香菇菌棒工廠設(shè)計(jì)探討

李玉++尚曉冬++宋春艷++李正鵬++譚琦++周峰

摘要 通過(guò)分析香菇菌棒工廠的選址和設(shè)計(jì)基本原則，并以日產(chǎn)4萬(wàn)棒香菇工廠為例計(jì)算生產(chǎn)功能區(qū)面積，提供簡(jiǎn)要的生產(chǎn)區(qū)布局圖紙，對(duì)香菇菌棒工廠的相關(guān)設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，以期為準(zhǔn)備投資建設(shè)香菇菌棒工廠的企業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞 香菇；菌棒工廠；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào) S26+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）11-0170-02

香菇（Lentinus edodes）俗稱中國(guó)蘑菇，是我國(guó)生產(chǎn)量最大的食用菌品種[1]。2015年，我國(guó)香菇總產(chǎn)量達(dá)766.66萬(wàn)t，占我國(guó)食用菌總產(chǎn)量（3 476.15萬(wàn)t）的近1/4。我國(guó)香菇主產(chǎn)區(qū)主要集中在浙江麗水、福建尤溪、河南駐馬店、湖北隨州以及河北平泉等地[2]，但隨著工業(yè)化技術(shù)逐步引入食用菌產(chǎn)業(yè)，在扶貧政策的引導(dǎo)下，全國(guó)各地不少企業(yè)投資建設(shè)香菇菌棒工廠。

香菇菌棒工廠與傳統(tǒng)小作坊模式菌棒生產(chǎn)最大的區(qū)別是采用工業(yè)管理模式，在專門(mén)設(shè)計(jì)的保溫庫(kù)內(nèi)，利用環(huán)境控制系統(tǒng)創(chuàng)造香菇菌絲最適合的生長(zhǎng)環(huán)境，進(jìn)行周年規(guī)模化生產(chǎn)[1]。工廠化生產(chǎn)食用菌具有高投資和高運(yùn)行成本的特征，針對(duì)短周期、高產(chǎn)量的食用菌品種來(lái)說(shuō)，工廠化生產(chǎn)具備高效率、高投資回報(bào)率的特點(diǎn)；針對(duì)長(zhǎng)周期、低密度的食用菌品種來(lái)說(shuō)，工廠化生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生更高的運(yùn)行成本，由于香菇出菇周期比較長(zhǎng)，涉及到出多潮菇以及休養(yǎng)和注水等環(huán)節(jié)，所以香菇出菇階段暫時(shí)還不適合工廠化生產(chǎn)。本文所敘述的香菇菌棒工廠指的是利用工業(yè)化的手段，集中生產(chǎn)香菇菌棒，不在保溫庫(kù)房?jī)?nèi)出菇，而是將成熟的香菇菌棒在大棚內(nèi)出菇、銷(xiāo)售給農(nóng)戶或出口。本文就建設(shè)香菇菌棒工廠需要注意的一些問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析和探討，以期為生產(chǎn)企業(yè)提供科學(xué)參考。

1 香菇菌棒工廠選址基本原則

1.1 地理位置

香菇菌棒工廠的廠區(qū)應(yīng)地勢(shì)平坦，排灌方便，3 km以內(nèi)沒(méi)有無(wú)工礦企業(yè)污染源，1 km以內(nèi)無(wú)生活垃圾堆放和填埋場(chǎng)、工業(yè)固體廢棄物和危險(xiǎn)廢棄物堆放和填埋場(chǎng)等，自然條件應(yīng)該符合《無(wú)公害食品 食用菌產(chǎn)地環(huán)境條件》（NY5358-2007）的要求。

除了上述選址要求外，還需要同時(shí)考慮招聘員工及菌棒銷(xiāo)售等問(wèn)題，選址在香菇傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)有助于菌棒的銷(xiāo)售，選址在治安條件良好、民風(fēng)淳樸的農(nóng)村或城鄉(xiāng)結(jié)合部有利于招聘員工。

1.2 原料供給

生產(chǎn)香菇的主要原料為硬質(zhì)木屑[3]，目前尚未找到有效代替硬質(zhì)木屑的農(nóng)產(chǎn)品下腳料，雖然配方中可以添加部分果樹(shù)枝條、農(nóng)作物秸稈，但是不能徹底解決香菇對(duì)硬質(zhì)木屑的依賴，隨著我國(guó)對(duì)森林資源的保護(hù)越來(lái)越嚴(yán)格，香菇原料的來(lái)源也會(huì)越來(lái)越緊張，如果能夠找到穩(wěn)定的木屑采購(gòu)渠道，例如直接采購(gòu)國(guó)外木屑等，則為企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展減少了后顧之憂。

2 香菇菌棒工廠設(shè)計(jì)基本原則

2.1 便于流水線作業(yè)

依據(jù)香菇菌棒生產(chǎn)的工藝流程，結(jié)合廠區(qū)地形、風(fēng)向、水源等綜合因素進(jìn)行布局，充分考慮物流的進(jìn)、出，設(shè)計(jì)安排好工藝之間的銜接，盡量減少物流交叉、混流及操作人員工作行走路程；如裝袋區(qū)應(yīng)靠近接種后滅菌車(chē)出車(chē)緩沖間，減少滅菌車(chē)的移動(dòng)距離；如使用移動(dòng)式床架培養(yǎng)香菇菌棒的生產(chǎn)模式，成熟香菇菌棒出貨區(qū)與接種后菌棒上架區(qū)要緊鄰，減少移動(dòng)式床架的運(yùn)輸距離；如果是多排培養(yǎng)廠房，應(yīng)多設(shè)置通道，便于人員走動(dòng)及菌棒運(yùn)輸?？偟膩?lái)說(shuō)，生產(chǎn)規(guī)模越大，則廠區(qū)面積越大，越需要減少人員、床架、原輔材料的運(yùn)輸距離，從而降低生產(chǎn)成本，總之單個(gè)菌棒工廠的規(guī)模不能過(guò)大。

2.2 將不同功能區(qū)進(jìn)行隔離

依據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)向，凈化車(chē)間和培養(yǎng)區(qū)應(yīng)處于上風(fēng)向，原料堆場(chǎng)要處于下風(fēng)向[4]；原料倉(cāng)庫(kù)靠近裝袋車(chē)間，遠(yuǎn)離菌種室；將生活區(qū)與生產(chǎn)區(qū)嚴(yán)格分離，生活區(qū)內(nèi)不允許飼養(yǎng)家畜禽類，以防雜菌污染；凈化車(chē)間員工與裝袋車(chē)間員工盡量分開(kāi)，減少凈化車(chē)間員工攜帶的粉塵和雜菌數(shù)量；生產(chǎn)規(guī)模較大時(shí)單獨(dú)設(shè)置菌種崗位員工更衣通道，確保菌種質(zhì)量；若建設(shè)多層廠房，層間要做好保溫及防水措施，以防產(chǎn)生冷凝水。

2.3 適度規(guī)模

一般來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)規(guī)模越大，單位生產(chǎn)成本越低，但是單廠生產(chǎn)規(guī)模過(guò)于龐大時(shí)，廠區(qū)的物流行程、操作人員行走路程過(guò)遠(yuǎn)，單位生產(chǎn)成本反而會(huì)升高。香菇菌棒工廠與瓶栽食用菌工廠相比，香菇菌棒在滅菌時(shí)不能直接擺放于滅菌墊板上，培養(yǎng)時(shí)需要專用培養(yǎng)架，而栽培瓶可以直接疊放于培養(yǎng)墊板上，由于香菇菌棒滅菌車(chē)、培養(yǎng)架的運(yùn)輸不如墊板運(yùn)送方便，所以香菇菌棒的單個(gè)生產(chǎn)廠區(qū)最適規(guī)模要小于瓶栽食用菌栽培廠區(qū)[5-6]。

3 生產(chǎn)功能區(qū)設(shè)計(jì)分析

3.1 功能區(qū)面積計(jì)算

以日產(chǎn)4萬(wàn)棒香菇菌棒工廠為例，不同功能區(qū)面積計(jì)算如下。

3.1.1 滅菌鍋容積及數(shù)量設(shè)計(jì)。原輔材料在攪拌鍋中加水后，微生物開(kāi)始大量繁殖，尤其是在溫度較高的夏季，所以要嚴(yán)格控制菌棒的待滅菌時(shí)間，以每天裝袋10 h計(jì)算，滅菌4鍋可以保證每個(gè)菌棒最長(zhǎng)等待2.5 h就可以滅菌，每個(gè)滅菌鍋容積為10 000個(gè)香菇菌棒（滅菌鍋實(shí)際容積與滅菌層架、滅菌鍋型號(hào)有關(guān)，目前最大容積滅菌鍋可以容納折徑15 cm 香菇菌棒10 000多個(gè)），設(shè)計(jì)更多的滅菌鍋雖然菌棒待滅菌時(shí)間更短，但購(gòu)置滅菌鍋的費(fèi)用會(huì)提高，建議設(shè)計(jì)3～6臺(tái)滅菌鍋即可（香菇菌棒滅菌時(shí)間較長(zhǎng)，僅能保證每天早晨最先使用的滅菌鍋可以使用2次）[7-8]。

3.1.2 冷卻室面積設(shè)計(jì)。高壓滅菌鍋內(nèi)部?jī)舾叨纫话悴怀^(guò)2.4 m，在此基礎(chǔ)上冷卻室每1 m2可存放150棒左右（過(guò)于擁擠會(huì)導(dǎo)致冷卻效率降低），每個(gè)菌棒需要冷卻3 d。為降低能耗，先使用外界高效過(guò)濾后的新風(fēng)自然冷卻，再使用制冷機(jī)強(qiáng)制冷卻，則日產(chǎn)4萬(wàn)棒企業(yè)需要容納12萬(wàn)棒的冷卻室，面積為800 m2左右。

3.1.3 接種室面積設(shè)計(jì)。目前使用固體菌種的香菇菌棒接種機(jī)效率為800棒/h左右（包含消毒、清理接種機(jī)時(shí)間），以每天接種8 h計(jì)算，需要6.25臺(tái)接種機(jī)，實(shí)際購(gòu)買(mǎi)7～8臺(tái)接種機(jī)，實(shí)際占用接種室面積約100 m2 [9-10]。

3.1.4 菌種室面積設(shè)計(jì)。折徑17 cm、高20 cm的香菇栽培種，使用接種機(jī)可以接種香菇菌棒15個(gè)左右，培養(yǎng)周期按30 d計(jì)算，菌種培養(yǎng)室需要容納80 000個(gè)香菇栽培種，需要培養(yǎng)室面積約320 m2，加上母種和原種的培養(yǎng)面積，按照 400 m2計(jì)算[11-12]。

3.1.5 培養(yǎng)室面積設(shè)計(jì)。以目前的雙層移動(dòng)床架疊放培養(yǎng)模式（圖1），每1 m2培養(yǎng)室可以容納190～210個(gè)香菇菌棒，生產(chǎn)90 d菌齡的香菇品種（滬F2品種等），培養(yǎng)室的面積為18 000 m2左右，生產(chǎn)長(zhǎng)菌齡的品種則需要更大面積的培養(yǎng)室。

3.2 生產(chǎn)流程規(guī)劃

根據(jù)功能區(qū)所需面積，對(duì)日產(chǎn)4萬(wàn)棒香菇菌棒工廠的生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行流程規(guī)劃，將滅菌車(chē)的移動(dòng)路線（裝袋區(qū)、滅菌鍋、冷卻室、操作區(qū)、出車(chē)緩沖間）構(gòu)成環(huán)形，物流線路短，效率較高，再加上輔助設(shè)施所占面積，合理布局后即為生產(chǎn)區(qū)圖紙。圖2為簡(jiǎn)要布局的生產(chǎn)區(qū)圖紙，以期能夠?yàn)橄愎骄羯a(chǎn)企業(yè)提供參考。

4 結(jié)語(yǔ)

香菇是我國(guó)生產(chǎn)量最大的食用菌品種，隨著我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，全國(guó)各地不少企業(yè)投資建設(shè)香菇菌棒工廠，采取集中生產(chǎn)香菇菌棒、分散出菇的模式。由于香菇出菇周期較長(zhǎng)，出菇期間還涉及到休養(yǎng)、注水等環(huán)節(jié)，在目前香菇銷(xiāo)售行情比較低的情況下，工廠化出菇成本較高，還需依賴自然季節(jié)出菇，可能造成香菇菌棒工廠生產(chǎn)不連續(xù)等問(wèn)題，投資前需要謹(jǐn)慎調(diào)研，適度規(guī)模，結(jié)合國(guó)情，減少固定投資[13-14]。

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