扇貝分級標準與裝備研究進展

中圖分類號：S972.69 文獻標志碼：A 文章編號：1004—6755（2025）08—0014—07

Abstract： Pectinidae are a representative species of marine mollusks and one of the globally significant eco nomic species with a large-scale farming. Pectinidae grading serves as a crucial step in Pectinidae cultivation，primary processing and pricing. To comprehensively examine the research status of Pectinidae grading standards and equipment both domestically and internationally，this study synthesizes existing literature from two perspectives-grading standards and grading equipment—in light of Pectinidae applications and market demands.It explores the strengths and limitations of manual，semi-automated，and fully automated equipment in Pectinidae grading applications，and proposes recommendations and solutions to address existing challenges，aiming to advance innovation in Pectinidae grading equipment，enhance grading eficiency，and promote high-quality development of the Pectinidae industry.

Key words：Pectinidae;grading standard;grading equipment的問題，以及各種分級裝備的優缺點進行了分析，展望了扇貝分級標準和分級裝備的未來發展方向，旨在為扇貝分級標準和分級裝備的健康、科學發展提供借鑒。

扇貝（Pectinidae）是海洋軟體動物種類，閉殼肌肥大，肉質鮮美，營養豐富，素有“海中之寶”和“海產珍品”之美譽。我國是扇貝養殖大國，扇貝類品種年均總產量占全球扇貝類年均總產量的80% 以上，扇貝類養殖規模長期居于世界前列[1]。扇貝分級是扇貝養殖、初加工以及扇貝定價的重要環節，為更加深入了解目前國內外扇貝分級研究進展，本文從分級標準及裝備兩個方面對扇貝分級現狀進行了概述，對扇貝現有分級標準存在

1 扇貝分級標準

1.1 漁獲扇貝的分級標準

如表1所示，漁獲扇貝的分級標準主要包括外觀分級、尺寸分級、重量分級。

表1扇貝分級標準

1.2 扇貝苗種分級標準

1.2.1 尺寸分級

尺寸分級主要依據扇貝苗種的殼高（shellheight，H）（即扇貝苗種的最大長度）來進行劃分。具體的規格范圍劃分標準如下： lt;30mm 為較小的貝苗，此規格的扇貝苗通常處于幼體階段，主要用于育苗基地的中間培育或底播增殖；30～35mm 為中等大小的貝苗，是底播養殖的黃金規格，可直接投放至天然海域進行生態養殖；35～40mm 為稍大規格的貝苗，多用于吊籠養殖或浮筏養殖；大于 40mm 為較大規格的貝苗，通常用于高質量底播或銷售[2]。目前，底播前貝苗的規格識別與計數作業仍以人工為主3。具體的規格范圍劃分標準以及用途如表2所示。

表2扇貝苗尺寸分級標準

1.2.2 外觀分級

健康、優質的扇貝苗種應滿足以下條件4：外形完整無破損，大小均勻；外殼顏色通常為黃褐色或淺黃褐色，具有自然光澤；動態反應好，在受到觸碰時，外殼會迅速閉合；肉質緊實、有彈性，觸摸時不粘手；色澤均勻飽滿且鮮艷；沒有明顯的機械損傷或病蟲害損害；無畸形或病變[5]。

1.3扇貝產品初加工分級標準

在進行扇貝產品初加工時，為獲得更優質、更有利于銷售的產品，按照不同地區、不同需求、不同的生產技術要求進行分級，其標準有以下幾個方面：

1.3.1 按規格分級

按照扇貝的規格及殼體直徑大小進行分級，常見的規格標準如下：直徑 8cm 及以上為大規格，適宜高檔消費市場；直徑 6～7cm 為中規格，適宜一般消費市場；直徑 6cm 以下為小規格，通常作為加工或者飼料的原料使用。具體標準如表3所示。

表3扇貝初加工分級標準

1.3.2按外觀和質量分級

優等品：扇貝肉質豐滿、外形完好、無裂痕或破損，殼面光滑、干凈。一等品：扇貝肉質較為飽滿，但外殼有輕微劃痕或瑕疵，形態較為規整。二等品：肉質較差，可能存在瑕疵、輕微破損或者輕微變色的情況，殼體外觀可能有明顯的損傷。劣等品：有明顯的裂痕或破損，肉質質量差，可能影響食用或加工質量。

1.3.3 按處理方式分級

生鮮扇貝：指沒有經過加工處理，規格大、品相好的新鮮扇貝。冷鮮扇貝：根據扇貝冷凍后的肉質干鮮程度、顏色等進行分級。干貝：將扇貝干燥之后，根據水分流失程度、干重等進行分級。

2 扇貝分級裝備

2.1 人工分級裝備

現有的人工分級裝備主要有滾篩網、電子秤、游標卡尺等，見圖1。

圖1人工分級裝備

2.1.1 篩網

通過使用不同孔目規格的篩網進行過篩操作，能將扇貝按大小分成不同等級。優點：比較簡便，可以根據需要選用不同孔目的篩網。缺點：篩分過程受人力影響較大，不夠精準。

2.1.2稱重設備

使用電子秤等稱重設備對不同分量的扇貝進行分級。優點：精確度較高，適用于對分級要求較為嚴謹的場合。缺點：生產效率不高，工作負荷較大，受人工干預影響較大。

2.1.3 測量工具

使用人工手尺或游標卡尺等測量工具，幫助工人按殼長分級。優點：便于操作，對分級速度和精度都相對較高。缺點：較為依賴人工操作，效率偏低[]。

2.2半自動化分級裝備

現有的半自動化分級裝備主要有滾杠式分級機[9、振動式分級機[10]、柵條式滾筒式分級機[1]等。

2.2.1 滾杠式分級機

齊天峰等設計了如圖2a所示的滾杠式分級機，運用對輥分級原理，結合傾角調控，來提高分級效率和分級精度。設備在工作時，扇貝會通過喂料斗送人V形對輥分級通道，與分級輥產生摩擦和輕微振動，從而使扇貝根據大小自動分級。設備通道和振動的方式進行了優化設計，以保障扇貝豎直排列、不堆積[8]。同時，設備配置了傾角可調機架，通過PLC控制系統，來同步電機電動升降推桿，保障分級機在工作時，能夠根據工作狀況進行穩態控制和靈活調節。其設計提高了分級精度，可以適應不同種類的貝類分級。

滾杠式分級機的優點：（1）高效分級。利用輥式分級原理，輔以摩擦力和微振動，能夠更為高效地對扇貝按大小進行分級，提高了分級效率，節約了人工分級的勞力成本[9]。（2）防堆疊。由于采用更完善的分級通道設計和振動方式設計，能夠防止分級時的扇貝堆積，保證扇貝按規定的標準依次通過分級機，提高了穩定性，可以連續工作。（3）適用范圍廣。通過調節傾角，可適應不同體量和種類的扇貝，擴大了使用范圍[10]。（4）自動化程度高。采用PLC控制，能夠同步控制電動升降推桿，使兩側操作同步，提高了自動化程度，避免人工操作失誤[11]。（5）分級精準。旋轉對輥和橢圓溝槽設計，能夠有效進行大小分級，保證了分級精度，可以提升后續加工和銷售的品質[12]。

滾杠式分級機的缺點：（1）設計復雜。由于結構較多，尤其是傾角調節裝置和PLC控制系統，需要一定的設計和保養維修技術，提高了設備的制造成本和維護成本[13]。（2）適用范圍有限。雖然傾角調節能夠提高適用范圍，但對于有些形狀復雜或不規則的扇貝，可能仍然無法準確定級，需要進一步改進。（3）性價比低。傾角調節、PLC控制系統、電動升降推桿等部件的使用，使得設備使用成本高，可能會降低部分小規模養殖戶的購買積極性[14]。

圖2半自動分級裝備

2.2.2振動式分級機

方曉燕等[15]設計了一種新型的振動式扇貝分級機，具體如圖2b所示。該設備利用螺旋給料機將扇貝送至分級區域。分級區域內部通過電磁鐵產生激振力，進一步驅動板彈簧進行扭轉振動。這種振動作用通過分級板傳遞，推動分級板的運作。扇貝在分級板受到力的大小不同，會通過漏孔進人不同的收集區。這種設計達到了按大小分類的效果[16]。在分級板的設計上，采用了不銹鋼材質，并設計了多個不同尺寸的漏孔和 5.5^° 的傾斜角，這樣的設計有助于提高分級精度和排出速度。該設備通過電磁鐵和板彈簧的振動系統實現了自動分級，這種自動分級方式減少了人工干預，從而提高了生產效率。此外，設備通過螺旋滑道設計，確保了扇貝能夠快速通過，有效解決了阻塞問題。

振動式分級機的優點：（1）分級較為精細。分級板上有多個漏孔，且漏孔大小不一，搭配振動裝置，可以將扇貝按大小精確分級。（2）調節范圍較廣。可通過改變分級板的傾斜角度和漏孔大小，適合不同大小的扇貝分級。（3）抗腐蝕。由于分級板采用的是不銹鋼材料，因此抗鹽腐蝕能力強，使用壽命較長。

振動式分級機的缺點：（1）裝置結構較為復雜。由于振動系統和電磁鐵控制裝置較為復雜，因此保養成本較高，維護費用高。（2）能量消耗較高。由于振動分級需要能量，尤其是批量生產時，將會產生更多的能量消耗[17]

2.2.3柵條滾筒式分級機

袁麗等[18]設計的如圖2c所示的柵條滾筒式分級機，通過調節托盤的傾斜角度和張力，將物料根據大小進行篩分。物料通過進料裝置進人機器后，在倉庫內受到離心力和摩擦力的作用，沿著完整和動態運動，尺寸較小的物料首先通過較小間隙，隨著柵條間隙的逐漸增大，物料通過不同的出料口完成出料分級。同時，設計清篩裝置幫助清理堵住篩孔的物料，確保正常篩分。

柵條滾筒式分級機的優點：（1）結構簡單。相對于振動式分級機，結構更加簡單，便于制造和維護。（2）成本較低。設備整體成本較低，適合大規模生產[19]。

柵條滾筒式分級機的缺點：（1）分級精度較低。由于柵條滾筒式分級機的分級精度不夠高，可能導致部分物料分級不夠精確。（2）分級范圍有限。雖然可以通過調整柵條間隙進行分級，但物料的品種和尺寸增大時，分級效果可能不理想。

2.3全自動化分級裝備

全自動化分級裝備相比于半自動分級裝備，區別在于更高程度自動化的實現，可以完成從上料、分選、出料的所有流程。現有的全自動扇貝分級裝備主要可以分為光學分級機以及重量式分級機，如圖3所示。

圖3全自動化分級裝備

2.3.1 光學分級機

趙瀾鍇等[20]設計的如圖3a所示的光學分級機，該設備結合了光學檢測處理和機器視覺技術對物料進行分級。物料通過二級傳送帶進入系統，先進行質量檢測，篩選出不符合標準的物料。符合質量標準的物料進入隊列結構，由定速旋轉和皮帶將物料逐個排列，通過后續檢測確保其穩定性。隨后，工業相機采集物料圖像，利用機器視覺算法對圖像進行處理，以提取物料的特征信息[21]。對圖像中的物料殼長進行計算，根據計算結果，利用計算機驅動電動推桿將物料送入對應等級的儲料區。

光學分級機的優點：（1）高效性。設備采用自動化流程，分級效率高，節約人工成本，適合大規模生產[22]。（2）精準性。通過機器技術和算法的非線性處理，可以精準檢測物料的大小、形狀、模具大小，保障平衡。（3）節省人工。減少人工調度，減少人工成本和流程。（4）適應性。能夠適用于不同尺寸和形狀的物料，提高設備復用性[23]。（5）高度自動化。視覺機器和圖像處理技術的使用使得設備能夠達到智能分級，分級標準可實時修改調整[24]。

光學分級機的缺點：（1）對環境要求高。設備對工作環境有一定要求，例如環境中的燈光、溫度等，都會影響圖像處理效果。（2）技術依賴性強。系統圖像處理技術和算法對系統有較強依賴性，如果系統出現故障可能會導致分級質量下降[25]

2.3.2 重量式分級機

日本橫崎公司生產的如圖3b所示的重量式分級機，采用稱重系統來控制自動分級。扇貝自動分級系統由輸送帶送人分級機，經負載傳感器檢測其重量大小，將重量數據傳給計算機控制單元，計算機按照預先設定的重量值，將扇貝自動分級并分別輸送至對應的分級位置。重量分級精度高、分選速度可調，最快每分鐘可分選180個扇貝[26]。

重量式分級機的優點：（1）分級精度高。采用稱重傳感器，可根據扇貝的重量大小精確分級，分級精度高。（2）自動化程度高。可以減少工時，提高效率，節約人工成本，適用于大規模生產。（3）生產效率高。自動化分級可大大加快扇貝的生產速度，可以滿足大批量的生產，提高了生產效率[27]。（4）減少了人工誤差。自動分級可以避免人工測量誤差，保證了每批次的統一標準[28]。

重量式分級機的缺點：（1）設備需要定期維修，為保證設備長久使用年限，需要進行定期維護、校準和修理，增加了成本。（2）物料外形要求規則、均勻，否則會影響扇貝稱重及分級。

3 挑戰與展望

3.1 現階段存在的挑戰

3.1.1分級精度粗糙

隨著扇貝外形和重量的差異進一步增大，已有的分級設備往往只能根據重量、大小進行分級，難以做到精確分級，尤其是在外形、肉質等方面的差別無法精準體現[29]。

3.1.2設備兼容性差

多數設備只能針對原種類或原尺寸的扇貝，捕獲率性不高，扇貝種類、尺寸的不同可能導致設備不能兼容[30]

3.1.3設備維護成本高

由于許多分級設備的組成零部件繁多、結構精密，加之設備長期運轉，故障率較高，且設備的維修成本、檢測成本普遍較高，尤其是設備使用年限較長后，設備維護和零部件更換成本較高[31]。

3.1.4 處理速度慢

扇貝分級設備速度慢，尤其是生產數量大的企業，扇貝分級設備處理速度更慢。處理速度是生產階段最首要的問題，是影響后續工序的重要因素。

3.1.5設備壽命短

扇貝分級設備一般于海洋環境中使用，海洋環境濕度大，鹽霧腐蝕性強，對設備損傷很大，大部分設備沒有進行防腐、防水處理，使用壽命短[32]

3.1.6設備運轉能耗高

現有分級設備采用的是傳統驅動系統，能耗高，尤其是生產數量大的企業，能耗更高，導致生產成本高。

3.1.7設備價格昂貴

生產所需的分級設備價格昂貴，中小型企業難以承受設備成本，導致設備普及不現實。

3.1.8 標準化程度差

由于沒有統一的行業標準，不同廠家生產的設備，規格有較大差異，導致扇貝分級結果差異大，影響分級的一致性[33]

3.2 未來展望

未來，要解決上述問題，提高扇貝分級裝備和技術裝備水平，使其適應產業需求的能力更強，實現產業的現代化和可持續發展，可以推進以下措施：

3.2.1細化設備分級，引入人工智能和機器學習算法

通過數據分析提高設備分級準確度和智能化水平。提高設備適應性，開發模塊化設計，使設備能夠根據不同規格、品種的扇貝進行快速調整，提高其適應性。加強模塊化設計，建立人機交互平臺，建立設備管理平臺，提高設備的維修和可維護性。

3.2.2使用功能多樣化，降低成本

根據不同的使用要求調整設備的分級標準，使其適應市場的不同需求。降低設備維護保養的成本，調整設備的結構組成，減少機械故障點，使維修工作更加簡單化，提高設備的可靠性。另外，采用壽命長、維護成本低廉的材料，例如不銹鋼、高性能塑料等。降低設備運行的能耗，采用節能控制技術，加人智能控制系統，結合傳感器，對設備的運行狀況實時監控，做好系統管理工作。同時，優化設備運行的方式，在其處于較低負荷、甚至沒有負載時，自動切換運行方式，減少功率的輸出，避免設備長期處于較高負荷運行[34]

3.2.3加強防腐和防水工作

對儀器進行防腐處理，如采取防海水腐蝕的措施，使其能夠長時間在水中也能正常運轉。同時，對設備進行密封處理，讓水無法進入儀器設備和機械部分，增加設備的使用壽命[35]。

3.2.4建立統一的扇貝分級標準

積極引導行業學會，協同政府相關部門建立統一的分級標準、檢測方法，使不同設備間的結果具有可比性。推行分級結果行業共享，推動行業分級數據、分級標準檢測方法的標準化、平臺化建設，統一整個產業鏈條的分級標準[36]

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（收稿日期2025—07—07）