張軍文 鄭曉偉

摘 要：南極磷蝦蛋白質(zhì)含量高，氨基酸種類豐富，脂肪酸種類比較齊全，礦物質(zhì)含量亦較高。該文介紹了國(guó)內(nèi)外南極磷蝦脫殼設(shè)備研究進(jìn)展，對(duì)比了關(guān)鍵性能指標(biāo)，并展望了未來的發(fā)展方向，以期為南極磷蝦產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：南極磷蝦;脫殼機(jī);得肉率;處理能力

中圖分類號(hào) TS254.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）20-0084-03

南極磷蝦是目前地球上生存著的最大單種生物資源之一，其現(xiàn)存量預(yù)計(jì)約為6.5億～10億t[1]，具有豐富的潛在漁業(yè)資源，每年可捕獲量約為1億t，可以為地球提供穩(wěn)定的動(dòng)物蛋白[1-3]。南極磷蝦體內(nèi)蛋白質(zhì)含量較高，約占整蝦干重的50%，肌肉中蛋白質(zhì)的含量干重的70%以上[4-8]。雖然南極磷蝦的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，但由于體內(nèi)氟含量較高、死后易自溶而腐爛變質(zhì)等特性，幾乎都被直接加工成餌料或蝦粉，很難實(shí)現(xiàn)南極磷蝦自身真正的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值[9-16]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，南極磷蝦體內(nèi)的氟元素主要集中于蝦殼和頭腹部，除去蝦殼就能高效利用磷蝦蛋白。為了提升加工水平，實(shí)現(xiàn)南極磷蝦真正的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，機(jī)械化脫殼加工和處理成為必然趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在南極磷蝦相關(guān)加工產(chǎn)業(yè)開展了大量的研究工作，取得了一些重要成果[17]。

1 國(guó)外南極磷蝦脫殼機(jī)研究進(jìn)展

1976年，一項(xiàng)波蘭發(fā)明專利涉及了一種名為TAILS的南極磷蝦脫殼裝置，該脫殼裝置采用旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和配合靜止切剁原件，且在滑槽內(nèi)頂端安裝有多段射流水霧裝置，刀邊緣的凸起優(yōu)選地被覆蓋在垂直于盤運(yùn)動(dòng)的方向[18];1981年，美國(guó)LAITRAM公司也申請(qǐng)了一種用于南極磷蝦剝皮機(jī)的發(fā)明專利，該剝皮機(jī)是由1組或者多組剝離輥，剝離輥之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙，且他們的主軸線橫向于要?jiǎng)冸x通過機(jī)械的磷蝦供應(yīng)的流動(dòng)路徑。其中安裝有擺動(dòng)剝皮輥的裝置，使夾持器結(jié)合并剝皮磷蝦，來提供去殼的尾部肉。磷蝦的整平裝置位于每個(gè)剝離的裝載端，用于將磷蝦盡量均勻分布在橫向設(shè)置的輥的比例輥間隙上，便于與剝離輥間隙接觸的磷蝦層。每一個(gè)剝離段都裝有噴水裝置，該裝置被定位成供應(yīng)水噴霧，來潤(rùn)滑磷蝦和剝離輥間隙，并且還作用于促進(jìn)磷蝦沿著剝離輥組向下前進(jìn)的輸送機(jī)，該輸送機(jī)的前進(jìn)速度隨著跟進(jìn)磷蝦的尺寸和位置而變化。磷蝦縱向引導(dǎo)裝置也位于橫向設(shè)置的剝離的上方，磷蝦縱向引導(dǎo)裝置沿剝離輥的主軸線橫向間隔開，以保持磷蝦在剝離輥的軸線橫向上的均勻分布。對(duì)于船上安裝，這些引導(dǎo)件可以是有孔的，方便輸送水通過其中，以避免擺動(dòng)時(shí)磷蝦全部向機(jī)器的一側(cè)擺動(dòng)，以及未剝皮的磷蝦沿著剝皮或清洗部分的長(zhǎng)度與剝皮的肉一起沖洗[19];1985年波蘭的POLITECIINIKA GDANSKA申請(qǐng)了一種滾軸式磷蝦脫殼裝置的發(fā)明專利[20]。

2 國(guó)內(nèi)南極磷蝦脫殼機(jī)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)方面對(duì)于南極磷蝦加工方面研究起步較晚;2017年浙江工業(yè)大學(xué)公開了一種南極磷蝦的船載連續(xù)干制方法及其脫殼蝦仁的船載連續(xù)加工方法。其采用的方法和步驟為：首先對(duì)捕獲后的南極磷蝦進(jìn)行輸送和分揀，利用振動(dòng)篩進(jìn)行瀝水，再利用紅外輻射對(duì)南極磷蝦進(jìn)行加熱升溫大于70℃;采用熱風(fēng)干燥，進(jìn)行脫殼處理使磷蝦達(dá)到殼肉分離，得到南極磷蝦的蝦仁。再利用真空去雜，最后降溫冷卻，就可以得到干制品的南極磷蝦。這種加工得到的南極磷蝦蝦仁高效、環(huán)保，且品質(zhì)可以保證[21]。同年，巴東縣豐太農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社公開了一種磷蝦殼肉分離的方法，其主要步驟如下：首先，對(duì)捕獲的南極磷蝦進(jìn)行預(yù)干燥處理0.5～15min，干燥的溫度區(qū)間為50～150℃;其次，對(duì)干燥處理的磷蝦進(jìn)行冷風(fēng)處理，處理時(shí)間為5～120s;再次，利用雙輥、四輥或者六輥（采用的轉(zhuǎn)速為5～50轉(zhuǎn)/min）對(duì)冷風(fēng)處理后的磷蝦進(jìn)行擠壓脫殼;最后，采用一定速度（5～100m/s）的干凈空氣進(jìn)行吹掃，就可以實(shí)現(xiàn)南極磷蝦的殼肉分離[22]。

2017年中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所公開了一種南極磷蝦脫殼設(shè)備;整套設(shè)備主要由均質(zhì)槽、液位控制器、布料機(jī)構(gòu)、去殼機(jī)構(gòu)、噴淋機(jī)構(gòu)、蝦肉和蝦殼收集裝置、分揀平臺(tái)和包裝平臺(tái)等組成。其中核心部件就是脫殼裝置，脫殼裝置由機(jī)架、脫殼滾軸、噴淋管、進(jìn)料口、出料口、排水口、電機(jī)、連桿、大鏈輪、小鏈輪和齒輪組等組成。其中，出料口與所述機(jī)架的側(cè)壁所成夾角≥20°，且≤70°;在豎直方向上所述大鏈輪的旋轉(zhuǎn)中心處于所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心的下側(cè);所述小鏈輪處于所述大鏈輪的正上方;所述齒輪組沿著所述機(jī)架的寬度方向排列。所描述的自適應(yīng)軸承包括軸承座及其內(nèi)壁的彈簧，彈簧端部緊扣在軸承的外壁之上[23];其中，脫殼滾軸由大小滾軸組成，且大小滾軸是交替設(shè)置的，其數(shù)量保持一致。小滾軸位于大滾軸的正上方，大小滾軸通過齒輪組傳動(dòng)的。該設(shè)備在南極海域船載過程中，去殼使用方便，去殼效率高，蝦肉的得率也較高。

3 國(guó)內(nèi)外南極磷蝦脫殼機(jī)關(guān)鍵性能指標(biāo)

3.1 性能指標(biāo)對(duì)比 經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，研究南極磷蝦脫殼設(shè)備的國(guó)外有2家研究機(jī)構(gòu)，國(guó)內(nèi)有2家研究機(jī)構(gòu)，其各自的性能指標(biāo)如表1所示。從表1可以看出，南極磷蝦脫殼蝦肉得率為10%～25%;蝦殼殘留率小于4.1%;生產(chǎn)線（單臺(tái)）處理能力為500～1000kg/h。其中，國(guó)內(nèi)的（中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，簡(jiǎn)稱為漁機(jī)所，下同）在船載生產(chǎn)線的脫殼蝦肉得率接近于目前能夠獲取的國(guó)內(nèi)外最高值;目前這條生產(chǎn)線的處理能力與1989年波蘭海洋漁業(yè)研究所開發(fā)的磷蝦船載加工線較為接近，而高于2002年披露的滾桶脫殼法船載加工線的處理能力。

針對(duì)南極磷蝦體積小、去殼難，以及氟元素易融入南極磷蝦肉等問題，漁機(jī)所在國(guó)內(nèi)率先開展了南極磷蝦脫殼機(jī)的研發(fā)。通過水流和滾軸運(yùn)動(dòng)形成的原料控制系統(tǒng)，有效地實(shí)現(xiàn)了磷蝦殼肉分離，獲得的蝦仁完整度較高、殘留蝦殼少。其采用弧形原料分布器、智能濾水輸送和水射流等技術(shù)，提升了原料處理能力且蝦肉出成率提高近1倍左右。目前研制出的專業(yè)化南極磷蝦脫殼機(jī)，單機(jī)最高處理量達(dá)1000kg/h，脫殼蝦肉的平均得肉率為20%。同時(shí)也配套設(shè)計(jì)了磷蝦原料均質(zhì)桶、布料斗和濾水輸送帶等南極磷蝦加工輔助設(shè)備，形成了南極磷蝦船載脫殼加工生產(chǎn)線，為促進(jìn)我國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源利用和海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。綜合分析，漁機(jī)所研發(fā)南極磷蝦脫殼這一項(xiàng)目成果整體接近國(guó)際先進(jìn)水平。

4 結(jié)語(yǔ)

南極磷蝦作為一種蛋白質(zhì)含量高，氨基酸種類豐富，脂肪酸種類也比較齊全，礦物質(zhì)含量較高[26-28]，特別是脫殼之后的磷蝦肉（含氟量少），是提取蝦油、蝦青素等高品質(zhì)產(chǎn)品的保障，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的開發(fā)和利用。相較于國(guó)外，我國(guó)南極磷蝦脫殼和后續(xù)加工起捕較晚。近年來，漁機(jī)所和國(guó)內(nèi)其他海洋類高校為代表的單位陸續(xù)開展此方面的研究，取得了一些研究進(jìn)展，這對(duì)于南極磷蝦加工和開發(fā)南極海域等具有非常重要的戰(zhàn)略意義。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于南極磷蝦脫殼基本上是采用機(jī)械脫殼這一加工方式，但是脫殼之后對(duì)于機(jī)器的清洗工作，很多仍然依靠人工進(jìn)行，既增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了勞動(dòng)成本。因此，今后亟須開發(fā)出一種自清潔功能的南極磷蝦脫殼機(jī)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高南極磷蝦肉的衛(wèi)生狀況，這也是現(xiàn)代食品加工機(jī)械發(fā)發(fā)展方向之一。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，南極磷蝦脫殼機(jī)必將會(huì)朝向更加自動(dòng)化、智能化和自清洗等功能方向發(fā)展。

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（責(zé)編：張宏民）