家禽屠宰加工生產線增產增效新技術及其應用

吉林省艾斯克機電股份有限公司智能化家禽加工技術科技創新中心 吉林四平 136000

2007年，吉林省艾斯克機電股份有限公司組織行業專家對家禽屠宰加工技術現狀進行了調研分析：歐美國家的LINCO、STORK、MEYN、FOOD MATE、PRIME和MORISS公司，技術先進，產品占據了國際市場90%的份額，專利占一半以上。這些企業都有自動化、信息化技術集團支撐，有中間試驗基地。從家禽養殖，運輸、卸載到屠宰加工基本上實現了全程自動化，正在向全面信息化方向發展，肉雞屠宰加工能力已經到達13 500只/h。而我國的家禽屠宰加工裝備制造屬于新興行業，沒有明確的管理部門，從事設備制造的都是小企業，從事家禽屠宰加工技術研究的人員和科研院校相關專業的人員很少，發表的論文也寥寥無幾，各方面嚴重落后于歐美國家[1]。

隨著人們生活水平的不斷提高，家禽加工企業不斷發展壯大，加快了具有中國特色的大規模、自動化、精細化、個性化的家禽加工業的發展步伐，迫切要求家禽屠宰加工過程增產增效。專家組討論確定了影響家禽屠宰加工生產效率的關鍵點，分課題，分階段，對家禽屠宰加工生產線增產增效關鍵技術進行研究。

1 家禽屠宰加工增產增效關鍵點分析

識別、分析進口設備在我國家禽屠宰加工行業不適應性的關鍵點，突破現有產業低產低效的技術瓶頸，實現掛禽區、浸燙、脫毛、掏膛、預冷及分割區的自動化流水作業，肉雞屠宰加工能力最大到達12 500只/h。打破發達國家的技術壟斷，為國家節約外匯，形成了一批有自主知識產權并在國內外市場具有競爭力的產品，提高我國家禽屠宰加工技術及裝備水平。

家禽屠宰加工基本工藝：活禽卸載、宰殺瀝血、浸燙脫毛、掏膛、內臟及副產品加工、預冷、分割、包裝。主要開展如下幾方面的研究。

(1)對禽籠卸載、輸送、清洗消毒工藝和裝備進行研究，提高禽籠卸載和輸送效率，提高清洗潔凈度，解決疫病防控問題。

(2)對家禽致昏技術進行研究，減少家禽損傷，提高經濟效益，為家禽屠宰加工企業出口認證提供技術保證。

(3)對自動燙毛、脫毛技術進行研究，確定適宜大規模屠宰加工工藝參數和配套設備的關鍵結構。

(4)對自動掏膛技術進行研究，實現宰殺輸送線和自動輸送線的同步運行，實現切肛、開膛、掏膛、絞嗉囊、吸肺、胴體清洗的全自動化專業。

(5)對家禽檢斤過程進行研究，將活禽區稱重方式轉變為胴體稱重方式，加快家禽加工信息化進程。

(6)對家禽胴體冷卻技術進行研究，解決目前企業舊廠房面積小，增加產量難的問題。提高家禽分割品品質和出成率，延長貨架期，為國家食品安全標準的制定提供技術條件。

(7)對分割品和副產品的分級、包裝技術進行研究，確定高產高效合理的人流物流方案。

通過研究，解決關鍵技術問題，使規模家禽加工企業的生產線整體加工能力達到8 000～12 500只/h。

由于家禽屠宰加工的特殊性，自動化設備需要大量的活禽，在中間試驗基地，經過長時間的可靠性試驗后才能得到驗證，項目研發周期較長，研發投入較大。制訂適宜的計劃，依據實際情況確定研發資金的投入時機和額度。

2 家禽屠宰加工增產增效關鍵技術研究

2.1 對禽籠卸載、輸送、清洗消毒工藝研究

2.1.1 “臺上卸載”和“同平卸載”方式

根據我國傳統禽籠的特點，采用以“禽籠分層機”為中心的“臺上卸載”和“同平卸載”方式。提高了禽籠輸送工作效率[2]。

2.1.2 多級禽籠清洗技術

采用四步清洗、多級過濾技術，使禽籠清洗機循環水量提高了3.5倍，禽籠潔凈率大大提高。雙向刮渣系統，及時清理水箱底部沉淀的臟物和水箱上的臟沫，保持水相對清潔。分站清洗、消毒，減少了清洗區對消毒區的影響。為用戶HACCP、GMP認證創造有利條件。

2.2 家禽多段致昏屠宰方法

在刺殺前設置水浴式電擊致昏機，刺殺后設置多個平板式電擊致昏機，每段電擊致昏機在較低的電壓范圍內工作，保證在各段之間家禽處于淺昏迷狀態，昏迷狀態時間累計等于或超過100s。電擊致昏時間縮短，減輕家禽痛苦，家禽刺殺后，血從刀口處流出來，形成良好導體，在通過平板式電擊致昏機時效果好，大大減少了在禽體的胸部、翅根、翅尖等部位產生血斑，降低了殘損率，提高產品質量，保證了操作者的安全。已經得到了國際動物福利組織的認可，得到推廣應用。

2.3 實現浸燙、脫毛自動化加工

在宰殺線上應用帶防護檔的禽宰殺吊鉤，在脫毛機上應用螺旋脫毛盤、減少燙毛、脫毛過程的禽體損傷和禽體脫落。提高燙毛、脫毛效果。浸燙時間由原來的60s增加到了90s，適應生鮮品和熟食產品對家禽體表質量不同要求。脫毛機專用免維護節能軸承室提高了脫毛機可靠性，為大規模生產創造條件。

2.4 實現掏膛工序的自動化加工

2.4.1 直線切爪技術

采用一破、二碾、三斷開的三段式直線切爪技術，保證雞肘部關節的完全放開，先切斷雞爪肘部關節上筋、軟組織、下筋，保留肘部關節下皮與雞體連接，傳送到指定位置后，切斷下皮與雞體分離，雞爪和雞腿質量大幅度提高。

2.4.2 宰殺懸掛輸送線與掏膛懸掛輸送線藕接

采用掛入轉盤、導掛轉盤和定掛轉盤三軸聯動技術。實現將禽體從宰殺懸掛輸送線到掏膛懸掛輸送線上的自動轉掛，使宰殺與掏膛懸掛輸送線同步準確、可靠。

2.4.3 自動切肛

禽的肛部真空定位，切肛刀準確切下雞體肛部。肛與刀氣力分離、操作機構在線調節技術，適應不同大小的禽體。實現切肛自動操作。

2.4.4 自動開膛

采用挑開式擴肛，擴肛刀準確雞體的肛部和腹部，操作機構在線調節技術，實現擴肛過程自動操作。

2.4.5 自動掏膛

采用多工位掏膛機械手、掏膛裝置掏出內臟包，確保雞肝和膽囊不會受到損壞、在線軌跡調節，自動適應不同大小的雞體。掏膛裝置自動將內臟包轉掛到內臟輸送線的內臟夾子上。掏膛機和內臟轉掛機同步升降、同步運行，胴體與內臟同步檢疫檢驗等技術，實現掏膛過程的自動操作。

2.4.6 真空吸肺

采用多次、動態往復技術，吸管可調整，滿足不同品種禽體，實現吸肺過程的自動操作。

2.5 將活禽區稱重方式轉變為胴體稱重方式

以“間歇稱重站”為中心的胴體稱重系統，實現了家禽胴體數據(重量，數量)的自動記錄、存儲及控制；禽胴體數據實時監控；分批次的胴體數據打印結算；家禽胴體數據的統計和歷史查詢，工作現場遠程視頻監視等功能。采用雙機冗余計算機保證不能停機生產，授予按權限執行相關操作。

胴體檢斤。由活體檢斤變為胴體檢斤，得到了技術監督部門、企業和家禽養殖戶多方認可。解決了困擾行業多年的老大難問題。是家禽屠宰工藝的一次變革，為家禽屠宰加工信息化提供了有利支撐。

2.6 家禽胴體冷卻技術研究

2.6.1 大容量、葉片格柵技術

通過對禽體降溫機理的研究，確定螺旋預冷機組的解決方案。采用大容量、葉片格柵技術，解決“胴體走單邊”和“水流走單邊”的難題，解決產量大時水位差過大問題。

2.6.2 上階梯螺旋預冷機技術。

采用高位出料口、階梯水位，實現上家禽胴體螺旋預冷機上階梯式布置[5]，即沿著禽胴體通過方向，每臺預冷機的設置方式是呈上階梯式、逐步增高的設置方式。預冷機之間設置有水橋，將以流水導流到前一臺預冷機中。這樣僅需要很小的增高就能夠使下一級預冷機中的水流入上一級預冷機中，最終流到禽體進入預冷工序的第一臺預冷機中。比傳統預冷機節水10%。合理利用溢流水，減少注水量，減少冷能耗量，降低運行成本，降低預冷車間棚高，提高產能和效率。

2.6.3 防止禽胴體滯留技術

螺旋預冷機采用防止禽胴體滯留的噴射器組合系統或防止禽胴體滯留的坡道式結構[3，4]，氣噴射器和水氣噴射器布置在預冷機槽體底部，布置范圍與螺旋軸中心夾角以30°為宜；防止禽胴體滯留的坡道以7°為宜。在生產結束時，可有效的減少禽胴體滯留在預冷機內的數量，提高了生產操作的安全性和生產效率。

2.6.4 紅水冷卻機組

紅水冷卻機組節能效果明顯，禽胴體在90min內可到達4以下[6，7]，解決大容量預冷機水溫迅速冷卻問題，提升了我國禽類加工設備的整體水平，為國家標準GB51219《禽類屠宰與分割車間設計規范》和GB12694《食品安全國家標準畜禽屠宰加工衛生規范》制定提供了有利的技術支撐。

2.7 對分割品加工工藝進行研究

2.7.1 肉品有序分離排列方法及其系統

通過多級離心式轉盤，對無序或成堆的肉品進行有序分離和排列，再通過多段遞增加速的直線皮帶輸送機將肉品拉開距離輸送到下一工序位置。大大提高了分割車間的加工能力，提高了生產效率。

2.7.2 影像分級系統

在家禽自動分割懸掛輸送線上設置展翅機、光影像掃描站、轉載或卸載站及輔助設施。使用機器視覺識別技術，用高速視覺傳感器對輸送線上移動的禽胴體分14個分割部位進行快速掃描，對掃描數據快速計算分析，采用自適應禽胴體特征提取方法，對不同種類禽胴體檢測，提取禽胴體的輪廓，密度，形態等體征，通過投影及衍射關系建立成像模型，確定高效率的圖像處理加速算法，識別出不同級別的禽胴體范圍。提高自動分割設備的定位準確性，提高自動分割禽胴體出成率，避免禽胴體局部損壞或缺失造成的禽胴體切割殘次品現象，可以顯著提高加工企業產品的附加值。

2.8 對副產品加工工藝進行研究

2.8.1 雙聯脫爪皮機組

雙聯脫爪皮機組實現了自動燙爪、自動脫皮、冷卻的連續流水作業。爪皮加工質量穩定，節省人力，改善了作業環境。單位時間內雞爪加工的效率比人工作業提高3～5倍，產品出成率達到98%，為用戶節約20%左右的運營成本。

2.8.2 胗油的自動分離技術

臥式脫胗脂機，集禽胗脫脂和分離為一體，實現了脫脂和胗與脂分離在一臺設備上自動完成，提高了生產效率，節約了時間，取代了人力操作，實現了雞胗自動化加工流水作業。

3 實施與應用

家禽屠宰加工是一個系統工程，工序之間高度關聯，一環扣一環，一個環節的變化可能會對后續環節有很大影響[8]。以上描述的各項技術的綜合實施，實現了禽籠卸載、清洗、浸燙、脫毛、掏膛、預冷、加工品分級的自動化。性能指標總體與國外幾家公司相近，其中，預冷技術優勢明顯，超過歐洲幾家公司，處于國際領先水平。使肉雞屠宰加工行業總體加工能力達到了8 000～12 500只/h，實現了增產增效的既定目標。

所獲得的科技成果已經全部得到轉化應用，為家禽加工行業增效，提供了有力的技術支撐，促進家禽加工業的規模化發展，提高了我國家禽加工裝備的整體水平，推動了我國家禽加工裝備的科技進步。其具獨特的中國技術將逐步替換進口設備，促進家禽加工業的規模化發展，提高了我國家禽加工裝備的整體水平，推動了我國家禽加工裝備的科技進步。

4 結語

家禽屠宰加工技術及裝備是我國工業強國的一部分，近期受到國家相關部門的高度重視，被列入國家發展計劃。在《中國制造2025》、《國家第十三個五年規劃綱要》、《“十三五”國家科技創新規劃》、《農機裝備發展行動計劃方案2016～2025》和《中國食品和包裝機械工業“十三五”發展規劃》都提出要“重點研發禽畜屠宰與肉類加工技術與裝備”。家禽加工將不斷有新的技術出現，加快家禽產品加工的現代化進程[8]。