魚加工前處理技術裝備研制

彭三河,周思柱，馮進，周元華　(長江大學機械工程學院，湖北 荊州434023)

魚加工前處理技術裝備研制

彭三河,周思柱，馮進，周元華(長江大學機械工程學院，湖北 荊州434023)

[摘要]將除鱗工藝、去除內臟工藝及擦黑膜工藝結合在一起是魚加工預處理的關鍵,預處理不僅要求生產率高,還要保證處理后的品質好。從魚結構特點及對其品質的要求出發,設計了魚加工預處理機,并簡述了其工藝流程、結構特點及主要設計參數。該裝置型采用齒帶固魚輸送、毛刷除鱗、掏鏟去內臟及擦盤去黑膜聯合處理工藝。試驗證明該裝置具有集成度高、生產效率高、處理品相好等優點。

[關鍵詞]前處理技術;除鱗;去內臟;擦黑膜

經過“十五”和“十一五”的努力，我國漁業產業化得到了長足發展，水產品加工業也有了很大的進步，目前已形成了較為完善的水產加工體系。到2011年底，全國有愈千家魚加工企業，年加工量達1600多萬噸[1]。魚在深加工前必須經過除魚鱗、刨開魚體、剔除內臟、擦掉黑膜等前處理工序，但是，我國目前絕大多數的魚加工企業的前處理工作仍然采用人工作業，工序分散、效率低、勞動強度大、成本高、處理魚品相差、易感染細菌，嚴重影響魚產品的商用質量，影響魚產品加工業的深度發展。因此開發一種企業急需的魚加工前處理裝置，以提高生產效率、降低生產成本和勞動強度，這對提高我國魚產品在國際市場上的競爭力具有重大意義。

1設計要求

淡水魚加工前處理主要包括體魚輸送、除鱗、去內臟、擦黑膜等工序；輸送過程要求魚體夾得緊，方向行得穩；除鱗作業要求除鱗徹底又不能過多傷及皮肉；去內臟作業應掏挖干凈又不能弄破苦膽；擦黑膜作業應將依附于內腔壁上的黑膜擦掉又不能傷及內壁[2，3]。

2工作原理

2.1　工藝流程

魚加工前處理裝置的工藝流程如圖1所示。

圖1　魚加工前處理裝置的工藝流程圖

2.2　工作過程

魚加工前處理裝置工作過程如圖2所示。具體步驟如下：電機啟動，帶動輸送帶以一定速度運動，操作者將魚放入固魚齒間，魚體隨帶前行；當魚體通過除鱗區時，旋轉的毛刷除去魚身兩側的鱗片；除鱗后的魚體通過剖切區時，旋轉的刀具剖開魚背，隨后楔形撐板將魚體撐開，后面類似人手的掏挖鏟掏去內臟；當魚體經過擦黑膜區段時，旋轉的錐形擦膜器具擦去魚體內壁上依附的黑膜。經過前處理的魚進入收集槽，魚鱗及下腳料進入雜物收集器。

1、沖洗頭；2、錐形擦膜器; 3、內臟掏挖鏟；4、撐展板固定桿；5、魚腹撐展板；6、剖魚刀盤; 7、魚；8、除鱗刷；9、固魚齒；10、傳送帶；11、電機；12、減速器；13、輸送帶圖2　魚加工前處理工作示意圖

3主要結構設計

3.1　輸送部分結構

如圖2所示，特制輸送帶外表面每隔一定距離安裝有固魚單元，每個單元有2排，每排有5個固魚齒，固魚齒具有一定的彈性，以適應魚體尺寸在一定范圍內變化。

3.2　仿形剖切結構

如圖3所示，仿形剖切結構由凸輪、推桿、仿形彈簧、剖切電機及剖切刀組成。剖切刀為圓盤形，由可調頻電機驅動，剖切刀直徑不宜太小，否則剖切刀軸與魚體發生干涉；驅動電機固連在推桿上，推桿在驅動凸輪的作用下，帶動驅動電機隨魚體外形變化而上下進行仿形運動，保證切入深度一致，防止切破苦膽和魚腸等內臟。

1、 凸輪；2、 機架；3、仿形彈簧；4、推桿；5、 電機刀盤部分；6、魚圖3　凸輪仿行剖魚結構示意圖

3.3　掏挖鏟結構

如圖2所示，掏挖鏟處于2塊撐板的內部，其最下部低于撐板的下邊沿，掏挖鏟柄上部鉸接于機架，中部用拉伸彈簧與機架相連，便于掏挖鏟遇不同阻力可以前后擺動。如圖4所示，掏挖鏟柄下部有仿形壓縮彈簧，以適應不同尺寸的魚體，防止傷及魚肉。掏挖鏟結構似鏟斗，一側開有外泄口，內臟集聚到一定量便通過外泄口向外溢出進入收集器[4]。

3.4　擦膜器結構

如圖2所示，擦膜器呈錐形，外面包裹著橡膠，膠外裝有刷毛，工作時具有一定彈性，既能擦去內膜，又不至于傷及魚腔內壁。擦膜器軸通過軸承固定在機架上，由外動力帶動其高速轉動。

1、仿形部分；2、 掏挖鏟柄；3、外泄口；4、掏挖鏟圖4　掏挖鏟仿行結構示意圖

3.5　前處理裝置主要技術參數

通過樣機試驗，再改進設計制造，確定了前處理裝置的主要參數及性能指標如下：

整體尺寸2380mm×1110mm×1590mm；生產效率24~32條/min；整機動力20kW。魚鱗除凈率>96%;內臟去凈率>96%;黑膜擦凈率>96%;魚肉損傷率<3%。

4主要參數設計

4.1　設計依據

魚加工前處理裝置主要參數設計考慮以下幾個方面因素：生產效率、送魚帶速、除鱗刷轉速、剖刀直徑及轉速、擦膜器轉速、耗能、人機工程及處理裝置整體尺寸。在保證處理后魚的感官度和裝置可靠性滿足要求情況下，提高魚加工前處理作業生產率是前處理裝置的設計依據[5~7]。

4.2　主要參數的確定

1)生產率R魚加工量為5000t/a的中型企業，使用一臺此類裝置進行魚加工前處理作業，設每條魚平均重2kg，每年工作220d，單班制。

R=1000W/(60DHQ)

式中,R為生產率，條/min；W為年加工魚量，t；D為年工作時間，d；H為每天工作時間，h；Q為每條魚平均重量，kg。

經計算，R=24條/min。

2)送魚帶速V人工裝魚有漏裝情況，根據試驗結果，取漏裝率為15%，即每分鐘漏裝3條魚，故理論設計的生產率R0應為27條/min，考慮人工裝魚適應移動的速度以及各工序所需結構尺寸的關系，取2條魚之間的距離S為0.4m。

V=SR0/60

式中；V為帶速，m/s；S為魚間距，m；R0為理論生產率，條/min。

經計算，V=0.18m/s。

圖5　刀盤結構尺寸示意圖

3)刀盤直徑C根據實驗，將魚背完全剖開，刀盤深入魚體內深度E至少40mm，如圖5所示，取刀盤軸半徑M為10mm，工作時刀盤軸徑與魚體上沿避免干涉，刀盤直徑最小為C=2E+2M=100mm。

4)除鱗刷轉速和刮膜器轉速以去凈率和綜合損失率為目標參數，通過樣機試驗，得出2種轉速與目標參數關系試驗結果如表1所示。

表1　2種轉速與去凈率和損傷率關系試驗結果

根據試驗，除鱗刷轉速取2000r/min，擦膜器轉速取1700r/min時，綜合效果較好。

5結論

通過本研究可以得出以下結論：

1)該裝置采用特制傳送帶進行魚體輸送，傳送帶外表面裝有固魚齒，能夠使魚體夾緊可靠、移動方向準確，保證了后續各種處理工作有條不紊地進行。

2)采用刷毛硬度適中、外形輪廓仿魚形的除鱗刷，既可以保證魚體各處魚鱗除掉，又不至于損傷過多的魚皮魚肉。

3)仿形剖切，可避免包括苦膽在內的內臟被切破，確保處理之后魚的味覺新鮮。

4)內臟掏挖鏟結構的特殊設計，即可使內臟陶挖干凈，又可減少內臟和內壁的損傷。

5)兼有彈性和仿形的擦膜器，能夠較好地擦掉黑膜而不傷及內壁。

[參考文獻]

[1]賈公樹.我國水產品加工技術與裝備綜述[J].漁業現代化，2000,(2)：12~14.

[2]周彤，徐皓.北歐漁業裝備情況考察[J].漁業現代化，2000，(6)：3~6.

[3]朱國，譚鶴群.魚體在剖魚機夾片中受力有限元分析[J].農業工程學報，2008，(4)：44~48.

[4]趙正龍.鯪魚的機械化加工[J].漁業現代化,2005，(3)：36~37.

[5]傅德成，孫瑛. 食品質量感觀鑒定指南[M]. 北京：中國標準出版社，1994：11.

[6]湯惠明，國外開發魚類加工與檢測裝置[J].水產科技情報，2002，(2)：17.

[引著格式]彭三河,周思柱，馮進，等.魚加工前處理技術裝備研制[J].長江大學學報(自科版),2015，12(27)：42～45.

[中圖分類號]TH122

[文獻標識碼]A

[文章編號]16731409(2015)27004204

[作者簡介]彭三河(1963-)，男，副教授，主要從事食品加工機械的設計與研究,467709526@qq.com。

[基金項目]湖北省教育廳資助項目 (D20121202)。

[收稿日期]2015-06-24