Automatizarea și optimizarea procesului tehnologic de producere a ciupercilor proaspete în întreprinderile mici și mijlocii

Abstract

Scopul lucrării: optimizarea și automatizarea procesului tehnologic de producere a ciupercilor comestibile în întreprinderile mici și mijlocii prin reducerea consumului energetic, creșterea productivității și stabilizarea parametrilor tehnologici și biologici. Memoriul explicativ include introducerea, 3 capitole, concluzii generale, bibliografia și anexele. Lucrarea tratează procesul complet de producție, de la pregătirea substratului până la incubare și fructificare, accentuând rolul soluțiilor de inginerie electrică în controlul etapelor critice. Capitolul 1 prezintă starea actuală a tehnologiilor de producere a ciupercilor în IMM-uri și compară metoda tradițională hidrotermă pe paie cu tehnologia modernă pe rumeguș de lemn tare sterilizat. Sunt analizate etapele procesului și problemele tipice ale fluxurilor neautomatizate: variații de temperatură și umiditate, risc de contaminare, consum energetic ridicat și instabilitate între loturi. Capitolul 2 descrie soluțiile tehnice propuse pentru modernizare, incluzând principiile de automatizare, rolul senzorilor și al controlului PID, precum și automatizarea secvențială a sterilizării, ventilației, răcirii și evacuării condensului. Sunt evidențiate măsuri de optimizare energetică, inclusiv valorificarea căldurii reziduale pentru încălzirea camerei de incubare. Capitolul 3 prezintă fluxul tehnologic implementat în întreprindere: amestecare cu dozare automată a apei, porționare în pungi de 4,5 kg, sterilizare atmosferică într-un dulap cu 2 uși (separarea zonei murdare și curate), inoculare pneumatică, sigilare/datare, amestecare finală în tunel rotativ, incubare și fructificare. Mediul subteran asigură condiții stabile pentru fructificare (13–14 °C, umiditate ridicată), reducând necesarul de climatizare artificială. Rezultatele arată reducerea consumului la sterilizare de la 2 kWh/pungă la 0,4 kWh/pungă, reducerea timpului de procesare de la 5 min/pungă la 2 min/pungă, rebuturi sub 2% și creșterea capacității lunare de la 2.000–2.500 la 5.000–7.000 pungi.

Overall aim of the thesis: to optimize and automate the edible mushroom production process in small and medium-sized enterprises by reducing energy consumption, increasing productivity, and stabilizing key technological and biological parameters. The explanatory report includes the introduction, 3 main chapters, general conclusions, references, and annexes. The work covers the complete production chain, from substrate preparation to incubation and fruiting, emphasizing the role of electrical engineering solutions in controlling critical stages. Chapter 1 reviews current mushroom production technologies for SMEs and compares traditional straw hydrothermal pasteurization with hardwood sawdust-based substrate preparation using atmospheric steam sterilization. Typical limitations of non-automated workflows are identified, including temperature and moisture variability, contamination risks, high energy consumption, and batch-to-batch instability. Chapter 2 presents the proposed modernization and automation solutions, including automation principles, sensor usage, PID temperature control, and sequential automation of sterilization, ventilation, controlled cooling, and condensate drainage. Energy optimization measures are highlighted, including the utilization of residual heat for incubation room heating. Chapter 3 describes the implemented workflow: mixing with automatic water dosing, portioning into 4.5 kg bags, atmospheric sterilization in a double-door sterilizer separating dirty and clean zones, pneumatic inoculation, sealing/labeling, final mixing in a rotating tunnel, incubation, and fruiting. The underground fruiting environment provides stable conditions (13–14 °C, high relative humidity), reducing the need for artificial climate control. Key results include reducing sterilization energy from 2 kWh/bag to 0.4 kWh/bag, decreasing processing time from 5 min/bag to 2 min/bag, lowering rejects below 2%, and increasing monthly capacity from 2,000–2,500 to 5,000–7,000 bags.