一种控制菌袋配方处理的系统及方法与流程

本发明属于菌袋培养控制，涉及到一种控制菌袋配方处理的系统及方法。

背景技术：

1、菌袋是用于栽培食用菌等微生物的容器，菌袋配方处理的主要步骤包括配料、装料、灭菌、接种和培养等，高质量的菌袋对确保菌丝健康成长、避免杂菌污染和提高产量至关重要。实际生产中各菌袋配方处理操作步骤与标准操作要求之间的偏差会导致菌袋质量的降低，进而影响菌菌丝的生长。因此，控制菌袋配方处理具有重要意义。

2、料袋配料和装料是生产高标准、高质量菌袋的基础，传统的菌袋制作过程通常依赖于人工对拌料操作的完成情况进行判断，这种分析方式依赖于个人经验，无法精确测量物料混合的均匀度和水分含量，可能导致营养成分分布不均，难以保证每次拌料的一致性和稳定性，影响后续菌种培养的效果。

3、灭菌工序是避免菌袋杂菌污染和保证菌丝正常生长的重要前提，传统的灭菌操作主要通过对同一批次的所有菌袋进行相同时长的高温灭菌操作，这种方式没有考虑到温度分布不同导致的不同菌袋灭菌效果的差异，降低了灭菌操作的精准性和质量，提升了后续菌丝培养杂菌污染的风险，影响菌丝培养操作时的菌丝生长质量。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种控制菌袋配方处理的系统及方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明的第一方面提供一种控制菌袋配方处理的系统，该系统包括：配料工序质量分析模块，用于提取数据存储库保存的菌袋配方，进而基于需求菌袋数量分析各原料的理论需求质量，同时利用称重设备获取配料时的各原料实际质量，进而分析配料工序质量情况，并判断配料是否符合要求。

3、装料工序质量分析模块，用于在判断配料符合要求时将各原料进行充分搅拌得到混合料，进而进行装料操作，并获取装料后的各料袋对应的料袋参数，所述料袋参数包括料袋质量和料袋体积，基于料袋参数判断各料袋是否符合装料工序标准要求。

4、料袋灭菌环境控制模块，用于将判断符合装料工序标准要求的料袋进行灭菌操作并实时获取灭菌过程中的灭菌温度，基于灭菌温度判断是否允许进行菌丝接种。

5、菌丝接种工序操作模块，用于将判断允许进行菌丝接种的料袋进行菌丝接种操作，进而得到接种完成后的菌袋。

6、菌丝培养异常识别模块，用于将菌袋按照预先设置的适宜环境参数进行培养，并实时获取菌丝生长图像，基于菌丝生长图像分析菌丝生长质量情况和杂菌污染程度情况，由此判断菌丝生长是否出现培养异常，若出现则识别具体的培养异常指向，所述异常指向包括生长异常和杂菌污染。

7、数据存储库，用于保存菌袋配方、历史菌丝培养记录、菌丝标准颜色和杂菌标准颜色。

8、优选地，所述分析各原料的理论需求质量具体如下：提取数据存储库保存的菌袋配方，从菌袋配方中获取菌袋制作的原料种类和各原料对应的质量占比。

9、将需求菌袋数量与预先设置的单个菌袋标准质量进行乘积计算得到需求混合料质量，进而将各原料对应的质量占比分别与需求混合料质量进行乘积计算得到各原料的理论需求质量。

10、优选地，所述分析配料工序质量情况具体如下：将各原料的实际质量与对应的理论需求质量进行差值计算得到各原料的实际偏差质量，进而将各原料的实际质量偏差的绝对值与对应的理论需求质量进行比值计算得到各原料的实际偏差度。

11、将各原料的实际偏差度进行对比，进而基于最大实际偏差度分析得到配料工序质量符合度。

12、优选地，所述判断配料是否符合要求具体如下：将配料工序质量符合度与预先设置的达标配料工序质量符合度进行对比，进而得到配料是否符合要求的判断结果。

13、优选地，所述获取装料后的各料袋对应的料袋参数具体如下：利用称重设备对装料完成后的料袋进行称重，进而得到各料袋的实际质量。

14、利用三维扫描仪对装料完成后的各料袋进行扫描得到各料袋的实际体积。

15、优选地，所述判断各料袋是否符合装料工序标准要求具体如下：提取利用称重设备得到的各料袋的实际质量，将各料袋的实际质量与预先设置的单个菌袋标准质量进行差值计算得到各料袋的偏差质量，进而将各料袋的偏差质量与单个菌袋标准质量进行比值计算得到各料袋的质量偏差度。

16、提取利用三维扫描仪扫描得到各料袋的实际体积，进而将各料袋的实际体积与标准料袋体积进行差值计算得到各料袋的偏差体积，将各料袋的偏差体积与标准料袋体积进行比值计算得到各料袋的体积偏差度。

17、将各料袋的质量偏差度和体积偏差度分别与预先设置的允许质量偏差度和允许体积偏差度进行对比，得到各料袋是否符合装料工序标准要求的判断结果。

18、优选地，所述判断是否允许进行菌丝接种具体如下：提取实时获取的各料袋灭菌温度，并以时间为横坐标、以温度为纵坐标绘制各料袋灭菌温度变化曲线。

19、将各料袋灭菌温度变化曲线对应的温度值与预先设置的适宜温度区间进行对比，提取处在适宜温度区间内的曲线横坐标对应的时段，记为有效时段，提取大于适宜温度区间上限值的曲线横坐标对应的时段，为高温时段。

20、将各料袋进行灭菌操作的有效时段和高温时段对应的时长分别进行累加计算得到各料袋的有效灭菌时长和高温灭菌时长。

21、基于料袋质量提取对应的适宜有效灭菌时长，将各料袋的有效灭菌时长和高温灭菌时长分别与适宜有效灭菌时长和高温灭菌时长阈值进行对比，得到是否允许进行菌丝接种的判断结果。

22、优选地，所述分析菌丝生长质量情况和杂菌污染程度情况具体如下：利用高精度彩色三维扫描仪对菌袋进行扫描，得到扫描数据，并将扫描三维图像对应的颜色数据与数据存储库存储的菌丝标准颜色进行对比得到匹配成功的菌丝位置，进而得到菌袋对应菌丝的三维分布图像。

23、基于菌丝的三维分布图像中的菌丝位置将菌袋划分成若干监测区域，统计三维分布图象中各监测区域对应的菌丝交叉点数量，进而将各监测区域的菌丝交叉点数量与对应的监测区域体积进行比值计算得到各监测区域的菌丝生长密度。

24、提取数据存储库中保存的历史菌丝培养记录，并获取各历史菌丝培养记录对应的菌丝生长期和菌丝生长密度。

25、基于菌丝开始培养时刻和菌丝生长图像采集时刻得到监测菌丝生长期，将各历史菌丝培养记录对应的菌丝生长期与监测菌丝生长期进行对比得到参考历史菌丝培养记录，提取各参考历史菌丝培养记录对应的菌丝生长密度，进而进行均值计算得到参考菌丝生长密度。

26、将各监测区域的菌丝生长密度和参考菌丝生长密度代入公式得到对应监测区域的菌丝生长质量指数，进而将各监测区域的菌丝生长质量指数进行均值计算得到菌丝生长质量指数。

27、将扫描三维图像对应的颜色数据与数据存储库存储的杂菌标准颜色进行对比得到匹配成功的杂菌位置，进而统计存在杂菌的监测区域数量。

28、将存在杂菌的监测区域数量代入公式得到杂菌污染程度指数，其中表示自然常数，表示监测区域的数量。

29、优选地，所述判断菌丝生长是否出现培养异常具体如下：基于菌丝生长质量情况和杂菌污染程度情况得到菌丝培养异常指数，将菌丝培养异常指数与预先设置的允许菌丝培养异常指数进行对比得到菌丝生长是否出现培养异常的判断结果。

30、所述识别具体的培养异常指向具体如下：将判断出现培养异常的菌袋记为异常菌袋。

31、提取异常菌袋的菌丝生长质量指数和杂菌污染程度指数，将异常菌袋的菌丝生长质量指数和杂菌污染程度指数分别与预先设置的达标菌丝生长质量指数和允许杂菌污染程度指数进行对比得到具体的培养异常指向。

32、本发明的第二方面提供一种控制菌袋配方处理的方法，该方法具体步骤如下：s1、配料工序质量分析：用于提取数据存储库保存的菌袋配方，进而基于需求菌袋数量分析各原料的理论需求质量，同时利用称重设备获取配料时的各原料实际质量，进而分析配料工序质量情况，并判断配料是否符合要求。

33、s2、装料工序质量分析：用于在判断配料符合要求时将各原料进行充分搅拌得到混合料，进而进行装料操作，并获取装料后的各料袋对应的料袋参数，所述料袋参数包括料袋质量和料袋体积，基于料袋参数判断各料袋是否符合装料工序标准要求。

34、s3、料袋灭菌环境控制：用于将判断符合装料工序标准要求的料袋进行灭菌操作并实时获取灭菌过程中的灭菌温度，基于灭菌温度判断是否允许进行菌丝接种。

35、s4、菌丝接种工序操作：用于将判断允许进行菌丝接种的料袋进行菌丝接种操作，进而得到接种完成后的菌袋。

36、s5、菌丝培养异常识别：用于将菌袋按照预先设置的适宜环境参数进行培养，并实时获取菌丝生长图像，基于菌丝生长图像分析菌丝生长质量情况和杂菌污染程度情况，由此判断菌丝生长是否出现培养异常，若出现则识别具体的培养异常指向，所述异常指向包括生长异常和杂菌污染。

37、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过将装料后料袋的质量和体积与单个菌袋标准质量和标准料袋体积进行对比，进而分析料袋的混合料均匀性，这种分析方式相较于依靠人工直观判断，能更客观、准确地评估每个料袋的均匀性情况，减少主观误差，能够保证不同料袋间的生产一致性，提高产品质量的稳定性，避免原料的浪费和生产效率的降低。

38、（2）本发明通过对灭菌工序的灭菌温度进行实时分析，进而对不同料袋是否符合灭菌要求进行单独判断，这种分析方式可以确保每个料袋都达到预定的灭菌标准，避免过度或不足灭菌，从而保证菌种或培养基的安全性和有效性，通过精确控制灭菌过程，减少因灭菌不充分导致的污染风险，或因过度灭菌引起的有效成分损失，提高了成品的质量和稳定性。

39、（3）本发明通过分析菌丝生长质量情况和杂菌污染程度情况，进而对出现培养异常的菌袋进行具体的培养异常指向识别，这种分析方式能够快速定位问题根源，针对性地调整培养条件或优化无菌操作流程，减少了不必要的消毒处理或废弃，节约了资源和成本，进而可以有效减少培养失败率，提高菌种的稳定性和培养成功率。