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马晓龙:食用菌工厂化科研平台的建设和思考

2024-08-06 17:150易菇网

在第十二届全国食用菌学术研讨会的食用菌机械设备与工厂化建设专题论坛上,武汉市农业科学院的马晓龙副研究员作了题为食用菌工厂化科研平台的建设和思考的报告,从食用菌工厂化科研平台的设计理念,再到实际的申报和建设,报告逻辑严密,具有很强的理论性与实践性,给与会者很大的启发。

图丨马晓龙副研究员在第十二届全国学术研讨会上作报告

01食用菌工厂化科研平台的规划

食用菌工厂化科研平台是满足食用菌科研工作者开展育种、菌种(菌包)制备、栽培出菇,具备食用菌工厂化栽培全部工艺。在外界自然气候的影响下,利用环境控制系统在专门设计的保温库内,创造出所菌类最适生长环境,具备周年开展小试(中试)栽培,是模拟生态环境、智能化控制、自动化机械作业于一体的方式,以栽培数据获取为主,能为生产实际提供一套可操作的方案,并能产生一定的经济效益。

食用菌工厂化栽培是多学科的融合,对人员、设备和管理均有着较高的要求。其要素包括栽培技术、环境控制技术、信息技术三个方面,其核心部分主要有,制冷(热)系统、空气净化系统、生产系统、湿度控制系统、控制系统、气流组织及CO2排放系统。

图丨武汉市农业科学院所悬介绍牌

马晓龙副研究员分析了现有食用菌栽培模式,如瓶栽,其代表的食用菌有金针菇、白灵菇;袋栽,如香菇杏鲍菇;床栽,有双孢蘑菇、草菇等。指出,食用菌工厂化科研平台整体方案应该从某一食用菌品种具体栽培模式出发来设计。因为不同的栽培方式对厂房的各功能区域的要求有着很大的区别,对厂房的结构也有着不同的要求,合理地设计与建造可以充分利用能源,有效满足科研需求,降低生产成本和管理成本,增强科研竞争力。

总体设计原则上,马晓龙副研究员列举了,应依据工艺流程,结合地形、风向、水源等综合因素进行布局,便于流水线作业;栽培区与污染区应该做到严格分离;应根据品种及栽培方式设定培养室与出菇房比例等等数十条关键性原则。随后进一步指出,食用菌工厂化科研平台虽不同于大型工厂,但应具备完整工艺流程,相关的设施设备也都应该具备。

图丨参观人员上手摸竹荪,感到高兴新奇

在此总体设计原则的基础上,马晓龙副研究员进一步阐发了分区管理、按风向设计、与设备相匹配、符合人性化的设计建造理念。

分区管理的设计建造理念主要是要将污染区、无菌区、洁净区进行隔断,再就是需要将人流、物流、气流此三者分别进行控制,这不仅能提升工作效率,也更利于食用菌的培育。

“众所周知,食用菌的生长对环境的要求很高,如果管理控制不当,食用菌的污染率会很高,导致产量的下降。而风向设计主要根据夏季主导风向,进行总平面设计时,将污染区放置下风口,这样可有效杜绝污染区对无菌区和洁净区的污染,有效控制各区域的交叉感染。”马晓龙副研究员指出。

图丨利用食用菌工厂化科研平台开展品种试验

图丨食用菌工厂化科研平台所培育的灵芝

与设备相匹配的设计建造理念是指,设计时需要考虑生产设备、物流设备、净化设备和环境设备。在设备方面应尽量做到轻简化、机械化、自动化的控制管理,这样能从整体上减少用工,合理使用水、电、气,有效降低和控制运营成本。

除此之外,厂房平面工艺设计、空间设计、结构设计、建筑设计等还应做到人性化。

隔热保温、气密性、防火性、洁净度是四个关键性指标,任何食用菌工厂对此都有严格的要求。不同的地区应该因地制宜选择不同的保温材料,采用不同的厚度,以满足食用菌厂房设计的要求。气密性的处理,除了保证厂房的整体结构外,还应体现在结构安装和包边处理上,要保证杜绝污染区、无菌区、洁净区的交叉感染以及外界对无菌区和洁净区的污染。如果保温性和气密性处理不好,带来的后果是设备能耗的增加,食用菌污染率加大,直接影响到食用菌的质量、产量和栽培成本。

02食用菌工厂化科研平台的申报和建设

马晓龙副研究员详细介绍了项目申报的基本流程。申报之后,需要充分开展实地调研。在工艺流程和功能布局方面,采用一体性的布局,可以做到设备高效利用和运转;同时要注意展示研学区、参观通道、人流—物流—气流的布局,减少用工也很重要。

图丨学生在武汉市农业科学院进行研学活动

对于栽培品种的参数需求(如容器规格)、环境模拟设备技术参数、人工环境控制部分也要考虑周到,都做好之后就可以开始土建,进行设施安装了。

图丨武汉市农业科学院主持湖北省重点研发计划创新成果“食用菌旋转苗床”

03平台运行的实践与思考

但食用菌工厂化科研平台并不是没有缺点,马晓龙副研究员列举出了以下5点存在的问题,期待与会者共同思考:

1、科技人员需要掌握食用菌全部生产流程、尤其是锅炉和大型灭菌器的操作,其具有一定的危险性,并且操作锅炉需要考证,每年需要年检;

2、作为科研用工厂化平台,很难做到工厂一样高效利用,设备闲置时间相对较高,如果没有经费支持运营会较为困难;

3、现有拌料和装袋设备很难满足复杂的原料、配方的试验研究需求;

4、出菇房的设计和设备设施非常关键,尤其是对温湿度探头依赖程度较高,菇房内气流组织和出菇方式是否匹配,是出菇试验成败和数据是否可靠的关键;

5、为了满足科研需求,菇房需经常进行升级改造,为此需要投入大量经费。

全国食用菌学术研讨会每三年一届,首届于1981年在湖北武汉举办。第十二届全国食用菌学术研讨会由中国菌物学会、华中农业大学、湖北省农业科学院主办,湖北省农业科学院科学技术协会、湖北省食用菌协会、易菇网共同承办,于2024 年 5 月 31 日—6月 2 日在湖北武汉召开。本次大会聚焦食用菌产业发展新形势、新趋势,助推产学研政的深度融合,加强了食用菌科技工作者的交流与合作,对促进食用菌行业高质量发展具有重要意义。

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