虾类富含蛋白质及人体必需的氨基酸,含DHA、EPA等多不饱和脂肪酸,矿物质元素丰富,是一种营养均衡的优质蛋白质资源。近年来水产养殖业快速发展,特别是亚洲虾产量增长迅速,占全球总产量的80%以上,整个海产品加工产业中,约45%为虾类,其中冷冻的去壳虾为收获后主要的加工产品,国内外市场对其需求量明显提高。脱壳是虾仁生产的重要工序,手工剥壳仍是我国虾仁加工的主要手段,但这种方法人工需求量大,随着劳动力成本的增加,企业的加工负担越来越重,对虾体机械剥壳的需求度日趋增加。
目前普遍使用的脱壳方法为手工剥壳,鲜虾或冷冻虾体去壳是剥壳工艺中的重要环节。手工剥壳的程序为:去虾头→开背→去虾线→脱壳。手工脱壳过程中虾尾易断裂,对虾品质的破坏程度较高,得肉率低。耗时耗力、生产效率低、易受到微生物污染,影响产品鲜度和品质。且手工脱壳过程中工人的手容易被虾壳刺破,从而导致治疗外伤用的氯霉素污染虾仁产品,形成质量安全隐患。此外,随着雇佣劳动力成本的大幅提升,企业人工费用的支出将愈来愈重,占据大量生产成本。所以,手工剥壳将成为制约虾产业发展规模化、连续化、产业化的瓶颈。
由于手工脱壳对虾品质的破坏和劳动力成本的上升,机械去壳成为行业发展的必然趋势。先进、高效的虾脱壳机械设备,将给企业带来可观的经济效益,并促进产业可持续发展。研究人员和企业致力于寻求性能可靠的技术和设备,依据不同的剥壳原理,目前国内外关于虾剥壳的自动化设备的主要有两大类。
国外关于虾类自动脱壳设备的研究较早,经过多年的发展技术趋于成熟,市场上应用广泛的主要为以下两种。最为著名的是 Laitram Machinery 公司生产的A型自动虾剥壳机,可连续自动进料、滚筒式、多根辊轴并列,利用辊之间的挤压作用产生重复的“捏-放”效果,实现去壳。创新设计了两阶段剥离工艺,下部的辊直径较大,剥离作用较大;大辊筒上部插入小直径的金属辊,可更好的保留头部和尾部的肉;弹簧形成的“压指”结构,促进剥壳。此机型在全球范围内知名度甚高,应用较为广泛。但在剥壳过程中由于挤压作用,虾仁较易破碎、虾尾部分的壳无法剥离干净,影响产品外观,虾肉损失。
其次是 Gregor Jonsson 公司的圆式旋转盘对虾剥壳机,旋转工作台在连续转动过程中可快速完成抓虾、压实定位、断尾壳、开背、去肠线、插针取肉、壳肉分离等 剥壳全部工序。系统能根据每只虾的大小自动调整,切割深度一致;可根据市场需要加工多种样式的虾去壳产品,质量上等,大小均匀,可减少手工操作程序和虾体被微生物感染的几率,有效保证了产品品质。但原料必须为去头虾,且需严格定向逐个剥壳,剥壳效率相对较低。
国内虾机械剥壳的研究起步较晚,一般是在国外上述两类剥壳设备的基础上进行消化吸收,改进优化。基于辊轴挤压式剥壳的原理,张秀花等和张泽明等做了一系列关于虾剥壳机械设备的研究,研制出了剥壳的样机,探讨了虾机械式剥壳技术,并确定了剥壳和预处理条件的工艺参数。金金等受转盘式剥壳机启发,设计了包括夹持机构、压紧机构、切割装置及虾仁分离机构等一整套设备,能够快速、完整地实现虾壳的去除。
在磷虾脱壳方面,主要基于滚轴间隙的挤压剥壳原理,开展了南极磷虾 (Euphausia superba) 船载脱壳加工设备的研发及工艺参数优化研究,对滚轴转速、滚轴长度、滚轴间隙、旋转圈数,不同进料速度、原料放置时间和预冷时间进行了多次船载实验和性能验证,完善了船上挤压脱壳生产工艺,但整体加工能力较国外低,进料均匀性不高,脱壳虾肉平均产出率为20%,需进一步完善。
总体来看,造成机械剥壳存在上述问题的原因主要在于鲜虾壳紧紧连在虾肉上,壳肉分离变得困难,所以脱壳之前要对虾进行相应的预处理,松动壳肉之间的这种紧密连接,后续脱壳过程中就能提高加工虾仁的完整性、出产率以及脱壳效率等,有效地保证虾仁品质,降低生产成本,提升经济效益。
文章来源:南方水产科学,作者:郝淑贤,转载请注明来源
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