菌草鲜草压榨装备设计说明书

菌草鲜草压榨装备设计说明书设计者:王金灿、张祥校、郭志光、陈晶鑫、吴宁旭

（福建农林大学机电工程学院，福州350002）作品内容简介作品根据本届大学生智能农业装备创新大赛的主旨要求，以国家对菌草产业高度为契机，依托国家菌草工程技术研究中心和福建农林大学现代农林装备及自动化研究所的技术支持，结合食药用菌菌物料制备要求和巨菌草植株生物特性，参考现有甘蔗压榨机工作原理设计而成，属于智能农业装备科技发明制作。本作品主要用于对收割后的巨菌草鲜草进行压榨，压榨可以破坏巨菌草的径向纤维和初步的压榨水分，便于后续的切碎、烘干和粉碎等加工，这样不仅可以大大的提高巨菌草后续加工效率，而且压榨过程中对巨菌草进行取汁再利用，提高了巨菌草的利用价值。本作品不仅可以稳定有效的对巨菌草鲜草进行压榨，而且可以与其他后续工作进行搭配，本团队开发了一套完善的食药用菌培养基用新鲜菌草加工工艺（专利申请号：2015107106251），并初步建成一条具有自主知识产权的食药用菌培养基用新鲜菌草加工流水线，大大提高了巨菌草加工自动化程度。该作品具有实用性强、功能实现效果良好、用途广等优点。研制背景及意义巨菌草，是由福建农林大学菌草技术发明人林占熺研究员于1983年引进中国。巨菌草是高产优质的菌草之一，不仅可以作为培养料栽培香菇、灵芝等49种食用菌、药用菌，还可作为草食畜禽和草鱼的饲料；同时还是水土保持的优良草种，种植一次可以连续收割二三十年，并且一年可收割多次。08年开始应用于生物质发电、纤维板、制造燃料乙醇等能源用途。巨菌草有着极高的应用价值，但是大多的应用都需要对收割后的巨菌草鲜草进行烘干粉碎等加工，为了更好的达到粉碎效果，需要第一步先进行压榨，由于目前国内市场上用于巨菌草压榨的设备稀少，为了满足市场需求，本作品设计为对巨菌草鲜草进行压榨的装备，主要用于对收割后的巨菌草鲜草进行压榨，压榨可以破坏巨菌草的径向纤维和初步压榨水分，便于后续的切碎、烘干和粉碎等加工，这样不仅可以大大的提高巨菌草加工效率，而且压榨过程中对巨菌草进行取汁，提高了巨菌草的利用价值。本设计压榨率可控，不仅能运用于巨菌草的压榨，还可运用到其他作物的压榨。因此，该作品具有较大的推广价值。随着菌草技术的不断进步，对菌草原料加工的要求也不一样，因此，研究设计一种满足于菌草业发展需要的压榨机，具有更大的现实意义和长远意义。现状分析2.1国内生态菌业菌草业技术与趋势国内菌草业从总体上对资源环境进行反复循环利用，合乎“资源-产品-消费-再生资源”反复循环流动的循环经济要求。菌草技术是福建菌草研究所所长林占熺教授发明的综合性新技术，所包含的内容主要有以下几方面：第一，菌草的种植技术。包括种植菌草治理水土流失。种植菌草治理荒漠、沙漠的技术；第二，用菌草作培养基培育香菇、蘑菇、木耳等多种食用菌技术；第三，用菌草作培养基培育灵芝、猴头菇等多种药用菌技术；第四，用菌草生产菌物饲料技术；第五，用菌草栽培食药用菌后的废菌料综合利用技术；第六，用菌草栽培的食药用菌的贮藏、保鲜、加工等技术；通过这一整套技术，种植业、菌业、饲料业三业有机结合吧菌业生产与环境保护统一起来资源形成多次综合利用的良性循环。菌草有如此多的应用，在农村地区大力推广菌草种植业时同时在菌草机械化处理方面存在着强烈的需求。2.2加工工艺流程分析根据巨菌草的特性、种植地的特点和用途，拟订巨菌草生产工艺。工艺流程：建设机耕道（平整土路，坡度=25°）f平整山坡土地f耕整松土f种植巨菌草f施肥管理f收割f凉晒f打捆f搬运f切割（或粉碎）f装袋f运输f用户目前，巨菌草的晾晒一般是经过16天左右自然晾晒,水分含量降至39％再进行深入加工。巨菌草适宜作为能源草,但灰熔点较低,且未破碎巨菌草难以晾晒干燥。没有相对应的巨菌草的晾晒机器设备，主要通过人工晾晒，不仅效率低，而且晾晒周期长，甚至很难得到所需要一定水分含量的干草，无法满足大量的巨菌草加工工作。所以，在加工工艺流程方面，巨菌草的鲜草晾晒、干燥处理方面存在很大壁障。设计方案3.1总体设计构想本作品的设计理念是在原有甘蔗压榨机的基础上，结合菌草业蓬勃发展过程中所带来的一系列技术难关问题，我们通过研究设计了一款菌草鲜草压榨装备，目的是实现巨菌草鲜草的自动化压榨，解放人工的大量投入。综合考虑各种因素，我们将通过机构设计实现以下功能。下图为总体设计图：

3.2实现功能1）自动去叶整理送入压榨功能图1我们设计的“自动去叶整理送入压榨功能”如图1所示。通过将两传送带做成楔形结构，对放置在传送带上的菌草进行收集整合，并由传送带提供进入两轧辊的推力进一步将菌草传送至压榨机入口处。2）可控压榨率功能

图2我们设计的“可控压榨率功能”如图2所示。利用可调轧辊轴承座，使上轧辊可上下移动，在上轧辊轴承座上装有弹簧，通过调节弹簧的压缩量调节两轧辊之间的作用力，进而调节压榨率。上辊子装有弹簧，当菌草送进时就会压缩弹簧，上辊子稍微上移，在弹簧的压力作用下，大大提高了菌草的压榨效率。3）过滤取汁功能

图3我们设计的“过滤取汁功能”如图3所示。在压榨装置的下部，装有压榨后的菌草汁的收集装置，提高了菌草的利用率。4）螺纹轧辊功能图4我们设计的“螺纹轧辊功能”如图4所示。通过螺纹轧辊装置可以高度破坏菌草径向纤维，适应多种小径宽高含水率高菌草秸秆的压榨作业；增大了菌草与轧辊的接触面积，提高小径秸秆压榨效果，并加大菌草压榨后的输出动力。5）压榨监控功能我们设计的“压榨监控功能”应用压力传感器实时监测两轧辊之间的压力。通过可视化界面实时监控压榨机压榨率，故障及时报警等功能。4主要技术参数表1菌草压榨机主要技术参数项目参数外形尺寸（长X宽X高/mm）1000X900X1000辊子尺寸/mm180传送速度/m•s-10.1压榨效率/kg・h-1100005创新点1）通过压榨可以使菌草破碎，更容易晾晒及后期处理。相比传统的直接晾晒方式更容易获取低含水量的菌草半成品。2）通过调节弹簧的压缩量调节两轧辊之间的作用力，进而调节压榨率。3）通过将两传送带做成楔形结构，对菌草进行收集整合，解放人的双手，增大加工效率4）自动过滤压榨汁，提高菌草加工过程的利用程度。6推广应用价值菌草有着广泛的应用价值，但在应用前都需要对收割后的菌草鲜草进行加工处理，加工处理的第一步是压榨，由于目前国内市场上用于菌草压榨的设备缺乏，因此我们的作品存在广阔的市场空间。本作品设计为对菌草鲜草进行压榨的装备，压榨可以破坏菌草的径向纤维和初步的压榨水分，便于后续的切碎、烘干和粉碎等加工，不仅可以大大的提高菌草加工效率，而且压榨过程中对菌草进行取汁，提高了菌草的利用价值。