diff --git a/mod/material_fabrication/README.md b/mod/material_fabrication/README.md index dd50074..1d0d243 100644 --- a/mod/material_fabrication/README.md +++ b/mod/material_fabrication/README.md @@ -12,7 +12,7 @@ 4. [Substratherstellung](#4-substratherstellung) 1. [Berechnung der Ausgangsgrößen für die Substratherstellung](#4-1-berechnung-der-ausgangsgrößen-für-die-substratherstellung) 1. [Bestimmen des benötigten Gesamtvolumens und der Gesamtmasse](#4-1-1-bestimmen-des-benötigten-gesamtvolumens-und-der-gesamtmasse) - 2. [Bestimmen der Gesamtmasse des trockenen Substrats und Gesamtwassermenge](#4-1-2-bestimmen-der-gesamtmasse-des-trockenen-substrats-und-gesamtwassermenge) + 2. [Bestimmen der zu wiegenden Substratmasse und Wassermenge](#4-1-2-bestimmen-der-zu-wiegenden-Substratmasse-und-Wassermenge) 2. [Anmischen des Substrats](#4-2-anmischen-des-substrats) 3. [Sterilisation im Autoklav](#4-3-sterilisation-im-autoklav) 4. [Beimpfung des Substrats](#4-4-beimpfung-des-substrats) @@ -27,16 +27,11 @@ 6. [Sicherheitshinweise](#6-sicherheitshinweise) 7. [Lizenz](#7-lizenz) -# DISCLAIMER - -Lizensdingsbums - ---- # 1. Einleitung Die Herstellung eines Myzel-Kompositmaterials läuft in mehreren Teilschritten ab und wird in den weiter unten aufgeführten Kategorien genau beschrieben. Details hierzu lassen sich im Dokument "Mind the fungi" (Quelle) finden. -Beim Herstellungsprozess wird innerhalb einer Woche zuerst das Substrat in Beuteln mit Myzel durchwachsen. Danach wird eine Negativform mit dem vorkultiviertem Substrat befüllt und hölzerne Befestigungsanker in Position gebracht. In den nächsten 3-6 Tagen wächst das Pilzmyzel weiter und verfestigt das Substrat. Zwischenzeitlich wird es aus der Form entnommen. Die vom Myzel durchwachsenen und umschlossenen Holzanker sind fest mit dem Myzelblock verbunden. Nach der Durchwachsung wird der Pilz abgetötet, in dem das Material auf über 55 °C erhitzt und getrocknet wird. Ein Weiterwachsen des Pilzes ist nach diesem Schritt ausgeschlossen. +Beim Herstellungsprozess wird innerhalb einer Woche zuerst das Substrat in Beuteln mit Myzel durchwachsen. Danach wird eine Negativform mit dem vorkultiviertem Substrat befüllt und hölzerne Befestigungsanker in Position gebracht. In den nächsten 3-6 Tagen wächst das Pilzmyzel weiter und verfestigt das Substrat. Zwischenzeitlich wird es aus der Form entnommen. Die vom Myzel durchwachsenen und umschlossenen Holzanker sind fest mit dem Myzelblock verbunden. Nach der Durchwachsung wird der Pilz abgetötet, in dem das Material für 48 Stunden auf über 55 °C erhitzt und getrocknet wird. Ein Weiterwachsen des Pilzes ist nach diesem Schritt ausgeschlossen. --- # 2. Benötigte Materialien @@ -56,7 +51,7 @@ Beim Herstellungsprozess wird innerhalb einer Woche zuerst das Substrat in Beute - Substratmischer [Bild von Substratmischer] - Maurerkelle - Autoklav -- Laminarströmungsabzug [Bild von Flowhood] +- sterile Werkbank [Bild von Flowhood] - Impulsschweißgerät - Hechsler für Substrat [Bild von Hechsler] - temperaturkontrolliertes Wachstumszelt [Bild von Growzelt] @@ -64,7 +59,7 @@ Beim Herstellungsprozess wird innerhalb einer Woche zuerst das Substrat in Beute --- # 4. Substratherstellung -Für die Substratmischung wird je nach Art der Ausgangsmaterialien ein individuelles Rezept benötigt. Da unterschiedliche Substrate verschiedene Wasserhaltekapazitäten besitzen, wird die hinzuzufügende Menge Wasser immer vor Ort und auf Grundlage der aktuellen Restfeuchte der Substrate bestimmt. +Für die Substratmischung wird die hinzuzufügende Wassermenge auf Grundlage der Ausgangsfeuchte der einzelnen Substratbestandteile berechnet. Da unterschiedliche Substrate verschiedene Wasserhaltekapazitäten besitzen, wird die hinzuzufügende Menge Wasser immer vor Ort und auf Grundlage der aktuellen Restfeuchte der Substrate bestimmt. ## 4.1. Berechnung der Ausgangsgrößen für die Substratherstellung @@ -73,23 +68,28 @@ Für die Substratmischung wird je nach Art der Ausgangsmaterialien ein individue | Ausgangsgrößen: | | | ---: | :--- | | Substratvolumen/Absorberpaneel | 10 L | -| Anzahl der hergstellten Absorber | 12 | +| Anzahl der herzustellendenen Absorber | 12 | | Mischungsverhältnis Buchweizenschalen/Rapstroh (m/m) | 50/50 | -| Substratdichte des lockeren Buchweizenschalen-Rapsstroh-Gemischs: (hydriert) | 275 g/L | -| Substratdichte leicht komprimiert | 320 g/L | -| Gewichtskapazität der Autoklavbeutel | 1,6 Kg | +| Dichte des lockeren und mit Wasser gesättigtem Buchweizenschalen-Rapsstroh-Gemischs: | 275 g/L | +| Substratdichte wassergesättigt und leicht komprimiert: | 320 g/L | +| Gewichtskapazität der Autoklavbeutel: | 1,6 Kg | +| Wasserspeicherkapazität Rapsstroh | 75 % | +| Lagerfeuchtigkeit Rapsstroh (lokal gemessen) | 15 % | +| Wasserspeicherkapazität Buchweizenschalen | 59 % | +| Lagerfeuchtigkeit Buchweizenschalen (lokal gemessen) | 11,7 % | **Rechnung:** -Pro Paneel wird Substrat mit der Masse 10 L x 320 g/L = 3.200 g benötigt. +Pro Paneel wird ein wassergesättigtes leicht komprimiertes Substrat mit der Masse 10 l x 320 g/l = 3200 g benötigt. -Es werden 2 Autoklavbeutel vorkultiviertes Substrat für 1 Paneel verwendet. +Es werden aufgrund der Gewichtskapazität der Autoklavbeutel 2 Autoklavbeutel mit vorkultiviertes Substrat für 1 Paneel verwendet. -Für 12 Paneele werden 3.200 g x 12 = 38,4 Kg fertig gemischtes Substrat benötigt. -### 4.1.2. Bestimmen der Gesamtmasse des trockenen Substrats und Gesamtwassermenge +Für 12 Absorber werden 3.200 g x 12 = 38,4 Kg fertig gemischtes Substrat benötigt. -Das Gewicht der hydrierten Masse wird auf die jeweiligen Trockenmassen heruntergerechnet. +### 4.1.2. Bestimmen der zu wiegenden Substratmasse und Wassermenge + +Die Masse von 12 Absorbern wird unter Berücksichtigung des Mischungsverhältnisses zunächst auf die jeweiligen Trockenmassen heruntergerechnet. Danach wird die zu wiegende Substratmasse unter Berücksichtigung ihrer spezifischen Lagerfeuchte berechnet. **Rechnung:** @@ -100,27 +100,27 @@ Das Gewicht der hydrierten Masse wird auf die jeweiligen Trockenmassen herunterg Wasserspeicherkapazität: 59%
19.200 g Buchweizenschalen feucht * 0,41
-= 7.872 g Buchweizenschalen trocken
-19.200 g * 0,59 = 11.238 g Wasser
+= 7.872 g Buchweizenschalen Trockenmasse (0% Feuchtigkeit)
+7872 g * 1,117 = 8793 g Buchweizenschalen gelagert (11,7% Feuchtigkeit)

**Rapsstroh:**
Wasserspeicherkapazität Rapsstroh: 75%
19.200 g Rapsstroh feucht * 0,25
-= 4.800 g Rapsstroh trocken
-19.200 g * 0,75 = 14.400 g Wasser
+= 4800 g Rapsstroh Trockenmasse (0% Feuchtigkeit)
+4800 g * 1,15 = 5520 g Rapsstroh gelagert (15% Feuchtigkeit)

-Somit ergibt sich auch der Gesamtbedarf an Wasser mit:
-11.238 g + 14.400 g = 25.638 g ➝ 25,6 L Wasser
+Der Gesamtbedarf an Wasser ergibt:
+38,4 kg - 8,793 kg - 5,520 kg = 24,1 l
## 4.2. Anmischen des Substrats -Die bestimmten Substrat- und Wassermengen werden in einem Substratmischer oder ggf. manuell vermischt. Das Gemisch sollte mindestens 30 min homogenisiert und hydriert werden. Heißes Wasser macht den Hydrierungsprozess effektiver. +Die bestimmten Substrat- und Wassermengen werden in einem Substratmischer oder ggf. manuell vermischt. Das Gemisch sollte mindestens 30 min homogenisiert und hydriert werden. Heißes Wasser beschleunigt den Hydrierungsprozess. ## 4.3. Sterilisation im Autoklav -Die anschließende Sterilisation des Substrats im Autoklaven erfolgt nach diesen Schritten: +Die anschließende Sterilisation des Substrats im Autoklav erfolgt nach diesen Schritten: 1. Abfüllen des Substrates in Autoklavbeutel (a 1,52 Kg) 2. Komprimierung und doppeltes Falten der offenen Beutel (Pasteursche Schleife)
@@ -131,9 +131,9 @@ Die anschließende Sterilisation des Substrats im Autoklaven erfolgt nach diesen ## 4.4. Beimpfung des Substrats -Sobald die Kerntemperatur des Substrats unter 30 °C liegt, kann dieses mit einer Pilzkultur besetzt werden. Diese Methode verwendet Reishi oder glänzender Lackporling (Ganoderma lucidum). +Sobald die Kerntemperatur des Substrats unter 30 °C liegt, kann dieses mit einer Pilzkultur beimpft werden. Diese Methode verwendet Reishi oder glänzender Lackporling (Ganoderma lucidum). -Jeder Substratbeutel mit 1520 g wird mit 80 g Pilz Körnerbrut versehen. Insgesamt wiegt ein Beutel nun 1600 g. Anschließend wird das Substrat in die Inkubation gegeben. +Jeder Substratbeutel mit einem Gewicht von 1600 g wird mit 80 g Pilz-Körnerbrut beimpft. Hierzu wird die Pilzbrut unter sterilen Bedingungen auf der Reinluftbank in die Substratbeutel gekippt. Es ist darauf zu achten, dass das Innere der Substratbeutel nicht berührt wird. Anschließend werden die Beutel mit dem Impulsschweißgerät versiegelt und geschüttelt, bis sich die Pilzbrutkörner gleichmäßig im Substrat verteilt haben. Insgesamt wiegt ein Beutel nun 1680 g. Anschließend wird das Substrat in die Inkubation gegeben. (Illustration) Syntax: material_inoculation.webp @@ -147,7 +147,7 @@ Ist das Substrat zu mehr als 90% durchwachsen, kann es weiterverarbeitet werden. Um eine optimale Abformung der Negativform im späteren Prozess zu erreichen, muss das Myzel nach der Vorkultivierung wieder zerkleinert werden. -Dies wird mit einem herkömmlichen Grüngutschredder realisiert. Das Myzel kann einem Schreddervorgang standhalten, da in jedem Partikel des Substrats der Pilz sitzt. Er wird durch das Schreddern nicht getötet, lediglich fragmentiert. +Dies wird mit einem herkömmlichen Grünguthäcksler realisiert. Das Myzel kann einem Häckselvorgang standhalten, es wird lediglich fragmentiert. Ausgehend von den einzelnen Fragmenten wird das Myzel anschließend weiterwachsen und sich erneut verbinden. Vor Inbetriebnahme des Gerätes gilt es, Nitril-Einmalhandschuhe, Mund-Nasenschutz sowie Schutzbrille anzulegen und sich mit dem Gebrauch des Gerätes vertraut zu machen. Bitte Sicherheitshinweise des Herstellers beachten. @@ -155,9 +155,9 @@ Nun werden alle Oberflächen, welche mit Myzel in Kontakt kommen werden gründli Danach sollte zügig mit der Zerkleinerung begonnen werden. Hierzu werden die vorkultivierten Beutel geöffnet und stückweise in den Schredder gegeben. Unter dem Auslass wird ein ebenfalls desinfiziertes, verschließbares Auffangbehältnis platziert. -Um ein Umherfliegen des Gehäckselten zu vermeiden wird zwischen der Auffangbox und Auslass eine Plastiktüte gespannt. +Um ein Umherfliegen des Gehäckselten zu vermeiden, wird zwischen der Auffangbox und dem Auslass eine Plastiktüte gespannt. -Nachdem 2 Beutel zerkleinert wurden, wird die Box von außen desinfiziert und auf die Arbeitsfläche unter dem Laminarströmungsabzug gelegt und die entsprechende Form befüllt. +Nachdem 2 Beutel zerkleinert wurden, wird die Box von außen desinfiziert und auf die Arbeitsfläche der sterilen Werkbank gelegt und die entsprechende Form befüllt. (Illustration/Bild?) Syntax: material_fragmentation.webp @@ -168,7 +168,7 @@ Das hergestellte Substrat kann nun für beliebige Anwendungen genutzt werden. Im ## 5.1. Befüllung der Form -Das fragmentierte Material wird unter dem Laminarströmungsabzug weiterverarbeitet. +Das fragmentierte Material wird auf der sterile Werkbank weiterverarbeitet. Dort liegen die bereits vorbereiteten (Hyperlink zu workshop_day2_pre) Wachstumsformen (hyperlink), 4 Holzanker (Hyperlink) und die Ausrichtungsschablone @@ -180,25 +180,25 @@ Das Myzel wird bis zum Kragen aufgefüllt. Anschließend wird die Andrückplatte Nachdem die Andrückplatte wieder entfernt wurde, wird der Deckel erneut angebracht und mit Kreppband versiegelt. Beim Durchführen der Anker durch die quadratischen Aussparungen im Deckel ist besonders Acht zu geben, dass sich die korrekte Lage der Anker nicht verändert. -Zum Schluss werden die 35 mm Belüftungslöcher im Deckel mit 5 cm Micropore Tape abgeklebt. Hierdurch ist ein passiver Gasaustausch möglich, jedoch ohne, dass Staub oder Kontaminationen in die Wachstumsform gelangen. +Zum Schluss werden die 35 mm Belüftungslöcher im Deckel mit 50 mm Micropore Tape abgeklebt. Hierdurch ist ein passiver Gasaustausch möglich, jedoch ohne, dass Staub oder Kontaminationen in die Wachstumsform gelangen. (Illustration) Syntax: material_moulding.webp ## 5.2. Formdurchwachsung Nachdem die Wachstumsform befüllt ist, wird sie bei 24 °C und Dunkelheit für weitere 2 - 4 Tage durchwachsen. Während dieser Zeit erholen sich die Pilzfäden (Hyphen) vom Schock der Zerkleinerung und gehen wieder in vegetatives Wachstum über. Durch das Zerstören der bisher entstandenen Hyphenverbindungen werden sie außerdem zu stärkerer Verzweigung angeregt. -Finden sich 2 Hyphen derselben Art, können sie sich vereinigen. Durch Ineinanderwachsen und Quervernetzen der mikroskopisch feinen Hyphen entsteht ein zusammenhängendes 3-dimensionales Netz. Das fragmentierte Myzel findet sich und wird wieder zu einer zusammenhängenden Struktur. +Finden sich zwei Hyphen derselben Art, können sie sich vereinigen. Durch Ineinanderwachsen und Quervernetzen der mikroskopisch feinen Hyphen entsteht ein zusammenhängendes dreidimensionales Netz. -Die Holzanker bestehen aus Buchenholz. Der glänzende Lackporling ist in der Lage, durch und um den Holzanker herum zu wachsen und somit das Material mit dem Anker auch auf Zellebene zu verbinden. +Die Holzanker bestehen aus Buchenholz. Der glänzende Lackporling ist in der Lage, in den Holzanker hineinzuwachsen und somit das Material mit dem Anker zu verbinden. (Illustration?) Syntax: material_incubation.webp ## 5.3. Anlockern -Sobald die zerkleinerten Myzelstücke wieder eien Einheit gebildet haben, wird die gesamte Wachstumsform gewendet. Die Wände der Box werden hierzu vorsichtig von der Myzeloberfläche gelöst. Nun kann das Myzel umgedreht werden. Es liegt nun mit der Rückseite auf dem Deckel auf und die Holzanker schauen nach unten heraus. +Sobald die zerkleinerten Myzelstücke wieder eine Einheit gebildet haben, wird die gesamte Wachstumsform gewendet. Die Wände der Box werden hierzu vorsichtig von der Myzeloberfläche gelöst. Nun kann das Myzel umgedreht werden. Es liegt nun mit der Rückseite auf dem Deckel auf und die Holzanker schauen nach unten heraus. -Die gedrehten Paneele werden in dem wenige Zentimeter breiten Spalt zwischen Myzeloberfläche und Wachstumsform sogenanntes Luftmyzel bilden - eine Schicht, die sich bis zu 1 cm entlang der Oberfläche bildet. Das sieht dann so ähnlich fluffig aus wie bei einem Camembert-Käse. Dieses Luftmyzel erzeugt nach dem Trocknungsprozess eine ansprechende Optik und eine angenehm weiche Haptik. +Die gedrehten Paneele werden in dem wenige Zentimeter breiten Spalt zwischen Myzeloberfläche und Wachstumsform sogenanntes Luftmyzel bilden - eine Schicht, die sich bis zu 1 cm entlang der Oberfläche bildet. Das sieht dann so ähnlich fluffig aus wie bei einem Camembert. Dieses Luftmyzel erzeugt nach dem Trocknungsprozess eine ansprechende Optik und eine angenehm weiche Haptik. (Illustration?) Syntax: material_loosening.webp