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国内外南极磷虾脱壳设备发展概况

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张军文郑晓伟

摘要：南极磷虾蛋白质含量高，氨基酸种类丰富，脂肪酸种类比较齐全，矿物质含量亦较高。该文介绍了国内外南极磷虾脱壳设备研究进展，对比了关键性能指标，并展望了未来的发展方向，以期为南极磷虾产业发展提供参考。

关键词：南极磷虾;脱壳机;得肉率;处理能力

中图分类号 TS254.4 文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）20-0084-03

南极磷虾是目前地球上生存着的最大单种生物资源之一，其现存量预计约为6.5亿～10亿t[1]，具有丰富的潜在渔业资源，每年可捕获量约为1亿t，可以为地球提供稳定的动物蛋白[1-3]。南极磷虾体内蛋白质含量较高，约占整虾干重的50%，肌肉中蛋白质的含量干重的70%以上[4-8]。虽然南极磷虾的营养价值高，但由于体内氟含量较高、死后易自溶而腐烂变质等特性，几乎都被直接加工成饵料或虾粉，很难实现南极磷虾自身真正的经济和社会价值[9-16]。经研究发现，南极磷虾体内的氟元素主要集中于虾壳和头腹部，除去虾壳就能高效利用磷虾蛋白。为了提升加工水平，实现南极磷虾真正的经济价值，机械化脱壳加工和处理成为必然趋势。国内外学者在南极磷虾相关加工产业开展了大量的研究工作，取得了一些重要成果[17]。

1 国外南极磷虾脱壳机研究进展

1976年，一项波兰发明专利涉及了一种名为TAILS的南极磷虾脱壳装置，该脱壳装置采用旋转的转子和配合静止切剁原件，且在滑槽内顶端安装有多段射流水雾装置，刀边缘的凸起优选地被覆盖在垂直于盘运动的方向[18];1981年，美国LAITRAM公司也申请了一种用于南极磷虾剥皮机的发明专利，该剥皮机是由1组或者多组剥离辊，剥离辊之间留有适当的间隙，且他们的主轴线横向于要剥离通过机械的磷虾供应的流动路径。其中安装有摆动剥皮辊的装置，使夹持器结合并剥皮磷虾，来提供去壳的尾部肉。磷虾的整平装置位于每个剥离的装载端，用于将磷虾尽量均匀分布在横向设置的辊的比例辊间隙上，便于与剥离辊间隙接触的磷虾层。每一个剥离段都装有喷水装置，该装置被定位成供应水喷雾，来润滑磷虾和剥离辊间隙，并且还作用于促进磷虾沿着剥离辊组向下前进的输送机，该输送机的前进速度随着跟进磷虾的尺寸和位置而变化。磷虾纵向引导装置也位于横向设置的剥离的上方，磷虾纵向引导装置沿剥离辊的主轴线横向间隔开，以保持磷虾在剥离辊的轴线横向上的均匀分布。对于船上安装，这些引导件可以是有孔的，方便输送水通过其中，以避免摆动时磷虾全部向机器的一侧摆动，以及未剥皮的磷虾沿着剥皮或清洗部分的长度与剥皮的肉一起冲洗[19];1985年波兰的POLITECIINIKA GDANSKA申请了一种滚轴式磷虾脱壳装置的发明专利[20]。

2 国内南极磷虾脱壳机研究现状

国内方面对于南极磷虾加工方面研究起步较晚;2017年浙江工业大学公开了一种南极磷虾的船载连续干制方法及其脱壳虾仁的船载连续加工方法。其采用的方法和步骤为：首先对捕获后的南极磷虾进行输送和分拣，利用振动筛进行沥水，再利用红外辐射对南极磷虾进行加热升温大于70℃;采用热风干燥，进行脱壳处理使磷虾达到壳肉分离，得到南极磷虾的虾仁。再利用真空去杂，最后降温冷却，就可以得到干制品的南极磷虾。这种加工得到的南极磷虾虾仁高效、环保，且品质可以保证[21]。同年，巴东县丰太农业专业合作社公开了一种磷虾壳肉分离的方法，其主要步骤如下：首先，对捕获的南极磷虾进行预干燥处理0.5～15min，干燥的温度区间为50～150℃;其次，对干燥处理的磷虾进行冷风处理，处理时间为5～120s;再次，利用双辊、四辊或者六辊（采用的转速为5～50转/min）对冷风处理后的磷虾进行挤压脱壳;最后，采用一定速度（5～100m/s）的干净空气进行吹扫，就可以实现南极磷虾的壳肉分离[22]。

2017年中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所公开了一种南极磷虾脱壳设备;整套设备主要由均质槽、液位控制器、布料机构、去壳机构、喷淋机构、虾肉和虾壳收集装置、分拣平台和包装平台等组成。其中核心部件就是脱壳装置，脱壳装置由机架、脱壳滚轴、喷淋管、进料口、出料口、排水口、电机、连杆、大链轮、小链轮和齿轮组等组成。其中，出料口与所述机架的侧壁所成夹角≥20°，且≤70°;在竖直方向上所述大链轮的旋转中心处于所述电机的旋转中心的下侧;所述小链轮处于所述大链轮的正上方;所述齿轮组沿着所述机架的宽度方向排列。所描述的自适应轴承包括轴承座及其内壁的弹簧，弹簧端部紧扣在轴承的外壁之上[23];其中，脱壳滚轴由大小滚轴组成，且大小滚轴是交替设置的，其数量保持一致。小滚轴位于大滚轴的正上方，大小滚轴通过齿轮组传动的。该设备在南极海域船载过程中，去壳使用方便，去壳效率高，虾肉的得率也较高。

3 国内外南极磷虾脱壳机关键性能指标

3.1 性能指标对比经文献检索发现，研究南极磷虾脱壳设备的国外有2家研究机构，国内有2家研究机构，其各自的性能指标如表1所示。从表1可以看出，南极磷虾脱壳虾肉得率为10%～25%;虾壳残留率小于4.1%;生产线（单台）处理能力为500～1000kg/h。其中，国内的（中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，简称为渔机所，下同）在船载生产线的脱壳虾肉得率接近于目前能够获取的国内外最高值;目前这条生产线的处理能力与1989年波兰海洋渔业研究所开发的磷虾船载加工线较为接近，而高于2002年披露的滚桶脱壳法船载加工线的处理能力。

针对南极磷虾体积小、去壳难，以及氟元素易融入南极磷虾肉等问题，渔机所在国内率先开展了南极磷虾脱壳机的研发。通过水流和滚轴运动形成的原料控制系统，有效地实现了磷虾壳肉分离，获得的虾仁完整度较高、残留虾壳少。其采用弧形原料分布器、智能滤水输送和水射流等技术，提升了原料处理能力且虾肉出成率提高近1倍左右。目前研制出的专业化南极磷虾脱壳机，单机最高处理量达1000kg/h，脱壳虾肉的平均得肉率为20%。同時也配套设计了磷虾原料均质桶、布料斗和滤水输送带等南极磷虾加工辅助设备，形成了南极磷虾船载脱壳加工生产线，为促进我国远洋渔业资源利用和海洋强国战略奠定了坚实的基础。综合分析，渔机所研发南极磷虾脱壳这一项目成果整体接近国际先进水平。

4 结语

南极磷虾作为一种蛋白质含量高，氨基酸种类丰富，脂肪酸种类也比较齐全，矿物质含量较高[26-28]，特别是脱壳之后的磷虾肉（含氟量少），是提取虾油、虾青素等高品质产品的保障，在国内外得到了广泛的开发和利用。相较于国外，我国南极磷虾脱壳和后续加工起捕较晚。近年来，渔机所和国内其他海洋类高校为代表的单位陆续开展此方面的研究，取得了一些研究进展，这对于南极磷虾加工和开发南极海域等具有非常重要的战略意义。

目前，国内外对于南极磷虾脱壳基本上是采用机械脱壳这一加工方式，但是脱壳之后对于机器的清洗工作，很多仍然依靠人工进行，既增加了劳动强度，又提高了劳动成本。因此，今后亟须开发出一种自清洁功能的南极磷虾脱壳机，降低劳动强度，提高南极磷虾肉的卫生状况，这也是现代食品加工机械发发展方向之一。随着科学技术的不断进步，南极磷虾脱壳机必将会朝向更加自动化、智能化和自清洗等功能方向发展。

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（责编：张宏民）

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