4、冷却速度的讨论
关于冷却速度,前面的理论似乎表明是越快越好,不过实际生产的时候,会有一些意想不到的东西出现,因此是不是越快越好,除了同时考量条件成本以外,还要考量必要性。
通常实验室的冷却都是自然冷却,从室温30℃以上到室温10℃以下的都看不出什么问题,这当然不是说没有差异,只是差异非常不明显而已。而美拉德反应基本原理也告诉我们,在30-80℃范围,以10℃为阶梯,每一个梯级反应速度有大约1倍的变化。这个数据的重要性就是告诉我们,在出锅后冷却的前一阶段,即从90+℃到40+摄氏度范围,美拉德反应速度会下降100倍左右,那么我们可以粗略一点,认为到了50℃后,美拉德反应的影响就基本上可以不予考虑了。
恰好,自然冷却(即置身于室温下)的情况是到了50℃以下,冷却速度也就慢下来了。这意味着太过加速的冷却并无必要!
所有的方式里,冷却速度都是决定于料温和冷却环境气温的差,相对封闭环境下,冷却过程的这个温差保持,依赖于热交换速度,而热交换既可以通过制冷设备加速,也可以通过加大换热面积加速,对于非净化环境,还有通过加大气流速度和控制气流方向加速。
其中效果最快最明显的莫过于制冷设备加速,只是制冷设备加速也是最高成本的加速,根据美拉德反应速度的原理,这个速度加快的必要性却不高。而且制冷设备运行有强烈的去湿作用,会显著降低原料预配的含水量,根据不同企业不同方式的结果反应估计,这个含水量下降差异可达1-2%。
而自然冷媒大面积热交换系统的换热效率,也是到了50℃后开始显著下降,不过由于大面积换热设备可以结合气流方向予以弥补,所以这个方式基本上可以达到纯粹自然冷却时20-25℃工况的效果。而这显然是完全足以应对大规模生产需要的。尤其是地下水做冷媒时,效果尤其显著,这是北方地区的优势,但非常可惜,没有看到应用这种模式的企业。
所以,即使是在成本考量之外,设计一套合理的冷却系统,也无需绝对化以速度为要务。
5、冷却的目标温度
几乎所有关于工厂化培植的资料,无一例外要求将接种时的物料温度定于20℃或以下,然而,这其实是一个流行的不必要的错误参数,属于保险温度而非最佳温度。非工厂化的培植技术这没有那么严格,要求相对模糊,多数采用室温概念代替。
食用菌菌种接入物料的温度要求,第一个是不能高于伤害温度,绝大多数食用菌菌丝的伤害温度都在30℃以上,部分种类还更高一点,如木耳草菇及棘托竹荪灵芝等偏高温性的种类。
第二个要求则是不影响萌发的速度,食用菌菌种萌发速度受温度影响非常明显,因此,如果实际接入温度偏低,并非是一个有利的事情。
然后我们还要注意几个要点,一个是物料温度和气温的差异,另一个是接入菌种的温度,还有一个是接入菌种后段温度变化趋势。这些都决定我们实际选择物料冷却的目标温度,因为这个目标温度是通过测冷却室气温来监控,但实际影响菌种的是接入位点的温度条件。
通常可以认为气温等于物料表面温度,这当然不是绝对等于,而是可以忽略差异,如果在某环境温度下超过10小时(约等于一个通宵),那么料温会比气温高2-4℃(原料紧密度和瓶袋封闭度也有影响)。而菌种温度通常视为培养室温度加1-2℃,这一点请注意,不处于高速生长阶段的菌种,如果还有更高的气温料温差,属于有情况了。接种后的变化趋势,就是看外界环境气温和培养温度的比较,通常空置的培养室是不启动温度调节的,因此,如果接种后进入培养室就存在上升或下降。
在冬季或环境气温低于培养温度10℃以上时,并不一定启动加温,这种情况给接种目标温度一些提前量是有很大好处的,以金针菇为例,培养温度通常是18-20℃,环境温度低于10℃时,接种后不做加温的话,如果料袋的温度为20℃则很可能要下降到16℃,所以这种情况不妨将冷却目标温度设定为25℃,接种后菌种区域温度不可能超过28℃,液体固体菌种都没有太大差别,这样,接种后即使不加热也可能有较长时间处于20℃以上,萌发显然快而且不影响强壮度。
所以,一般进入寒冷季节就要逐步调高接种目标温度,夏季则按照20℃做,这样既保险,也节约。
对于非工厂化的封闭度较高的长袋培植,无论什么菇种,夏季及高温日子里制袋,则要特别注意料温不可偏高,应该有效利用夜间低温实现冷却合格,千万不可侥幸,同时因为封闭性好,允许有较长的冷却时间,以摊薄放置至少超过两个夜间为好,如果接种也选择夜间,同样有利。
秋载时,制袋的折径或者说袋宽选择必须考虑料内温度,这是南方香菇多用15袋,北方多用17-18袋的理由,也是上述原则在具体应用时的变化,平菇类也要考量这些因素。
(待续)
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