我国食用菌生产装备的发展现状、趋势及建议

概述食用菌生产装备发展历程为:初始开发、引进消化吸收、提升与发展、稳定调整与产品创新4个阶段。根据生产流程给出食用菌生产装备体系,总结我国食用菌生产装备现状及存在问题,指出生产装备发展趋势将为多元化、智能化、标准化和国际化。提出:食用菌生产装备与栽培工艺融合是提高食用菌生产装备水平、保障食用菌安全生产、促进产业发展的重要途径。     

杏鲍菇转轮除湿热泵干燥系统结构设计及工艺参数优化

为了实现农产品低湿节能干燥,分析了典型转轮除湿干燥模式,基于能耗高、结构不合理等问题,开展转轮热泵联合除湿干燥系统优化设计与试验研究,研制出转轮除湿热泵干燥机。为了检验并提高转轮除湿热泵干燥机的作业性能,该文以杏鲍菇为研究对象,以降低杏鲍菇色差、除湿能耗比,提高复水性为目标,运用Box-Benhnken中心组合试验设计理论,对再生温度、干燥温度、转换点相对湿度影响其干燥品质与能耗的因素开展响应面试验。通过数据分析,建立了响应面模型,结合四维渲染图分析了上述3个考察指标受3个试验因素取值变化的影响机制,同时对各影响因素进行了综合优化与试验验证。结果表明,3个模型的R2均大于0.98,试验因素对干燥品质及能耗有较大影响,当再生温度87℃,干燥温度50℃,转换点相对湿度45%时,杏鲍菇复水比4.028,色差22.89,除湿能耗比(specific power consumption,SPC)2 633 k J/kg,与预测绝对值误差均低于6个百分点。该研究为转轮除湿热泵干燥设备的设计及干燥工艺优化提供参考。     

双孢菇麦粒菌种离散元分析参数试验研究及仿真标定

为确定双孢菇麦粒菌种EDEM离散元仿真参数,通过实测试验测得其3轴尺寸、含水率、千粒质量、颗粒密度等本征参数,借助Matlab图像处理技术测得双孢菇堆积角为25.25°。利用EDEM仿真软件设计Plackett-Berman试验和二次回归通用旋转组合试验,筛选显著因素并建立二次回归模型,进而得出双孢菇麦粒菌种离散元仿真分析参数最优组合,泊松比为0.305,剪切模量为5.07 MPa,颗粒密度为1 916 kg/m~3,种间碰撞恢复系数0.5、滑动摩擦因数0.4、滚动摩擦因数0.018,种与塑料的碰撞恢复系数为0.335,滑动摩擦因数为0.55,滚动摩擦因数为0.055。设计验证试验结果表明,该参数组合下的仿真试验和实测试验结果无显著差异。标定所得双孢菇麦粒菌种仿真分析参数组合可为麦粒菌种仿真试验提供参考。     

香菇双螺杆挤压膨化机的设计与试验

针对现有双螺杆挤压膨化设备生产香菇膨化产品时存在物料堵塞、预熟度低、作业参数缺失等问题而导致生产的产品膨化率低、吸水性差、硬度高等缺陷,该研究设计了一种香菇双螺杆挤压膨化设备,并对设备中的关键部件喂料搅拌防堵装置、预熟调质装置与双螺杆结构参数进行了设计与确定。同时,为探究设备中的作业参数对产品膨化性能的影响,研究了设备的螺杆转速、膨化温度、物料含水率对产品的膨化率、硬度、脆度、吸水性的影响。结果表明:影响膨化率的显著性顺序依次为螺杆转速、物料含水率、膨化温度;影响硬度的显著性顺序依次为螺杆转速、膨化温度、物料含水率;影响脆度的显著性顺序依次为膨化温度、物料含水率、螺杆转速;影响吸水性的显著性顺序依次为膨化温度、物料含水率、螺杆转速。其次,结合各因素交互作用的影响规律与目标优化结果,得出设备的最佳作业参数为:螺杆转速167.23r/min,膨化温度151.68℃,物料含水率16.83%,此时,产品的膨化率、硬度、脆度、吸水性分别为4.04%、18.61N、-8.46mm/cm^2、313.86%。将优化后的参数值在设备中进行了生产性应用,得到生产值与优化值的误差均小于4%,最大生产率为165 kg/h。与扬州大学机械工程学院实验室内的现有设备相比,在提高物料送料的连续性与调质熟化度的基础上,膨化率提高了25.00%,硬度降低了48.21%、脆度提升了40.55%、吸水性提高了62.35%。因此,该机的设计可为香菇膨化产品的开发提供了一种较为成熟的技术装备。     

麦粒菌种在双孢蘑菇栽培中的应用现状初探

回顾了国内外双孢蘑菇的栽培历史,介绍了国内麦粒菌种生产现状与国外专业化菌种公司生产麦粒菌种现状,阐述了双孢蘑菇麦粒菌种的生产流程,对比分析了国内与国外采用的不同生产技术、麦粒菌袋的应用以及国内外麦粒菌种质量差异。为我国麦粒菌种高质量高效地应用于双孢蘑菇生产提出了几点建议。     

我国香菇干燥技术研究进展

香菇干燥技术是其保藏与出口创汇的重要手段,干燥方法及工艺的不同对香菇干燥品质与能耗有显著影响。目前我国香菇机械化干燥缺乏标准,对绿色、节能及高效烘干设备需求强烈。针对上述问题,本文分析了国内香菇干燥技术的研究进展,围绕香菇真空、冷冻、微波、红外、超声波、热泵及联合干燥等方法进行对比分析,阐明其干燥机理及应用场合,并总结认为目前香菇干燥专用设备不足、操作工艺不准、装备生产标准缺失等问题突出,需进一步优化干燥工艺、加强联合干燥研究、强化标准制定和培养龙头企业等。本文旨在为后续的香菇干燥技术研究提供参考。     

平菇发酵料装料接种一体机关键装置的设计与试验

针对当前平菇菌棒生产中的装料、接种单机作业效率低、稳定性差、用工多等难题,结合平菇栽培料诱导灭菌发酵工艺与中心孔接种工艺,设计了一种适应玉米芯颗粒菌种的平菇发酵料装料接种一体机,整机主要由装料装置、窝口装置和接种装置等组成。首先根据菌棒制作中的装料量与接种量要求对整机的关键部件进行设计,确定装料绞龙、窝口槽型凸轮和接种凸轮等零部件的结构参数,然后以绞龙转速、绞龙直径和绞龙螺距为影响因素,装料生产率和装料密度为响应指标,通过响应曲面方法分析各因素交互作用影响,对回归模型进行多目标优化,得出平菇发酵料装料接种一体机装料质量的最优组合为：绞龙转速191.94 r/min,绞龙直径133.22 mm,绞龙螺距100.00 mm,此时,装料生产率723袋/h,装料密度537.27 kg/m3。对优化参数进行生产验证,测得生产率为726袋/h,装料密度为536.25 kg/m3,与优化值相对误差分别为0.42%和0.19%。同时,测得接种电机转速在120 r/min时的接种量为132.33 g,接种变异系数为1.19%,满足发酵料中心孔菌种量应不少于装料量5%的生产要求,并测得接种装置的平均接种深度为242.5 mm,接种深度的变异系数为1.05%。与单机菌棒制作设备相比,平菇发酵料装料接种一体机生产率提高3倍,时间缩短2.4 倍,人数减少4人,节省2道作业工序。该研究结果可满足北方地区平菇发酵料机械化生产对装备的需求。     

鲜香菇菇柄力学特性试验研究

为探究香菇菇柄破坏规律,获得力学参数,为菇柄加工设备的研究提供基础。以香菇808为试验材料,利用UTM 6503电子万能试验机分别进行香菇菇柄轴向拉伸和径向剪切试验。结果表明:香菇菇柄由无数纤维丝排列组成,试验中香菇菇柄先发生内部滑移破坏纤维丝之间的连接,然后纤维丝独立受力并逐一断裂。香菇菇柄轴向拉伸弹性模量平均值2.986 Mpa,标准差1.759,最大抗拉强度平均值0.925 Mpa,标准差0.347;香菇菇柄径向最大剪切力平均值4.638 N,标准差0.992,最大抗剪切强度平均值0.042 Mpa,标准差0.009。香菇菇柄弹性模量、抗拉强度和剪切强度的标准差均较大,说明不同香菇菇柄之间的力学特性具有较大差异。同一香菇菇柄上不同纤维丝的力学特性也具有较大差异。     

转轮除湿干燥系统设计与试验

为了实现农产品优质节能干燥，针对转轮除湿再生能耗高等问题，进行了转轮除湿系统优化设计，设计了中低温可切换一体干燥机，构建分级冷凝再生模式，进行分级再生与香菇除湿干燥试验分析，研究优化干燥工艺，确定整机除湿能耗等作业参数。为了检验并提高分级冷凝作业性能，以再生加热温度、再生冷凝热量及干燥冷凝热量为指标，运用Box-Benhnken中心组合试验设计理论，对蒸发进风温度、再生进风温度、风阀开度3个影响分级再生性能的因素进行响应面试验。通过数据分析，建立了分级冷凝再生模型，结合等值线图分析了上述3个试验因素对指标的影响规律，同时对各影响因素进行了综合优化与试验验证。结果表明，3个回归模型均高度显著，RSq均大于99%，模型可靠性高；在室温条件下，提高蒸发温度与再生进风温度有利于提升分级冷凝再生效果；与纯电加热再生相比，分级冷凝再生可降低能耗29.6%。香菇转轮除湿干燥试验表明，在相同干燥温度下，采用转轮除湿干燥比热泵干燥后的香菇品相好，干燥速率提升2倍以上，能耗高5.9%。     

香菇生产全程机械化装备配置方案

结合目前市场上量产的香菇机械化生产装备,以年产200万袋香菇菌棒为基标,对香菇生产所需的具体机械化装备进行调研、选型与对比,筛选出符合实际的香菇机械化生产装备配置,并对选择过程进行了简单描述,以期为香菇机械化生产装备配置提供参考。