无公害食用菌工厂化生产中的生态环境设计探讨*

魏 晔

（郑州商学院，河南 郑州 451200）

我国食用菌工厂化生产十分迅速，在现阶段我国的食用菌工厂化生产中，无公害是工厂化生产中的重要指标，一方面在严控食用菌的卫生标准上下功夫，进行充分的生态环境设计，组织更加高效的自动化生产，另外根据无公害食用菌的生产特点，通过工厂栽培、加工环境设计促进无公害食用菌的优质生产，对无公害食用菌工厂化生产中的生态环境设计进行探讨有着现实指导意义。

1 相关概念和理论基础

1.1 食用菌的工厂化定义

早在上世纪40 年代末，荷兰对双孢蘑菇栽培的研究首次促进了工厂化生产，此后不久美国、德国、英国等国家也陆续加入了食用菌产品机械化和工厂化生产的行列[1]。食用菌的工厂化生产是通过智能化、自动化控制食用菌生长的环境条件，以便实现食用菌产品一体化生产。根据食用菌种类及栽培条件的不同，为食用菌创造适宜的人工环境，对环境条件进行严格控制，通过企业现代管理和有序生产达到食用菌产品的安全、绿色标准的优质无公害食用菌。工厂化生产能够使食用菌生长所需的相关环境因素控制在人为控制的范围之内，让环境条件最大程度地契合食用菌生长周期的需要，统一配种、灭菌的管控也使得食用菌产品更加标准，符合消费者对无公害食用菌产品的期望和需求。

1.2 无公害食用菌

1.2.1 食用菌工厂生产的无害化控制

无公害食用菌的生产过程是一个系统化管理的过程，包括对食用菌菌种的在选种、制作、接种，食用菌的栽培等方面的流程。因此，这就使得标准化成为食用菌栽培的一个不可获取的条件。按照当前国家现行的无公害食品生产的相关制度和条例，在工厂化生产过程中进行食用菌产品的无害化控制是极其必要的。无害化控制渗透进食用菌工厂化生产的方方面面，食用菌的无害化制种、环境净化、对温度和湿度的控制，包括病虫害的防治等[2]。重点讨论与环境因素相关的无害化控制方面。

1.2.2 无公害食用菌工厂化生产的特点及优越性

随着绿色食品和无公害食品概念的提出，以及食用菌市场需求的增大，无公害食用菌的工厂化生产尤为必要。食用菌工厂化生产使得流程和管理愈加趋于标准化，从而可以使符合卫生标准的食用菌能够在无公害控制下得以生长。通过工厂化生产对食用菌所需的环境因素进行设置，能够保障食用菌圣生长的最佳环境，缩短食用菌的生长周期，避免自然生长中的不可控因素，对不断引进无公害食用菌的新品种也具有重要作用。食用菌的工厂化生产，符合绿色发展的要求，也更加贴近现代农业发展的方向。

2 食用菌工厂化生产流程及要求

2.1 基础生产设施及加工设备

食用菌工厂化生产对生产设施要求较高，生产配套设施及加工设备要与环境控制的条件相结合。食用菌工厂化生产的基础设施包括：菌种培养室、接种室、可控环境条件下的催蕾室、抑制室及食用菌生长车间、栽培容器、栽培构架、照明系统与通风系统及车间消毒系统、温度与湿度设备及配套控制装置。加工设备包括：培养基的加工设备及灭菌设备、预冷设备及保鲜冷藏库、废渣挖瓶机械等。

2.2 食用菌栽培的相关环境要求

本文选取了当前工厂自动化广泛栽培的食用菌品类——金针菇、蟹味菇和杏鲍菇作为研究样本[3]，对在正常的工厂化生产过程中的基本工艺流程和所需时间进行参数整理，见表1。

表1 培植食用菌3 个品种的环境参数数据Tab.1 Environmental parameter of three varieties of edible fungi

由表1 可知，金针菇、蟹味菇和杏鲍菇在生长过程中所需要的温度、湿度、CO2浓度及时间，以支撑相关工艺操作的流程。

2.3 操作要求

以金针菇、蟹味菇、杏鲍菇的工厂化生产为例，对食用菌工厂化生产的操作流程进行梳理，见表2。

表2 食用菌工厂化生产工艺流程及所需时间Tab.2 Process flow and time required for edible fungus factory production

由表3 可知，通过工厂化生产准确得知各生产工艺流程所需的时间，可为其他食用菌工厂化生产提供参考。

3 无公害食用菌工厂化生产的环境设计要求

3.1 厂房环境设计

目前无公害食用菌工厂化生产大多数采用的是封闭式厂房，封闭式厂房首先出于对环境控制的考虑，钢板或集装箱厂房能够对外部环境有效隔离，根据食用菌栽培的特点进行相应地环境调节，以满足食用菌产品无公害控制的需要[4]。其次，不同区域的划分也是厂房环境设计的重要内容，是为了实现食用菌各个工艺流程的衔接和分管，其中菌种接种区、培养区对环境的要求最高，尤其是菌种接种区的清洁度需要严格加以控制，这是保证食用菌的无菌化的需要，同时也更加满足标准化、卫生化生产的标准。

对厂房的环境设计还可以根据所生产的无公害食用菌品种的不同，引进更加专业、自动的生产设备和环境监控设备，为实现对无公害食用菌生长环境的精准控制提供了基础条件。在无公害食用菌栽培工厂生产尤其要注重周边环境，要求尽力远离垃圾场及其他污染源的环境下开展生产活动，保证无公害食用菌的绿色栽培、生态栽培，使其在良好的环境下实现优质优产。

3.2 净化设计

传统食用菌栽培接种速度慢、菌包成品率低是影响食用菌产量的一个阻碍，因而在无公害控制条件下，为实现食用菌的优质化生产，需要工厂对空气净化过滤系统、医用超净风淋室等设备进行综合利用，最有效的办法即组建空气净化接种室，将此用于工厂化中无公害食用菌的生产[5]。净化后的工厂化环境使得食用菌生长条件适宜，加快了接种速度，且通过对食用菌所需环境因素的灵活调节，满足不同食用菌品种的出菇条件，创造一个最适宜的环境条件，有效提高接种局部区域的洁净度，保证无公害食用菌顺利出菇。

3.3 环境温度及湿度设计

食用菌种类繁多，因此食用菌工厂化生产要求的温度各不相同，即使是同一种类食用菌，在不同栽培环节温度也可能发生变化。要想实现无公害食用菌的优质工厂化培植，最重要的就是要创造一个温度适宜的环境条件，满足食用菌培植环境的温度、湿度及其他条件需要[6]。对环境温度的要求要考虑到机械发热、照明发热、换气发热等多方面的因素。还要结合实际情况，考虑其他设备的热损耗，还包括工人的身体散热等等。

对食用菌栽培环境的控制首先要体现在电加热方面，通过在工厂的保温室或栽培区域内，在室内的出风口安装电加热设备，加热的空气经过室内机风机送到室内，就能起到加热的效果。如果想要实现室内环境温度的精准控制，在通风口安设一个温度监控器，就可以根据温度的变化控制加热管的温度，达到对室内温度的控制。这对食用菌工厂化栽培的全过程能够起到重要的作用，不仅能够从空气源头上控制温度，还能实现对环境温度高低的精准控制。

蒸汽加热的方法在工厂化生产中也广泛使用，一般是在较为干燥的地方的食用菌生产工厂中使用，通过直接将高温的蒸汽通入栽培室中的方式，对食用菌生长的环境起到增热、加湿的作用，人为地改善食用菌的生长环境。

3.4 通风换气设计

高质量的无公害食用菌更加需要一个高精准、高密度的环境来培养和出菇。密闭的环境首先能够充分保障食用菌生长过程中所需的二氧化碳浓度，食用菌生产过程中发热产生的二氧化碳能生发少部分的热量，但是过多的二氧化碳含量也会对食用菌的生长造成不利影响，因此要对这些环境影响因素加以精准控制，也就是说，如果不进行设计有效的通风环境，就会直接影响到最终生产的无公害食用菌产品的数量和质量。

通风换气的设计实际上是为了实现对密闭培植空间的环境控制。通过将食用菌生长过程中以及菇体排出的二氧化碳及时地排出厂房，进行通风换气，给食用菌的培植提供所需氧气，同时也能对厂房内各个区域的温度加以调节。常用的通风换气的环境控制设计包含了换气扇、热交换器和空调箱等设备的运用。通过3 种设备都能实现对食用菌栽培环境的有效控制，保证能够产生高品质的无公害食用菌。

3.4.1 换气扇

在食用菌的工厂化栽培中，换气扇设备的安设是重要的。但是要结合实际的情况，根据工厂的大小、规模、无公害食用菌种类来选择合适的换气扇型号和数量，要保证无公害食用菌的生长环境有足够的风压和风量，控制栽培环节的排风和送风，保证栽培室内二氧化碳浓度的适宜和环境温度的适宜。

3.4.2 热交换器

热交换器的目的是实现室内和室外空气的交换，这样的交换侧面也是对室内外温度的交换，是热量的互换。热交换器通过送风设备进入食用菌的栽培房间，能够对空调的负荷起到一定的减轻作用，在控制温度的同时还能达到节能减排的目的，也是对国家生态发展政策的实践。

3.4.3 空调箱

为了防止一些突发情况，食用菌工厂内应该设置可以起到制冷、加热效果的空调设备，对进入厂房或栽培室的新风加以调节。空调箱的作用就是直接对新风进行制冷或制热，再将已经“加工”过的风送入栽培室，进入的新风主要是为了实现对环境温度的精准调节，因此风温要与室内环境温度相差不大，避免过冷或过热对所要调节的温度产生太大的偏差。为了分布均匀，送入的新风也应该从各个送风管进入食用菌的培养室中，对室内的空气产生均匀的循环，实现对每一片区栽培环境的控制。

3.5 光照设计

无公害食用菌的工厂化生产，主要是靠对环境中温度、湿度、光照等因素的控制，加速食用菌的生长周期的循环，来实现减少食用菌生长时间，同时保证生产出的食用菌在保证产量的基础上更加符合无公害食用菌生产的标准。食用菌的生产工厂虽然是密闭的，但在子实体生长阶段也需要一定的光照。

不同种类的食用菌对光照环境的要求也不同。一般来说，部分食用菌，例如金针菇的生长是不用光照或少用光照的，但是一些朵型较大的食用菌，例如香菇、蟹味菇等，光照就成为了其在出菇阶段需要保持的重要条件，以此保证食用菌外观的整齐和美观。进行光照的设计实际也是为了保障无公害食用菌的出菇环境。目前的工厂化生产中，光照设备的选择基本上是日光灯，对于不怎么需要光照食用菌，例如金针菇、杏鲍菇等， 采用的就是温度较低、较节能的LED灯。

4 结论

食用菌产业及工厂化快速发展，也在很多程度上带来了竞争。在现如今，食用菌的工厂化生产愈加趋于获得优质、高产的食用菌产品，并随着无公害概念的普及，无公害食用菌成为市场上消费者广泛购买的对象。食用菌工厂化生产利用对厂房环境净化、温度湿度、通风光照的基础设备创造适宜的人工生长环境，组织现代化的管理和生产模式，所生产的食用菌更加安全优质。工厂化栽培中无公害环境设计也进一步提高了设施和设备的利用效率，提高了食用菌的生产量，环境人为控制也更加符合现代农业的发展方向，是我国发展生态农业、高效农业战略的重要组成部分。