食用菌生产的未来—工厂化、智能化
中国农业机械化科学研究院，是中央直属大型国企。1999年之前属于原机械工业部，司局级，由20几个不同专业的研究所组成。1999年改制后，是原机械工业部264家科研院所重组、改制后保留下来的12家中央直属大型国企之一。中国农业机械化科学研究院（以下简称“中国农机研究院”）集团公司拥有4000多名员工，2000多名专业技术人员，主营业务收入10亿元，利润7000万元，总资产13亿元，具有多专业技术研究领域，以现代农、林、牧、渔技术装备为主业，相关高新技术产业共同发展，集科学研究、科技产业、工程于一体的中央直属大型科技企业集团。农副产品加工工程技术中心（中国包装和食品机械总公司）是中国农业机械化科学研究院的子公司，是集科学研究、设备研制、工程和工艺设计、工程总承包（交钥匙工程）、进出口贸易等业务于一体的行业龙头企业。中心专门从事食用菌工厂化栽培设施和工艺研究、农副产品贮藏、保鲜加工设备及加工工艺和工程建设工作。中心在“九五”和“十五”期间承担了国家农产品加工研究课题20多项，现承担多项“十一五”国家科技支撑计划项目。尤其在制冷装备及技术的研究运用方面成绩卓著，近年来，已建成果蔬保鲜等冷库工程30多项。2003～2007年完成国家保鲜项目和“工厂化食用菌栽培环境的湿冷节能控制技术研究与装备研制”项目10多项。2006年，中心组建了由研究员、高级工程师、硕士研究生等技术人员组成的“食用菌栽培”课题组，进行食用菌工厂化栽培和环境智能化控制研究。现推出适合国情、本土化的食用菌工厂化栽培湿冷菇房及其智能化环境监控系统技术，整合液体发酵工艺和发酵罐研制生产专家，可承接食用菌工厂化栽培交钥匙工厂。一、 湿冷菇房（核心技术）“湿冷”技术是七十年代发展起来的一种制冷方法，它通过机械制冷和积蓄冷量的办法，得到冰和接近0℃的冰水，再通过热质交换器，让冷水和环境空气进行传热传质，使菇房的空气获得很高的、稳定的湿度(相对湿度可达80%～98%，非常适合食用菌出菇湿度需要)，然后再由这种高湿冷空气去冷却菇房，使菇房环境温度迅速下降到适合食用菌生长的温度，并保持相对稳定。研究成果及应用情况：1、1996年第一座湿冷保鲜库在我国建成，正是课题所在单位组建的。用于贮藏保鲜冬枣到春节，销售价每公斤120元。2、2002年6月～2004年12月，我院完成了农业科技成果转化资金项目《湿冷保鲜技术与装备》，并与2004年通过了鉴定验收，获得专家一致好评。3、原国家经济贸易委员会的国家技术创新项目(项目编号为01BK-91)，《果品、蔬菜保鲜共性技术研究与装备研制》于2005年4月1日通过鉴定和验收。4、北京市科技计划项目《果蔬保鲜及加工关键技术研究及产业化开发》课题，于2006年2月通过验收。5、承建果蔬湿冷保鲜交钥匙工程10项。 “湿冷”技术应用于食用菌栽培的优势（与普通冷库作为出菇房比较）： （1） 湿冷技术采取利用夜间低谷电蓄冷的方法，可以减小配套压缩机组的装机容量，比普通冷库减少1/3装机容量；（2) 使用 低谷电，降低运行成本5～20%；（3）创造低温高湿的理想出菇环境，解决了普通冷库内制冷时湿度下降的问题，使出菇库内的温、湿度保持在稳定的状态，而不用另配加湿设施。（4）通过利用水池蓄冷，由小功率风机、水泵间隔运行，可保持库内稳定的温湿度环境。解决了夏季中午需制冷机频繁启动的难题。（5）鲜菇产量增加5～15%，出菇周期缩短3～10天。（6）菇房环境可实现智能化远程监控近四、五年来，中心根据食用菌生长环境需求的特性，对食用菌工厂化生产中湿冷技术的实际应用性展开研究。主要内容为适用性关键改造，节能性优化设计和建造方式试验三个方面。(1) 适用性关键改造：为了达到温湿度恒定可控的目标，进行相应改进很好地解决了菇房内温湿度稳定和节省能耗的矛盾。改善后的菇房温湿度变化如下图1-1，图中菇房内温度波动小于1.5℃，相对湿度波动在80%～90%之间。图1-1 恒温湿冷菇房的温湿度记录曲线(2) 节能性优化设计：普通菇房中，通风对库内环境温湿度影响很大。我们的通风系统，配备能量回收通风装置，利用排出风的冷能冷却新风，达到节能目的——可回收65%冷量。对库内空气进行24小时均匀换新风，从而在库内有足够新风量的情况下，保持菇房内温湿度的稳定。(3) 生产方式试验：进行了民房改造式试验详见中国食用菌杂志发表的论文《湿冷技术改造民房低温蘑菇反季节出菇试验》。民房改造，发展庭院经济的食用菌联合生产方式易于推广，民房改造投资小，技术规范，龙头企业与农户权责明确，符合现今食用菌推广多为企业+协会+基地+农户的模式。是一个利用闲置民房、闲散劳动力，投资少、见效快的直接惠民项目。同时还进行了工厂化生产湿冷菇房的试验，完成硕士论文一篇《食用菌工厂化生产环境研究与湿冷菇房设计》。栽培试验表明：该湿冷菇房能满足食用菌生长对环境的要求，具有菇房内温度、相对湿度、CO2浓度相对稳定和控制简易等优点。总之、湿冷菇房的设计理念是：以满足食用菌生长特性、保证出菇品质为首要目标。即以满足菇房内温度、相对湿度、CO2浓度相对稳定的要求为宗旨；以科学设计为出发点。从制冷方式上去解决制冷除湿的问题，从而省去了加湿设备，由间歇式通风改为均匀式通风，解决了因通风变化引起的环境波动问题；以节省成本增加效益为使命。引入通风节能措施、采用蓄冷避峰降成本和进行科学自动化管理促效率的方法。二、智能化环境监控系统环境参数监控系统可以对特定环境中的温度、湿度、CO2浓度和照度等环境参数（特殊参数可另选相应传感器）进行本地或远程的实时监控。该系统以PC机作为系统主机，与现场的远程数据采集模块进行通讯，实时采集温度、湿度、CO2浓度和照度等参数，并采用组态软件（MCGS）进行二次开发。具体细节见农业机械学报2008年第八期《食用菌工厂化栽培环境的远程监测系统》。该系列环境监控系统已经在北京红螺果脯食品有限公司、广东温氏食品集团有限公司等实际生产中使用。智能监控系统可实现以下功能：(1)实时监测出菇房内温度、湿度、照度和CO2浓度；(2)人为设定各参数的上下限值，并自动报警；(3)显示各参数的实时值、实时曲线、历史曲线，以及报表打印、历史数据查询、报警查询等功能；(4)通过以太网数据采集控制器的串行口，实现本地和远程的计算机监测功能。食用菌工厂化栽培智能化环境监控系统，实现了各环境参数的实时监控和异地集中管理。整个监控系统需要的元器件很少，主要以组态软件的二次开发来实现多种控制策略，具有较大的可修改性和扩展性，方便进一步升级，降低了经济成本，提高了系统的性价比。三、 工厂化湿冷出菇房规模以30间60m2的杏鲍菇出菇房为例，设计产量每天出菇7500袋，采收鲜菇3000～3750千克/天。设施投资估算： 280万元年利润和投资回收期估算：每天出菇7500袋，每年按生产350天计算，根据市场调查每出1袋菇的净利润1元，1、年利润估算 0.75×1×350=262.5万元2、投资回收期估算（从投产开始计算） 1960÷700=1.07年如果每出1袋菇的净利润达到1.07元，则年利润可达280.875万元，1年就可回收设施投资。四、服务范围工厂化栽培总体工程配套。承接食用菌工厂化栽培的总体规划与系统设计、技术咨询、设备配套、工程安装调试、栽培工艺指导等业务；可承包总体工程（交钥匙工程）。
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