專利名稱：對生長培養(yǎng)基進行滅菌處理或巴氏滅菌處理的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對材料，特別是對種植植物和蘑菇用的有機材料(如生長培養(yǎng)基和營養(yǎng)層)，以及其它類型的廢棄物(如醫(yī)院廢棄物)進行至少部分滅菌或巴氏滅菌處理的方法；本發(fā)明還涉及實施該方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
習(xí)慣將蘑菇(培育的或野生的)和一些植物，具體是蔬菜(例如，苣荬菜、番茄)、水果(如樹莓、獼猴桃)和果樹放在某種基質(zhì)如生長培養(yǎng)基上使其生長，或者，使植物種子發(fā)芽。大量的有機材料可用作該基質(zhì)，如泥煤、土壤、鋸屑、麥桿、干草、植物廢棄物(谷類、木頭)、木屑(如樹籬修剪物)、谷類(如小麥、黑麥、粟)等。白蘑菇就是被放在營養(yǎng)培養(yǎng)基如泥煤的頂層培育的。在使用基質(zhì)前，需要對它進行至少部分滅菌處理或完全巴氏滅菌處理，以除去有害的細菌、芽胞、微生物、微小生物、蟲和其它不需的可能污染培養(yǎng)基上的蘑菇和/或植物的感染劑。在進行滅菌或巴氏滅菌處理后，還要使所述基質(zhì)冷卻，以便可以無菌的狀態(tài)將其包裹，或者，對于蘑菇，則將其播種。
已描述了對有機基質(zhì)進行無菌或巴氏滅菌處理的各種方法和裝置。通常，在對有機材料進行巴氏滅菌處理的同時需要維持或提供一定的水含量。在美國專利第4915606號中描述了一種簡單的裝置，該裝置涉及將生長培養(yǎng)基放到蒸氣爐中。這種方法需要花大量的時問使該培養(yǎng)基任何大塊的核心部分得到滅菌。更好的方法是打碎這些生長培養(yǎng)基，并連續(xù)攪拌。這種方法在BE 890468所述的裝置中被部分使用到。該方法使用一種簡單的轉(zhuǎn)鼓使材料滾動。為了提供更有效的攪拌，在GB 2002645、DE 4315660和DE 699387中提出了增加一條內(nèi)部螺桿的方法。EP276645描述了另一種改進，在此專利描述的裝置中，一條放在中間的螺桿在槽中運轉(zhuǎn)，通過使該螺桿的方向倒轉(zhuǎn)，使材料從外層空的鼓中流出。
上述機器沒有任何一種有令人滿意的再現(xiàn)性，能生產(chǎn)均勻的經(jīng)滅菌或巴氏滅菌的生長培養(yǎng)基。也不能保證小容積的加工材料仍能被正確地進行巴氏滅菌處理。
EP 931553、US 5406747或JP 4045719中公開了另一種試圖在具有內(nèi)部螺桿的長管中加工材料的方法。這種裝置可保證材料沿著很好限定的路徑經(jīng)過，并被驅(qū)動螺桿連續(xù)攪拌。這種方法的一個缺點是，如果要想使材料在滅菌或巴氏滅菌處理時停留明顯的時間，則需要非常長的管或者處理量非常低。這種長管不適合于中小企業(yè)狹窄的生產(chǎn)空間。WO 98/48853提出了解決這些問題的部分方法，它使用兩個互成一定角度的管，在這兩根管的連接處放一個容納室，以使材料在此停留。雖然室的容積非常小，處理量很低，但是整個機器仍占據(jù)了很大的空間。由于暴露的加熱表面積大的緣故，所以熱量的流失很大，導(dǎo)致低的加熱效率。
盡管事實上已知的許多不成功的方法并沒有指明較佳的解決問題的方向，本發(fā)明的目標(biāo)仍是以簡單和可靠的方式解決上述問題，而沒有求助于昂貴或難以維持的設(shè)備。
因此，本發(fā)明的第一個目標(biāo)是提供一種簡單、可靠(可再現(xiàn))和有效(最短時間內(nèi)的高產(chǎn)率)的獲得基質(zhì)如用于種植植物和蘑菇的至少經(jīng)部分滅菌或完全的巴氏滅菌處理的生長培養(yǎng)基的方法。然后將該經(jīng)滅菌或巴氏滅菌處理的基質(zhì)冷卻，用于無菌包裝或播種。
本發(fā)明的第二個目標(biāo)是提供獲得至少經(jīng)部分滅菌或巴氏滅菌的基質(zhì)如用于種植植物和蘑菇的生長培養(yǎng)基、且在構(gòu)建、維持和使用上經(jīng)濟的裝置。更詳細地說，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種其設(shè)計集中于簡化其硬件并減少使其運轉(zhuǎn)所需功率的裝置。
發(fā)明概要本發(fā)明者已確定，如果在相同的負荷條件下對生長培養(yǎng)基的處理時間/過程在培養(yǎng)基中的一部分與另一部分有明顯的不同，那么將難于獲得足夠的巴氏滅菌效果。本發(fā)明者已首次確定了市售獲得的旋轉(zhuǎn)機器出現(xiàn)這種問題的原因，并已開發(fā)了一種已被廣泛測試的解決方法。這種商業(yè)裝置的設(shè)計使得要加工的材料的一部分所經(jīng)歷的巴氏滅菌或滅菌處理水平與另一部分不同，如巴氏滅菌處理的時間少。其結(jié)果是這些部分的巴氏滅菌處理不完全，得到的相應(yīng)的經(jīng)處理的材料的質(zhì)量差(不均勻)。
第一方面，本發(fā)明提供一種不連續(xù)地亦即分批對基質(zhì)進行均勻和至少部分滅菌處理或者均勻和完全巴氏滅菌處理的方法，該方法包括——第一步，將所述基質(zhì)加到中空容器中，該中空容器具有對所述基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置；
——第二步，旋轉(zhuǎn)該中空容器，并給所述基質(zhì)施加熱量，在旋轉(zhuǎn)該容器期間，通過該中空容器中的管狀部分將該基質(zhì)沿第一方向輸送到該容器的一端，該管狀部分具有第一端和第二端；——第三步，將所述基質(zhì)從所述管狀部分的第二端排到旋轉(zhuǎn)著的中空容器中，然后使其在該中空容器中沿著與上述第一方向相反的第二方向輸送，直到它到達該管狀部分的第一端，用該管狀部分的間隔層分開沿著第一方向輸送的基質(zhì)和沿著第二方向輸送的基質(zhì)；——重復(fù)進行第二和第三步，對所述基質(zhì)進行均勻和至少部分滅菌處理或者均勻和完全巴氏滅菌處理。
較佳的是，在接近該管狀部分的第一端的中空容器的那一端加入該基質(zhì)。可任意地加入弄濕所述基質(zhì)的液體，或者在將該基質(zhì)加到該容器中時即加入該液體。在加工過程中，可將該容器密封，這樣使得該容器的壓力增加。為了取出經(jīng)加工的基質(zhì)，較佳經(jīng)內(nèi)部或外部冷卻步驟后，從該機器中排出該基質(zhì)，以用于隨后的無菌包裝，或者，如果該基質(zhì)是蘑菇的生長培養(yǎng)基，則用于在無菌室中播種。在本發(fā)明方法的一個有利的改動中，可將經(jīng)滅菌處理或巴氏滅菌處理的蘑菇生長培養(yǎng)基從所述機器中排放出來之前，在其冷卻后，在所述裝置內(nèi)給它播種。
在本發(fā)明方法的第一個較佳實施例中，沿著第一方向和第二方向的輸送是同軸的，具體而言，是與該容器的旋轉(zhuǎn)軸同軸。在本方法的另一較佳實施方式中，該管狀部分的第一端具有一個使該基質(zhì)達到該管狀部分內(nèi)的輸送裝置并由此被輸送到該管狀部分中的孔道。這個孔道可以是部分環(huán)繞著該輸送裝置的槽的上部。這個槽和所述管狀部分最好是同軸的。該孔道在該槽上的長度與該管狀部分的長度的比值是可使基質(zhì)獲得均勻的巴氏滅菌處理的比值。這個孔道的長度限定了基質(zhì)到達該管狀部分的容易程度，因此可確定基質(zhì)在該管狀部分和/或該中空容器中的停留時間。
根據(jù)所需的巴氏滅菌溫度，并視需要，根據(jù)實施本方法的海拔高度，本發(fā)明方法的第二步和第三步較佳在稍高于大氣壓的壓力下進行。獲得這樣的壓力的一個簡單方法是，在加熱前，將增濕用液體加到該密封的中空容器中，加熱該液體所產(chǎn)生的蒸氣將給該容器增加壓力。但是，為了節(jié)省時間，最好在高溫下加入增濕用液體，這樣將減少開始時加熱所需的時間，由此減少了整個處理時間。例如，當(dāng)使用水時，可在一開始就將沸水導(dǎo)入該容器中。
在本發(fā)明方法的一個較佳實施方式中，該管狀部分與該容器的旋轉(zhuǎn)軸較好地同軸，且該管狀部分包括一個輸送裝置，如輸送螺桿?！肮軤畈糠帧痹诒疚闹兄溉魏喂艿?，而不管它的橫截面的形狀(三角形、正方形、長方形、五邊形、六邊形、環(huán)狀、卵圓形、橢圓形、多邊形或其它任何形狀)。如果需要，可以給該管狀部分的間隔層穿孔，但條件是孔的數(shù)量和/或大小不干擾該部分的主要功能，即使以第一方向和第二方向流動的材料隔離的功能，如這些孔不應(yīng)使得兩個方向流動的材料大量地混合。該管狀間隔物較佳給該管狀部分提供一個避免堵塞的橫截面。例如，該管狀部分可在其間隔層的內(nèi)側(cè)具有一個帶有鋒利邊或脊的橫截面，以防止基質(zhì)在其中粘結(jié)(不循環(huán))。
該管狀部分中的輸送裝置最好是能倒向的裝置，如輸送螺桿。該中空容器的旋轉(zhuǎn)速率與該管狀部分中的該輸送裝置的旋轉(zhuǎn)速度可以相同或不同，但最好都是可設(shè)定的。同樣，該管狀部分內(nèi)的該輸送裝置的輸送速率在處理過程中可以改變，尤其是在機器操作者對所獲得的均質(zhì)性滿意時即可停止輸送。但是，該容器的旋轉(zhuǎn)速率(以每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)或rpm表示)通常小于該輸送裝置的旋轉(zhuǎn)速率。舉例而言，該容器的旋轉(zhuǎn)速率可為0.5rpm到大約5rpm，而該輸送裝置的旋轉(zhuǎn)速率根據(jù)各種因素(如其直徑)可達到大約100rpm。對基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置較佳放置在該裝置的一部分中，這樣，至少在進行本發(fā)明方法的第三步的過程中開始進行至少部分滅菌處理或巴氏滅菌處理，最好是在第二步就開始上述滅菌處理。例如，通過提供用于維持該中空容器的內(nèi)壁上的和/或該管狀部分上或其內(nèi)部的滅菌處理或巴氏滅菌處理溫度的裝置，可方便地進行上述處理，下文將對此進行更詳細的描述。但是，也可使用其它裝置，如蒸氣注射器。
較佳對這些裝置的各個組成的幾何量度，具體是縱向和橫向的量度，如長度和直徑——對于中空容器而言——或?qū)挾?，以及該容器及其中的輸送裝置的旋轉(zhuǎn)速率進行選擇，以使它們聯(lián)合運轉(zhuǎn)，以便在整個處理過程中，該基質(zhì)的各個部分有效接受滅菌處理或巴氏滅菌處理條件的時間在該機器的各部分中都是一致的，這樣可獲得均質(zhì)的最終產(chǎn)物。
“增濕用液體”在本文中指可與該基質(zhì)混合的氣態(tài)液體或最好是液態(tài)液體，將這種液體與基質(zhì)均勻混合，組成可進行完全巴氏滅菌處理或至少部分滅菌的培養(yǎng)基。例如，該液體可以是溫度大約為5℃到95℃的水，或水蒸氣。在所述機器中所使用的增濕用液體的量由該基質(zhì)的性質(zhì)(每一種生長培養(yǎng)基的這種性質(zhì)極不相同)、該基質(zhì)加到密閉的旋轉(zhuǎn)機器中之前的水含量和所需的增濕的基質(zhì)在所述機器中易于運輸?shù)奶匦远鴽Q定。例如，所加入的增濕液體的量較佳使得該密閉旋轉(zhuǎn)機器中的干材料約占20重量％到約60重量％，即使得水/基質(zhì)的重量比大約為2∶3到大約4∶1。根據(jù)要采用本發(fā)明方法處理的基質(zhì)的性質(zhì)，不總是一直需要使用完全的滅菌條件。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了用于對基質(zhì)如用于種植植物或蘑菇的生長培養(yǎng)基進行至少部分滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置，它包括——可繞著旋轉(zhuǎn)軸(如水平或半水平軸)旋轉(zhuǎn)的中空容器，該容器具有對基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或完全巴氏滅菌處理的裝置；——用于將基質(zhì)加到該容器中的孔道(例如，從漏斗或常規(guī)的輸送系統(tǒng))；——用于輸送基質(zhì)并伸展到整個中空容器內(nèi)部的大部分區(qū)域的輸送裝置；——環(huán)繞該輸送裝置至少達其長度的大部分的管狀間隔物，以使由該輸送裝置將基質(zhì)沿著第一方向向所述容器一端的輸送與將基質(zhì)在該容器內(nèi)沿著與第一方向相反的方向的輸送分開。
“大量”指至少25％，較佳30％以上，如50％。此外，該容器還可具有將增濕液體導(dǎo)入其中的裝置。該容器較佳具有在處理后排出該基質(zhì)的裝置。該容器還可在處理過程中處于密封狀態(tài)，例如，在其一端(最好是進行加料的那一端)放置一個閥門，以加入基質(zhì)和/或排出經(jīng)巴氏滅菌處理或滅菌處理的基質(zhì)。
從效率方面考慮，該管狀間隔物和該中空容器是狹長的、圓柱形或準(zhǔn)圓柱形、平行六面體形或準(zhǔn)平行六面體形；本發(fā)明的方法較佳在該容器的旋轉(zhuǎn)軸基本上成水平或傾角小于25°，如與該管狀部分的第一端夾角為5°或10°的情況下進行。
如先前形成本發(fā)明的第一方面的方法所述，上述裝置的分離間隔物是管狀的間隔物，如具有與該容器的旋轉(zhuǎn)軸平行的橫軸或同軸的管狀通道，它一方面分隔出用于輸送該管狀通道內(nèi)的基質(zhì)的輸送區(qū)，另一方面在它和該容器的內(nèi)壁之間分隔出在該管狀通道外的輸送區(qū)中沿著相反方向輸送的基質(zhì)。
導(dǎo)入增濕液體的裝置較佳是用于將所述液體導(dǎo)入該容器中的簡單的進口管，例如，進口管位于該容器與加入基質(zhì)和排出基質(zhì)的裝置相反的端口。對基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或完全巴氏滅菌處理的裝置可以采取如放在該容器壁上的至少一個護套的形式，使熱的液體(如蒸氣或維持在大約60-140℃的水)環(huán)流。在對基質(zhì)進行的滅菌處理或巴氏滅菌處理結(jié)束后，也可使用相同的裝置通入冷的液體如約5-30℃的水(根據(jù)局部氣候條件)環(huán)流，使該經(jīng)滅菌處理或巴氏滅菌處理的基質(zhì)冷卻一段時間，以使該基質(zhì)冷卻到適合進行無菌包裝，或者對于組成蘑菇生長培養(yǎng)基的基質(zhì)，其溫度冷卻至可在其中播種的程度。
在本發(fā)明的較佳實施例中，該輸送裝置穿過該容器一端的一個孔。通過使該輸送裝置倒轉(zhuǎn)，經(jīng)處理的基質(zhì)可由這個孔從該容器中排出。在本發(fā)明的另一變化中，為了增加接觸的表面積，并因此在要進行滅菌處理或巴氏滅菌處理的基質(zhì)和上述熱液體之間輸送熱量，以及因此而增加操作的效率，可給由該管狀間隔物限定的該管狀部分提供用于對增濕的基質(zhì)進行滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置，如環(huán)繞所述管狀部分并達其大部分長度的如先前所述用于使熱流體環(huán)流的護套。如果需要，環(huán)繞該管狀部分的該熱液體環(huán)流護套可與該容器壁上的護套相通，甚至取而代之。
根據(jù)本發(fā)明，輸送裝置可以是輸送螺桿或螺旋輸送機。根據(jù)本發(fā)明，該輸送裝置最好有可逆的驅(qū)動裝置，如馬達，例如可逆的電動或液壓馬達。
本發(fā)明還提供一種不連續(xù)地亦即分批對基質(zhì)進行均勻和至少部分滅菌處理或者均勻和完全巴氏滅菌處理的方法，該方法包括——第一步，將所述基質(zhì)加到中空容器中，所述中空容器具有對所述基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置；——第二步，通過所述中空容器中的管狀部分將所述基質(zhì)沿第一方向輸送到該容器的一端，該管狀部分具有第一端和第二端；——第三步，將所述基質(zhì)從所述管狀部分的第二端排所述中空容器中，然后該中空容器中將其沿著與上述第一方向相反的第二方向輸送，直到它到達該管狀部分的第一端，沿著第一方向輸送的基質(zhì)和沿著第二方向輸送的基質(zhì)被該管狀部分的間隔層分開；——重復(fù)進行第二和第三步，獲得均勻和至少滅菌處理的或者均勻和完全巴氏滅菌處理的所述基質(zhì)。沿著第一方向和第二方向的流動基質(zhì)最好在該容器內(nèi)是同軸運動的。較佳的是，使該基質(zhì)在該容器中沿著第二方向分散并分配，如通過滾動或主動的分配。
本發(fā)明還提供一種用于對基質(zhì)如用于種植植物或蘑菇的生長培養(yǎng)基進行滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置，它包括——提供對基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或完全巴氏滅菌處理的裝置的中空容器；——用于將基質(zhì)加到該容器中的孔道(例如，從漏斗或常規(guī)的輸送系統(tǒng))；——用于輸送基質(zhì)并伸展到整個中空容器內(nèi)部的大部分區(qū)域的輸送裝置；——環(huán)繞該輸送裝置至少達其長度的大部分的管狀間隔物，該管狀間隔物限定了其環(huán)繞的第一輸送區(qū)和在它和該中空容器內(nèi)壁之間的第二輸送區(qū)，使用該管狀間隔物來使由該輸送裝置沿著第一方向輸送到該容器的一端的基質(zhì)與該容器內(nèi)沿著與該第一方向相反的方向輸送的基質(zhì)分離開來。較佳的是，該材料沿著第二方向的流動與沿著第一方向的流動是同軸的。較佳的是，當(dāng)該基質(zhì)被沿著該第二方向輸送時，提供一種基質(zhì)分配的方法，如通過使該容器旋轉(zhuǎn)，從而引起基質(zhì)的滾動，或者采用主動的分配方法。
現(xiàn)在將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行描述，這些附圖僅僅是例子，而非對本發(fā)明作出限制。
附圖的簡短說明


圖1是本發(fā)明實施例的裝置的部分剖面?zhèn)纫晥D。
圖2a、b、c和d顯示
圖1的實施例的容器的部分如槽和管狀部分的截面圖。
圖3顯示本發(fā)明的另一實施例。
闡述性實施例的描述本發(fā)明將結(jié)合某些實施例和附圖進行描述，但本發(fā)明并不受到它們的限制，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書限定。本發(fā)明將主要結(jié)合經(jīng)巴氏滅菌處理的用于種植蘑菇的生長培養(yǎng)基進行描述，但本發(fā)明并不受到這些描述的限制，本發(fā)明可包括對廢棄物如醫(yī)院廢棄物的滅菌處理。
經(jīng)結(jié)合
圖1對本發(fā)明實施例的一種用于部分滅菌或巴氏滅菌處理的裝置進行描述。該裝置包括可以基本上水平的方向或傾斜的旋轉(zhuǎn)軸方向旋轉(zhuǎn)的中空容器，如圓柱形容器(1a)。它可由固定在各自支撐物(18a)和(18b)上的一對驅(qū)動輪(15a)和(15b)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。該容器(1a)在它的一端具有一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)最好包括一個用于(從儲存系統(tǒng)和/或輸送系統(tǒng)，如漏斗，在
圖1中沒有顯示)加入要進行滅菌處理或巴氏滅菌處理的材料的密閉閥門(5)。加料系統(tǒng)和容器(1a)間的封口可由旋轉(zhuǎn)封口(8)提供。在閥門(5)之下并被固定與容器(1a)一起旋轉(zhuǎn)的輸送裝置如阿基米德螺桿或螺旋輸送機(2)，以及在這個例子中的錐形物(19)和固定到該錐形物上的密閉軸承(9b)幾乎延伸到容器(1a)的整個長度和前述加料系統(tǒng)的整個長度。提供這個輸送裝置，用于控制和調(diào)節(jié)材料的輸送。該密閉軸承(9b)支持著該阿基米德螺桿(2)在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，并承受各組件之間存在任何不同的擴張。該阿基米德螺桿(2)與該加料系統(tǒng)同處一端的那一端由可逆的液壓馬達或電動馬達驅(qū)動(7)。該加料系統(tǒng)和由馬達(7)驅(qū)動的該軸之間的封口由具有軸承的旋轉(zhuǎn)封口(9a)提供。與該阿基米德螺桿(2)同軸、但半徑稍大于該螺桿的圓柱形槽(3)從該加料系統(tǒng)接受該要進行滅菌處理或巴氏滅菌處理的材料。槽(3)被固定裝置(20)牢固地固定在框架(14)上。通過固定裝置(21a)和(21b)固定到容器(1a)上的管狀通道(4)和阿基米德螺桿(2)同軸，并且其半徑至少等于槽(3)的半徑。管狀通道(4)延伸至容器(1a)的大部分長度，并可稍微超過槽(3)的末端。該槽具有一個開放的頂部，這個孔道的長度較佳短于該管狀通道的長度。
此外，容器(1a)的壁上可具有用于使水或蒸氣或其它加熱液體如熱的油環(huán)流的護套(1b)。根據(jù)組合物、溫度和環(huán)流液體的性質(zhì)，該護套較佳是由抗腐蝕的材料制成。護套(1b)具有如連接到供水器的進口管(11)和在容器(1a)的相同一端或不同端的出口管(12)。這些管可方便地位于與加入要進行滅菌處理或巴氏滅菌處理的材料的那一端相反的那一端。液體環(huán)流/注射系統(tǒng)(10、11、12)與容器(1a)之間的封口由由能長時間耐該環(huán)流液體的溫度的材料制成的旋轉(zhuǎn)封口(13)提供。合適的材料包括天然橡膠、丁基橡膠、聚四氟乙烯(例如Teflon)、青銅或陶瓷。本發(fā)明的裝置還包括用于使液體流入容器(1a)內(nèi)部的管(10)，所述管較佳被放在容器(1a)與加入要進行滅菌處理或巴氏滅菌處理的材料的那一端相反的那一端，即接近用于使加熱液體環(huán)流的進口管(11)和出口管(12)。最后，
圖1顯示一對給容器中要被處理的水和生長培養(yǎng)基稱重的加料室(16a)和(16b)。雖然本發(fā)明結(jié)合加熱護套1b進行描述，但是也可使用其它的加熱方法，如蒸氣注射、紅外線輻射或使用連接于該容器壁的加熱元件進行直接的電加熱。
阿基米德螺桿(2)在管狀通道(4)中旋轉(zhuǎn)，該通道(4)以與容器(1a)相同的速率旋轉(zhuǎn)，而槽3則保持固定。管狀通道4是由一隔開向前端(該通道內(nèi))輸送的區(qū)和向后端(該通道的外部，在該通道和該水環(huán)流護套(1b)的內(nèi)壁之間〕輸送的區(qū)的間隔層所構(gòu)成。該間隔層限定的管狀部分可以是無孔的或穿孔的。但是，如果穿孔，則孔的數(shù)量和/或大小較佳不要違背材料流向該機器的前端和后端的分離功能的宗旨，如這些孔不應(yīng)讓這兩個方向流動的材料大量混合。這些孔較佳應(yīng)足夠地小，這樣材料不從該管狀通道進入該容器中，直到它們達到該管狀通道(4)的末端之后。在圖2a、b、c中顯示出了通過該管狀部分和槽部分的詳細的橫截面。如圖2b所示，該管狀部分的橫截面可提供脊?fàn)罨蚱渌男螤?，以防止該管狀部分中螺桿(2)的堵塞。
接近該加料系統(tǒng)的密閉閥門(5)、并位于阿基米德螺桿(2)之下的第二密閉閥門(6)是用來從該容器中排出經(jīng)滅菌處理或巴氏滅菌處理且冷卻至室溫后的材料，通過倒轉(zhuǎn)該阿基米德螺桿的方向即可將所述材料排出?？蓪⒃摬牧吓诺綗o菌容器(17)中，輸送系統(tǒng)(
圖1中未示出)可將材料從該無菌容器輸送到一個包裝裝置如包裝機中。旋轉(zhuǎn)封口(8)、閥門(5)和(6)以及槽(3)可以是一個完整的裝置。在
圖1未顯示的本實施例的變化中，該熱液體進口管(10)可在其它位置上，如在密閉閥門(5)和(6)之間。
該裝置以下述方式運轉(zhuǎn)第一步，使用管(10)將增濕用液體(如熱水，其質(zhì)量和溫度已經(jīng)根據(jù)要處理的材料的性質(zhì)和水含量提前確定)導(dǎo)入容器(1a)中，由負荷室(16a)和(16b)測定重量的增加。在此期間，經(jīng)進水管(11)導(dǎo)入熱水或蒸氣、熱的油或其它熱的液體，使它們在護套(1b)中環(huán)流至出液管(12)。第二步，使用輸送系統(tǒng)(
圖1中未顯示)，通過密閉閥門(5)將要進行至少部分滅菌處理或巴氏滅菌處理的固體材料(如用于種植植物或蘑菇的生長培養(yǎng)基)加到容器(1a)中。與此同時，馬達(7)開始以使該材料從加料區(qū)輸送到容器內(nèi)并向該容器的遠端移動的方式驅(qū)動阿基米德螺桿(2)。該螺桿的旋轉(zhuǎn)將剛加入的材料輸送到槽(3)，并通過此槽達到管狀通道(4)，然后通過這個通道。在接近進口管(10)的管狀通道(4)的遠端，該材料被排到該容器的空空間中。之后，該材料在護套(1b)的旋轉(zhuǎn)的帶動下，被強制沿著相反的途徑在管狀通道(4)和護套(1b)的壁之間的大部分環(huán)狀容積中輸送，即被輸送到后方。在此空的容器的內(nèi)壁可裝備上另一輸送裝置，如螺旋傾斜葉片(22)，以輔助這種反向移動。最好以可控制和調(diào)節(jié)的方式進行這種反向移動。此外，這個第二種輸送裝置較佳應(yīng)使該材料滾動。當(dāng)該材料到達容器(1a)的第一端時，它通過槽(3)頂部的孔道而進入該槽中?？捎奢o助裝置如圖2d的示意性橫截面圖所示的葉片(23)幫助材料進入槽中。在該管狀通道和該容器的內(nèi)壁之間的環(huán)狀容積中(可稱為“向后方的輸送區(qū)”)，該增濕的固體材料的溫度被在護套(1b)中環(huán)流的熱水、蒸氣、油或其它熱液體改成或維持在使其適合進行滅菌或巴氏滅菌的值。在這個輸送區(qū)的末端，由于容器(1a)的旋轉(zhuǎn)，被滅菌或巴氏滅菌的返回的材料落到槽(3)中，在那阿基米德螺桿(2)將其再次向容器(1a)的前端輸送，從而使該材料再循環(huán)。由此，該固體材料在容器(1a)中被不斷且完全地混合，尤其是落到槽(3)中，然后被管狀通道(4)內(nèi)的螺桿(2)輸送到前端，而與此同時，由所選擇的操作溫度和持續(xù)時間還進行了滅菌處理或巴氏滅菌處理。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在第一步，材料在管狀通道中被輸送，然后以滾動的方式回到該管狀通道的起始位置，從而可不落入該管狀部分，這樣材料不會走“捷徑”。這樣的混合產(chǎn)生了一致的滅菌或巴氏滅菌效果，因為所有的材料都被強制采取相同的路徑。但是，該容器小，有效使用了所有的容積，并且加熱表面積保持為最小。
根據(jù)所處理的固體材料的性質(zhì)，當(dāng)認(rèn)為對它進行的滅菌或巴氏滅菌處理已足夠完全時，可用冷的液體替換護套(1b)中的環(huán)流的熱液體，如果需要，可繼續(xù)使容器(1a)旋轉(zhuǎn)。這一操作是在排出經(jīng)滅菌處理或巴氏滅菌處理的基質(zhì)前進行，使該基質(zhì)冷卻，或者對于蘑菇生長培養(yǎng)基，這一處理可在在其中無菌播種普通量的蘑菇種子——大約占該培養(yǎng)基的0.5-5重量％——前進行。本發(fā)明的一個方面是在密閉容器1中進行的冷卻步驟，它是一步無菌的冷卻步驟。
然后使馬達(7)以相反的反向驅(qū)動阿基米德螺桿(2)，以將該經(jīng)滅菌處理或巴氏滅菌處理并已冷卻的基質(zhì)通過閥門(6)從槽(3)中輸送到無菌容器(17)中。通過旋轉(zhuǎn)該容器并以相反的方面操作螺桿(2)，使得所有的材料都從該容器中排出。
作為剛才所解釋的實施例的另一選擇，在不偏離本發(fā)明所限定的范圍的情況下，還可以使用密閉閥門(5)或在密閉閥門(5)和(6)之間在導(dǎo)入要進行滅菌處理或巴氏滅菌處理的基質(zhì)之前將其弄濕，在這種情況中，沒有使用到進液管(10)，并可將其省去。
雖然本發(fā)明是結(jié)合較佳實施例進行描述，但本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)理解，在不偏離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)的情況下，可對本發(fā)明作出形式上和細節(jié)上的各種變化和改動。例如，在處理過程中可給該容器加壓，如導(dǎo)入加壓空氣，或者在加熱期間將該容器密封，這會自動地提高其壓力。
將結(jié)合圖3描述本發(fā)明的另一實施例。由于已詳細描述了本發(fā)明的一個實施例，所以僅需要描述這個實施例的重要裝置。該裝置包括一個具有外壁31的空的容器，具體而言，該外壁在垂直方向上可具有雙層壁結(jié)構(gòu)31a和31b。壁31a和31b之間的空間可用于熱的或冷的液體的環(huán)流?？商峁┖线m的液體管、泵和加熱器。位于該容器的中心的是垂直放置的管狀部分34，它將該容器分成兩部分——管狀部分34和容器內(nèi)部之間的外層輸送區(qū)以及形成第二輸送區(qū)的該管狀部分的內(nèi)部。位于該管狀部分之中的是輸送裝置，如螺桿32。螺桿32將基質(zhì)從該容器的底部輸送到接近其頂部的出口端?？蓡为毤訜嵩摴軤畈糠?4，如使用電加熱元件或者濕熱的液體在其壁上流動?？赏ㄟ^位于該容器頂部的密閉閥門35將基質(zhì)導(dǎo)入。
在管狀部分34中，該基質(zhì)將被壓縮到某種程度。為了搗碎基質(zhì)，并使其更好地進行巴氏滅菌處理，可在接近管狀部分34的頂部下方放置以布料器33。該布料器33具有大量輻射排列的槳葉37，它們可被如環(huán)形馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。這些槳葉37擊打落下來的基質(zhì)，使它們破碎，并四處飛濺，碰到容器31的壁上。由此，可提供一種與第一個實施例的滾動動作類似的動作。
基質(zhì)落到該容器的底部，然后再進入該管狀部分?？稍谠撊萜鞯牡撞堪惭b另外的輸送裝置(未顯示)，以從該容器底部的外面部分輸送到其中心。
經(jīng)巴氏滅菌處理后，可給壁31a和31b之間的空間以及可能的話在該管狀部分的壁中提供冷的液體，以使該基質(zhì)以密閉無菌的方式冷卻。
為了排空該容器，可打開安裝在該容器的底部較佳其底部中心的第二閥門36?？墒孤輻U32方向旋轉(zhuǎn)，以幫助從該容器中取出經(jīng)處理的基質(zhì)。該容器的底部通常向中心部分傾斜，即成錐形，以幫助取出基質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種不連續(xù)的亦即分批地對基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或者均勻和完全的巴氏滅菌處理方法，該方法包括——第一步，將所述基質(zhì)加到中空容器中，該中空容器具有對所述基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置；——第二步，旋轉(zhuǎn)該中空容器，并給該基質(zhì)施加熱量，在旋轉(zhuǎn)該容器期間，通過該中空容器中的管狀部分將該基質(zhì)沿第一方向輸送到該容器的一端，該管狀部分具有第一端和第二端；——第三步，將所述基質(zhì)從所述管狀部分的第二端排入上述旋轉(zhuǎn)著的中空容器中，然后將其在該中空容器中沿著與上述第一方向相反的第二方向輸送，直到它到達該管狀部分的第一端，沿著第一方向輸送的基質(zhì)和沿著第二方向輸送的基質(zhì)被該管狀部分的間隔層分開；——重復(fù)進行第二和第三步，對所述基質(zhì)進行均勻和至少部分滅菌處理或者均勻和完全巴的氏滅菌處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二步是使用固定安裝在所述管狀部分中的輸送裝置沿著第一方向在該管狀部分中輸送所述基質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過使所述輸送裝置倒向?qū)⑺龌|(zhì)從該容器中排出。
4.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，在沿著第二方向輸送的過程中，使所述基質(zhì)滾動。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，在所述容器中對經(jīng)均勻和完全的巴氏滅菌處理或至少部分滅菌處理的基質(zhì)進行冷卻處理。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括導(dǎo)入用于將所述基質(zhì)弄濕的液體的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在第一步中導(dǎo)入的增濕用液體的量是使該密閉旋轉(zhuǎn)機器中干材料的濃度為20-60重量％的量。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述中空容器在滅菌處理和巴氏滅菌處理過程中被密封。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述基質(zhì)是有機材料。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述基質(zhì)是生長培養(yǎng)基或營養(yǎng)培養(yǎng)基。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述生長培養(yǎng)基被冷卻之后、從該容器中排出之前，在該容器內(nèi)給它播種。
12.用于對基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置，它包括——可繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的中空容器，該容器具有對所述基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或完全巴氏滅菌處理的裝置；——用于將基質(zhì)加到該容器中的孔道(例如，從漏斗或常規(guī)的輸送系統(tǒng))；——用于輸送基質(zhì)并伸展到整個中空容器內(nèi)部的大部分地方的第一輸送裝置；——環(huán)繞所述第一輸送裝置至少達其長度的大部分的管狀間隔物，使由該輸送裝置將基質(zhì)沿著第一方向向該容器的一端的輸送與將基質(zhì)在該容器內(nèi)沿著與所述第一方向相反的方向的輸送分開。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，該管狀間隔物伸展至所述第一輸送裝置的至少大部分長度。
14.如權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括將增濕用液體導(dǎo)入該容器中的裝置。
15.如權(quán)利要求12-14中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括用于從該容器排出所述基質(zhì)的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述排出裝置的驅(qū)動與所述第一輸送裝置的相反。
17.如權(quán)利要求12-16中任一項所述的裝置，其特征在于，所述容器具有在處理過程中進行密封的裝置。
18.如權(quán)利要求12-17中任一項所述的裝置，其特征在于，所述管狀間隔物和中空容器是狹長的、圓柱形或準(zhǔn)圓柱形、平行六面體形或準(zhǔn)平行六面體形。
19.如權(quán)利要求12-18中任一項所述的裝置，其特征在于，所述管狀間隔物具有防止所述基質(zhì)在該管狀間隔物中堵塞的裝置。
20.如權(quán)利要求12-19中任一項所述的裝置，其特征在于，所述容器的旋轉(zhuǎn)軸基本上是水平的，或者其傾角小于25°，較佳小于10°。
21.如權(quán)利要求12-20中任一項所述的裝置，其特征在于，對所述基質(zhì)進行滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置包括環(huán)繞著所述管狀間隔物的液體環(huán)流護套和/或在所述容器壁上的液體環(huán)流包層。
22.如權(quán)利要求12-21中任一項所述的裝置，其特征在于，所述第一輸送裝置是螺桿、蝸桿式螺旋輸送機。
23.如權(quán)利要求12-22中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括用于以第二方向輸送基質(zhì)的第二輸送裝置。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述第二輸送裝置適合使基質(zhì)在所述容器中的滾動。
25.如權(quán)利要求12-24中任一項所述的裝置，其特征在于，所述第一輸送裝置被與所述管狀間隔物同軸的槽部分環(huán)繞。
26.一種不連續(xù)地亦即分批對基質(zhì)進行均勻和至少部分滅菌處理或者均勻和完全的巴氏滅菌處理的方法，該方法包括——第一步，將所述基質(zhì)加到中空容器中，該中空容器具有對所述基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置；——第二步，通過所述中空容器中的管狀部分將所述基質(zhì)沿第一方向輸送到該容器的一端，該管狀部分具有第一端和第二端；——第三步，將所述基質(zhì)從所述管狀部分的第二端排入所述中空容器中，然后將其在該中空容器中沿著與上述第一方向相反的第二方向輸送，直到它到達該管狀部分的第一端，沿著第一方向輸送的基質(zhì)和沿著第二方向輸送的基質(zhì)被該管狀部分的間隔層分開；——重復(fù)進行第二和第三步，對所述基質(zhì)進行均勻和至少部分滅菌處理或者均勻和完全的巴氏滅菌處理。
27.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一方向和第二方向與所述容器同心。
28.如權(quán)利要求26或27所述的方法，其特征在于，所述基質(zhì)在所述容器中沿著的所述第二方向分散和分配。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述分散和分配步驟包括滾動或主動分配。
30.對基質(zhì)如用于種植植物或蘑菇的生長培養(yǎng)基進行至少部分滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置，它包括——具有對基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或完全巴氏滅菌處理的裝置的中空容器；——用于將基質(zhì)加到該容器中的孔道(例如，從漏斗或常規(guī)的輸送系統(tǒng))；——用于輸送基質(zhì)并伸展到整個中空容器內(nèi)部的大部分區(qū)域的輸送裝置；——環(huán)繞該輸送裝置至少達其長度的大部分的管狀間隔物，此管狀間隔物限定了它內(nèi)部的第一輸送區(qū)和在它與該中空容器的內(nèi)壁之間的第二輸送區(qū)，它使由該輸送裝置將基質(zhì)沿著第一方向向該容器的一端的輸送與將基質(zhì)在該容器內(nèi)沿著與該第一方向相反的方向的輸送分開。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，當(dāng)基質(zhì)以第二方向輸送時，提供一種基質(zhì)分配裝置，以使該基質(zhì)在該容器中分散和分配。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，以使該容器旋轉(zhuǎn)以引起滾動或者主動分配的方式提供所述基質(zhì)分配裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及對基質(zhì)進行均勻和至少部分滅菌處理或均勻和完全的巴氏滅菌處理。本方法的第一步是，在容器的第一端使基質(zhì)通過密閉的中空容器的加料面加到容器中?？蓪⑴獫袼龌|(zhì)的液體導(dǎo)入該容器中，該容器還具有對該增濕的基質(zhì)進行至少部分滅菌處理或巴氏滅菌處理的裝置。在第二步中，使該基質(zhì)通過有界限的輸送區(qū)，向該機器的前端輸送，直到其到達該機器的另一端。第三步，使該基質(zhì)通過一個輸送區(qū)，向該容器的后端輸送，這樣使其回到第一端，該向前端輸送的區(qū)和向后端輸送的區(qū)被一個管狀間隔物隔開。在返回輸送的過程中，可使該基質(zhì)滾動。根據(jù)需要可重復(fù)進行第二步和第三步多次，以獲得經(jīng)均勻和至少部分經(jīng)滅菌處理或均勻和完全巴氏滅菌處理的輸送基質(zhì)。還描述了一種實施該方法的機器。該機器用于對有機基質(zhì)如種植植物或蘑菇的生長培養(yǎng)基進行滅菌處理或巴氏滅菌處理。
文檔編號A01G7/00GK1400911SQ01804308
公開日2003年3月5日 申請日期2001年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月1日
發(fā)明者弗朗斯·萬登霍夫 申請人:弗朗斯·萬登霍夫