蛤类滚筒式分级工艺参数优化

郑晓伟 欧阳杰 沈 建

（1.农业部渔业装备与工程重点开放实验室，上海 200092；2.中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海 200092；3.国家水产品加工装备研发分中心（上海），上海 200092）

蛤类滚筒式分级工艺参数优化

郑晓伟1，2，3欧阳杰1，2，3沈 建1，2，3

（1.农业部渔业装备与工程重点开放实验室，上海 200092；2.中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海 200092；3.国家水产品加工装备研发分中心（上海），上海 200092）

对蛤类滚筒式分级工艺参数进行研究。采用单因素试验和正交试验研究处理量、网板孔径增量、滚筒转速和滚筒直径对分级准确率的影响。结果表明：网板孔径增量是影响分级准确率的主要因素，其次是滚筒直径，再次是处理量，影响最小的是滚筒转速。最佳工艺参数为处理量6t／h，网板孔径增量2mm，滚筒转速12r／min，滚筒直径600mm。

蛤类；滚筒；分级；网板孔径；准确率

蛤（clam）属软体动物门双壳纲（bivalvia）无脊椎动物。多分布在较平坦的河口附近、沿岸内湾的潮间带、以及浅海区域的细沙、泥沙滩中。蛤类含有丰富的蛋白质、无机盐类和多种维生素，在水产动物中具有很高的经济价值，倍受国内外人们喜爱。对蛤类的产业化研究目前主要集中在养殖生物学［1，2］、群体遗传［3，4］、以及活性成分与免疫［5－7］等方面，而在贝类加工、流通技术设备方面则很少涉及。作为衔接养殖和消费两端的中间环节，贝类产品加工水平和流通状况的发展无疑是提升产业层次、完善产业链条的核心内容［8］。

将贝类按照大小规格分级即是鲜销贝类产品的主要加工工序，是贝类冻制品、精加工制品加工过程中的前道工序，也是评判贝类产品质量的主要因素之一。目前中国国内大多还是采用人工清洗、人工经验分级的生产模式，不仅生产效率低，而且产品的稳定性也差［9］。研制专用的蛤类分级设备，优化机械分级工艺参数，是规范贝类前处理加工操作、提高贝类加工产品质量的重要途径。

国外对贝类前处理技术的研究开展得较早，已形成成熟的加工工艺技术、完善的生产加工流程和管理体系。加拿大、澳大利亚、日本以及英美等发达国家均成功研制了贝类前处理加工专用设备，可实现牡蛎、蛤类、蚬类等贝类的机械化前处理加工，自动化程度高，处理效果好。在贝类分级技术方面国外还采用了机械视觉和称重传感等分级方式，满足产品在形状和重量等方面的精确要求。

中国贝类前处理加工技术研究起步较晚，前处理加工专用设备的开发研制相对缺乏。目前国内市场上也出现一些用蔬果分级机改制的简易贝类分级机，其结构设计多采用滚筒式或振动式［10，11］。若直接用于贝类分级，不仅分级效率低，分级的准确率也较差、串级现象严重，使用效果并不理想。本试验针对蛤类滚筒式分级技术进行研究，以分级准确率为指标优化工艺参数，为贝类分级设备的研制及改进提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料及仪器

白蛤：采自山东潍坊龙威集团佰露海洋食品有限公司贝类净化暂养基地；

蛤类清洗分级机：QFJ580型，上海华夏渔业机械仪器工贸公司；

电子秤：JPS－300K，上海恒津电子设备有限公司；

电子秒表：SJ9－2型，上海振宇化工有限公司；

带表四用卡尺：（0～150）mm，北京易尔丰德计量科技有限公司；

数位式转速计：RM－1500，泰仪电子股份有限公司；

蛤类分级机：QFJ580型，上海华夏渔业机械仪器工贸公司。

1.2 试验方法

1.2.1 蛤类分级工艺 原料贝经清洗后滤水称重，在规定时间内经由输送带分批送入清洗滚筒，贝在滚筒内翻滚清洗的同时完成大小分级并按个体大小分别掉入滚筒下方的水槽，分级后不同规格的贝由出料输送机送出水槽。分级机的结构原理如图1所示。

图1 分级机结构示意图Figure 1 Structure diagram of the grader

1.2.2 检测计算方法

（1）材料规格：对应白蛤以宽度尺寸为分级依据，等重量均分为3级。产品规格分别为一级（≤25mm）、二级（26～29mm）、三级（≥30mm），以25，30mm作为区分3种规格产品的分界宽度。

（2）产品规格准确率的计算：

（3）样品组成：称取等重量的两种规格贝类，均匀混合后进行分级试验，按式（1）计算其分级（共两种相邻尺寸组合，一二级与二三级）准确率并取其平均值。

1.2.3 滚筒分级工艺参数单因素试验

（1）处理量对分级准确率的影响：滚筒长度1 200mm，螺带螺距200mm，网板孔径增量0mm（比规格分界宽度大0 mm），滚筒转速11.5r／min，滚筒直径550mm。考察处理量分别为3，4，5，6，7t／h时对蛤类分级准确率的影响。

（2）网板孔径增量对分级准确率的影响：滚筒长度1 200mm，螺带螺距200mm，滚筒转速11.5r／min，处理量5t／h，滚筒直径550mm。考察分级滚筒上网板孔径增量分别为0，1，2，3mm（比产品规格分界宽度大Xmm）时对蛤类分级准确率的影响。

（3）滚筒转速对分级准确率的影响：处理量5t／h，滚筒长度1 200mm，螺带螺距200mm，网板孔径增量0mm，滚筒直径550mm。考察分级滚筒转速分别为8，10，12，14，16r／min时对蛤类分级准确率的影响。

（4）滚筒直径对分级准确率的影响：处理量5t／h，滚筒长度1 200mm，螺带螺距200mm，网板孔径增量0mm，滚筒转速11.5r／min。考察滚筒直径分别为400，500，600，700，800mm时对蛤类分级准确率的影响。

1.2.4 正交试验 根据单因素试验结果，进行正交试验研究，确定最佳分级工艺参数。

2 结果与分析

2.1 蛤类分级的单因素试验

2.1.1 处理量的影响 由图2可知，随着处理量的增加，蛤类分级的准确率逐渐下降；处理量在3～6t／h时，分级准确率的下降趋势较小，分级准确率在93%～94%。当处理量大于6t／h时，下降趋势逐渐增大。说明处理量对分级准确率有一定的影响，综合考虑产品质量与加工效率，处理量控制在6t／h为宜。

图2 处理量对分级准确率的影响Figure 2 Effect of handling capacity on the classification accuracy

2.1.2 网板孔径增量的影响 由图3可知，网板孔径增量对分级准确率有很大影响。在增量小于等于2mm时，随着网板孔径的增大分级准确率逐渐增加，最高能达到98%；当增量大于2mm时，随着网板孔径的增大分级准确率呈现下降趋势。由于蛤的几何特征以及分级时在滚筒内的翻滚状态，分级网板的孔径应比分级宽度适当增大，才能有效的实现贝类的筛分，增量控制在2mm较为合适。

图3 网板孔径增量对分级准确率的影响Figure 3 Effect of the increment of Sieve aperture on the classification accuracy

2.1.3 滚筒转速的影响 由图4可知，随着滚筒转速的增大，分级准确率会有一定的提升，但提升的趋势很小，可见滚筒转速对分级准确率的影响较小。转速增大时滚筒周的扭矩会相应减小，但过快的转速会增加蛤之间的冲击力，更容易造成贝的破损。综合考虑，选取转速为12r／min较为合理。

图4 滚筒转速对分级准确率的影响Figure 4 Effect of roller speed on the classification accuracy

2.1.4 滚筒直径的影响 由图5可知，随着滚筒直径的增加，分级准确率也逐渐上升。本试验中，滚筒的长度固定为1 200mm，螺带螺距200mm，增加滚筒直径相当于增加蛤与分级网板的接触面积，对分级准确率有较大的影响。考虑到设备的外形结构和制造难度，滚筒的直径控制在1 000mm以下较为合适。

图5 滚筒直径对分级准确率的影响Figure 5 Effect of roller diameter on the classification accuracy

2.2 蛤类滚筒分级的正交试验

在单因素试验的基础上，对影响蛤类分级准确率的各因素进行正交试验（滚筒长度均为1 200mm，螺带螺距200mm）参试因子和水平范围（见表1），以蛤类分级准确率为目标进行正交试验，确定蛤类滚筒式分级最佳工艺参数，结果见表2。

由表2可知，最优工艺参数组合为处理量6t／h，网板孔径增量2mm，滚筒转速12r／min，滚筒直径600mm；各因素对蛤类分级准确率的影响次序依次为网板孔径增量＞滚筒直径＞处理量＞滚筒转速。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Values of factors and levels of the orthogonal experiment

表2 正交试验结果与分析Table 2 Results of the orthogonal experiment

用正交试验得出的最佳组合参数进行3次验证实验，其蛤类分级准确率的平均值为98.6%，说明本试验结果可靠，为蛤类滚筒式分级设备的研发和制造提供了理论依据与技术参考。

3 结论

（1）通过调整机械滚筒式筛网的工艺参数，能有效实现蛤类的高效分级。其最优工艺参数组合为处理量6t／h，网板孔径增量2mm，滚筒转速12r／min，滚筒直径600mm。

（2）在加工效率及分级准确率等方面，蛤类滚筒式分级技术较目前人工分级的生产模式具有明显的优势，处理量可达到6～8t／h，分级准确率可达到98.6%。

（3）蛤类的前处理生产中，加工破损率是评价产品质量另一重要参考指标。因此在实际生产中处理量不宜过大、滚筒转速也不能过快，以免增加贝与贝或贝与设备之前的碰撞，造成产品质量下降。

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2 Liu Baozhong，Dong Bo，Tang Baojun，et al.Effect of stockingdensity on growth，settlement and survival of clam larvae，Meretrixmeretrix［J］.Aquaculture，2006，258（4）：344～349.

3 赫崇波，丛林林，葛陇利，等.文蛤养殖群体和野生群体遗传多样性的AFLP分析［J］.中国水产科学，2008，15（2）：215～221.

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6 李晓英，董志国，薛洋，等.温度骤升和窒息条件对青蛤酸性磷酸酶和溶菌酶的影响［J］.水产科学，2009，28（6）：321～324.

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Process parameter optimization of cylinder separator for clams

ZHENG Xiao－wei1，2，3OUYANG Jie1，2，3SHEN Jian1，2，3

（1.Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering，Ministry of Agriculture，Shanghai200092，China；2.Fishery Machinery and Instrument Research Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，Shanghai200092，China；3.National R＆D Branch Center for Aquatic Product Processing Equipment（Shanghai），Shanghai200092，China）

Process parameters of classification of clams in drum－type was carried on by single－factor experiments and orthogonal test by processing capacity，increment of sieve aperture，roller speed and roller diameter.The results showed that：the increment of Sieve aperture was the main factor－effecting the classification accuracy rate，followed by the drum diameter and handling capacity thirdly，the impact of roller speed is minimal.The optimum parameters was as follow：processing capacity 6t／h，increment of sieve aperture 2mm，roller speed 12r／min，roller diameter 600mm.

clams；roller；classification；sieve aperture；accuracy

10.3969／j.issn.1003－5788.2012.03.001

国家863项目（编号：2011AA100803）；国家贝类产业技术体系资金资助（编号：CARS－48－08B）

郑晓伟（1982－），男，中国水产科学研究院助理研究员。E－mail：zhengxiaowei＠fmiri.ac.cn

2012－02－15