食用菌袋栽填料工序及適用設備評價

黃 毅

食用菌袋栽填料工序及適用設備評價

黃 毅

（福建農林大學，福建 福州 350000）

分析不同菌類袋式栽培填料過程中對栽培料松緊度的控制的重要性，介紹目前適宜于不同規(guī)模企業(yè)的短袋、長棒填料設備的功能和各自填料特點，并進行客觀評價。文中涉及的設備類型包括腳踏式打包機、沖壓式打包機和3種全自動打包設備等。

食用菌；栽培袋；培養(yǎng)料；填料；機械設備；類型

食用菌不同品種栽培的出菇方式可分為兩種：一是定點出菇，如金針菇、海鮮菇、銀耳、猴頭菌等；二是不定點出菇，如黑木耳、香菇和平菇等；也有可人為控制實現(xiàn)定點或不定點兩種方式出菇，如靈芝。因出菇方式不同，栽培料填料方式有袋式和棒式兩種。關于不同菌類代料栽培容器的選擇，筆者曾撰文發(fā)表[1]，而填料工序，也不簡單，不同食用菌品種對填料有不同的技術要求。本文著重介紹利用不同機械進行短袋式、長棒式填料的相關知識。

1 不同食用菌品種栽培料填料的松緊程度控制

填料緊實度與不同菌類栽培周期的長短密切相關，也與栽培主料的物理性狀、顆粒大小和配方有直接的關系。

1.1 短栽培周期的菌類

金針菇、杏鮑菇、平菇栽培周期較短，都在60天上下。傳統(tǒng)栽培所使用的主材料以軟質樹種的木屑為主，現(xiàn)在已改良為用玉米芯、甘蔗渣、棉籽殼等代替部分甚至全部木屑。其原因是，主料如全部采用木屑，在如此短的栽培周期內，菌絲較難完成降解木屑、轉化吸收營養(yǎng)物質并發(fā)育成商品菇。因此，現(xiàn)在這些菌類的高產配方中，精料（米糠、麥皮、玉米粉、豆粕混合物）用量高達36%～50%，且顆粒較細，以利菌絲包裹、降解，迅速轉化、吸收其營養(yǎng)物質，儲存在菌絲細胞內，滿足子實體發(fā)育對營養(yǎng)的需求。而栽培代料（玉米芯、甘蔗渣、棉籽殼等）的持水率遠比木屑高，才能夠滿足后期菇蕾發(fā)育對水分的需求。

金針菇、杏鮑菇、平菇的菌絲在試管內蔓延時，氣生菌絲旺盛程度平菇>杏鮑菇>金針菇，這是種性所決定的。因此，在制作平菇、杏鮑菇栽培包時，填料應松軟些，以預留孔不倒塌為度；而金針菇栽培包填料則應緊實一些。

1.2 長栽培周期的菌類

香菇、黑木耳、海鮮菇栽培周期較長，達120～160天，甚至更長。其中以香菇為典型的白腐生菌類，以降解木質素為主，所需木屑的樹種質地硬實，木質素含量高。其一直沿用傳統(tǒng)栽培料配方：硬木屑78%，20%米糠，1%輕質碳酸鈣，1%糖。但近年來使用的木屑顆粒度越來越大，甚至超過0.5～0.8厘米，以保證栽培后期依然有足夠的營養(yǎng)物質供菇蕾發(fā)育。因此，香菇菌棒制作時填料偏緊實。粗顆粒還能夠保證顆粒間有足夠空隙，供菌絲蔓延，只有菌絲達到一定生物量，才能獲得高產。與種性有關，海鮮菇菌絲生長較為緩慢，后熟期長達90～120天，因此栽培周期也相當長，其栽培配方中木屑使用量較少，采用45%～50%棉籽殼作為主要培養(yǎng)基質。棉籽殼吸水持水性好，經過較長時間菌絲培養(yǎng)后，依然有一定水分供給菇蕾發(fā)育。栽培料的含水量至關重要的是，除香菇外，無論哪種菌類，無論采用哪種配方和主料，栽培包豎立數(shù)日后，下部都不能積水。

2 不同栽培規(guī)模企業(yè)相適應的打包機類型及評價

2.1 小型企業(yè)使用腳踏式打包機

腳踏式打包機（圖1）工作原理：人工鏟料，送入料斗，如分別供料給兩臺機器，也可采取上方輸送分配；打包工將塑料袋套入出料口上端，雙手緊握，踩下腳踏開關；電機齒輪變速，帶動絞龍順時針運行，帶動培養(yǎng)料豎向旋轉出料，雙手握袋力道視填料松緊度而調節(jié)，徐徐順料筒向下，料填至所需要高度后，放開腳踏開關，取出料袋，完成填料工序。填料效率為每小時600～800包，每臺售價2 500元左右。腳踏式打包機適合于日生產量為數(shù)千至一萬包的小型企業(yè)，周年或季節(jié)性生產金針菇、海鮮菇，僅需要購買2～3臺，就能夠滿足生產需求，性價比較高。

圖1 運行中的腳踏式打包機

圖3 十分完整的預留孔

評論：腳踏式打包機的絞龍軸的長度長出落料筒2厘米，形成“模具”（圖2），將塑料薄膜袋袋底套在出料口，機械擠壓填料，塑料袋逐漸后退，“模具”的存在使得栽培包料面平整，預留孔十分完整（圖3），洞口不塌，適合叢狀發(fā)生的菌類。由于為單機操作，便于人員調配；每一栽培包的重量準確度取決于員工經驗。唯獨操作過程中員工需要彎腰，且轉身幅度較大，腳須頻繁踩踏開關，勞動強度較大。

2.2 中小企業(yè)使用沖壓式打包機

工廠化栽培每日生產量上萬包的，可使用沖壓式打包機裝料。攪拌后的培養(yǎng)料通過提升機，源源不斷地送入上方分配槽，槽內有兩支絞龍（圖4），正、反向運行，避免培養(yǎng)料堆積。分配槽下方有多個出料口，通過調節(jié)活動插板的間隙可控制落料多寡，料落入有8個工位的旋轉打包機料斗內，開機時轉盤旋轉，各工位功能各不同。工人將塑料薄膜袋套在落料套筒上，機器轉換工位，依次完成抱夾、落料、插棒、第一次預壓、第二次壓緊、提插棒等機械動作，完成填料工序。填料效率為每小時1 200包。

圖4 上方培養(yǎng)料輸送槽

圖5 延伸傳送帶

完成填料后，不少中小企業(yè)通過設置弧形擋板及傳送帶，將填料完畢的栽培袋，通過轉盤轉運及弧形板擋“撥”，進入傳送帶（延伸槽）。員工分坐傳送帶兩側，完成后續(xù)插塑料棒、上套環(huán)、塞塑料塞和將料包倒置在塑料滅菌筐內的工作（圖5）。如此即完成料包制作全過程，便于按質、按量計件。

評論：隨著人力成本上漲，采用機械填料成為業(yè)內主流。由于不同培養(yǎng)料比重不同等原因及機械誤差，在機械填料過程中可能出現(xiàn)料包重量不一致，為此，有的企業(yè)在填料后先對所有料袋進行稱重，補、減培養(yǎng)料后，再送入延伸槽。此舉有利于料包重量的一致性，保證接種后菌絲蔓延的同步性，對于工廠化栽培至關重要。

沖壓式打包機自動完成填料工序，后續(xù)需要人員上套環(huán)、塞塑料塞等，完成整個料包制作。在人力成本不斷上漲的今天，減少用工量，降低成本，企業(yè)會有更大盈利空間。因此，節(jié)省人工的全自動打包機一面市，就獲得迅速推廣。

2.3 大型企業(yè)可使用全自動打包機

目前國內食用菌機械企業(yè)已成功開發(fā)出培養(yǎng)料短袋（杏鮑菇，海鮮菇等）、長棒（香菇、銀耳、猴頭菌）全自動打包設備。

（1）短袋全自動打包設備。福建漳州興寶機械有限公司開發(fā)成功短袋全自動打包設備，適合用于杏鮑菇、金針菇、海鮮菇栽培。該設備分自動套袋裝袋機和全自動套環(huán)壓蓋裝筐聯(lián)合機兩部分。自動套袋裝袋機是在原有短袋打包機的基礎上開發(fā)出自動套袋結構。具體為：將成疊薄膜袋置于專用放袋槽內，機械操作手將薄膜袋撐開，套入下料筒外側，完成下料、插棒、預壓、沖壓、出袋等裝袋工藝，然后進入套環(huán)壓蓋裝筐聯(lián)合機。當料袋到達指定位置后，機械操作手將料包送到捋袋口工位捋直袋口，然后至其他工位進行束口、上套環(huán)、翻袋口、袋口定型及塞塑料塞作業(yè)（圖6），隨之完成單個料包打包。之后傳送入裝筐工位，每4包為一組，由機械操作手自動取包、裝筐（圖7），裝滿一筐后，由輸送帶送至上筐機工位。隨后上筐機自動送入滅菌小車層架內，至此完成全自動打包工序。多條全自動打包線僅需要一名員工檢查及修正料包是否達到規(guī)定的標準（圖8）。填料效率為每小時1 200包。

圖6 套環(huán)、壓蓋結構

圖7 排包結構

圖8 員工檢查修正

評論：該設備自動化、智能化，1臺可替代4名工人，各工位采用模塊化設計及制造，自動套袋、塞塑料塞和排筐等設備既能組合又能獨立，使用和維修方便，可滿足個性化使用需求。通過應用PLC（可編程邏輯控制器）控制系統(tǒng)、光機電一體化及智能傳感器技術，合理配置信號采集傳感器、控制器、執(zhí)行器，該套設備能對不規(guī)則的料包袋口自動進行梳理、束口、套環(huán)、翻口、塞塑料塞及裝筐等操作，還具有智能判斷功能，對設備使用過程中可能出現(xiàn)的意外或問題，能自動進行判斷和處理。

（2）窩口式全自動打包機。連云港國鑫食用菌成套設備有限公司研發(fā)成功黑木耳全自動裝袋、裝筐一體機。其采用PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動套袋、裝料、窩口、插棒、裝筐等操作程序。自動化程度高，裝料高度、重量誤差小。采用預先間隔加熱封口塑料袋卷，使用時，現(xiàn)場對封口另一端切割后即成單袋。自動完成套袋、填料、窩口、插棒、進筐等工藝。每小時生產效率2 000袋。

（3）長棒半自動填料流水線。簡易香菇專用填料設備經過近年的改進，生產效率得到很大提高，可聯(lián)合培養(yǎng)料輸送機組成大型填料流水線（圖9）。制作香菇料棒時，可人工將單層或雙層塑料袋[1]套于出料筒，培養(yǎng)料經上方輸送機源源不斷地送入料斗內，進入絞龍棒槽，再被橫向旋轉推入長條形低壓聚乙烯袋內。為了防止培養(yǎng)料刺破塑料袋，機器還設有弧形自動抱夾板。出棒后，多采用手工鋁線扎口機扎口，隨后，打接種孔，貼膠布，防止?jié)q袋。由于廢棄鋁線殘留于土壤內，難以分解及清除，污染環(huán)境，在臺灣地區(qū)已經被禁止使用。建議企業(yè)回收鋁線或改用其他扎口材料。

圖9 半自動香菇制棒流水線

（4）長棒全自動打包設備。福建海源自動化機械股份有限公司應用人工智能技術，開發(fā)出集制袋、套袋、裝袋、扎口、貼膠布等于一體的全自動料棒生產線，一鍵操作，全程控制（圖10）。其采用現(xiàn)場自動割袋（長度可調整），熱熔封口（溫度及時間可調，確保牢固）；利用智能機械手準確實現(xiàn)雙層（保水膜與外膜）精準定位套袋，該機采用旋轉成橫向螺桿擠壓出料（重量和松緊度可調），避免表面產生微孔（圖11）。工作效率為每小時600袋。如果僅是使用單層套袋，生產效率還會大幅度提高。通過更換不同尺寸的配件，可實現(xiàn)料棒在對折徑150到220毫米間切換。采用整卷U型鋁扣扎口，可省去人工頻繁增補鋁扣（圖12）。外加打孔結構，避免料棒滅菌過程中產生漲袋現(xiàn)象。其適用于香菇、黑木耳、猴頭菌等料棒培養(yǎng)料充填。

圖10 全自動香菇菌棒生產線

圖11 雙套筒橫向填料

圖12 全自動鋁線扎口

3 討 論

食用菌專業(yè)設備的價格較高，但與節(jié)省的勞務費用基本相當，僅需要兩三年就能夠收回投資成本。而機器操作更“聽話”，因而不少企業(yè)選擇添置打包設備或對打包設備升級換代。

根據(jù)生產規(guī)模合理搭配：鍋爐蒸汽量、滅菌鍋數(shù)量、全自動裝袋機臺數(shù)是至關重要的，備好的培養(yǎng)料必須在兩小時內完成填充，尤其在夏季。培養(yǎng)料預濕，微生物幾何級數(shù)繁殖，培養(yǎng)料的糖分發(fā)酵，產生乳酸菌，培養(yǎng)料酸化，pH快速下降，滅菌、接種后菌絲不吃料，屢見不鮮。有的企業(yè)將填料后栽培包置于專用制冷庫內強制制冷，控制滅菌前微生物自繁量，值得提倡。

購買全自動裝袋機，不應一味追求裝袋機的速度。每天長時間連續(xù)運轉，產生機械疲勞，故障率增加，得不償失。此外，無論采用哪種打包（棒）機，每天工作結束維護十分重要。工作結束后及時清理機內雜物，并使用氣動吹塵槍（節(jié)氣風槍）吹掃機內及氣缸部位木屑及塵土；檢查氣缸潤滑油杯是否缺油或及時添加（閱讀說明書）。

食用菌生產不外乎袋式栽培和瓶式栽培兩種栽培模式。瓶式栽培屬于引進，首次投資額相當大，塑料瓶有一定體積，儲存量大，占據(jù)空間大，且非所有菌類栽培都適合，如靈芝、黑木耳、香菇等。其優(yōu)點在于能夠高速完成填料，便于機械化生產。袋式栽培屬于中國食用菌栽培特色，首次投資額較少，僅為瓶式栽培的十分之一，適合于中國經濟現(xiàn)狀，適合所有商品菌類栽培。如今食用菌袋式栽培設備推陳出新快，推廣迅速。在今后相當長時間內，我國食用菌瓶式栽培與袋式栽培模式都將并存。

致謝 感謝福建漳州興寶機械有限公司盧國寶先生、福建海源機械自動化機械有限公司蔡用端先生、福建古田晟農食用菌農民專業(yè)合作社鄭開亮先生等提供部分設備照片。

[1] 黃毅, 熊偉偉. 不同食用菌品種的袋式栽培容器解析[J]. 食藥用菌, 2018, 26(4): 207-211.

S646

B

2095-0934（2018）05-280-05