工选育而成的中农翅鲍(国品认菌2008029),子实体生长较缓慢,耐高温、高湿性差,需要0~13℃低温刺激,才能促进原基形成。幼蕾期温度控制在8℃~12℃,子实体发育期温度控制在5℃~20℃,并且由于后熟期较长,为40 d~60 d,整个栽培周期需要120 d~150 d[19],不是非常适合华东地区周年节能生产。

3 管理技术

3.1后熟

后熟指的是菌丝体的生理成熟过程,其实质是一个菌丝代谢积累营养的过程。温度过低或过高都会影响代谢的速度,从而延长菌袋生理成熟的时间。虽然有学者研究在无后熟处理下正常出菇[20],但一般工厂栽培工艺中,还是选择在20℃~22℃条件下,经过25 d~30 d的后熟期[21]。后熟过程是阿魏菇生产过程中重要的一个环节,但近缘种杏鲍菇(Pleurotus eryngii Quel.)则几乎无需太长时间的后熟处理。如果能培育筛选出无需后熟的阿魏菇品种,或者省却后熟的管理技术,将是重大突破。

3.2催蕾

阿魏菇原基的分化形成要经过低温刺激,但低温刺激的形式多种多样。很多研究表明在实际生产过程中采用连续低温刺激,原基能顺利分化;也有研究认为10℃以上的变温刺激是必须的[22];还有学者认为冷冻处理对阿魏菇出菇整齐有益,而且能保证100%的出菇率[23]。工厂化催蕾的过程一般需要8 d~14 d左右。在华东地区可根据季节不同,采用不同的催蕾技术,以达到节能生产。春秋季,室外气温昼夜温差大,十分利于10℃昼夜温差的刺激;冬季可采用更低温度、更大温差的低温处理;盛夏季节,昼夜温差不大,若频繁将库温进行10℃的调整,十分不利于冷量的节约,可采用10℃~14℃的连续低温处理。有条件的两区制生产厂家可以单独建造低温刺激冷库,此冷库建造规格更高,制冷效果快,保冷效果好。菌包后熟完成后在此房间内完成3 d~5 d冷冻低温处理,然后再进入出菇房完成8℃~14℃的催蕾刺激,可有效节约能源。

3.3育菇

出菇阶段一般要求将库房环境温度控制在12℃~16℃,根据季节的不同而适当调整。温度过低子实体发育缓慢;温度过高子实体生长虽快,但菌盖薄,商品价值较低。良好的通风是生产优质阿魏菇的重要条件之一,在自然环境或者大棚栽培条件下季节性栽培的阿魏菇菌盖发育非常充分,可达到优质阿魏菇的市场标准,无柄或短柄,掌状。而在工厂化厂房内如果通风不良,子实体可长成倒马蹄状,市场不认可;而大量的通风,对库内冷量的消耗非常大,因此对于排风冷量的回收和新风的初步预冷是节能生产的关键。

4 展望

综上所述,阿魏菇工厂化栽培已经开展多年,全国各地的厂家都各自有自己独到的生产技术经验。尽管国内外学者对阿魏菇的关注度越来越高,产业发展和基础理论研究也都有很大进步,但目前仍存在许多问题,诸如成本高、栽培周期长、生物转化率低、畸形菇多、生产效益低等。在工厂化厂房内生产的棒状阿魏菇,形态与杏鲍菇类似,营养价值和食用口感与掌状阿魏菇相差不多,其对通风需求则低很多,生产能耗大大降低。但是消费者从消费习惯上对棒状阿魏菇的接受程度却很低,如果能够引导消费者的消费习惯,加上生产环节的节能措施,将大幅降低生产成本,为节能减排做出贡献。

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Technology for Pleurotus eryngii var.tuoliensis Factory Production in East China

LI Hui-ping,LIN Jin-sheng,SONG Jin-di,HOU Li-juan,QU Shao-xuan,MA Lin
(Institute of Vegetable Crops,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China)

Pleurotus eryngii var.tuoliensis is a popular edible fungus for its rarity and delicious taste in east China.The climate is with four distinct seasons,long-hot summer and long-cold winter in East China region.Energy consumption of this mushroom in annual factory production was very high.The energy-saving technology,based on the plant construction,equipment selection for the mushroom factory production was discussed.The advice for strain selection and management process optimization was given as well as.These would be beneficial to edible fungus factory producers.

energy saving building;whole heat exchange;frequency conversion technology;Pleurotus eryngii var.tuoliensis C. J.Mou

S646.1A1003-8310(2015)05-0037-04

10.13629/j.cnki.53-1054.2015.05.010

江苏省苏北科技发展计划资金项目(BN2013053,BN2013073);江苏省科技支撑计划项目(BE2014318);国家现代农业产业技术体系建设专项项目(CARS-24);江苏省农业科技自主创新项目(CX(12)3024);江苏省农业三新工程专项(SXGC[2013]342)。

李辉平(1982-),男,硕士,助理研究员,主要从事食用菌栽培及遗传育种。E-mail:lhp211@163.com

2015-07-10

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