出口香菇切瓣装置的研发

马胜宾 路红波 王俊翔 郑玉艳*

（1.辽宁农业职业技术学院农业装备工程学院，辽宁 营口 115009；2.中国铁路沈阳局集团有限公司，辽宁 沈阳）

香菇又名香菌、香蕈、香信、冬菇、花菇等，是世界第二大食用菌种类，也是我国食用菌类特产之一，在民间素有山珍之称。香菇肉质肥厚细嫩，味道鲜美，香气独特，具有高蛋白、低脂肪、多糖、多种氨基酸和多种维生素的营养特点，营养价值、药用价值和保健价值均较高［1］。目前，我国香菇工厂化生产技术已较为成熟，发展香菇产业已成为各地促进农民增收、实现乡村振兴的重要途径之一。

我国的香菇生产量和出口量为世界第一。2020年全国新鲜或冷藏香菇的出口总量为17 126.03 t，出口创汇额高达4 148.26万美元，均价2.4美元/kg［2］，产品主要销往日本、韩国等东南亚各国和我国香港地区。出口香菇产品要求从菌盖中心将其切成4瓣、6瓣或8瓣（见图1），切成丁或切成片（见图2）均不符合出口要求。

图1 符合出口标准的香菇瓣

图2 不符合出口标准的香菇瓣

国内科技人员很早就进行了香菇切丁机的研究，目前以CHD100为代表的小型切丁机广泛应用于中小型食品加工企业，但对香菇切瓣机的研发较少。随着香菇出口标准越来越高，香菇切瓣执行的标准不仅需满足国家标准，还要满足国际标准，加上手工切瓣的局限性，导致部分中小型企业产能不足、香菇出口量受到限制。鉴于此，我们开展了香菇切瓣机的研发工作，以期提高香菇加工效率，降低生产成本，保证香菇加工质量，促进香菇产业高质量发展。

1 一代香菇切瓣机

走访调研发现，目前大多香菇加工企业采用人工手持壁纸刀切瓣，不仅工作效率低、成本高，而且易划伤手，影响香菇产能的提升。据香菇加工出口企业技术人员反应，如果第1 d有工人受伤，会较大地影响其他工人的情绪，第2 d香菇切瓣量会减少50%左右，3 d后才能恢复正常产能。

根据企业要求，我们设计的初步方案是通过机构来实现一种仿形运动，即将香菇菌盖推向刀具实现切割，由此诞生了一代香菇切瓣装置（见图3）。一代香菇切瓣装置样机采用调频电机，工人可根据实际需要调节电机转速，一代香菇切瓣机实现了香菇切瓣，且运转顺畅。经现场测试，一代香菇切瓣机的工作效率比人工切瓣提高了1.7～2.0倍，且安全、操作简单。

图3 一代香菇切瓣机

2 二代香菇切瓣机

2.1 工作原理

香菇加工出口企业使用一代香菇切瓣机一段时间后，对其提出了更高的要求。由于香菇加工行业，特别是中小企业的香菇加工是一个周期性行业，每潮菇加工之间有一段空闲时间，香菇切瓣机会搁置一段时间，而一代香菇切瓣机体积较大，不便收置，加工企业提出机械小型化的需求，同时要求机械运转流畅，提高持久性和耐用性。根据企业要求，我们对一代香菇切瓣机进行了优化（见图4），取消了上方沉重的滑轨轨道，研发了二代香菇切瓣机。

图4 二代香菇切瓣机的优化

优化后的二代香菇切瓣机将横向滑轨1与框架8连接、上下滑板2与轨道11相连、定位轨道3固定在上下滑板2上、销轴4固定在定位轨道3上、压板12固定在上下滑板2上，13为成型刀具。工作原理：启动电机6，电机通过传送带7带动齿轮5转动，齿轮5带动销轴4转动，销轴4带动上下滑板2运动，上下滑板2可以在轨道11内上下运动，也可以水平运动，由于定位轨道3的限制，初始时滑板2水平运动，当运动到定位轨道3的位置时，齿轮会运动到销轴4的上方，从而完成上下滑板在轨道11的上下运动；将压板12固定在上下滑板2上，以完成一个方形的运动轨迹，操作者将香菇从刀具13前端的支撑杆穿过后，压板12会推动香菇完成分瓣切割。

2.2 效益分析

与传统人工切瓣相比，二代香菇切瓣机具有性能稳定、运行安全可靠、效率高（提高2倍以上）、操作简单（即学即用）等特点，可大幅降低生产成本，提高企业竞争力。据测算，工人使用壁纸刀进行香菇切瓣，每人每天加工量200～300 kg，人工费按0.5～0.6元/kg计，每天人工支出100～180元。同时，100人左右的中小型企业，1 d的香菇加工量20～30 t，仅可满足1～2个货柜，由于产能有限，许多中小型企业不敢大量接单，限制了企业经济效益的提高。使用二代香菇切瓣机后，相同加工量每月可节省人工费用数十万元，同时还能提高产能，降本增效显著。