香菇生產全程機械化裝備配置方案

王明友， 馬士鑫， 宋衛東， 周德歡， 王教領， 丁天航， 吳今姬

（農業農村部南京農業機械化研究所，江蘇 南京 210014）

0 引言

香菇作為我國食用菌產業中的重要栽培品種，因其香氣獨特、營養豐富，深受人們的喜愛，栽培范圍遍及全國[1]。2020 年總產量達1 188.21 萬t，占全國食用菌總產量的17.39%，占全世界香菇總產量的90%[2]。在國際市場上，由于香菇具有的特殊風味，其消費市場正在由東南亞向全球延伸，消費量呈現快速增長趨勢。

我國是世界上最早人工栽培香菇的國家，人工栽培起源于我國浙江省的龍泉、慶元、景寧等地區，已有近1 000 年歷史。因香菇較長時間的出菇周期，致使當前我國香菇生產仍以季節性栽培模式為主。近年來，隨著香菇生產裝備的提檔升級與栽培技術的革新，香菇生產已轉向“公司+基地+農戶”的生產模式，即公司生產香菇菌棒，銷售給基地和農戶進行出菇管理[3]。目前，我國已步入工廠化栽培香菇的探索階段，傳統的菌棒栽培模式仍為我國香菇主產區的主栽模式，而日韓透氣袋模式因投資偏高且設備高度依賴進口，國內采用不多。國內香菇菌棒栽培主要采用單膜填料的長棒栽培模式，接種采用側面4 穴接種方式，菌袋規格為150 mm×550 mm 耐高溫聚乙烯塑料袋，每個菌棒需干料1 125 g，裝料后栽培料含水率55%，濕質量2 500 g，菌棒長38～40 cm，直徑98 mm[4]。

根據香菇國家標準（GB/T 38 581?2020）對香菇品質的要求和無公害香菇生產技術規程中的香菇生產工藝流程，結合優勢主產區內的規模化香菇生產企業運行情況，在袋料栽培香菇生產全程機械化的裝備選擇與配置方案的基礎上，標準化的袋料栽培香菇生產工藝流程為備料（基質處理機）→配料（拌料機）→裝袋（裝袋機）→滅菌（滅菌柜）→接種（接種機、貼膜機、套袋機）→養菌→轉色催蕾（刺孔機）→出菇管理（注水機）→采收分級→保鮮、烘干（干燥機）[5-9]。

香菇為季節性栽培菌種。生產中有春栽、秋栽和冬栽之分，其分類標準為接種時間。春栽接種時間在1?4 月初，秋栽在8?9 月中旬，冬栽在10?12 月中旬，全年可接種菌棒天數約200 d[10]。基于此，本文以年產200 萬袋棒（日產1 萬袋菌棒），日產消耗干料11.25 t 為基標，對香菇生產全程機械化生產技術模式和機械裝備配套方案進行制定，并對香菇生產機械化的9個環節（制料、攪拌、裝袋、滅菌、接種、養菌、出菇、采收、烘干）農機配置的相關機具性能及相關參數進行測試，提出相應的香菇生產機械化裝備配置對策，以期為香菇機械化生產裝備的選型配置提供參考。

1 菌棒制備機械

1.1 基質粉碎機械

粉碎機3 種比較機型主要參數如表1 所示。受基質粉碎設備的效率、功率與進料口大小等因素的影響，按每天工作8 h，能耗最低且考慮基質喂入時的方便性，選擇1 臺JN450 型基質粉碎設備，如圖1 所示。

表1 粉碎機3 種比較機型主要參數Tab. 1 Main parameters of three comparison models of pulverizer

圖1 基質處理設備Fig. 1 Substrate processing equipment

1.2 培養料拌料機械

拌料機3 種比較機型主要參數如表2 所示。攪拌是將各種培養料混合均勻的一道關鍵工序，拌料不均勻，則培養料養分分布不均衡，接種后菌絲生長不整齊。培養料攪拌需采用固定結構進行作業，結合能耗與生產效率，選擇3 臺GXJB-7 型拌料機。

表2 拌料機3 種比較機型主要參數Tab. 2 Main parameters of three comparison models of mixer

2 裝袋機械

裝袋機3 種比較機型主要參數如表3 所示。裝袋作為菌棒制備中的關鍵工序，其裝袋效率將直接影響到攪拌料的酸敗程度，在配置裝袋設備時，需優先考慮設備的作業效率。依據作業效率與能耗，選擇3 臺CYZ9 型裝袋機，如圖2 所示。

表3 裝袋機3 種比較機型主要參數Tab. 3 Main parameters of three comparison models of bagging machines

圖2 香菇菌袋裝料機Fig. 2 Lentinus edodes bag filling machine

3 滅菌機械

滅菌器3 種比較機型主要參數如表4 所示。將菌棒呈“品”字形擺放在滅菌車內，并預留空隙以利于蒸汽流通。選擇配置2 臺GXMQ-62.2 型雙開門高壓蒸汽滅菌柜，配套1 臺4 t 鍋爐。121 °C 高壓滅菌時間維持3 h。若菌棒裝袋時使用保水膜，為防止保水膜高溫熔化，滅菌溫度降為110～112 °C，滅菌時間延長至8 h。

表4 滅菌器3 種比較機型主要參數Tab. 4 Main parameters of three comparison models of sterilizer

4 接種機械

4.1 接種機

接種機3 種比較機型主要參數如表5 所示。滅菌結束后，待自然冷卻后將滅菌車推入預冷室冷卻。預冷室（含過濾新風系統）內，料袋自然冷卻至40 °C 后推入強冷室強制冷卻，料袋冷卻至25 °C 接種。根據作業效率、經濟性，選擇3 臺GXJZ-G 型固體香菇接種機。

表5 接種機3 種比較機型主要參數Tab. 5 Main parameters of three comparison models of inoculator

4.2 貼膜或套袋機械

為防止接種后的菌棒被外界雜菌感染，需對菌棒接種部位進行貼膠或套袋，3 種比較機型主要參數如表6所示。

表6 貼膜封口機3 種比較機型主要參數Tab. 6 Main parameters of three comparison models of film sealing machine

接種后的菌棒可在接種處貼透氣膠片，以提供充足的氧氣；也可通過套袋的方式隔離外界空氣中的雜菌。因此，選擇3 臺TD-J4515 型套袋機或3 臺GXTMJ 型貼膜機，如圖3 所示。

圖3 菌棒套袋機Fig. 3 Rod bagging machine

5 刺孔機械

接種后的菌棒置于培養室內進行菌絲培養，當菌種穴間菌絲相連時脫去外袋，以提供大量的氧氣。待菌絲長滿袋后采用刺孔機械對菌棒進行刺孔增氧，刺孔機3 種比較機型主要參數如表7 所示。發菌后的菌棒需通過刺孔機進行增氧作業，因此為加快菌棒的刺孔效率，需配置生產率較高的3 臺CKD-36 型刺孔機。

表7 刺孔機3 種比較機型主要參數Tab. 7 Main parameters of three comparison models of piercing machine

6 注水機械

當菌棒頭潮菇采收后，因失水嚴重，抑制了菌棒中菌絲恢復生長和下潮菇的形成，需對菌棒進行強制補水作業，注水機3 種比較機型主要參數如表8 所示。為使菌棒補水盡快完成，需以補水機的生產效率為主要配置依據，選擇3 臺HQ 型補水機。

表8 注水機3 種比較機型主要參數Tab. 8 Main parameters of three comparison models of water injection machine

7 烘干機械

香菇脫水的好壞將直接影響到干香菇的質量，目前香菇的干燥主要采用晾曬和烘干相結合的方式進行。晾曬后采用機械設備烘干時，烘干后的香菇要求外形收縮均勻，不變形，菇形圓整，菇蓋顏色為深褐色，菇褶為乳白色，氣味清香純正，不帶有煙味、焦味。香菇烘干機3 種比較機型主要參數如表9 所示。

表9 烘干機3 種比較機型主要參數Tab. 9 Main parameters of three comparison models of dryer

香菇烘干時必須先低溫烘干，然后逐漸升高烘干溫度，通常增溫速率為1～3 °C/h，更高溫度應控制在80～85 °C，一般要求35～40 °C 烘烤6 h→40～60 °C 下烘烤8～10 h→60 °C 烘烤2 h。香菇含水分越高，需要在低溫條件下烘烤的時間就越長。結合香菇烘干量與能耗，選配5HL-1 000 型烘干機，考慮到成熟后的香菇有部分以鮮銷為主，烘干機數量可配置3 臺。

8 廢菌棒處理機械

生產后的廢菌棒，需經過脫袋處理后才能循環利用。廢菌棒粉碎分離機3 種比較機型主要參數如表10 所示。

表10 廢菌棒粉碎分離機3 種比較機型主要參數Tab. 10 Main parameters of three comparison models of waste rod crushing and separating machine

出菇后的菌棒如不將原料和塑料袋進行分離就易造成環境污染與資源浪費，結合菌棒總的生產量，廢菌棒處理應以生產率作為主要因素進行考量。因此，選擇FL-40 型粉碎分離機進行廢菌棒的處理與回收，為加快處理速度，需配置數量為2 臺。

9 結論

以年產200 萬袋香菇菌棒為基標，全年可接種時間為200 d，則日產1 萬袋香菇菌棒，日消耗干料11.25 t。其機械配備方案為1 臺JN450 型基質粉碎設備，3 臺GXJB-7 型培養料拌料機，3 臺CY-Z9 型全自動套袋裝袋機，2 臺GXMQ-62.2 型雙開門高壓蒸汽滅菌柜，3臺GXJZ-G 型固體香菇接種機，3 臺TD-J4515 型套袋機或3 臺GXTMJ 型貼膜機，3 臺CKD-36 型刺孔機，3臺HQ 型注水機，3 臺5HL-1 000 型烘干機，2 臺FL-40型廢菌棒粉碎分離機。

香菇生產全程機械化極大地減輕了菇農的勞動強度，助推我國香菇產業的快速發展，以提高香菇生產機械化水平，為香菇機械化生產提供了參考借鑒模式。