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@ -8,7 +8,7 @@ SPDX-License-Identifier: CC-BY-SA-4.0
## Schematische Darstellung des Herstellungsprozesses ## Schematische Darstellung des Herstellungsprozesses
![Bild](res/assets/media/img/flowchart.webp) ![Herstellungsprozess](res/assets/media/img/material_fabrication_flowchart.webp)
## Gliederung ## Gliederung
@ -35,32 +35,35 @@ SPDX-License-Identifier: CC-BY-SA-4.0
## 1. Einleitung ## 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. Die Herstellung eines Myzel-Kompositmaterials läuft in mehreren Teilschritten ab und wird folgend genauer beschrieben. Grundsätzlich teilt sie sich in [Substratherstellung](#4-substratherstellung) und [Absorberherstellung](#5-absorberherstellung) auf.
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. Details hierzu werden aus dem Buch "Mind the fungi" (Meyer, V. (2020). Seite 27-29) entnommen. Zudem lassen sich im Buch "Radical Mycology" (McCoy, P. 2016) sowie in zahlreichen öffentlich einsehbaren wissenschaftlichen Arbeiten Anleitungen zur Herstellung von Myzel-Komposit-Materialien finden.
>Der Herstellungsprozess ist patentrechtlich geschützt. Für eine kommerzielle Anwendung ist die Patentlage eingehend zu prüfen, um eine Patentverletzung zu vermeiden.
Beim Herstellungsprozess wird innerhalb einer Woche zuerst das Substrat in Beuteln mit Myzel durchwachsen. Danach wird eine [Negativform](../mould/README.md) mit dem vorkultiviertem Substrat befüllt und hölzerne [Befestigungsanker](../anchor/README.md) in Position gebracht. In den nächsten 4-6 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.
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## 2. Benötigte Materialien ## 2. Benötigte Materialien
- Rapsstroh [Bild von Rapsstroh] - Rapsstroh
- Buchweizenschalen [Bild von Buchweizenschalen] - Buchweizenschalen
- Autoklavbeutel [Bild von Autoklavbeutel] - Autoklavbeutel
- Wasser - Wasser
- Körnerbrut der Reishi-Kultur (Kulrurbezeichnung) - Körnerbrut der Reishi-Kultur
- Wachstumsform - Wachstumsform
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## 3. Benötigte Werkzeuge ## 3. Benötigte Werkzeuge
- Substratwaage [Bild von Substratwaage] - Substratwaage
- Messbecher/ Messzylinder - Messbecher
- Substratmischer [Bild von Substratmischer] - Substratmischer
- Maurerkelle
- Autoklav - Autoklav
- sterile Werkbank [Bild von Flowhood] - Laminarströmungsabzug
- Impulsschweißgerät - Impulsschweißgerät
- Hechsler für Substrat [Bild von Hechsler] - Hechsler für Substrat
- temperaturkontrolliertes Wachstumszelt [Bild von Growzelt] - temperaturkontrolliertes Wachstumszelt
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## 4. Substratherstellung ## 4. Substratherstellung
@ -139,7 +142,7 @@ Die anschließende Sterilisation des Substrats im Autoklav erfolgt nach diesen S
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). 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 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. Jeder Substratbeutel mit einem Gewicht von 1600 g wird mit 80 g Pilz-Körnerbrut beimpft. Hierzu wird die Pilzbrut unter sterilen Bedingungen im Laminarströmungsabzug 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 (Illustration) Syntax: material_inoculation.webp
@ -149,12 +152,16 @@ Die Durchwachsung (Inkubation) findet bei 24°C und Dunkelheit in einem Wachstum
Ist das Substrat zu mehr als 90% durchwachsen, kann es weiterverarbeitet werden. Die Durchwachsung nimmt ca. 1 Woche in Anspruch. Ist das Substrat zu mehr als 90% durchwachsen, kann es weiterverarbeitet werden. Die Durchwachsung nimmt ca. 1 Woche in Anspruch.
![Durchwachsene Substratbeutel](res/assets/media/img/substrate_pregrown.webp)
### 4.6. Zerkleinern ### 4.6. Zerkleinern
Um eine optimale Abformung der Negativform im späteren Prozess zu erreichen, muss das Myzel nach der Vorkultivierung wieder zerkleinert 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 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. 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.
![Zerkleinerung des Myzels](res/assets/media/img/material_fragmantation_1.webp)
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. 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.
Nun werden alle Oberflächen, welche mit Myzel in Kontakt kommen werden gründlich gereinigt und anschließend mit 70% Alkohollösung desinfiziert. Nun werden alle Oberflächen, welche mit Myzel in Kontakt kommen werden gründlich gereinigt und anschließend mit 70% Alkohollösung desinfiziert.
@ -163,7 +170,9 @@ Danach sollte zügig mit der Zerkleinerung begonnen werden. Hierzu werden die vo
Um ein Umherfliegen des Gehäckselten zu vermeiden, wird zwischen der Auffangbox und dem 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 der sterilen Werkbank gelegt und die entsprechende Form befüllt. Nachdem 2 Beutel zerkleinert wurden, wird die Box von außen desinfiziert und auf die Arbeitsfläche des Laminarströmungsabzugs gelegt und die entsprechende Form befüllt.
![zerkleinertes Myzel](res/assets/media/img/material_fragmantation_2.webp)
(Illustration/Bild?) Syntax: material_fragmentation.webp (Illustration/Bild?) Syntax: material_fragmentation.webp
@ -174,23 +183,38 @@ Das hergestellte Substrat kann nun für beliebige Anwendungen genutzt werden. Im
### 5.1. Befüllung der Form ### 5.1. Befüllung der Form
Das fragmentierte Material wird auf der sterilen Werkbank unter aseptischen Bedingungen weiterverarbeitet. Das fragmentierte Material wird unter dem Laminarströmungsabzug unter aseptischen Bedingungen weiterverarbeitet.
Dort liegen die bereits [vorbereiteten Wachstumsformen](../mould/README.md#vorbereitung), 4 Holzanker (Hyperlink) und die Ausrichtungsschablone. Dort liegen die bereits [vorbereiteten Wachstumsformen](../mould/README.md#vorbereitung), 4 [Holzanker](../anchor/README.md) und die Ausrichtungsschablone.
Die Form wird nach gründlichem Desinfizieren mit dem geschredderten Myzel befüllt. Die desinfizierten Holzanker werden dabei eingebettet. ![Ausrichtungsschablone](res/assets/media/img/anchor_align_tool.webp)
(siehe Anleitung Holzanker)
Die Form wird nach gründlichem Desinfizieren mit dem zerkleinerten Myzel befüllt. Die desinfizierten Holzanker werden dabei eingebettet.
![platzierte Ausrichtungsschablone](res/assets/media/img/anchor_align_tool_set.webp)
![Ankerposition](res/assets/media/img/anchor_align.webp)
![Einbetten des Ankers](res/assets/media/img/embed_anchor.webp)
Das Myzel wird bis zum Kragen aufgefüllt. Anschließend wird die Andrückplatte aufgelegt. Diese wird mit Hilfe von Abstandshaltern über das Anbringen des Deckels auf eine definierte Höhe heruntergedrückt und komprimiert das Myzel flächig. Das Myzel wird bis zum Kragen aufgefüllt. Anschließend wird die Andrückplatte aufgelegt. Diese wird mit Hilfe von Abstandshaltern über das Anbringen des Deckels auf eine definierte Höhe heruntergedrückt und komprimiert das Myzel flächig.
![Andrückplatte](res/assets/media/img/pressure_plate.webp)
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. 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.
![Schließen der Wachstumsform](res/assets/media/img/mould_lid_assambly.webp)
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. 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
![geschlossene Wachstumsform](res/assets/media/img/mould_lid.webp)
### 5.2. Formdurchwachsung ### 5.2. Formdurchwachsung
![Formdurchwachsung](res/assets/media/img/incubate.webp)
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. 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 zwei Hyphen derselben Art, können sie sich vereinigen. Durch Ineinanderwachsen und Quervernetzen der mikroskopisch feinen Hyphen entsteht ein zusammenhängendes dreidimensionales Netz. Finden sich zwei Hyphen derselben Art, können sie sich vereinigen. Durch Ineinanderwachsen und Quervernetzen der mikroskopisch feinen Hyphen entsteht ein zusammenhängendes dreidimensionales Netz.
@ -202,23 +226,33 @@ Die Holzanker bestehen aus Buchenholz. Der glänzende Lackporling ist in der Lag
### 5.3. Anlockern ### 5.3. Anlockern
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. 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.
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. ![Lockern der Wachstumsform](res/assets/media/img/mould_loosen.webp)
(Illustration?) Syntax: material_loosening.webp Nun kann das Myzel umgedreht werden. Es liegt nun mit der Rückseite auf dem Deckel auf und die Holzanker schauen nach unten heraus. Im Anschluss kann die Negativform entfernt werden. Die Aufbewahrungsbox wird erneut aufgesetzt, um ein Austrocknen des Myzels zu verhindern.
![Entfernen der Box](res/assets/media/img/mould_remove_shell.webp)
![Entfernen der Negativform](res/assets/media/img/mould_remove_negative.webp)
![Pilzmyzel Oberfläche](res/assets/media/img/mould_absent.webp)
![Wachstumsatmosphäre für Luftmyzel](res/assets/media/img/mould_aerial_mycelium.webp)
> Über den gesamten Verlauf ist besonders darauf Acht zu geben, das Mzel nicht zu beschädigen. Im Zustand vor der Trocknung ist es sehr empfindlich.
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 stark auflagert. Die Oberfläche sieht am Ende dieses Prozesses wattig aus und erinnert an die Oberfläche eines Camembert. Dieses Luftmyzel erzeugt nach dem Trocknungsprozess eine ansprechende Optik und eine angenehm weiche Haptik.
### 5.4. Entformen ### 5.4. Entformen
Nach der Lockerung und einer weiteren 2 - 4 Tage langen Wachstumsphase kann das Paneel nun komplett aus der Wachstumsform herausgenommen und in den Trockner gegeben werden. Nach der Lockerung und einer weiteren 2 - 4 Tage langen Wachstumsphase kann das Paneel nun komplett aus der Wachstumsform herausgenommen und in den Trockner gegeben werden.
(Illustration) Syntax: material_demolding.webp
### 5.5. Trocknung ### 5.5. Trocknung
Im Trockner bleibt das Paneel zunächst auf dem Deckel liegen. Dieser kann nach ca. 24 - 48 h Trocknung entfernt werden, sobald das Myzel in sich stabil ist. Im Trockner wird das Myzel zunächst auf für 48 Stunden bei 55°C getrocknet, bis sämtliche Restfeuchtigkeit aus dem Myzel entwichen ist. Anschließend wird es bei 70°C für 2 Stunden erhitzt, um den Organismus zu inaktivieren.
Danach wird es komplett durchgetrocknet, bis sämtliche Restfeuchtigkeit aus dem Myzel entwichen ist. ![Trocknung](res/assets/media/img/dry.webp)
Danach ist der Prototyp bereit um am [Befestigungssystem](../mounting_system/README.md) angebracht zu werden.
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## 6. Sicherheitshinweise ## 6. Sicherheitshinweise