論文：魚(yú)體除鱗技術(shù)與除鱗裝備研究綜述

        魚(yú)體除鱗技術(shù)與除鱗裝備研究綜述

張軍文 鄭曉偉 陳慶余

摘 要：除鱗是魚(yú)類(lèi)前處理加工的重要工序之一。該文介紹了魚(yú)體除鱗機(jī)的技術(shù)原理、裝備結(jié)構(gòu)形式，對(duì)比了國(guó)內(nèi)外主要除鱗設(shè)備的原理特點(diǎn)與技術(shù)參數(shù)，總結(jié)分析了當(dāng)前魚(yú)類(lèi)除鱗設(shè)備存在的問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)，為后續(xù)裝備的研發(fā)提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：魚(yú)體;除鱗機(jī);裝備研究;去鱗率

中圖分類(lèi)號(hào) TS254.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）01-0130-02

魚(yú)類(lèi)產(chǎn)品的前處理工藝復(fù)雜，主要包括除鱗、去頭、去內(nèi)臟（即“三去”）和清洗等工序。與日本、德國(guó)等國(guó)家相比，我國(guó)魚(yú)類(lèi)加工業(yè)技術(shù)相對(duì)落后、自動(dòng)化程度低，仍有大量前處理工序需要人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、產(chǎn)品品質(zhì)難以保證，現(xiàn)有裝備的設(shè)備性能和穩(wěn)定性等方面也存在不足[1]。魚(yú)類(lèi)等水產(chǎn)品加工技術(shù)及裝備的不足是亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。除鱗是魚(yú)類(lèi)前處理加工的重要工序之一，是很多魚(yú)類(lèi)凈菜產(chǎn)品、熟制品加工過(guò)程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。魚(yú)體除鱗機(jī)是通過(guò)加工設(shè)備上設(shè)置各種刮鱗結(jié)構(gòu)件來(lái)實(shí)施魚(yú)體除鱗的魚(yú)類(lèi)處理機(jī)械，早期多應(yīng)用于海水魚(yú)的前處理加工，隨著淡水魚(yú)養(yǎng)殖產(chǎn)量的不斷增加，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

1 魚(yú)體除鱗機(jī)的要求

以羅非魚(yú)為例，根據(jù)魚(yú)體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要可分為頭部、中部、背部、腹部以及尾部等區(qū)域，其中部及尾部鱗片形狀基本一致，較容易去除，而腹部及頭部下方區(qū)域鱗片相對(duì)較小且細(xì)致緊密，最難去除。此外，魚(yú)鰭覆蓋區(qū)域的鱗片也較難去除。根據(jù)不同的產(chǎn)品要求，對(duì)魚(yú)體除鱗程度也有不同的規(guī)定，通常以身體中部、尾部等大面積鱗片去除情況作為判斷依據(jù)。

王玖玖等[2]研究了淡水魚(yú)魚(yú)鱗的生物結(jié)合力，并開(kāi)展了除鱗特性的分析，結(jié)果表明，不同魚(yú)種的魚(yú)鱗的生物結(jié)合力有較大差異，同一種魚(yú)不同部位魚(yú)鱗的生物結(jié)合力也有較大差異。在魚(yú)體除鱗加工時(shí)，當(dāng)除鱗力大于魚(yú)鱗與魚(yú)體的生物結(jié)合力時(shí)，魚(yú)鱗即可被去除。

2 魚(yú)類(lèi)除鱗主要技術(shù)原理

最簡(jiǎn)易的機(jī)械式除鱗裝置為手持式除鱗工具，不同結(jié)構(gòu)金屬部件組成的除鱗刮刀繞中軸快速旋轉(zhuǎn)，手持刮刀手柄使刮刀接觸魚(yú)體表面，在旋轉(zhuǎn)刮刀的作用下，魚(yú)鱗被刮起剝離。在此基礎(chǔ)上研發(fā)的機(jī)械式除鱗設(shè)備，其技術(shù)原理上都是采用刮的方式實(shí)現(xiàn)魚(yú)鱗去除。常見(jiàn)的除鱗部件包括利用角鋼或刀具的側(cè)面、圓形孔網(wǎng)或鋼板網(wǎng)的切割面、毛刷或彈簧刷的端面等。張均波[3]對(duì)淡水魚(yú)機(jī)械除鱗技術(shù)開(kāi)展了研究，就手動(dòng)除鱗和滾筒除鱗的機(jī)理和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了分析，并開(kāi)展了計(jì)算機(jī)輔助分析，驗(yàn)證了水平旋轉(zhuǎn)式滾筒除鱗機(jī)的有效性。刷滾除鱗、刀具除鱗等也都是機(jī)械式除鱗的一種形式，在特定的結(jié)構(gòu)和參數(shù)下可實(shí)現(xiàn)除鱗生產(chǎn)。此外，大批量魚(yú)在設(shè)備內(nèi)加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生相互摩擦、碰撞，也是實(shí)現(xiàn)除鱗的一種有效手段。

李仁杰[4]等開(kāi)展了基于水射流淡水魚(yú)類(lèi)除鱗技術(shù)研究，探索了射流壓力、射流入射角、射流靶距以及物料板的進(jìn)給速度對(duì)鯽魚(yú)除鱗率和魚(yú)體損傷的影響，結(jié)果表明，采用扇形噴嘴單點(diǎn)噴射方式除鱗，綜合考慮損傷情況，最佳除鱗率可以達(dá)到89.1%。趙元暉等為解決現(xiàn)有魚(yú)類(lèi)除鱗設(shè)備對(duì)魚(yú)體造成較大的機(jī)械損傷問(wèn)題，研制了新型高壓水去魚(yú)鱗設(shè)備，在保證除鱗效果的同時(shí)，分析了該設(shè)備對(duì)羅非魚(yú)肉組織結(jié)構(gòu)的影響，并獲得了最佳工藝參數(shù)。

呂飛等[5]研究了木瓜蛋白酶在不同條件下的脫鱗效果和對(duì)魚(yú)皮的膠原蛋白含量的影響，結(jié)果表明，在特定工藝條件下魚(yú)鱗去除率可達(dá)90%以上，直至完全被去除。同時(shí)，脫除的鱗片在酶的作用下會(huì)溶解破碎，膠原蛋白也有不同程度的溶出。研究表明，蛋白酶具有較好的去魚(yú)鱗效果，但與機(jī)械式除鱗方法相比，酶法除鱗技術(shù)需要將原料充分?jǐn)嚢韬徒荩瑸楸苊鈱?duì)魚(yú)肉造成影響，酶法去魚(yú)鱗技術(shù)僅適用于魚(yú)類(lèi)剝制加工后得到的帶鱗魚(yú)皮的處理。

3 魚(yú)類(lèi)除鱗裝備的結(jié)構(gòu)形式

魚(yú)體除鱗設(shè)備按送料形式的不同，可分為間歇式除鱗機(jī)和連續(xù)式除鱗機(jī)2類(lèi)。間歇式除鱗機(jī)工作原理如下：開(kāi)機(jī)前，由機(jī)械或人工將原料魚(yú)裝入機(jī)器，鎖緊進(jìn)料門(mén)后開(kāi)機(jī)并低速旋轉(zhuǎn)，利用轉(zhuǎn)筒上的除鱗結(jié)構(gòu)件與魚(yú)體接觸刮除魚(yú)鱗。通常還加裝輸水管向筒內(nèi)噴水，起到清洗作用。一般開(kāi)機(jī)10～20min，將加工除鱗后的魚(yú)體分幾次從下料口卸放到搬運(yùn)魚(yú)箱中，如此循環(huán)往復(fù)。此類(lèi)除鱗機(jī)只能小批量、間歇式裝料和卸料，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)送料與自動(dòng)化作業(yè)，生產(chǎn)效率低。

連續(xù)式除鱗機(jī)按結(jié)構(gòu)形式又可分為臥式滾筒除鱗機(jī)、鏈帶式轉(zhuǎn)刷除鱗機(jī)和水射流除鱗機(jī)等。此類(lèi)除鱗機(jī)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)送料與自動(dòng)化作業(yè)，生產(chǎn)效率高。連續(xù)式滾筒除鱗機(jī)，其滾筒由不同除鱗機(jī)構(gòu)形成，可設(shè)計(jì)為圓形或多邊形。通過(guò)前置的自動(dòng)喂料機(jī)，將待加工魚(yú)體連續(xù)不斷地從設(shè)備一端放入，經(jīng)各種不同除鱗結(jié)構(gòu)刮除魚(yú)鱗后再?gòu)牧硪欢伺懦?，在筒狀除鱗機(jī)構(gòu)內(nèi)壁上設(shè)置有若干軸向排列的螺旋通道，能夠?qū)Ⅳ~(yú)體從一段推送到另一端。滾筒外側(cè)設(shè)置1根或多根軸向排列的噴淋水管，壓力水流通過(guò)其管壁上設(shè)置的若干小孔向除鱗裝置噴水沖洗，從魚(yú)體表面刮除的魚(yú)鱗在轉(zhuǎn)動(dòng)和水流的帶動(dòng)下，通過(guò)空隙掉入魚(yú)鱗沉積槽內(nèi)過(guò)濾收集。

鏈帶式轉(zhuǎn)刷除鱗機(jī)在帶式傳送機(jī)的橫斷面上設(shè)置一對(duì)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的腰鼓形尼龍刷，將送入的魚(yú)體壓緊在尼龍轉(zhuǎn)刷上，相對(duì)于尼龍轉(zhuǎn)刷的轉(zhuǎn)動(dòng)方向逆向推進(jìn)，借助摩擦力逐條將魚(yú)鱗清除。程世俊[6]等設(shè)計(jì)的連續(xù)式彈簧刷除鱗機(jī)就是鏈帶式轉(zhuǎn)刷除鱗，對(duì)鰱魚(yú)的除鱗率平均值為61.7%，對(duì)鳊魚(yú)的除鱗率平均值為65.7%，對(duì)鯽魚(yú)的除鱗率平均值為72.2%。與之類(lèi)似的還有刮刀式除鱗機(jī)，主要由星形輸送輪、圓柱形或腰鼓形金屬刮刀轉(zhuǎn)輪以及彈性壓板構(gòu)成。加工操作時(shí)，魚(yú)體被平躺著逐條送入機(jī)器，由星形輸送輪推動(dòng)魚(yú)體向前移動(dòng)，魚(yú)體被一組彈簧壓板壓緊，分別通過(guò)上、下2組逆向轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬刮刀輪將魚(yú)鱗清除。陳行[7]等設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)化淡水魚(yú)前處理機(jī)，可在1臺(tái)機(jī)器上實(shí)現(xiàn)對(duì)魚(yú)類(lèi)的清洗、除鱗、去內(nèi)臟、去黑膜等加工處理工序的自動(dòng)化。設(shè)計(jì)的側(cè)面除鱗機(jī)構(gòu)由垂直布置的2根立軸、套在軸上的彈簧以及安裝在彈簧上的螺帽組成，當(dāng)立軸帶動(dòng)彈簧相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧上的螺帽可實(shí)現(xiàn)魚(yú)體鱗片的去除。

水射流除鱗機(jī)主要由設(shè)備機(jī)架、射流裝置、物料輸送裝置和防護(hù)裝置等組成，射流裝置由1個(gè)或多組噴嘴組成，噴嘴可調(diào)整得到不同噴射角和噴射高度，實(shí)現(xiàn)對(duì)魚(yú)體多角度噴射。由于定位噴射的特殊性，魚(yú)體在除鱗過(guò)程中需要逐條通過(guò)噴嘴，以實(shí)現(xiàn)除鱗加工。裝備設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮噴嘴對(duì)稱布置或?qū)︳~(yú)體進(jìn)行翻轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，以便實(shí)現(xiàn)魚(yú)體雙側(cè)的除鱗。

4 除鱗設(shè)備存在的問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)

4.1 個(gè)體大小、種類(lèi)對(duì)除鱗效果的影響 在實(shí)際生產(chǎn)中，魚(yú)的品種、規(guī)格以及活性都會(huì)對(duì)除鱗效果產(chǎn)生影響，雖然國(guó)外已有自動(dòng)化程度很高的魚(yú)類(lèi)加工設(shè)備，但大都適用于特定的品種和規(guī)格，很難滿足市場(chǎng)對(duì)不同類(lèi)型原料的加工。我國(guó)水產(chǎn)品種類(lèi)繁多，加工產(chǎn)品類(lèi)型也多種多樣，需要針對(duì)具體的需求研發(fā)專業(yè)化加工裝備。同時(shí)，根據(jù)不同魚(yú)類(lèi)的生物學(xué)特點(diǎn)，探究切實(shí)有效的除鱗工藝，規(guī)范生產(chǎn)操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

4.2 除鱗效果和損傷率的控制 除鱗率和損傷率是評(píng)判魚(yú)體除鱗效果的主要指標(biāo)，在一定的設(shè)備結(jié)構(gòu)和參數(shù)下，除鱗時(shí)間越長(zhǎng)，除鱗率也越高，但損傷程度也逐漸增加。除鱗工藝技術(shù)的研究目的是探究最佳時(shí)間控制方式，實(shí)現(xiàn)除鱗率和損傷率的平衡。

4.3 自動(dòng)化控制水平 目前，我國(guó)研制的魚(yú)體除鱗設(shè)備主要是利用機(jī)械式除鱗原理，設(shè)備操作方面也是以分批式加工效果更為理想，即在避免機(jī)械損傷的同時(shí)增加除鱗生產(chǎn)時(shí)間，直至鱗片完全被去除。現(xiàn)有生產(chǎn)模式在占地空間、投入成本以及操控方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。但隨著淡水魚(yú)加工業(yè)的不斷發(fā)展，魚(yú)類(lèi)加工生產(chǎn)對(duì)多環(huán)節(jié)連續(xù)性和匹配性要求的提高，連續(xù)性加工設(shè)備的研發(fā)和智能化控制系統(tǒng)的構(gòu)建是魚(yú)體除鱗設(shè)備的改進(jìn)提升的必然方向。

參考文獻(xiàn)

[1]密鑫宇，吳文錦，弋景剛.一種高壓水去魚(yú)鱗設(shè)備的研制及其對(duì)羅非魚(yú)肉組織結(jié)構(gòu)的影響[J].食品工業(yè)科技，2020，22：210-213，239.

[2]王玖玖，宗力，熊善柏.淡水魚(yú)魚(yú)鱗生物結(jié)合力與除鱗特性的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（03）：288-292.

[3]張均波.淡水魚(yú)機(jī)械除鱗技術(shù)研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工程，2004.

[4]李仁杰，孟祥毅，鐘淼淼，等.基于水射流的典型淡水魚(yú)類(lèi)除鱗技術(shù)研究[J].食品與機(jī)械，2020，36（3）：101-104.

[5]呂飛，沈軍樑，金爐俊，等.魚(yú)皮酶法除鱗技術(shù)的研究[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（7）：872-874，916.

[6]程世俊，萬(wàn)鵬，宗力，等.連續(xù)式彈簧刷除鱗機(jī)的研制與試驗(yàn)[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2012，39（3）：46-50.

[7]陳行，李儉，劉曉文.一種自動(dòng)化淡水魚(yú)前處理機(jī)的研制[J].畜牧水產(chǎn)，2020（9）：45-47.