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小蘑菇大情怀
发表时间 2017-03-13 11:47 来源 本站原创

  ——记农业部南京农业机械化研究所食用菌生产装备研发团队

  导语:食用菌营养丰富,味道鲜美,是现代饮食的重要组成,同时具有一定的药用价值,是食药同源的典型物种。联合国粮农组织推荐21世纪理想食谱为“一荤一素一菌”,可以预见食用菌在未来饮食中的占比会越来越高。我国食用菌栽培历史至今已有1000多年,但是长久以来其生产主要以手工为主,劳动量大,严重制约了我国食用菌产业的发展。经过近30年的快速发展,目前我们食用菌产销量、出口量和消费量均位居全球首位。形成这一可喜局面的因素较多,比如饮食结构的变化要求市场提供更大产量与更多品种的食用菌,但其中关键因素为食用菌机械化生产技术的发展促进了我国食用菌产业的壮大,彻底改变了食用菌生产劳动密集型这一基本属性,把生产者从脏、累、慢的环境中解放了出来。



企业考察调研

  随着食用菌机械化生产需求的增长,食用菌机械设备的生产企业如雨后春笋般涌现出来。在众多研发群体中有这么一个团队,带头人深耕农业机械领域30多年,带领团队从事食用菌机械化生产技术与装备研究,研发改进了大批食用菌生产装备,培训农民及企业一线生产人员数千人,运用机械化与智能化的大智慧,提升了我国食用菌产业的生产能力。这就是由宋卫东研究员带领的农业部南京农业机械化研究所食用菌生产装备研发团队。

  栉风沐雨砥砺前行

  1986年,课题负责人宋卫东研究员毕业于中山大学自动化专业,并于当年分配到农业部南京农业机械化研究所从事农业机械的研发工作,从此与农业机械结下了不解之缘。



粉碎试验1

  80年代农业装备的电子化和信息化,正成为发达国家在农业装备行业技术创新领域的主流趋势。本来自动化专业毕业的他,可以在农机行业大干一番,但此时由于受家庭联产承包制等政治因素的影响,农业机械已没有80年代前的光环,在后来的20年间基本是走下坡路,许多高校将农机专业改成了机制与车辆专业,放弃了农业机械的教学。就是在这样的艰难环境下,他仍然潜下心来,先后从事食用菌、茶叶和烟草等机械化生产研究。

  进入21世纪以来,由于我国人口红利消失,城镇化进程不断推进,从事农业生产的人口不断减少,农村人口结构基本上是以老人与儿童为主,被讽刺为8361部队,农村面临无人种田的困境。在此大背景下,国家开始对农机行业逐渐重视起来,在资金、政策等方面给予了大力支持与倾斜。



粉碎试验2

  此时他认为时机已经到来,并且敏锐的感觉到未来我国特色农产品机械化生产将是一个更大的困局,因为前期研究基础太薄弱,比如食用菌机械化生产方面的理论与专业书籍基本为零。因此,一方面他与同事成立特色经济作物生产装备工程技术中心;另一方面组建食用菌团队,针对食用菌生产中急需的生产设备,如装袋机、增氧打孔机等进行研发改造。皇天不负苦心人,在2011年宋卫东研究员入选国家食用菌产业技术体系设备设施岗位科学家,这既是对他几十年研究的认可,也为团队的快速发展提供了坚实的保障。

  厚积薄发扶摇直上

  宋卫东研究员入选岗位科学家后正逢我国食用菌机械化生产的黄金时期。一方面食用菌小规模生产急需高效可靠的单机生产设备,如粉碎机、装袋机等;另一方面我国草腐菌生产劳动量大,环境差等现象严重,对相关替代机械装备需求迫切;同时智能化、工厂化生产技术与装备在我国也如火如荼的发展起来。

  研究团队针对上述问题先后开展了系列基质粉碎机、自动化程控定量装袋机、草腐菌工厂化生产技术与装备、菌棒表面快速增氧技术与装置、食用菌菌渣高效资源化利用技术与装备、工厂化生产菌瓶洗瓶技术与装备及物联网集群式智能化测控系统等研发。



草菇干燥试验

  由于森林全面禁伐,使得传统以木屑为栽培原料的食用菌种植模式受到挑战,团队针对此问题开发的5种不同系列的粉碎机,可针对桑枝、木条等不同的秸秆特性进行粉碎生产,替代原来单一木屑原料。该系列设备的推广获得了极大的反响,其中9ZF-37型带风引出料装置的组合式粉碎机斩获2014年江苏省装备制造业专利新产品金奖。

  开发的自动化程控定量装袋机采用PLC自动控制,取代了以往复杂的换向和变速结构,精度高,结构简单。利用光电开关信息采集与反馈位置信息实现了定量装袋,避免了胀袋,同时满足了不同规格的生产要求,深受农民喜爱。

  针对当前食用菌打孔增氧过程中人工打孔存在孔深不标准、孔距不均而导致后续发菌效果差的问题,团队开展了一种能自动夹紧菌棒和同步打孔、打孔数量和打孔深度可调的单排与双排食用菌菌棒打孔增氧机的研究,针对菌棒尺寸不同,研制出二种型号的单排与双排打孔增氧机。打孔增氧机的研制不仅提高了打开效率,同时避免了安全事故。

  针对国内草腐菌生产劳动量大、替代装备需求迫切问题,团队展开了草腐菌生产过程中的急需技术装备的研究。开发出了双孢蘑菇培养料定量输送摆动式送料布料一体机、二次发酵隧道控制系统、气吸式上料机、二次种菇用菌渣上料机等设备,把人工从繁重的劳动中解放了出来,极大了提高了生产效率,降低了劳动强度。



金针菇干燥试验

  在食用菌菌渣高效资源化利用方面,针对栽培后的菌棒、随意丢弃带来的资源浪费与环境污染问题,团队开展了废菌包分离技术与设备研究,成功开发了废菌包分离机,并在西藏、黑龙江、江苏等地进行了推广应用,效果良好。同时针对菌渣研制出了菌渣环模和平模2种颗粒燃料成型机,实现了菌渣的连续稳定生产。

  在工厂化生产菌瓶洗瓶方面,针对目前瓶栽食用菌工厂化生产在挖瓶以后菌瓶清洗劳动量大的问题,通过预湿-刷瓶-冲洗等工序替代人工完成洗瓶,设备配有触摸屏和PLC,全程自动化。工厂化生产菌瓶洗瓶机的研发,完善了工厂化生产链条,填补了国际空白。

  在物联网技术方面,针对现有食用菌设施栽培过程中的环境监测仅凭经验,监测控制设施极其缺乏的问题,团队展开了食用菌生产过程中,环境智能化中央集中监控技术与设备的研究,开发出基于物联网技术的食用菌生长环境智能化监控系统。



菌包分离试验

  同时,食用菌团队还建立了食用菌装备数据库;积极参加国内外学术交流;深入贫困山区开展扶贫调研;联合相关企业制定食用菌工厂化生产相关标准;定期开展技术培训。宋卫东研究员在开发食用菌设备的同时还注重理论的积累,编写了本科教材《食用菌栽培学》中机械化生产的章节,在我国高校食用菌专业教学历中具有重要意义。目前,团队承担省部级课题10余项,授权专利60余项,发表论文80余篇,获得科技级奖励20多项。

  不忘初心继续前进

  食用菌生产装备研发团队经过不懈努力,为我国食用菌机械化生产提供了坚实的理论支撑与可靠的设备选型。宋卫东研究员也因此兼任国家食用菌装备产业技术创新战略联盟专家委员会副主任委员、中国食用菌协会常务理事兼菌需物资与装备分会副会长等职。



技术培训

  在现阶段,我国食用菌产量在获得大幅度提升的同时又必须面临由生产企业的盲目扩张而导致的食用菌产能过剩的新问题。而作为研究团队在继续深入开展食用菌机械化生产技术与装备研究的同时,又要开辟生产转型这一新的战场。



技术研讨

  此时恰逢中国农业科学院启动继中国科学院知识创新工程、中国社会科学院哲学社会科学创新工程之后的第三大创新工程—科技创新工程,研发团队抓住这一大好机遇,整合所内业务骨干与优势资源,组建农产品加工团队,以食用菌等农产品为对象开展初深加工技术与装备研究。目前课题组已研制出农产品系列专用干制和加工等设备6套,未来将针对食用菌等农产品着力开展精深加工研究,延长产业链,进一步细化市场,满足多元消费需求,同时为我国食用菌产业转型升级提供动力,为我国新形势下食用菌产业的发展扩展新的空间。

  (我国食用菌泰斗李玉院士莅临我所参观指导并进行技术交流)