黑木耳生产全程机械化装备优化配置方案

王明友 王帅洋 宋卫东 吴今姬 周德欢 王教领 丁天航

（农业农村部南京农业机械化研究所，江苏南京 210014）

黑木耳生产多集中于亚太地区的中国、日本、韩国、越南等国家。我国地处北温带，是世界黑木耳主产区，其产量和出口量均居世界首位[1]。黑木耳作为我国第二大食用菌栽培品种，2020 年产量达706.43 万t，占全国食用菌总产量的17.39%[2]。我国东北地区的独特冷凉气候与自然资源，为黑木耳提供适宜的生长条件，是全国黑木耳优势产区和主产区。

我国黑木耳生产大致经历采摘野生耳、原木砍花、段木接种栽培和袋料栽培四个阶段[3]。袋料栽培具有生产周期短，产量高，便于规模化季节性栽培等优势，现已成为我国栽培黑木耳的主要模式。季节性栽培黑木耳，分为春栽、夏栽和秋栽3 种类型。东北地区春栽黑木耳从12月初制备料袋，到来年6 月采收第一潮耳；夏栽黑木耳从1 月制备料袋，2 月接种，到7 月底可采收；秋栽黑木耳为5 月初制备料袋，5 月中旬接种，10 月开始采收。因此，应提前40~60 d 培养黑木耳菌棒[4]，灭菌接种后采用室内发菌、露天摆袋的栽培模式。

当前，随着国家乡村振兴政策的持续推进和农村剩余劳动力就业途径的快速转移[5]，以劳动密集型为特点的黑木耳生产，受到了劳动力成本上升和市场价格下压的双重压力。全程机械化对实现黑木耳生产方式转变、改善生产条件和提高效率具有重要意义[6]。基于此，笔者分析比较目前黑木耳机械化，以东北地区年产200万袋菌棒为目标，对黑木耳机械化生产的十个环节（制料、搅拌、装袋、灭菌、接种、刺孔、整地、覆膜、采收、烘干）中的机械性能参数进行说明，提出相应的黑木耳机械化生产装备配置对策，以期为黑木耳机械化生产装备的选型配置提供参考。

1 黑木耳生产工艺流程

根据黑木耳国家标准（GB/T 6192—2019）对黑木耳品质的要求[7]和无公害黑木耳生产技术规程中的黑木耳生产工艺流程，结合优势主产区内的规模化黑木耳生产企业运行情况，在袋料栽培黑木耳生产全程机械化的装备选择与配置方案的基础上，按照标准化的袋料栽培黑木耳生产工艺流程：制料（粉碎机）→配料（拌料机）→装袋（装袋机、窝口机）→灭菌冷却（常压、高压灭菌锅）→接种（接种机）→发菌→刺孔（刺孔机）→整床（整地机）→覆膜（覆膜机）→采收（采收机）→烘干（烘干机）→检验→贮藏（或出售）选配机械。

2 菌棒生产机械选择与配置

2.1 培养料制备机械的选择与配置

（1）基质粉碎机械的选择与配置。以年产200万袋、日产2 万袋黑木耳菌棒为例，采用东北地区17 cm×33 cm 规格袋装料，每袋装料折干 0.5 kg，日产2 万袋则需10 t 基质。选择的基质粉碎装备均需配置锤片机构，且需实现基质粒度可调，以保证栽培黑木耳质量[8]。基质制备环节配置三种机型的主要作业性能如表1。

表1 栽培基质粉碎机性能

以每天作业8 h，日产2 万袋所需基质用量，对基质粉碎装备重点从作业效率、能耗、进料口大小等方面进行选型，最终选配金诺JN450 型粉碎机，1台。

（2）搅拌机械的选择与配置。每日需求10 万t干物质料，按装料时栽培料含水量60%计算，则栽培料总质量至少20 万t，同时要求搅拌装备混合搅拌均匀且不发生原料酸败。因此，选择的搅拌装备搅龙需带有正反螺带结构，栽培料搅拌制备环节配置三种机型的主要作业性能如表2。

表2 培养料搅拌机性能

根据每天作业8 h，结合搅拌机生产效率、能耗、购机成本等因素，选择配置1台GXJB−7型双螺旋搅拌机。

（3）运输装载机械的选择与配置。在黑木耳菌棒制备、各工艺环节间需叉车或装载机运送菌棒或物料，且在灭菌、入库、出货等环节都要使用运输装载机械。运输装载机械的主要作业性能指标如表3。

表3 运输装载机械性能

综合考虑黑木耳菌棒生产量、购买价格、使用频次及作业负载，选择配置锦正电动叉车1台，超洋手动液压叉车2台，华科HK−918型装载机1台。

2.2 菌棒制作机械的选择与配置

（1）装料机械的选择与配置。搅拌后的栽培料需尽快装袋，以免培养料发生变质。黑木耳装料机械的选择，应与黑木耳中心孔接种工艺相适应，以自动装料、窝口、插棒一体化作业机为主。现有的黑木耳菌袋装料窝口插棒一体机已实现装料、窝口、插棒的机械化操作[9]。因此，选择的装料装备需具有一体化作业。三种机型的主要作业性能如表4。

表4 三种装料机械性能指标

窝口插棒机械的旋转与配置，三种机型主要作业性能如表5。

表5 三种窝口插棒机械性能

搅拌后的栽培料要求在5 h 内完成装袋，装袋机与窝口机分开配置所需人力成本较高。综合考虑生产效率、人工成本、价格等因素，选择配置贵龙装袋窝口插棒全自动一体机，5台。

（2）灭菌器的选择与配置。装料后的料袋须尽快灭菌。灭菌时为使温度快速上升至100 ℃以上，生产中应选择高压灭菌器，同时配置空气过滤装置，避免外界空气回流到灭菌器内。三种机型的主要作业性能如表6。

表6 三种灭菌器性能

灭菌前须抽真空，排冷气后达0.15 MPa，料温121 ℃维持2~2.5 h。考虑经济性、环保性及可操作性，选择GXMQ−4.8 双门高压灭菌器，2 台。也可定制提升至每台灭菌器每次灭菌25 000袋以上，1台。

（3）接种机械的选择与配置。接种是最容易引起污染的环节，生产中必须严格要求，确保栽培袋成品率。接种固体菌种一般不会大面积污染，适合较为粗放式的家庭或合作社生产。与固态菌种相比，液体菌种发菌快，成本高，对工作人员及工作环境要求都高[10]，适合工厂化生产。因此，日产2 万菌棒需选用液体菌种接种机械。三种机型的主要作业性能见表7。

表7 接种机械性能

为杜绝感染的风险性，选择的黑木耳液体接种机需包含菌棒接种前的自动拔棒与接种后的自动塞棉塞功能，且接种量可调。因此，根据机械功能、作业效率，经济性等因素，日产2 万袋配置方案为：GXJZ−Y带有拔棒功能的液体接种机，3台。

（4）刺孔机械的选择与配置。发菌后的菌棒达到生理成熟后就可刺孔。采用刺孔机对菌棒刺孔，要求孔径、孔深一致且均匀。同时，为降低人工成本与缩短时间，应选择电动刺孔机械。三种刺孔机型的主要作业性能如表8。

表8 刺孔机械性能指标

刺孔机刺孔时，每袋刺孔180~220 孔可调。刺孔机可以大大节省劳动力成本，选择配置贵龙传送带电动刺孔机，4台。

3 采收与烘干机械选择与配置

3.1 采收机械的选择与配置

目前，黑木耳生产除采收工作外均已实现机械化[11]。受黑木耳“采大留小”的采收原则，当前黑木耳采收仍以人工选择性分级采摘为主，机械化采收为辅。与果蔬机械化采摘相比，黑木耳采摘需对生长于圆柱菌棒上的高密度成熟耳片进行选择性采收，不像双孢蘑菇平面一次性采收。近年来，随着黑木耳产业的持续扩大，机械化采收设备也得到了推广与应用，一定程度上缓解了采收期“无人”可用的难题，实现了采收机器换人，大大降低劳动力采收成本与采收强度。三种采收机主要作业性能见表9。

表9 采收机械性能

鉴于目前黑木耳采收机尚未成熟，机械化采收中的耳片合格率及采收率较低。因此，建议阴雨天难以及时采收黑木耳情况下才使用采收机。选择配置方案：敦化SJR−300 木耳采收机4 台、环宇木耳采收机4台及SJR−200木耳采收机2台。

3.2 烘干机械的选择与配置

目前，全国优势产区的黑木耳干制主要以自然晾干为主。如遇阴雨天气时，则采用机械方式烘干黑木耳，若继续采用阴干，则极易造成流耳（黑木耳不及时干燥易发生自溶及腐烂）。黑木耳烘干时起始温度不易过高，以防排湿跟不上[11]，引起耳片卷曲和不规则收缩。三种烘干机的主要性能见表10。

表10 三种烘干机械性能

干燥温度以不超过60 ℃为宜，干燥后黑木耳水分应不高于12%。为满足不同采收批次的黑木耳干制要求，选择配置方案：中旭ZX−6P 热泵箱式烘干机，4台。

4 小 结

综上所述，以年产200万棒黑木耳菌棒为基标，全年可接种天数为100 d，日产2 万棒，日消耗干料10 t，其黑木耳生产全程机械化装备配置：配置锦正电动叉车1 台，超洋手动液压叉车2 台，华科HK−918型装载机1台；金诺JN450型粉碎机1台；GXJB−7型双螺旋搅拌机1台；贵龙装袋窝口插棒全自动一体机 5 台。GXMQ−4.8 双门高压灭菌器，2 台，也可定制提升至每台灭菌柜每次灭菌25 000 棒1 台；GXJZ−Y 带有拔棒功能的液体接种机3台；贵龙传送带电动刺孔机4 台；敦化SJR−300 木耳采收机4 台，环宇木耳采收机4台及SJR−200木耳采收机2台；中旭ZX−6P热泵箱式烘干机4台。

黑木耳生产全程机械化极大地减轻耳农生产劳动强度，助推我国黑木耳产业的快速发展。