随着香菇的食药价值、科研价值以及经济价值得到认可,香菇育种、栽培等技术发展,以及惠农政策的鼓励,香菇年产量逐年增高,2015年已达700多万吨。而菇柄作为香菇最大的附属产品,近年来菇柄实现了废物资源化利用,已经成为一种重要的食品加工原料,对菇柄剪切质量提出了更高的要求。目前国内外关于鲜香菇菇柄切除设备研究处于起步阶段,其剪切环节以人工剪切为主,工作强度急剧增大,而加工效率低,因此,鲜香菇菇柄切除设备研究迫在眉睫。菇柄的力学特性参数是鲜香菇菇柄切除设备重要设计基础参数。本文通过借鉴棉杆等力学试验研究方法,以含水率84.5%~88.7%之间的香菇808为试验材料进行菇柄拉伸和剪切试验。试验结果:菇柄轴向弹性模量平均值为2.986MPa,标准差为1.759MPa,最大抗拉强度平均值为0.925MPa,标准差是0.347MPa,菇柄最大剪切力平均值为4.638N,标准差为0.992 N,最大剪切强度平均值是0.042MPa,标准差是0.009MPa。试验结果表明:菇柄组织呈纤维化,不同菇柄之间的力学特性具有较大差异,且同一菇柄不同纤维束的力学特性各异,纤维组织依次被破坏。以菇柄力学特性参数为设计基础,通过模拟人工剪切菇柄的加工工艺,即:香菇排序-香菇定位-香菇固定-菇柄切除-柄盖分离收集,设计并试制菇柄切除设备。试验装置主要由网筛传送带-定位毛刷组成的香菇定位排序系统、网筛传送带-固定毛刷构成的香菇柔性固定系统以及往复式菇柄切除系统三大部分组成,确定网筛传送带、毛刷以及往复式切刀等结构形态和各项参数。利用鲜香菇菇柄切除设备依次进行单因素、多因素响应回归试验,探究电机转速(菇柄切除速度)、主动轮转速(香菇传送速度)、香菇定位间隙三因素与合格率、破损率以及漏切率三性能指标的影响。单因素试验试验结果表明:电机转速对香菇的破损率和漏切率影响很小,而合格率则随着电机转速增加快速提高,到达最高点时基本趋于稳定;随主动轮转速增加,香菇合格率先提高后下降,漏切率逐步增高,而对破损率没有特别明显的影响;当定位间隙增大,香菇破损率逐渐降低趋近与零,漏切率则先降低后升高,而合格率先增大后降低。进一步进行多因素响应面试验,建立响应指标回归方程,分析两因素交互作用对响应指标影响,发现定位间隙和主动轮转速两因素的交互作用对合格率和漏切率影响显著,其他交互作用不显著。对回归方程进行多目标函数优化求解,得到设备最佳工作参数组合为:电机转速2000r/min、主动轮转速50r/min、定位间隙36.23mm,试验结果为合格率90/%、破损率1/%、漏切率7/%,与模型预测值相对误差小于5%。