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  食用菌培養(yǎng)料的滅菌就是對培養(yǎng)料中的微生物進行滅殺，它是對食用菌培養(yǎng)的必備條件，以往一般皆采用濕熱滅菌方法，因為熱蒸汽的穿透力強，蛋白質(zhì)的凝固點隨含水量的增加而降低，所以濕熱滅菌是利用高溫使微生物菌體蛋白質(zhì)失去活性，從而達到培養(yǎng)料滅菌的目的。

因采用不同形式的裝置、不同的滅菌溫度和不同的滅菌時間及壓力標準和要求，通常食用菌培養(yǎng)料濕熱滅菌方法又分為：發(fā)酵滅菌（巴氏滅菌）、常壓滅菌、常壓間歇滅菌、高壓蒸汽滅菌、真空脈動滅菌等方法。

1、發(fā)酵滅菌（巴氏滅菌）在食用菌生產(chǎn)中，常采用培養(yǎng)料堆制發(fā)酵的方法，由于微生物的代謝熱能產(chǎn)生較高的溫度，培養(yǎng)料就可以在高溫作用下發(fā)生發(fā)酵腐熟，同時也滅殺了培養(yǎng)料中雜菌的營養(yǎng)體、害蟲的幼蟲及其卵塊。

2、常壓滅菌是將食用菌培養(yǎng)料放入常壓滅菌鍋中，通入正常大氣壓力的蒸汽進行滅菌的方法。常壓滅菌的滅菌方法，正常以常壓滅菌鍋（灶、床）出蒸汽（100℃）開始計算時間，通常保持食用菌培養(yǎng)料出蒸汽（100℃）達10～16小時。常壓滅菌法的缺點是滅菌時間長，能源消耗量大。

3、常壓間歇滅菌是將培養(yǎng)料置于滅菌鍋中，經(jīng)100℃的熱蒸汽30～120分鐘，殺死細菌的營養(yǎng)體，然后將滅菌物取出，置于25～30℃條件下培養(yǎng)24小時，以誘導(dǎo)培養(yǎng)料中殘留的芽孢萌發(fā)成營養(yǎng)體，再次放入滅菌鍋內(nèi)滅菌30分鐘，以殺死新萌發(fā)的營養(yǎng)體。如此反復(fù)多次，即可殺死培養(yǎng)料中的芽孢和厚垣孢子等。

4、高壓蒸汽滅菌是將培養(yǎng)料置于密封的高壓鍋內(nèi)，通入高壓高溫蒸汽，可在較短的時問內(nèi)達到徹底滅菌的方法。通常培養(yǎng)料通入1.5~1.8kg／cm²高溫蒸汽，約1~1.5小時左右，培養(yǎng)料的心部溫度可達到121℃，保溫1.5~2小時，就能達到基本滿意的滅菌效果，可見滅菌時間周期較短，大大提高了滅菌效率。但高壓蒸汽滅菌也有缺點，培養(yǎng)料在滅菌鍋中滅菌，常常發(fā)生局部培養(yǎng)料滅菌不徹底，也就是說，高壓蒸汽滅菌存在滅菌死角。所以完善的高壓蒸汽滅菌設(shè)施，都在高壓蒸汽滅菌設(shè)備的下方設(shè)置了排冷凝水閥門外，還設(shè)置了若干個排冷氣裝置，以消除滅菌死角的問題。

5、真空脈動滅菌，是基于高壓蒸汽滅菌方法之后改進的新方法。其工作原理，也是將培養(yǎng)料置于密封的高壓鍋中，在未通入高壓高溫蒸汽之前，先對高壓滅菌鍋抽真空，使鍋內(nèi)壓力達到3000Pa左右時，停止抽真空，再通入高壓高溫蒸汽，大約35分鐘鍋內(nèi)培養(yǎng)料的中心溫度就可以達到55℃左右，這時，再次對高壓滅菌鍋抽真空，使鍋內(nèi)壓力達到10000Pa左右時，停止對高壓滅菌鍋抽真空，此時鍋內(nèi)培養(yǎng)料的中心溫度，大約30分鐘就達到121℃,這樣，再將高壓滅菌鍋保溫1小時左右，整個滅菌過程就結(jié)束了。真空脈動滅菌具有滅菌時間短，滅菌徹底無死角，能耗低諸多優(yōu)點，但真空脈動滅菌設(shè)備制造成本較大，所以設(shè)備一次性投入也就比較高。

食用菌培養(yǎng)料無論采用何種方法滅菌，培養(yǎng)料滅菌后，都需要將培養(yǎng)料冷卻到常溫，才能接入我們所需要培養(yǎng)的菌種。對于食用菌培養(yǎng)料滅菌后的冷卻，工廠化生產(chǎn)中通常分為兩段式冷卻方式，即高溫段冷卻和常溫段冷卻。培養(yǎng)料滅菌后，需要用人工將培養(yǎng)料移出滅菌鍋后，再進行冷卻。高溫段冷卻是將袋（瓶）裝的98℃左右的培養(yǎng)料冷卻到50℃左右，高溫段冷卻對培養(yǎng)料冷卻環(huán)境要求不高，由于高溫培養(yǎng)料在常溫常壓環(huán)境下會蒸發(fā)出大量的水蒸汽，高溫培養(yǎng)料不宜在密閉的房間內(nèi)冷卻；高溫段冷卻完成后就可進入常溫段冷卻，常溫段冷卻必須是在封閉的房間內(nèi)冷卻，故要再次人工移動將培養(yǎng)料搬運到封閉的房間內(nèi)冷卻，直到培養(yǎng)料冷卻到食用菌菌種接種的適宜溫度為止，同時要求房間必須做凈化處理，要求冷卻空間的潔凈度必須達到萬級以上，以防止環(huán)境中的空氣懸浮塵埃污染培養(yǎng)料、造成培養(yǎng)料袋（瓶）接種合格率下降。

可見，各種食用菌培養(yǎng)料滅菌方法各有利弊，而培養(yǎng)料滅菌后冷卻，人力、堆放場地和空間空氣環(huán)境等都有要求，事實上，目前工廠化生產(chǎn)中，大量的原料、人工和基礎(chǔ)設(shè)施投入后，而培養(yǎng)料的滅菌不徹底，培養(yǎng)料滅菌后的二次污染仍然時有發(fā)生，最嚴重的是更有全“菌”覆沒。鑒于這種情況，我們開發(fā)了培養(yǎng)料滅菌新的技術(shù)裝備――“培養(yǎng)料高溫滅菌真空冷卻雙效鍋”，進過三年多的實踐應(yīng)用和完善，已得到了眾多用戶的首肯，現(xiàn)將“培養(yǎng)料高溫滅菌真空冷卻雙效鍋”技術(shù)介紹給大家。

培養(yǎng)料高溫滅菌真空冷卻雙效鍋，是基于真空脈動滅菌鍋為基礎(chǔ)，加上真空冷卻技術(shù)組合而成的新型培養(yǎng)料滅菌設(shè)備。

培養(yǎng)料高溫滅菌真空冷卻雙效鍋工作過程，分高溫滅菌、真空冷卻和空氣凈化復(fù)壓三步過程，培養(yǎng)料高溫滅菌真空冷卻雙效鍋工作原理示意圖如下：

高溫滅菌：由真空泵組將滅菌（冷卻）鍋抽取真空，滅菌（冷卻）鍋內(nèi)的空氣壓力的不斷降低，達到設(shè)定時間值，(真空度在0.08～0.09mpa之間時)真空泵組停止，打開鍋爐送來蒸汽的閥門，使得滅菌（冷卻）鍋內(nèi)菌包迅速升溫，等到滅菌（冷卻）鍋內(nèi)溫度上升到50℃左右后，關(guān)閉進蒸汽的閥門，并再次由真空泵組將滅菌（冷卻）鍋抽真空，當真空度在0.04～0.06mpa之間, 關(guān)閉真空泵組，并打開鍋爐送來蒸汽的閥門, 使滅菌（冷卻）鍋內(nèi)再次升溫到121℃左右后,進行保溫保壓。當滅菌（冷卻）鍋內(nèi)菌包的中心溫度保持≥120℃達到設(shè)定時間值后（一般取30～90min）,滅菌系統(tǒng)開始報警，以示菌包滅菌工作結(jié)束。此時打開排氣閥門，降低滅菌（冷卻）鍋內(nèi)氣壓，直到滅菌（冷卻）鍋內(nèi)氣壓為零時，方可進入下一步工作——冷卻。

真空冷卻：當菌包滅菌工作結(jié)束，關(guān)閉所有排氣、排冷凝水閥門，啟動真空泵組，滅菌（冷卻）鍋內(nèi)真空菌包溫度迅速下降，當菌包中心溫度達到設(shè)定溫度值時（一般取30～38℃為宜）,冷卻系統(tǒng)開始報警，以示菌包冷卻工作結(jié)束，打開復(fù)壓閥門，讓經(jīng)過過濾的潔凈無菌空氣進入到滅菌（冷卻）鍋內(nèi)，使滅菌（冷卻）鍋內(nèi)氣壓恢復(fù)到零壓狀態(tài)，即可打開滅菌（冷卻）鍋在無菌區(qū)域端的門禁，拉出菌包車，分別取出菌包，即可投入下一步工作——食用菌接種。

食用菌培養(yǎng)料真空脈動滅菌在食用菌工廠化生產(chǎn)中早就已被廣泛使用了，而真空冷卻只是這幾年才逐步被使用，不被太多的業(yè)內(nèi)人士熟悉，所以以下則介紹一下真空冷卻工作的技術(shù)原理：

水的物理特性：在一個標準大氣壓的狀態(tài)下，即：1.01325X105Pa,水的沸點：100°C，水的蒸發(fā)潛熱為：538.8Kcal/Kg;水在6626.10Pa時，水的沸點：38°C，水的蒸發(fā)潛熱為：575.7Kcal/Kg;水在610.61Pa時，水的沸點：0°C，水的蒸發(fā)潛熱為：597.1Kcal/Kg；可見，在一定的狀態(tài)下，隨著環(huán)境壓力的降低，水的沸點也在降低，其蒸發(fā)單位質(zhì)量的水所消耗的熱量卻在增加。而真空冷卻就是依靠人為地來實現(xiàn)低氣壓的真空狀態(tài)，使滅菌（冷卻）鍋內(nèi)的菌包的水份在低氣壓的狀態(tài)下迅速蒸發(fā)，水分子大量遷移是由于吸收了自身熱量，就使菌包物料的內(nèi)能大大地降低，也就是說，水分子迅速遷移的同時，也迅速帶走了菌包內(nèi)部的熱量，從而實現(xiàn)了菌包物料迅速冷卻的目的。

真空冷卻速度快的成因：水在相態(tài)不變的情況下，1kg水溫度升高1℃所吸收的熱量

Q1＝ｃ·ｍ·Δｔ＝4.186×1×1＝4.186Kｊ＝1Kcal

而真空冷卻菌包物料中的水分發(fā)生相態(tài)的變化，水變成水蒸氣，此時的水要吸收蒸發(fā)潛熱。水在不同溫度下的蒸發(fā)潛熱表：

水在相態(tài)發(fā)生的情況下，1kg水在38℃發(fā)生汽化所吸收的熱量，如上表，

Q2＝ｍ·ｒ＝1×575.7 Kcal/Kg＝575.7 Kcal

比較Q2與Q1：

Q2/ Q1=575.7 Kcal /1Kcal =575.7

這就是告訴我們：水發(fā)生汽化時吸收的熱量是水在液態(tài)下升高1℃時所吸收熱量的近600倍。所以相對其它食品物料冷卻方法作比較，真空冷卻是能夠在較短時間內(nèi)實現(xiàn)急速降溫的首選制冷方式。

由上所述，我們也可以看出真空冷卻過程的所消耗的能量（功率）是相當小的。實踐告訴我們，真空制冷是基于直接蒸發(fā)原理，使得真空制冷系統(tǒng)所消耗的能量（功率）只有最常用的氨制冷系統(tǒng)、氟制冷系統(tǒng)1/3到1/5（氨制冷、氟制冷系統(tǒng)是通過制冷介質(zhì)經(jīng)壓縮→蒸發(fā)膨脹吸熱→再壓縮→再蒸發(fā)的相變循環(huán)過程，同時其需要比較大的輔助動力消耗，才能實現(xiàn)制冷目的）。所以說，真空制冷是一種目前相當節(jié)能的制冷方式之一。

真空冷卻過程中，菌包中蒸發(fā)在滅菌（冷卻）鍋內(nèi)的水蒸汽，通過真空泵組抽氣、冷凝、排水等效能混合在循環(huán)水中排出泵體之外。鑒于真空冷卻是靠犧牲培養(yǎng)料中的水份，才能實現(xiàn)培養(yǎng)料冷卻的，而且要冷卻的溫度越低，則失水量就越大。而我們食用菌生產(chǎn)過程中，要求食用菌培養(yǎng)料的含水量必須在54~65%之間。多年的實踐告訴我們，培養(yǎng)料在進入雙效滅菌鍋前，我們根據(jù)培養(yǎng)料冷卻終了溫度的要求不同，預(yù)先加進了足夠的失水量，當培養(yǎng)料冷卻所需溫度時，菌包的含水率恰好達到標準。根據(jù)培養(yǎng)料組份不同，及培養(yǎng)料溫差要求不同，一般在培養(yǎng)料中預(yù)加7~13.5％左右的，事實證明，完全不擔心“水袋”的存在。

結(jié)合高溫滅菌真空冷卻雙效鍋工作原理示意圖，該設(shè)備主要有并排的滅菌（冷卻）鍋、真空泵組、冷阱、水循環(huán)系統(tǒng)和測控系統(tǒng)等組成。a.滅菌（冷卻）鍋由鋼板焊接成圓(或方)形的耐高溫耐高壓容器，鍋口的密封槽內(nèi)嵌有 “U”形耐高溫硅橡膠密封圈，在鍋體上方開設(shè)多個抽氣孔、安全閥孔以及前后壓力表孔等，鍋體側(cè)面分別開設(shè)了五個溫度傳感器裝置孔，通過接插件置于槽內(nèi)。滅菌（冷卻）鍋的門用鍋體相同材料焊接而成，采用前后開門，門體鉸結(jié)在鍋體的兩端，鎖門采用牙嵌式旋轉(zhuǎn)裝置。關(guān)門時，以壓力空氣給 “U” 形密封圈一定的預(yù)緊力，當鍋內(nèi)產(chǎn)生負壓時，門與鍋體之間具有很好的密封性。鍋體內(nèi)側(cè)下方設(shè)有鋼板網(wǎng)走道，以便操作人員運送菌包車輛通行方便。鍋體外側(cè)下方設(shè)有兩只蒸汽進汽管和一只冷凝水排水管。B.真空冷凝泵組由真空水環(huán)泵、一級羅茨泵、二級羅茨泵和冷阱等部件組成，是一種具有抽真空、冷凝、排水等三種有效能的特殊作用機械裝置。泵組與循環(huán)水管相連接，真空水環(huán)泵出氣口設(shè)有汽水分離器。真空冷凝泵組的性能直接關(guān)系到滅菌（冷卻）鍋的真空工作壓力與菌包冷卻質(zhì)量，必須空載調(diào)試合格方可投入使用。c.水循環(huán)系統(tǒng)是由冷卻塔、水泵、循環(huán)水管和補水裝置組成。循環(huán)水從貯水槽由水泵抽吸并加壓經(jīng)水管高速注入真空冷凝泵組的冷阱中，水經(jīng)冷阱加熱后，回到冷卻塔冷卻后再循環(huán)。d.測控系統(tǒng)中的控制面板上，分別設(shè)有各路溫度表，可分別測量滅菌（冷卻）鍋內(nèi)以及菌包的各自溫度參數(shù)。設(shè)備控制有快冷和徐冷二檔，具體操作步驟時間繼電器的設(shè)定滅菌和冷卻時間，由相應(yīng)按（旋）鈕選擇起動設(shè)備運行，一旦到達設(shè)定時間，設(shè)備即會作相應(yīng)蜂鳴器報警，提示下一步工作。

高溫滅菌真空冷卻雙效鍋操作步驟(以“一拖二”機型為例):a.認真閱讀并理解設(shè)備使用說明書、隨機其它設(shè)備的使用說明書以及設(shè)備原理圖；b.選擇將食用菌菌包連同小車一起“進料門”進入A(或B)滅菌（冷卻）鍋內(nèi)，并選擇啟動A(或B)滅菌（冷卻）鍋工作；c.關(guān)閉A(或B)滅菌（冷卻）鍋門，并鎖緊；接通電源,并檢查鎖門裝置電磁閥管路氣壓≥４kg/cm2；d.選擇“滅菌”檔，設(shè)定相應(yīng)的滅菌時間，手動開啟冷凝水排水閥，關(guān)閉復(fù)壓進氣閥門，啟動“滅菌”，工作過程滅菌完成，滅菌報警，解除滅菌報警消音。工作過程中，若設(shè)備有異常，應(yīng)立即按“滅菌停止”按鈕。e. 選擇“冷卻”檔，手動關(guān)閉冷凝水排水閥，設(shè)定菌包冷卻終了溫度，啟動“冷卻”，工作過程冷卻完成，冷卻報警，解除冷卻報警消音。手動開啟復(fù)壓進氣閥門。工作過程中，若設(shè)備有異常，應(yīng)立即按“冷卻停止”按鈕。f.當A(或B)滅菌（冷卻）鍋內(nèi)的氣壓已恢復(fù)到零壓，則開啟潔凈區(qū)側(cè)鍋門(出料門)，取出所有菌包送入接種室，再將所有菌包車推入A(或B)滅菌（冷卻）鍋內(nèi)并關(guān)好鍋門，以便投入下一次使用。g.開機運行過程中，應(yīng)巡回檢查設(shè)備的異常變化，以保障設(shè)備安全運行。

高溫滅菌真空冷卻雙效鍋工作主要特點:

a.滅菌時間短，且滅菌徹底；采用真空脈動滅菌，避免滅菌死角；

b.冷卻時間短，菌包從100℃冷卻到常溫只需45分鐘左右；大大提高了生產(chǎn)效率，輕松實現(xiàn)了每天進行多次菌包滅菌；

c.完全無菌化，在密封的真空狀態(tài)下完成冷卻，雜菌成活率幾乎為0；

d.冷卻溫度均勻，菌包鍋內(nèi)菌包的各部分溫度，一直保持均勻狀態(tài)；

e.提高菌包質(zhì)量，能有效控制菌包在60℃～30℃時產(chǎn)生的生物發(fā)酵，即抑制菌包內(nèi)培養(yǎng)料中殘留的雜菌芽孢萌發(fā)生長速度；

f.真空冷卻的工作過程其實也是一個菌包料低壓膨化的過程，菌包料經(jīng)膨化后，為后期菌包接種后的菌絲體及菌類子實體的生長時，更好地汲取菌包料的養(yǎng)份提供了條件，也就是說，提高了菌菇（子實體）的產(chǎn)量，并縮短了采菇（菇生長）周期。（實踐證明大約在三天左右）；

g.菌包在高溫滅菌鍋內(nèi)完成滅菌后，直接在鍋內(nèi)冷卻，避免了勞工和交叉污染。

h.采用真空冷卻，可大大地節(jié)省傳統(tǒng)冷卻的電力、場地和時間。同時由于使用了真空冷卻，傳統(tǒng)冷卻的龐大風(fēng)冷冷卻房間和凈化間就不再需要那么大了；

i.設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，可直接裝置在生產(chǎn)車間現(xiàn)場。

綜上所述，高溫滅菌真空冷卻雙效鍋是結(jié)合了滅菌、冷卻多項先進技術(shù)的復(fù)合型技術(shù)設(shè)備，也是食用菌工廠化生產(chǎn)中的融節(jié)能、節(jié)省人工及快速方便于一體的新型滅菌設(shè)備，盡管使用該設(shè)備裝備食用菌工廠優(yōu)勢特別顯著，但其造價比較高，還有待于廣大用戶和行業(yè)有識之士不斷完善改良和優(yōu)化。（文/江蘇洽愛納機械有限公司  王群祥）