出口香菇切瓣裝置的研發(fā)

馬勝賓 路紅波 王俊翔 鄭玉艷*

（1.遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)業(yè)裝備工程學(xué)院，遼寧 營(yíng)口 115009；2.中國(guó)鐵路沈陽(yáng)局集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽(yáng)）

香菇又名香菌、香蕈、香信、冬菇、花菇等，是世界第二大食用菌種類，也是我國(guó)食用菌類特產(chǎn)之一，在民間素有山珍之稱。香菇肉質(zhì)肥厚細(xì)嫩，味道鮮美，香氣獨(dú)特，具有高蛋白、低脂肪、多糖、多種氨基酸和多種維生素的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、藥用價(jià)值和保健價(jià)值均較高［1］。目前，我國(guó)香菇工廠化生產(chǎn)技術(shù)已較為成熟，發(fā)展香菇產(chǎn)業(yè)已成為各地促進(jìn)農(nóng)民增收、實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的重要途徑之一。

我國(guó)的香菇生產(chǎn)量和出口量為世界第一。2020年全國(guó)新鮮或冷藏香菇的出口總量為17 126.03 t，出口創(chuàng)匯額高達(dá)4 148.26萬(wàn)美元，均價(jià)2.4美元/kg［2］，產(chǎn)品主要銷往日本、韓國(guó)等東南亞各國(guó)和我國(guó)香港地區(qū)。出口香菇產(chǎn)品要求從菌蓋中心將其切成4瓣、6瓣或8瓣（見圖1），切成丁或切成片（見圖2）均不符合出口要求。

圖1 符合出口標(biāo)準(zhǔn)的香菇瓣

圖2 不符合出口標(biāo)準(zhǔn)的香菇瓣

國(guó)內(nèi)科技人員很早就進(jìn)行了香菇切丁機(jī)的研究，目前以CHD100為代表的小型切丁機(jī)廣泛應(yīng)用于中小型食品加工企業(yè)，但對(duì)香菇切瓣機(jī)的研發(fā)較少。隨著香菇出口標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，香菇切瓣執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不僅需滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，還要滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，加上手工切瓣的局限性，導(dǎo)致部分中小型企業(yè)產(chǎn)能不足、香菇出口量受到限制。鑒于此，我們開展了香菇切瓣機(jī)的研發(fā)工作，以期提高香菇加工效率，降低生產(chǎn)成本，保證香菇加工質(zhì)量，促進(jìn)香菇產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 一代香菇切瓣機(jī)

走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前大多香菇加工企業(yè)采用人工手持壁紙刀切瓣，不僅工作效率低、成本高，而且易劃傷手，影響香菇產(chǎn)能的提升。據(jù)香菇加工出口企業(yè)技術(shù)人員反應(yīng)，如果第1 d有工人受傷，會(huì)較大地影響其他工人的情緒，第2 d香菇切瓣量會(huì)減少50%左右，3 d后才能恢復(fù)正常產(chǎn)能。

根據(jù)企業(yè)要求，我們?cè)O(shè)計(jì)的初步方案是通過機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)一種仿形運(yùn)動(dòng)，即將香菇菌蓋推向刀具實(shí)現(xiàn)切割，由此誕生了一代香菇切瓣裝置（見圖3）。一代香菇切瓣裝置樣機(jī)采用調(diào)頻電機(jī)，工人可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，一代香菇切瓣機(jī)實(shí)現(xiàn)了香菇切瓣，且運(yùn)轉(zhuǎn)順暢。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，一代香菇切瓣機(jī)的工作效率比人工切瓣提高了1.7～2.0倍，且安全、操作簡(jiǎn)單。

圖3 一代香菇切瓣機(jī)

2 二代香菇切瓣機(jī)

2.1 工作原理

香菇加工出口企業(yè)使用一代香菇切瓣機(jī)一段時(shí)間后，對(duì)其提出了更高的要求。由于香菇加工行業(yè)，特別是中小企業(yè)的香菇加工是一個(gè)周期性行業(yè)，每潮菇加工之間有一段空閑時(shí)間，香菇切瓣機(jī)會(huì)擱置一段時(shí)間，而一代香菇切瓣機(jī)體積較大，不便收置，加工企業(yè)提出機(jī)械小型化的需求，同時(shí)要求機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)流暢，提高持久性和耐用性。根據(jù)企業(yè)要求，我們對(duì)一代香菇切瓣機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化（見圖4），取消了上方沉重的滑軌軌道，研發(fā)了二代香菇切瓣機(jī)。

圖4 二代香菇切瓣機(jī)的優(yōu)化

優(yōu)化后的二代香菇切瓣機(jī)將橫向滑軌1與框架8連接、上下滑板2與軌道11相連、定位軌道3固定在上下滑板2上、銷軸4固定在定位軌道3上、壓板12固定在上下滑板2上，13為成型刀具。工作原理：?jiǎn)?dòng)電機(jī)6，電機(jī)通過傳送帶7帶動(dòng)齒輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪5帶動(dòng)銷軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，銷軸4帶動(dòng)上下滑板2運(yùn)動(dòng)，上下滑板2可以在軌道11內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，也可以水平運(yùn)動(dòng)，由于定位軌道3的限制，初始時(shí)滑板2水平運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到定位軌道3的位置時(shí)，齒輪會(huì)運(yùn)動(dòng)到銷軸4的上方，從而完成上下滑板在軌道11的上下運(yùn)動(dòng)；將壓板12固定在上下滑板2上，以完成一個(gè)方形的運(yùn)動(dòng)軌跡，操作者將香菇從刀具13前端的支撐桿穿過后，壓板12會(huì)推動(dòng)香菇完成分瓣切割。

2.2 效益分析

與傳統(tǒng)人工切瓣相比，二代香菇切瓣機(jī)具有性能穩(wěn)定、運(yùn)行安全可靠、效率高（提高2倍以上）、操作簡(jiǎn)單（即學(xué)即用）等特點(diǎn)，可大幅降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)測(cè)算，工人使用壁紙刀進(jìn)行香菇切瓣，每人每天加工量200～300 kg，人工費(fèi)按0.5～0.6元/kg計(jì)，每天人工支出100～180元。同時(shí)，100人左右的中小型企業(yè)，1 d的香菇加工量20～30 t，僅可滿足1～2個(gè)貨柜，由于產(chǎn)能有限，許多中小型企業(yè)不敢大量接單，限制了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。使用二代香菇切瓣機(jī)后，相同加工量每月可節(jié)省人工費(fèi)用數(shù)十萬(wàn)元，同時(shí)還能提高產(chǎn)能，降本增效顯著。