魚(yú)加工前處理技術(shù)裝備研制

彭三河,周思柱，馮進(jìn)，周元華　(長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州434023)

魚(yú)加工前處理技術(shù)裝備研制

彭三河,周思柱，馮進(jìn)，周元華(長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州434023)

[摘要]將除鱗工藝、去除內(nèi)臟工藝及擦黑膜工藝結(jié)合在一起是魚(yú)加工預(yù)處理的關(guān)鍵,預(yù)處理不僅要求生產(chǎn)率高,還要保證處理后的品質(zhì)好。從魚(yú)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及對(duì)其品質(zhì)的要求出發(fā),設(shè)計(jì)了魚(yú)加工預(yù)處理機(jī),并簡(jiǎn)述了其工藝流程、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要設(shè)計(jì)參數(shù)。該裝置型采用齒帶固魚(yú)輸送、毛刷除鱗、掏鏟去內(nèi)臟及擦盤(pán)去黑膜聯(lián)合處理工藝。試驗(yàn)證明該裝置具有集成度高、生產(chǎn)效率高、處理品相好等優(yōu)點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]前處理技術(shù);除鱗;去內(nèi)臟;擦黑膜

經(jīng)過(guò)“十五”和“十一五”的努力，我國(guó)漁業(yè)產(chǎn)業(yè)化得到了長(zhǎng)足發(fā)展，水產(chǎn)品加工業(yè)也有了很大的進(jìn)步，目前已形成了較為完善的水產(chǎn)加工體系。到2011年底，全國(guó)有愈千家魚(yú)加工企業(yè)，年加工量達(dá)1600多萬(wàn)噸[1]。魚(yú)在深加工前必須經(jīng)過(guò)除魚(yú)鱗、刨開(kāi)魚(yú)體、剔除內(nèi)臟、擦掉黑膜等前處理工序，但是，我國(guó)目前絕大多數(shù)的魚(yú)加工企業(yè)的前處理工作仍然采用人工作業(yè)，工序分散、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高、處理魚(yú)品相差、易感染細(xì)菌，嚴(yán)重影響?hù)~(yú)產(chǎn)品的商用質(zhì)量，影響?hù)~(yú)產(chǎn)品加工業(yè)的深度發(fā)展。因此開(kāi)發(fā)一種企業(yè)急需的魚(yú)加工前處理裝置，以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，這對(duì)提高我國(guó)魚(yú)產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力具有重大意義。

1設(shè)計(jì)要求

淡水魚(yú)加工前處理主要包括體魚(yú)輸送、除鱗、去內(nèi)臟、擦黑膜等工序；輸送過(guò)程要求魚(yú)體夾得緊，方向行得穩(wěn)；除鱗作業(yè)要求除鱗徹底又不能過(guò)多傷及皮肉；去內(nèi)臟作業(yè)應(yīng)掏挖干凈又不能弄破苦膽；擦黑膜作業(yè)應(yīng)將依附于內(nèi)腔壁上的黑膜擦掉又不能傷及內(nèi)壁[2，3]。

2工作原理

2.1　工藝流程

魚(yú)加工前處理裝置的工藝流程如圖1所示。

圖1　魚(yú)加工前處理裝置的工藝流程圖

2.2　工作過(guò)程

魚(yú)加工前處理裝置工作過(guò)程如圖2所示。具體步驟如下：電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)輸送帶以一定速度運(yùn)動(dòng)，操作者將魚(yú)放入固魚(yú)齒間，魚(yú)體隨帶前行；當(dāng)魚(yú)體通過(guò)除鱗區(qū)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的毛刷除去魚(yú)身兩側(cè)的鱗片；除鱗后的魚(yú)體通過(guò)剖切區(qū)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的刀具剖開(kāi)魚(yú)背，隨后楔形撐板將魚(yú)體撐開(kāi)，后面類(lèi)似人手的掏挖鏟掏去內(nèi)臟；當(dāng)魚(yú)體經(jīng)過(guò)擦黑膜區(qū)段時(shí)，旋轉(zhuǎn)的錐形擦膜器具擦去魚(yú)體內(nèi)壁上依附的黑膜。經(jīng)過(guò)前處理的魚(yú)進(jìn)入收集槽，魚(yú)鱗及下腳料進(jìn)入雜物收集器。

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

3主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1　輸送部分結(jié)構(gòu)

如圖2所示，特制輸送帶外表面每隔一定距離安裝有固魚(yú)單元，每個(gè)單元有2排，每排有5個(gè)固魚(yú)齒，固魚(yú)齒具有一定的彈性，以適應(yīng)魚(yú)體尺寸在一定范圍內(nèi)變化。

3.2　仿形剖切結(jié)構(gòu)

如圖3所示，仿形剖切結(jié)構(gòu)由凸輪、推桿、仿形彈簧、剖切電機(jī)及剖切刀組成。剖切刀為圓盤(pán)形，由可調(diào)頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，剖切刀直徑不宜太小，否則剖切刀軸與魚(yú)體發(fā)生干涉；驅(qū)動(dòng)電機(jī)固連在推桿上，推桿在驅(qū)動(dòng)凸輪的作用下，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)隨魚(yú)體外形變化而上下進(jìn)行仿形運(yùn)動(dòng)，保證切入深度一致，防止切破苦膽和魚(yú)腸等內(nèi)臟。

1、 凸輪；2、 機(jī)架；3、仿形彈簧；4、推桿；5、 電機(jī)刀盤(pán)部分；6、魚(yú)圖3　凸輪仿行剖魚(yú)結(jié)構(gòu)示意圖

3.3　掏挖鏟結(jié)構(gòu)

如圖2所示，掏挖鏟處于2塊撐板的內(nèi)部，其最下部低于撐板的下邊沿，掏挖鏟柄上部鉸接于機(jī)架，中部用拉伸彈簧與機(jī)架相連，便于掏挖鏟遇不同阻力可以前后擺動(dòng)。如圖4所示，掏挖鏟柄下部有仿形壓縮彈簧，以適應(yīng)不同尺寸的魚(yú)體，防止傷及魚(yú)肉。掏挖鏟結(jié)構(gòu)似鏟斗，一側(cè)開(kāi)有外泄口，內(nèi)臟集聚到一定量便通過(guò)外泄口向外溢出進(jìn)入收集器[4]。

3.4　擦膜器結(jié)構(gòu)

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(shí)具有一定彈性，既能擦去內(nèi)膜，又不至于傷及魚(yú)腔內(nèi)壁。擦膜器軸通過(guò)軸承固定在機(jī)架上，由外動(dòng)力帶動(dòng)其高速轉(zhuǎn)動(dòng)。

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(jié)構(gòu)示意圖

3.5　前處理裝置主要技術(shù)參數(shù)

通過(guò)樣機(jī)試驗(yàn)，再改進(jìn)設(shè)計(jì)制造，確定了前處理裝置的主要參數(shù)及性能指標(biāo)如下：

整體尺寸2380mm×1110mm×1590mm；生產(chǎn)效率24~32條/min；整機(jī)動(dòng)力20kW。魚(yú)鱗除凈率>96%;內(nèi)臟去凈率>96%;黑膜擦凈率>96%;魚(yú)肉損傷率<3%。

4主要參數(shù)設(shè)計(jì)

4.1　設(shè)計(jì)依據(jù)

魚(yú)加工前處理裝置主要參數(shù)設(shè)計(jì)考慮以下幾個(gè)方面因素：生產(chǎn)效率、送魚(yú)帶速、除鱗刷轉(zhuǎn)速、剖刀直徑及轉(zhuǎn)速、擦膜器轉(zhuǎn)速、耗能、人機(jī)工程及處理裝置整體尺寸。在保證處理后魚(yú)的感官度和裝置可靠性滿(mǎn)足要求情況下，提高魚(yú)加工前處理作業(yè)生產(chǎn)率是前處理裝置的設(shè)計(jì)依據(jù)[5~7]。

4.2　主要參數(shù)的確定

1)生產(chǎn)率R魚(yú)加工量為5000t/a的中型企業(yè)，使用一臺(tái)此類(lèi)裝置進(jìn)行魚(yú)加工前處理作業(yè)，設(shè)每條魚(yú)平均重2kg，每年工作220d，單班制。

R=1000W/(60DHQ)

式中,R為生產(chǎn)率，條/min；W為年加工魚(yú)量，t；D為年工作時(shí)間，d；H為每天工作時(shí)間，h；Q為每條魚(yú)平均重量，kg。

經(jīng)計(jì)算，R=24條/min。

2)送魚(yú)帶速V人工裝魚(yú)有漏裝情況，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，取漏裝率為15%，即每分鐘漏裝3條魚(yú)，故理論設(shè)計(jì)的生產(chǎn)率R0應(yīng)為27條/min，考慮人工裝魚(yú)適應(yīng)移動(dòng)的速度以及各工序所需結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，取2條魚(yú)之間的距離S為0.4m。

V=SR0/60

式中；V為帶速，m/s；S為魚(yú)間距，m；R0為理論生產(chǎn)率，條/min。

經(jīng)計(jì)算，V=0.18m/s。

圖5　刀盤(pán)結(jié)構(gòu)尺寸示意圖

3)刀盤(pán)直徑C根據(jù)實(shí)驗(yàn)，將魚(yú)背完全剖開(kāi)，刀盤(pán)深入魚(yú)體內(nèi)深度E至少40mm，如圖5所示，取刀盤(pán)軸半徑M為10mm，工作時(shí)刀盤(pán)軸徑與魚(yú)體上沿避免干涉，刀盤(pán)直徑最小為C=2E+2M=100mm。

4)除鱗刷轉(zhuǎn)速和刮膜器轉(zhuǎn)速以去凈率和綜合損失率為目標(biāo)參數(shù)，通過(guò)樣機(jī)試驗(yàn)，得出2種轉(zhuǎn)速與目標(biāo)參數(shù)關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1　2種轉(zhuǎn)速與去凈率和損傷率關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)試驗(yàn)，除鱗刷轉(zhuǎn)速取2000r/min，擦膜器轉(zhuǎn)速取1700r/min時(shí)，綜合效果較好。

5結(jié)論

通過(guò)本研究可以得出以下結(jié)論：

1)該裝置采用特制傳送帶進(jìn)行魚(yú)體輸送，傳送帶外表面裝有固魚(yú)齒，能夠使魚(yú)體夾緊可靠、移動(dòng)方向準(zhǔn)確，保證了后續(xù)各種處理工作有條不紊地進(jìn)行。

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

3)仿形剖切，可避免包括苦膽在內(nèi)的內(nèi)臟被切破，確保處理之后魚(yú)的味覺(jué)新鮮。

4)內(nèi)臟掏挖鏟結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計(jì)，即可使內(nèi)臟陶挖干凈，又可減少內(nèi)臟和內(nèi)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(nèi)壁。

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[引著格式]彭三河,周思柱，馮進(jìn)，等.魚(yú)加工前處理技術(shù)裝備研制[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2015，12(27)：42～45.

[中圖分類(lèi)號(hào)]TH122

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]16731409(2015)27004204

[作者簡(jiǎn)介]彭三河(1963-)，男，副教授，主要從事食品加工機(jī)械的設(shè)計(jì)與研究,467709526@qq.com。

[基金項(xiàng)目]湖北省教育廳資助項(xiàng)目 (D20121202)。

[收稿日期]2015-06-24