福建省食用菌工厂化装备发展思路初探

近年来，食用菌生产在生产技术、生产数量和生产规模等方面取得了长足的进步，但在发展的同时，也日益受到装备体系和装备研发不足等因素的困扰生产严重滞后。本文分析了福建省食用菌产业的现状和发展，初步探讨了食用菌装备的发展思路和研究方向。一、福建省食用菌产业化生产现状福建是食用菌生产加工大省，食用菌资源丰富，品种繁多。据最新统计，福建省已鉴定的大型菌类有400多种，其中可栽培的食用菌有40多种；已规模化生产的食用菌有杏鲍菇、金针菇、修真菇、平菇、香菇、茶树菇、双孢蘑菇、草菇、银耳、黑木耳等20多种、竹耳、姬松茸等；还有常见的药用菌类，如灵芝、茯苓、猴头菇等。据《福建省统计年鉴》统计，福建省食用菌产量近10年逐年增加，从2017年的46.3万吨2002年到2010年76.3万吨。由于工厂化生产的推动，2015年食用菌产量达到113.2万吨。全省食用菌产值过亿元的县市有21个，产值3亿元以上的县市6个。福建省依托得天独厚的地理资源、气候优势和技术优势，推进适地适种，形成了独具特色的食用菌发展格局：闽东南沿海粪菌产业带、木本菌位于闽西北工业带山区。食用菌生产方式逐步从农户分散种植向专业化、规模化生产转变，形成了具有鲜明地域特色、工厂化生产的食用菌专业村现代化生产经营模式，有力促进了食用菌产业的发展。形成食用菌主产区。发展产业带和产业集群。

随着食用菌产业化、规模化生产的进一步提高，通过食用菌专业合作社、“公司+农户”、“公司+基地+农户”等产业化经营模式，形成规模化产业集群。生产区。有利于降低生产成本，促进产品信息交流。目前，福建省有产业化食用菌生产养殖企业近300家，主要分布在宁德、漳州、福州、南平等食用菌主产区。福建省食用菌产区分布基本稳定，各市主要食用菌品种分布较为明显。金针菇、修真菇、双孢蘑菇、银耳是福州的主产；双孢蘑菇是莆田地区的主要产品；漳州地区主产杏鲍菇、黑木耳、双孢蘑菇；香菇是三明地区的主要产品；该地区主要使用鸡鸡菇、竹耳和香菇；宁德地区以银耳、香菇、双孢菇为主。 2、福建省食用菌工厂设备现状福建省食用菌生产加工设备企业主要分布在食用菌生产规模较大的地区，尤其是福州、漳州、古田等地，主要集中在福州、漳州、古田等地。比较集中。这些企业生产的设备涵盖原料制备、消毒灭菌、接种、空气净化、环境控制、物资输送等多个领域。其中，漳州金黑宝食用菌机械有限公司、漳州兴宝机械有限公司在瓶栽、短袋栽培机械方面在全国具有显着优势；古田县教学设备厂和古田文斌食用菌机械栽培机械及原料翻制备料在行业内具有较高的影响力；在空气净化设备和食用菌洁净厂房方面，古田和福州的多家企业得到了业界的认可。福建省食用菌机械的研发生产还处于一个相对封闭的自成体系，因此虽然在食用菌生产的各个环节都有相应的机械设备，但只能解决部分加工环节，未能形成一个完整的体系。系统的系统。解决方案或包。尤其是在研发方面，无论是科研院所还是生产企业，由于研发投入不足或商业模式的影响，食用菌产业化机械设备严重滞后于生产。主要表现在： 1、装备研发缺乏统筹规划，没有实现全程机械化。食用菌工厂化生产主要采用瓶栽和袋栽两种技术。植瓶工艺机械设备比较齐全，自动化程度高，但适用菌种有限，初期投资高，市场竞争力弱。袋栽培工艺适应菌种范围广，初期投资小，市场风险小。目前，福建省除少数大型工业化企业采用瓶栽工艺外，大部分食用菌生产采用袋栽工艺。袋栽工艺的主要工序为：配料——混合——套袋——杀菌——接种——栽培或催芽——挂果管理——收获。缺乏相应的配套机械，自动化程度低，生产加工多为单机作业或使用少量辅助输送设备，部分工序仍需依赖人工操作等，也是制约的瓶颈袋栽技术的发展。以劳动密集型装袋工序为例，虽然有装袋机完成培养料的装袋，但长袋装袋工序或短袋装袋工序的装袋、套领、塞盖、装订操作等仍然需要手动完成。按照一般配置，每台套袋机还需要3~5人人工完成辅助工作。而且套袋机工作节奏快，人工操作劳动强度大，不可能长时间配合工作。此外，装袋过程是在人工协助下完成的。由于菌袋形状不一致，接种设备研制困难。目前袋植设备还没有理想的自动接种机，仍采用人工接种。强度高、效率低成为影响生产效率的短板。如果套袋工序能够完成全程机械化，袋形的一致性可大大提高，袋栽接种设备的研制难度将进一步降低。食用菌生产是劳动密集型产业。近年来，受农村劳动力短缺、劳动力价格上涨等因素影响，生产成本上升，生产规模受到严重限制。但由于缺乏具有自主知识产权的关键技术，福建省食用菌生产加工装备的研发主要以模仿和改进为主，未能形成整体规划设计。

大部分生产加工设备还停留在解决食用菌生产加工中的某一生产工艺或流程，未能从全局的角度实现工艺设计或改进，生产过程中仍存在无法解决的不足。提高整体工作效率。因此，开发全机械化解决方案和成套设备日益成为解决“用工荒”、降低生产成本、提高生产效率的迫切需要。 2、食用菌生产设备科研滞后于栽培过程在食用菌生产加工由分散栽培逐步向集约化、规模化转变的过程中，新技术的推广应用发挥着不可替代的作用.由于缺乏从事食用菌生产加工设备研发的技术人员，投资资金少，生产加工设备明显滞后于生产技术改造或新产品加工需要。高效设备的缺乏阻碍了新技术的推广应用，导致食用菌生产仍处于生产成本高、效率低的状态。

劳动密集形作业方式。仍以装袋工序为例，现有设备除需要人工辅助作业外，在培养料装袋量的控制方式上均有不足，如冲压式的短袋装袋机的培养料装袋量采用容积式定量，螺旋输送式的长袋装袋机依靠人工经验，造成定量精度低进而影响后续的生产管理及出菇。尽管在较长时间内对此已有认识，可受食用菌生产商业模式影响，食用菌生产企业不愿多投资，致使设备生产企业研发投入不足，技术储备不够。虽然随着食用菌企业的工厂化、集约化规模的增大，急需高效的新产品，但是由于缺乏相应的自动化设备，致使装袋工序已成为明显影响生产 效率和产品质量短板。    自2015年开始，有部分企业研发的自动装袋设备开始投入市场，从使用情况来看，长袋的自动装袋机使用情况良好，特别是全自动银耳培养料装袋机明显提高了生产效率并减小用工量。不过用于短袋的培养料自动装袋机尚未成熟，其装袋量偏差和装袋成品率尚未稳定，产品的可靠性尚需考证。    三、福建省食用菌工厂化装备发展思路及研究方向   （一）发展思路    针对目前福建省食用菌生产加工设备的现状，食用菌装备的发展必须以机械装备为基础，结合电子技术、信息技术、材料技术及现代制造技术，大力提高生产加工设备的适应性、高效率及精准作业功能，实现“安全多能、自动高效、精准智能”的目标。重点开发食用菌的关键生产环节装备、集成全程机械化解决方案和成套设备。研制具有信息获取、智能决策和精准作业能力的新一代食用菌生产加工装备。   （二） 研究方向    1.食用菌工厂化生产关键设备的研究    根据食用菌工厂化生产的各生产要素如菌种类别、培养原料及配方、生产技术、生产周期等的参数，结合食用菌工厂化生产的工艺流程，针对生产过程中影响产品质量、生产效率、生产成本显著的关键工艺环节，研发机械化、自动化及智能化关键设备。根据目前现状，急需解决的关键设备有：食用菌培养料全自动装袋设备、菌袋自动接种设备、菇脚自动切削设备和食用菌分级包装设备等。相应需解决的关键技术有：自动套袋结构、自动套环及塞盖结构、自动扎口机构、自动接菌结构、图像识别及路径规划算法、自动切削装置、低损伤分级结构等。    2.全程机械化解决方案和成套设备的研发    在基本解决生产关键设备之后，必须根据生产关键技术研究和生产环境参数的数字化非现场控制的需求，研究开发从原料到成品的全过程机械化、自动化及智能化的生产成套设备，应用信息处理技术、自动控制技术及精准控制原理，建立工厂化食用菌生产环境参数的精准控制的数学模型，使生产加工技术研究成果的应用能落实到位，生产要素的控制精度得到提高，减少人工及环境等因素的影响，同时可实现生产过程的各项数据采集，为生产决策提供数据支持。(福建省机械科学研究院 陈声佩)