一種菌類培養基割膜器的設計

曹陽， 于超

（黑龍江省機械科學研究院，哈爾濱150040；2. 黑龍江省千潤工程管理有限公司，哈爾濱150000）

0 引言

黑木耳、蘑菇味道鮮美，具有很高的營養價值和藥用價值，目前市場上價高緊俏，菌類的培養戶也越來越多。菌類培養的原理是：根據各種菌類生長時對營養物質的要求，用人工方法配制而成的營養基質，供菌絲生長發育。我們把這種營養物質叫培養基，菌類依附于培養基如同農作物需要土壤一樣。一般菌類培養基的外表面會包裹一層薄膜，便于對培養基溫度、水分等的控制，但當菌類生長到一定程度時，就需要將菌類培養基頂部的薄膜去掉。現在一般是工人手工除掉培養基頂部的薄膜，這樣不僅浪費人力，效率低，而且還對培養基造成了程度不一的損壞，因此有必要設計一種割膜器，節省人力、提高效率，同時還能保證對培養基的保護。

1 背景技術

1.1 塑料袋培養基栽培的方法

黑木耳、蘑菇等菌類生產周期短、成本低、經濟效益高，是農村致富的一個好途徑[1]。近年來, 隨著食用菌產業的迅速發展, 利用塑料袋栽培金針菇方法簡單易行、經濟效益顯著, 已成為菌類的主要栽培模式[2], 被廣大的食用菌生產者所采用。黑木耳、蘑菇是腐生真菌，完全依靠其菌絲體從基質中吸收營養物質而生長，因此需要利用培養基來培養。一般菌類培養基的外表面會包裹一層薄膜，便于在培養初期對培養基溫度、水分等的控制。其具體方法是：選用厚度0.04～0.06 mm的聚丙烯或低壓聚乙烯塑料袋，將塑料袋筒的一段用繩扎口，然后從另一端向袋內裝入菌種和培養料，邊裝邊壓，虛實適度，然后用繩扎口。最后用2.5～3.0 mm的圓釘向扎好口的塑料袋扎孔，孔分布要均勻。以此方法培養菌類可以利用多種原料和不同的場地與空間，可與蔬菜形成立體式栽培，如圖1所示。

1.2 傳統手工割膜弊端

當菌類生長到一定程度時，需要除去外膜才能讓菌類更好地生長。有的用戶沒有采用培養基割膜處理，只將培養基的釘孔處在培養基的主體上，生長出的蘑菇、木耳分布情況也根據釘孔位置而定，并不立體[3]。因此菌類生長的數量往往受釘孔位置數量影響，產值一直沒有得到突破。而且培養基兩端空間閑置并沒有充分利用，浪費了空間。培養基可以割破外層塑料膜回收再利用，不割膜直接丟棄培養基不僅造成了浪費，同時對環境造成污染。

目前通常采用割膜處理的方法，也僅僅是單純用刀片手工操作，破壞性地割膜。這種割膜方式的操作難度大，容易造成殘留。不僅浪費材料、時間與人工，效率低，而且破壞性的操作方式不利于培養基的再回收，給回收工作增加了許多負擔。同時徒手操作容易造成誤傷，操作時有一定安全隱患。

1.3 菌類培養基割膜器的優勢

與不使用割膜方式相比較，培育過程中采用割膜處理，能夠充分利用率培養基的栽培空間，最大化地提高產值，創造更多利潤。使用菌類培養基割膜器割膜處理后培育面積增長率可通過以下公式計算：

式中：A為培育面積增長率；R為培養基圓柱體半徑尺寸；h為培養基圓柱體高度尺寸。

以培養基圓柱體高40 cm、半徑10 cm為例，隔膜后培育面積增長率為12.5%。培育面積的增長使平均產值增長12.5%，如圖2所示。

圖2 割膜培養法

與傳統手工割膜方式相比較，使用菌類培養基割膜器不僅可以在培育期增大培育空間，充分利用資源，提高產量，創造更大價值；而且在培育期后回收培養基時，簡化了割膜步驟，很好地保護了培養基的完整性，節省投資，實現了可持續性發展，保護環境，同時也簡化了后期回收工作，提高效率的同時進一步地優化了培育過程。

2 菌類培養基割膜器的技術方案

2.1 結構原理

菌類培養基割膜器整體由固定桿、定位蓋體、滑套、轉套、刀架和刀片5部分組成。如圖3所示，將固定桿焊接在定位蓋體上，滑套套設在固定桿上，滑套表面開設有長圓孔，限位螺釘穿過長圓孔后固定在固定桿上，限位螺釘與長圓孔配合限制滑套的移動。

滑套的下部左右兩側各設有一耳板，每個耳板與一直板的一端鉸接，直板的另一端與一抓鉤的非鉤端鉸接，在兩個抓鉤上靠近鉤子的非鉤端處均與一異形板的一端鉸接。異形板的另一端固定在滑套與定位蓋體之間的固定桿上，兩個異形板對稱設置在固定桿的左右兩側，兩個抓鉤設置在定位蓋體正上方。定位蓋體上與兩個抓鉤對應位置處開設有缺口。轉套套設在定位蓋體外部，繞定位蓋體轉動設置。轉套的一側設有連接叉，將刀片安裝在刀架上固定在連接叉上，刀片的刀尖朝向待割膜菌類培養基方向設置。

固定桿的頂端固定有把手，在把手與滑套之間的固定桿上套設彈簧，彈簧與把手接觸處設有墊圈和螺母。刀架的一端與連接叉連接，另一端與定位蓋體之間通過拉伸彈簧連接。 定位蓋體下部套設有防止轉套脫落的擋圈，通過螺釘固定在定位蓋體的側面。定位蓋體為圓柱狀定位罩，且在圓柱狀定位罩的圓形底板上開設兩個半長圓形孔狀的缺口?；椎纳喜抗淘O有拉桿。把手與固定桿之間螺紋連接。

圖3 菌類培養基割膜器結構及操作示意圖

2.2 操作方法

割膜器的操作步驟主要由兩個動作實現：固定后抓取和固定后割膜。工作時，握住把手將定位蓋體對準并蓋在待割膜菌類培養基上，向把手方向拉動拉桿，拉桿向上運動，通過直板和異形板的作用，兩個抓鉤的鉤子均向待割膜菌類培養基方向運動，從而使兩個鉤子鉤住待割膜菌類培養基的頂部薄膜。同時用手沿定位蓋體撥動連接叉一周，刀架帶著刀片繞待割膜菌類培養基轉動一周，完成頂部薄膜的切割。同時提起把手，完成菌類培養基頂部薄膜與菌類培養基分離。

3 達到的效果

通過對20個培養戶的推廣使用反饋，得到以下評價：

1）操作簡單，效率得到顯著提高。該菌類培養基割膜器，簡化了割膜動作。通常培養基是一次性使用，即使回收也僅會采取人工徒手割膜，往往是手工多次切割，切割不規則，甚至是破壞性切割。使用本割膜器后，完全可以實現半機械化，不論是抓取還是切割培養基外膜，都是只需一兩根手指即可以完成操作。傳統手工割膜時，每人操作6 h可割膜2000 m2左右，使用了菌類培養基割膜器后同樣面積僅需要2 h。菌類培養基割膜器比人工割膜效率提高3倍以上。提高了工作效率近300%，必然減少操作人工，減少了不必要的開支。

切割后的刀痕平整、深淺一致，對培養基基體本身起到了保護作用，使基體不易破損、松散，為再收集、再利用提供了很大的方便。同時該割膜器可直接抓取被割掉的培養基塑料膜的端部，方便塑料垃圾收集，廢物回收，減少污染。對環境保護，實現綠色栽培、綠色生產、綠色農業起到了一定作用。

2）提高產量。以往菌類培養基僅在表面上釘孔栽培，而忽略了培養基兩端的培養空間。栽培過程中，將培養基頂端膜割除后，創造更多栽培空間，同一空間、同一培養基上可培育更多木耳、蘑菇，節約空間，提高產值，降低成本，創造更多價值。對比未割膜培育產量增長12.5%以上。合理利用空間、提高產量的同時，不會發生因培養空間不足而引起培育質量差的問題，保證菌類培養的“多而不差”，同時也節約更多的培養基，節約了成本。

3）安全可靠。以往割膜工具單純使用刀片，往往造成誤傷，安全性較低。本割膜器雖然也是采取刀片割膜，但刀片固定在刀架上不易脫落，且刀片只能沿著轉套進行圓周運動，刀刃遠離操作人員向外工作，確保刀口美觀整齊的同時，更保證了操作安全。

4）低成本。該割膜器制造簡單，成本低，使用壽命長，為實際生產操作節約大量開支。

4 結論

本菌類培養基割膜器，將菌類培養基頂部薄膜割掉，便于在同一培養基培養更多蘑菇、木耳，以加大培養基的利用率，節省培養空間，同時節省材料，更節能，更環保；單位空間內可以提高產量、產值，動作簡單、便捷，提高工作效率。本割膜器已申請實用新型專利，可以為菌類培育增大產量，創造更多有益價值。