一種菌類培養(yǎng)基割膜器的設(shè)計

曹陽， 于超

（黑龍江省機械科學(xué)研究院，哈爾濱150040；2. 黑龍江省千潤工程管理有限公司，哈爾濱150000）

0 引言

黑木耳、蘑菇味道鮮美，具有很高的營養(yǎng)價值和藥用價值，目前市場上價高緊俏，菌類的培養(yǎng)戶也越來越多。菌類培養(yǎng)的原理是：根據(jù)各種菌類生長時對營養(yǎng)物質(zhì)的要求，用人工方法配制而成的營養(yǎng)基質(zhì)，供菌絲生長發(fā)育。我們把這種營養(yǎng)物質(zhì)叫培養(yǎng)基，菌類依附于培養(yǎng)基如同農(nóng)作物需要土壤一樣。一般菌類培養(yǎng)基的外表面會包裹一層薄膜，便于對培養(yǎng)基溫度、水分等的控制，但當(dāng)菌類生長到一定程度時，就需要將菌類培養(yǎng)基頂部的薄膜去掉?，F(xiàn)在一般是工人手工除掉培養(yǎng)基頂部的薄膜，這樣不僅浪費人力，效率低，而且還對培養(yǎng)基造成了程度不一的損壞，因此有必要設(shè)計一種割膜器，節(jié)省人力、提高效率，同時還能保證對培養(yǎng)基的保護。

1 背景技術(shù)

1.1 塑料袋培養(yǎng)基栽培的方法

黑木耳、蘑菇等菌類生產(chǎn)周期短、成本低、經(jīng)濟效益高，是農(nóng)村致富的一個好途徑[1]。近年來, 隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展, 利用塑料袋栽培金針菇方法簡單易行、經(jīng)濟效益顯著, 已成為菌類的主要栽培模式[2], 被廣大的食用菌生產(chǎn)者所采用。黑木耳、蘑菇是腐生真菌，完全依靠其菌絲體從基質(zhì)中吸收營養(yǎng)物質(zhì)而生長，因此需要利用培養(yǎng)基來培養(yǎng)。一般菌類培養(yǎng)基的外表面會包裹一層薄膜，便于在培養(yǎng)初期對培養(yǎng)基溫度、水分等的控制。其具體方法是：選用厚度0.04～0.06 mm的聚丙烯或低壓聚乙烯塑料袋，將塑料袋筒的一段用繩扎口，然后從另一端向袋內(nèi)裝入菌種和培養(yǎng)料，邊裝邊壓，虛實適度，然后用繩扎口。最后用2.5～3.0 mm的圓釘向扎好口的塑料袋扎孔，孔分布要均勻。以此方法培養(yǎng)菌類可以利用多種原料和不同的場地與空間，可與蔬菜形成立體式栽培，如圖1所示。

1.2 傳統(tǒng)手工割膜弊端

當(dāng)菌類生長到一定程度時，需要除去外膜才能讓菌類更好地生長。有的用戶沒有采用培養(yǎng)基割膜處理，只將培養(yǎng)基的釘孔處在培養(yǎng)基的主體上，生長出的蘑菇、木耳分布情況也根據(jù)釘孔位置而定，并不立體[3]。因此菌類生長的數(shù)量往往受釘孔位置數(shù)量影響，產(chǎn)值一直沒有得到突破。而且培養(yǎng)基兩端空間閑置并沒有充分利用，浪費了空間。培養(yǎng)基可以割破外層塑料膜回收再利用，不割膜直接丟棄培養(yǎng)基不僅造成了浪費，同時對環(huán)境造成污染。

目前通常采用割膜處理的方法，也僅僅是單純用刀片手工操作，破壞性地割膜。這種割膜方式的操作難度大，容易造成殘留。不僅浪費材料、時間與人工，效率低，而且破壞性的操作方式不利于培養(yǎng)基的再回收，給回收工作增加了許多負擔(dān)。同時徒手操作容易造成誤傷，操作時有一定安全隱患。

1.3 菌類培養(yǎng)基割膜器的優(yōu)勢

與不使用割膜方式相比較，培育過程中采用割膜處理，能夠充分利用率培養(yǎng)基的栽培空間，最大化地提高產(chǎn)值，創(chuàng)造更多利潤。使用菌類培養(yǎng)基割膜器割膜處理后培育面積增長率可通過以下公式計算：

式中：A為培育面積增長率；R為培養(yǎng)基圓柱體半徑尺寸；h為培養(yǎng)基圓柱體高度尺寸。

以培養(yǎng)基圓柱體高40 cm、半徑10 cm為例，隔膜后培育面積增長率為12.5%。培育面積的增長使平均產(chǎn)值增長12.5%，如圖2所示。

圖2 割膜培養(yǎng)法

與傳統(tǒng)手工割膜方式相比較，使用菌類培養(yǎng)基割膜器不僅可以在培育期增大培育空間，充分利用資源，提高產(chǎn)量，創(chuàng)造更大價值；而且在培育期后回收培養(yǎng)基時，簡化了割膜步驟，很好地保護了培養(yǎng)基的完整性，節(jié)省投資，實現(xiàn)了可持續(xù)性發(fā)展，保護環(huán)境，同時也簡化了后期回收工作，提高效率的同時進一步地優(yōu)化了培育過程。

2 菌類培養(yǎng)基割膜器的技術(shù)方案

2.1 結(jié)構(gòu)原理

菌類培養(yǎng)基割膜器整體由固定桿、定位蓋體、滑套、轉(zhuǎn)套、刀架和刀片5部分組成。如圖3所示，將固定桿焊接在定位蓋體上，滑套套設(shè)在固定桿上，滑套表面開設(shè)有長圓孔，限位螺釘穿過長圓孔后固定在固定桿上，限位螺釘與長圓孔配合限制滑套的移動。

滑套的下部左右兩側(cè)各設(shè)有一耳板，每個耳板與一直板的一端鉸接，直板的另一端與一抓鉤的非鉤端鉸接，在兩個抓鉤上靠近鉤子的非鉤端處均與一異形板的一端鉸接。異形板的另一端固定在滑套與定位蓋體之間的固定桿上，兩個異形板對稱設(shè)置在固定桿的左右兩側(cè)，兩個抓鉤設(shè)置在定位蓋體正上方。定位蓋體上與兩個抓鉤對應(yīng)位置處開設(shè)有缺口。轉(zhuǎn)套套設(shè)在定位蓋體外部，繞定位蓋體轉(zhuǎn)動設(shè)置。轉(zhuǎn)套的一側(cè)設(shè)有連接叉，將刀片安裝在刀架上固定在連接叉上，刀片的刀尖朝向待割膜菌類培養(yǎng)基方向設(shè)置。

固定桿的頂端固定有把手，在把手與滑套之間的固定桿上套設(shè)彈簧，彈簧與把手接觸處設(shè)有墊圈和螺母。刀架的一端與連接叉連接，另一端與定位蓋體之間通過拉伸彈簧連接。 定位蓋體下部套設(shè)有防止轉(zhuǎn)套脫落的擋圈，通過螺釘固定在定位蓋體的側(cè)面。定位蓋體為圓柱狀定位罩，且在圓柱狀定位罩的圓形底板上開設(shè)兩個半長圓形孔狀的缺口?；椎纳喜抗淘O(shè)有拉桿。把手與固定桿之間螺紋連接。

圖3 菌類培養(yǎng)基割膜器結(jié)構(gòu)及操作示意圖

2.2 操作方法

割膜器的操作步驟主要由兩個動作實現(xiàn)：固定后抓取和固定后割膜。工作時，握住把手將定位蓋體對準并蓋在待割膜菌類培養(yǎng)基上，向把手方向拉動拉桿，拉桿向上運動，通過直板和異形板的作用，兩個抓鉤的鉤子均向待割膜菌類培養(yǎng)基方向運動，從而使兩個鉤子鉤住待割膜菌類培養(yǎng)基的頂部薄膜。同時用手沿定位蓋體撥動連接叉一周，刀架帶著刀片繞待割膜菌類培養(yǎng)基轉(zhuǎn)動一周，完成頂部薄膜的切割。同時提起把手，完成菌類培養(yǎng)基頂部薄膜與菌類培養(yǎng)基分離。

3 達到的效果

通過對20個培養(yǎng)戶的推廣使用反饋，得到以下評價：

1）操作簡單，效率得到顯著提高。該菌類培養(yǎng)基割膜器，簡化了割膜動作。通常培養(yǎng)基是一次性使用，即使回收也僅會采取人工徒手割膜，往往是手工多次切割，切割不規(guī)則，甚至是破壞性切割。使用本割膜器后，完全可以實現(xiàn)半機械化，不論是抓取還是切割培養(yǎng)基外膜，都是只需一兩根手指即可以完成操作。傳統(tǒng)手工割膜時，每人操作6 h可割膜2000 m2左右，使用了菌類培養(yǎng)基割膜器后同樣面積僅需要2 h。菌類培養(yǎng)基割膜器比人工割膜效率提高3倍以上。提高了工作效率近300%，必然減少操作人工，減少了不必要的開支。

切割后的刀痕平整、深淺一致，對培養(yǎng)基基體本身起到了保護作用，使基體不易破損、松散，為再收集、再利用提供了很大的方便。同時該割膜器可直接抓取被割掉的培養(yǎng)基塑料膜的端部，方便塑料垃圾收集，廢物回收，減少污染。對環(huán)境保護，實現(xiàn)綠色栽培、綠色生產(chǎn)、綠色農(nóng)業(yè)起到了一定作用。

2）提高產(chǎn)量。以往菌類培養(yǎng)基僅在表面上釘孔栽培，而忽略了培養(yǎng)基兩端的培養(yǎng)空間。栽培過程中，將培養(yǎng)基頂端膜割除后，創(chuàng)造更多栽培空間，同一空間、同一培養(yǎng)基上可培育更多木耳、蘑菇，節(jié)約空間，提高產(chǎn)值，降低成本，創(chuàng)造更多價值。對比未割膜培育產(chǎn)量增長12.5%以上。合理利用空間、提高產(chǎn)量的同時，不會發(fā)生因培養(yǎng)空間不足而引起培育質(zhì)量差的問題，保證菌類培養(yǎng)的“多而不差”，同時也節(jié)約更多的培養(yǎng)基，節(jié)約了成本。

3）安全可靠。以往割膜工具單純使用刀片，往往造成誤傷，安全性較低。本割膜器雖然也是采取刀片割膜，但刀片固定在刀架上不易脫落，且刀片只能沿著轉(zhuǎn)套進行圓周運動，刀刃遠離操作人員向外工作，確保刀口美觀整齊的同時，更保證了操作安全。

4）低成本。該割膜器制造簡單，成本低，使用壽命長，為實際生產(chǎn)操作節(jié)約大量開支。

4 結(jié)論

本菌類培養(yǎng)基割膜器，將菌類培養(yǎng)基頂部薄膜割掉，便于在同一培養(yǎng)基培養(yǎng)更多蘑菇、木耳，以加大培養(yǎng)基的利用率，節(jié)省培養(yǎng)空間，同時節(jié)省材料，更節(jié)能，更環(huán)保；單位空間內(nèi)可以提高產(chǎn)量、產(chǎn)值，動作簡單、便捷，提高工作效率。本割膜器已申請實用新型專利，可以為菌類培育增大產(chǎn)量，創(chuàng)造更多有益價值。