适于双孢蘑菇多元化原料的培养料生产装备研制与应用

莫丹君 颜卫兵 张晓召 张琼尹 冯伟林 金群力 蔡为明*

适于双孢蘑菇多元化原料的培养料生产装备研制与应用

莫丹君1颜卫兵1张晓召1张琼尹1冯伟林2金群力2蔡为明2*

（1. 浙江宏业装备科技有限公司，浙江 温岭 317500；2. 浙江省农业科学院园艺研究所，杭州 310021）

回顾我国双孢蘑菇培养料生产工艺的发展历程，分析国内外双孢蘑菇培养料生产装备发展现状，指出国外引进的培养料隧道集中发酵装备在我国使用非麦草原料时容易引起堵塞、缠绕，以及破坏草料结构等问题。介绍研制适于我国多元化原料的双孢蘑菇培养料高效生产装备的设计原理、部件系统及其应用效果。

双孢蘑菇；多元化栽培原料；培养料发酵装备；研制；应用

双孢蘑菇（），也称蘑菇、白蘑菇和洋蘑菇，是目前世界上栽培最广、规模最大、产量最多的全球性食用菌。双孢蘑菇菌肉肥嫩，味道鲜美，营养丰富，据测定每100 g鲜菇中含蛋白质36～40 g、脂肪3.6 g、碳水化合物31.2 g、磷718 mg、铁188.5 mg、钙131 mg、粗纤维6 g，另含有丰富的蘑菇多糖及维生素B1、B2、C和尼克酸等，由于蛋白质含量比一般蔬菜高，因此有“植物肉”之称。双孢蘑菇具有保健药用价值。其中，蘑菇多糖具有一定的抗病毒、抗癌活性，可抑制肿瘤发生；酪氨酸酶能溶解胆固醇，有一定的降血压作用；胰蛋白酶、麦芽糖酶等有助于消化。

双孢蘑菇人工栽培1600年起源于法国，1934年美国人兰伯特把双孢蘑菇培养料堆制分为前发酵和后发酵（也称为一次发酵和二次发酵）两个阶段，极大提高了培养料堆制效率和质量。我国于20世纪30年代在上海、福州等地市郊引进双孢蘑菇菌种和栽培技术，改革开放后，生产规模迅速扩大，如今遍及江苏、浙江、福建、山东、河南、广西等20多个省份，已成为我国主栽食用菌之一[1]。

随着社会经济和食用菌产业的快速发展，对生产装备的需求日渐增加。为满足食用菌规模化、多元化、标准化的发展需求，我国食用菌生产装备正在向多元化方向发展，以适应不同栽培模式的需要[2]。

1 我国双孢蘑菇培养料生产工艺发展历程

我国上海、福州等市于20世纪30年代引进双孢蘑菇菌种和栽培技术并取得栽培试验成功，培养料采用室外堆制发酵法（一次发酵/前发酵）。1978­—1979年香港中文大学张树庭教授引进双孢蘑菇培养料二次发酵技术，在全国进行试验推广，极大地促进了我国双孢蘑菇生产的发展。80年代我国又引进欧美双孢蘑菇工厂化生产装备与工艺技术，培养料制备开始逐步应用隧道集中发酵工艺，2013年江苏裕灌现代农业科技有限公司引进荷兰隧道集中发菌工艺技术（三次料）获得成功。

2 国内外双孢蘑菇培养料生产装备发展现状

2.1 国外装备发展现状

国外双孢蘑菇培养料一次发酵、二次发酵均在相应的发酵隧道中进行，发酵隧道是双孢蘑菇工厂化栽培的重要设施。隧道底部埋设通气管道，通气管道上安装高压气嘴，配备风机、变频器、智能控制装备等，是一项集微生物发酵、机械制造、电子控制为一体的综合工程，实现各环节的机械化作业和料堆通气和温度调节的自动化控制，可创造适宜的培养料发酵的环境条件，优化发酵进程，生产的培养料质量优而且均匀，为双孢蘑菇获得优质高产奠定了基础。

2.2 国内双孢蘑菇培养料生产存在的主要问题

我国双孢蘑菇在发展初级阶段采用手工室外堆制发酵法：稻麦草浸泡或喷淋预湿后，加入牛粪、厩肥、尿素等氮源材料，人工完成混合、建堆、翻堆等一次发酵工序，而后将发酵好的培养料置于菇房床架上，采用煤炉、通热蒸汽等方式加温进行二次发酵。这种培养料制作方法，不仅劳动强度大、生产效率低，而且由于手工操作难以实现标准化，培养料质量低且不均匀。堆制发酵过程产生的废水、臭气会污染环境，且二次发酵环节还存在火灾隐患（图1）。

我国引进的双孢蘑菇工厂化生产装备与技术以及培养料隧道集中发酵装备与工艺，使得国内双孢蘑菇培养料制备水平得到根本性提高。但由于欧美国家培养料单一化，双孢蘑菇生产装备与技术的开发均基于麦草和鸡粪这两种原料，专一性强，在使用非麦草原料时，容易引起堵塞、缠绕、破坏草料结构等问题。而我国双孢蘑菇工厂化生产栽培原料虽以麦秸和鸡粪为主[3]，但利用稻草、棉秆和菌渣等栽培的亦不少。因此，亟需开发与我国多元化原料相适应的双孢蘑菇培养料生产装备。除基质原料特殊外，我国还因幅员辽阔，不同地区的气候差异很大，需要加大与栽培基质和气候条件相适应的培养料发酵工艺技术的研究力度。

3 适于多元化原料的双孢蘑菇培养料高效生产装备设计开发

为满足当前我国双孢蘑菇工厂化生产对适于多元化原料的培养料高效生产装备的需求，本公司与浙江省农业科学院园艺研究所联合攻关，开发研制了一套智能高效生产装备。该套装备采用勾齿和推齿结构解散草捆，以有效解决草料打结问题；采用带有测重装置的皮带式智能混料机，以实现在线自动测重。这两项装置，不仅混料效率高达200～250 t/h，而且各原料配比的精准性和均匀性显著提高（图2）。同时我们又研究建立混料线的故障树和专家诊断知识库，开发应用故障报警和PLC故障诊断系统，达到快速定位故障点，以保证基料混合输送线的稳定运行。

图2 智能混料机

图3 全自动天车式填料机

这套装备应用全自动天车式填料机（图3），通过对自动定位避障、天车运行轨迹和控制程序设计，以及运转速率和承重能力分析，建立多设备联动机制，开发大型一次高压发酵隧道系统，隧道宽8～10 m，长45 m，填料高度最高达6 m。实现电脑自动检测数据并分析操作，自动计算填料重量，填料分层更精确，水和辅料补充添加方便，有效提高发酵质量，同时与混料线对接，显著提高作业效率，操作人员无需进到隧道，安全卫生。

4 装备系统及其应用效果

草料预湿线。草捆预湿工作效率为每小时60捆，预湿时间表可以根据原料状况进行设定，有效提高资源利用效率，降低污水量；采用PLC自动化控制，劳动强度低。

混料系统。适于多种原料混合，混合料均匀度高；工作效率高，每批次适宜混合量为500～1 000 t，工作效率200～250 t/h；采用PLC自动化控制，配备测重装置，实现在线检测，自动控制配方中各原料和水的添加量；配备的故障报警和PLC故障诊断系统，快速定位故障点，并可对设备进行及时保护。

全自动天车式填料系统。工作效率200～250 t/h，是能适用大型料场的隧道填料装备系统。通过多设备联动，自动化控制，智能化数据分析和操作，自动计算填料参数，实现配方各原料均匀混合，向隧道填料更精确，隧道中料堆的长、宽、高三维度分布均匀。

伸缩式填料系统。采用可伸缩进退系统，实现交错分层均匀布料，为二次料和三次料通用填料设备。进三次隧道时配备的超声波检测装备，可在线检测调控培养料和菌种量，精准控制播种量。配套转仓或出料的隧道出料机，实现无级调速。离合装置进行收放网布、螺旋式推扒齿、蛟龙式出料，出料端设有辅料添加装置，配备超声波检测装备，实现出料量和辅料量在线自动调控。

菇房上料系统。配备料量自动检测装备，实现在线自动调控上料量，确保上料密度均匀一致。

上述培养料生产装备系统已在全国多家双孢蘑菇企业应用，运行稳定良好，应用二次发酵料的双孢蘑菇产量为22～28 kg/m2，三次料的产量为32～38 kg/m2。

[1] 张金霞, 蔡为明, 黄晨阳. 中国食用菌栽培学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2020.

[2] 宋卫东, 周德欢, 任彩红, 等. 我国食用菌生产装备的发展现状、趋势及建议[J]. 食药用菌, 2021, 29(01): 1-5.

[3] 沈君林. 双孢蘑菇工厂化栽培的优质培养料发酵关键技术[J]. 食药用菌, 2020, 28(3): 208-210.

国家食用菌产业技术体系专项（CARS-20）

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2095-0934（2021）04-292-03