农业废弃物加工食用菌基质成套设备

张 亮 党凯锋 杨 震 曹希凡 张鹏霞

（陕西省农业机械研究所 陕西咸阳 712000）

1 前言

农业废弃物是指农业生产、农产品加工、畜禽养殖业和农村居民生活排放的废弃物的总称。农业生产和农产品加工中的废弃物，比如农作物秸秆、种子外壳等均是十分宝贵的资源，除了用于燃烧发电外，还可作为饲料、基质等参与畜牧养殖和种植业生产，这也是目前农业废弃物利用占比最大的一部分。利用农业废弃物生产蘑菇基质也是一种很好的应用途径。而在使用环节中，先进的设备给农业废弃物的再利用提供了技术支撑。笔者对市场现有的两种食用菌基质加工设备进行了改进，开发出行走摊铺式混料设备和蘑菇基质装袋设备，能够提升混料效果、装袋质量，提高生产率，节省人力。

2 行走摊铺式混料设备原理

市场现有的行走式蘑菇基质搅拌机比较先进，具有较高的生产效率，但是结构设计过于简单，仅仅是在搅拌辊轴上焊接固定的搅拌杆，这种固定拨轮的搅拌效率低，拌料的均匀性也比较差。本设计着重对搅拌机构进行了改进，参考了碎草机的活动铰链式工作原理，搅拌机采用活动铰链式旋转混料拨轮结构，使得物料在混合过程中处于三维空间内的复合螺旋运动，然后沿着切线方向抛出。其与原有固定拨轮的工作原理相比，搅拌过程物料混合更均匀，更加简单高效（图1）。

图1 活动铰链式与固定拨轮混料工作原理比较

2.1 混料机结构设计

图2 行走摊铺式均匀混料机样机

行走摊铺式均匀混料设备外形结构如图2所示，该机由行走系统、铰链式搅拌机构、出料口挡板、侧方挡板、动力系统和搅拌系统的离合装置、动力系统组成。采用汽油机为动力，主甩轮采用铰链式搅拌机构。主传动、副传动、自走离合机构都集中在一台特殊设计的减速机构上。基本工作原理：汽油机动力分为两部分，分别分配给行走系统和搅拌系统，这两个系统分别有两个离合器控制动力的连接和断开；原料就地堆积好后，机器通过堆放物料一侧，物料在通过铰链搅轮的搅拌后抛出出料口，在空间内实现多次混合。

3 蘑菇基质装袋设备工作原理

现有装袋机多为间歇性送料装袋，缺少控制部分，出料口径单一，缺乏通用性。本设备重点进行电气控制部分的提升，在喂料装置、送料结构上进行了改进，使菌袋的装填量和松紧度可控，减少人工操作，增加通用性。

图3 工作原理

该机由托架、主轴、喂料斗、送料装袋机构、电器部分和自动限位滑动导轨等组成，如图3所示。原料从料斗进入，料斗底部的搅拌装置使原料进一步混合均匀并喂入螺旋输送器，输送器将原料经由输料管输入托架上的塑料袋中。塑料袋的端头在托架上随着原料的装填顺着导轨向一侧移动，直至设定的长度时在把手位置被挡住。这时托架自动从导轨上落下，离合装置脱开，螺旋输送器停止送料。在托架和导轨间有弹簧，在装填过程中袋内原料在弹簧的作用力下被压实。取下已装满的菌袋，换上空菌袋，向下推动手把，托架即自动归位，即开始下一个工作周期。

3.1 喂料斗设计

上料斗以摩擦学为设计原理，以原料能顺利落入为前提，搅拌装置设计以能将原料持续喂入而不产生结拱为原则，结构如图4所示。

图4 喂料斗

3.2 导轨结构设计

导轨除了为菌袋提供支撑外，另外一个作用是控制离合器的结合与分离（如图5）。当导轨处在最右端a处时，离合器合上，螺旋输送器工作，此时进行装袋作业；当行进到b处时，菌袋装满，内滑杆顺势下移，离合器分开；等空的菌袋套好后，导轨内滑杆则从下面复位，即可开始下一个工作循环。

装料为连续供料，托架下方装有滚轮，沿导轨顺着输送管平行移动，在弹簧力的作用下，菌袋受端部弹力和内部螺旋输送器输送力的作用，从两端使物料内部压紧，使物料紧实，以达到工艺要求。当菌袋一端达到预设长度时，内滑杆会自动从轨道落下，带动离合器分离，螺旋输送器停止送料。使每一次装填的菌袋长度一致，紧实度一致，自动完成装袋作业。

3.3 送料装袋机构设计

送料装袋机结构由螺旋输送器和装袋套筒组成，可以实现连续供料，提升工作效率。装袋套筒根据种植不同的工艺需要，设计成可更换式。本次设计3种套筒口径，分别为120mm、170mm、220mm，3种套筒的筒口法兰通用，生产中可实现自由切换。

图5 导轨结构图

图6 螺旋输送器