基于響應(yīng)面法的縊蟶殼肉分離裝置工藝參數(shù)研究

摘要：

加熱開殼是縊蟶殼肉分離作業(yè)的關(guān)鍵工序之一，優(yōu)化蒸煮工藝，獲得縊蟶蒸煮作業(yè)最佳感官評(píng)分值，實(shí)現(xiàn)縊蟶高開殼率。以縊蟶為試驗(yàn)原料，基于蒸煮溫度、蒸煮時(shí)間、物料堆積層厚開展單因素試驗(yàn)，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，采用響應(yīng)面優(yōu)化分析法，確定縊蟶蒸煮輸送裝置最佳工作參數(shù)。基于所得參數(shù)進(jìn)行蒸煮裝置的EDEM、Fluent仿真與場(chǎng)地試驗(yàn)。當(dāng)蒸汽進(jìn)氣壓力為6 MPa，縊蟶下料平均速度為0.375 kg/s，蒸煮時(shí)間為79 s，蒸煮溫度為94 ℃，堆積層厚為26 mm時(shí)，開殼效果感官評(píng)分為83.32分，仿真輸送過程中聚團(tuán)、碎裂概率小于5%，蒸煮裝置熱力云圖表明箱體內(nèi)溫度分布滿足縊蟶開殼需求；以開殼率、閉殼肌粘結(jié)力為指標(biāo)開展縊蟶蒸煮性能試驗(yàn)，開殼率≥95%，閉殼肌粘結(jié)力小于2 N。蒸煮裝置各工況滿足生產(chǎn)需求，作業(yè)后蟶肉品質(zhì)符合后續(xù)作業(yè)要求。

關(guān)鍵詞：縊蟶開殼；蒸煮裝置；響應(yīng)面優(yōu)化；離散元；開殼率

中圖分類號(hào)：S986.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Study on the process parameters of the cage meat separation device based on the response surface method

Abstract：

Heating shell opening is one of the key processes in the separation of constricted razor shells and meat. The cooking process was optimized to obtain the best sensory score of the constricted clams after the cooking operation， and to achieve a high shell opening rate. In this study， constricted razor was used as the test raw material， and a single-factor experiment was carried out based on the cooking temperature， cooking time， and material accumulation layer thickness. The sensory score was used as the response value， and the response surface optimization analysis method was used to determine the optimal matching of the working parameters of the constricted razor cooking and conveying device.Based on the obtained parameters， EDEM and Fluent simulations and field tests of the cooking device were carried out. When the steam inlet pressure is 6 MPa， the average cutting speed of the constricted razor is 0.375 kg/s， the cooking time is 79 s， the cooking temperature is 94 ℃， and the thickness of the stacking layer is 26 mm， the sensory score of the open shell is 83.32， and the agglomeration is simulated during the conveying process， the probability of fragmentation is less than 5%， and the thermal cloud diagram of the cooking device shows that the temperature distribution in the box meets the requirements for opening the shell of constricted clams. The cooking performance test of constricted clams was carried out with the opening rate and adductor muscle adhesion as indicators， and the shell opening rate was ≥95%. The adductor muscle adhesion is less than 2 N. Each working condition of the cooking device meets the production requirements， and the quality of the constricted clams after the operation meets the requirements for further processing.

Keywords：

razor clam shell opening; cooking device; response surface optimisation; discrete element; shell opening rate

0 引言

我國(guó)海洋漁業(yè)資源得天獨(dú)厚，擁有超過18 000 km黃金海岸線，同時(shí)也是世界縊蟶養(yǎng)殖大國(guó)。縊蟶（Sinonova culaconstricta）隸屬軟體動(dòng)物門、瓣鰓綱、異齒亞綱、簾蛤目、竹蟶科，又名蟶子。縊蟶營(yíng)養(yǎng)豐富，其肉豐腴脆嫩，鮮美清甜，藥物功效顯著，對(duì)它的研究和開發(fā)利用也受到越來越多的科研工作者的重視［14］。

縊蟶加工產(chǎn)業(yè)季節(jié)依賴性顯著，由于縊蟶體內(nèi)含酶量和含水量特別高，捕撈后極易腐敗變質(zhì)，單靠鮮活縊蟶銷售無法維持供需平衡［5］，無法及時(shí)處理的縊蟶需制作成蟶干、蟶珠等高檔營(yíng)養(yǎng)品進(jìn)行銷售以拓寬市場(chǎng)銷售渠道。蟶類制品加工需進(jìn)行殼肉分離作業(yè)，縊蟶的蒸煮開殼在殼肉分離作業(yè)中起到關(guān)鍵性作用［68］。縊蟶進(jìn)行蒸煮作業(yè)過程中，蒸煮時(shí)間過短導(dǎo)致無法有效開殼，時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致蟶肉萎縮、營(yíng)養(yǎng)成分大幅流失，因此研究蒸煮過程中貝肉品相與口感，確定合理的加熱溫度、加熱時(shí)間與堆積層厚，可有效提升縊蟶開殼率、提高蟶肉感官評(píng)分，有利于后續(xù)分離作業(yè)及蟶產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)開拓［910］。

目前作為縊蟶殼肉分離的輔助裝置—蒸煮輸送裝置的研究較少，作業(yè)參數(shù)多源于生產(chǎn)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。有關(guān)學(xué)者圍繞貽貝、文蛤等雙殼貝類開殼效果需求，從開殼技術(shù)種類、開殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面開展研究，解秋陽(yáng)［11］對(duì)水射流噴嘴進(jìn)行仿真分析及試驗(yàn)，設(shè)計(jì)基于水射流方法剝離海灣扇貝貝柱的樣機(jī)；胡靜艷等［12］采用水射流對(duì)厚殼貽貝進(jìn)行試驗(yàn)，確定水流對(duì)厚殼貽貝沖擊的最佳角度、最佳壓強(qiáng)及最佳靶距。朱松明等［13］對(duì)貽貝超高壓脫殼方法進(jìn)行研究，確定開殼壓力為300 MPa，保壓2 min為貽貝最佳脫殼參數(shù)。上述研究多從固定脫殼裝置的有限元分析及貝肉處理加工后生理特性入手，較少結(jié)合仿真試驗(yàn)對(duì)縊蟶感官評(píng)分進(jìn)行研究。

因此，本文圍繞批次縊蟶蒸煮輸送裝置需求，采用Box-Behnken Design響應(yīng)面法獲得縊蟶蒸煮工藝最佳參數(shù)組合，建立蒸煮裝置EDEM仿真模型與箱體熱力分布模型，對(duì)完成蒸煮作業(yè)縊蟶進(jìn)行開殼率與閉殼肌粘結(jié)力測(cè)定試驗(yàn)，驗(yàn)證參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性，以期為縊蟶殼肉分離品質(zhì)與蒸煮裝置性能的研究提供理論依據(jù)。

1 縊蟶蒸煮裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 蒸煮裝置結(jié)構(gòu)與工作條件

如圖1所示，縊蟶經(jīng)喂料口投入加有高溫沸水的蒸煮箱內(nèi)，蒸煮箱內(nèi)設(shè)有輸送網(wǎng)帶，縊蟶掉落至輸送網(wǎng)帶上隨其轉(zhuǎn)運(yùn)至出料口，該裝置進(jìn)料模式為連續(xù)入料，根據(jù)文獻(xiàn)［4， 7］及沿海加工實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，高溫水浴存在20%的縊蟶無法有效開殼，對(duì)后續(xù)殼肉分離作業(yè)帶來不利影響。以往解決辦法為通過延長(zhǎng)高溫水浴行程或減緩傳送帶輸送速度以達(dá)到延長(zhǎng)加熱時(shí)間，但會(huì)導(dǎo)致裝置用料激增或貝肉萎縮、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大幅流失［1416］，故本文考慮上述矛盾，在高溫水浴工況后添加蒸汽保溫作業(yè)流程，在提高總體開殼率的同時(shí)有效減小貝肉損傷情況。

1.2 水浴加熱與蒸汽保溫行程計(jì)算

蒸煮裝置材料為不銹鋼，置于常溫下存在散熱現(xiàn)象［1718］，蒸煮箱體內(nèi)水溫為95 ℃，采用變溫加熱鍋進(jìn)行開殼試驗(yàn)，共選取5組，每組20個(gè)縊蟶進(jìn)行開殼時(shí)間測(cè)定。

開殼時(shí)間分別為30 s、35 s、36 s、34 s、35 s，故水浴時(shí)間t1=30～35 s。如圖2所示，箱體與地面的角度α為12°，取平均開殼時(shí)間為35 s，輸送帶鏈輪直徑d1為20 cm，轉(zhuǎn)速n為17 r/min，故水浴行程

s1=π×d1×n×35/60=6.2m

縊蟶加工產(chǎn)業(yè)中其物料持續(xù)受熱時(shí)間一般不超過90 s，本文設(shè)定受熱時(shí)間t=75 s，故蒸汽保溫時(shí)間為t2=40 s，蒸汽保溫行程

s2=π×d1×n×40/60=7.1m

蒸煮箱體總長(zhǎng)為13.3 m，輸送裝置速度

2 響應(yīng)面法縊蟶蒸煮工藝最佳參數(shù)選擇

2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

選擇帶殼新鮮雙頭縊蟶，所屬海域?yàn)辄S海，蟶體長(zhǎng)度在67～70 mm的鮮活縊蟶進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)裝置：批次式縊蟶殼肉分離清選機(jī)；ACS-30電子秤1臺(tái)；游標(biāo)卡尺1把；卷尺一個(gè)；彈簧拉力計(jì)（1～10 N）一只。

2.2 評(píng)價(jià)方法

對(duì)經(jīng)過蒸煮工藝處理后縊蟶的開殼難度、開縫程度、蟶肉組織狀態(tài)為核心觀測(cè)指標(biāo)，采用感官評(píng)分值對(duì)開殼效果進(jìn)行評(píng)定，感官評(píng)定如表1所示。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.3.1 單因素試驗(yàn)

本次試驗(yàn)通過改變批次式縊蟶蒸煮殼肉分離設(shè)備參數(shù)得到對(duì)縊蟶開殼效果的影響因素，并確定最佳工作參數(shù)組合。本試驗(yàn)以感官評(píng)分為響應(yīng)指標(biāo)，采用單因素輪換法依次考察蒸煮溫度、蒸煮時(shí)間、物料堆積層厚［19］對(duì)縊蟶開殼效果的影響。

2.3.2 二次回歸正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，運(yùn)用Box-Behnken Design設(shè)計(jì)理論，分析各因素之間交互作用對(duì)開殼效果的影響，以組合試驗(yàn)進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化［2021］。

2.4 結(jié)果與分析

2.4.1 單因素實(shí)驗(yàn)具體溫度

1）" 蒸煮溫度對(duì)縊蟶開殼效果的影響。在蒸煮時(shí)間為76 s、物料堆積層厚度為22 mm、蒸煮溫度在84 ℃～96 ℃的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示。

隨著蒸煮溫度的升高，縊蟶開殼效果的感官評(píng)分值先升高后降低，呈現(xiàn)非線性關(guān)系。結(jié)果表明當(dāng)蒸煮溫度為85 ℃～93 ℃時(shí)，開殼效果的感官評(píng)分值隨溫度上升而增加；當(dāng)蒸煮溫度為93 ℃時(shí)，開殼效果的感官評(píng)分值最高，開殼效果最好，感官評(píng)分值達(dá)到85.58分；隨著溫度的再次上升，雖開殼率略有增加，但感官評(píng)分值有所下降，主要原因是溫度達(dá)到93 ℃時(shí)，縊蟶開殼率達(dá)到85%，但過高的水浴溫度導(dǎo)致閉殼肌變性程度增加，蟶肉開始萎縮。因此，為保證縊蟶最終達(dá)到一級(jí)品質(zhì)的總感官評(píng)分值，確定蒸煮溫度為90 ℃～96 ℃。

2） 蒸煮時(shí)間對(duì)縊蟶開殼效果的影響。蒸汽發(fā)生器壓強(qiáng)控制在6～8 MPa，采用二管路輸送布置，在蒸煮溫度為93 ℃、物料堆積層厚度為22 mm、蒸煮時(shí)間為60～90 s的條件下進(jìn)行開殼試驗(yàn)。不同蒸煮時(shí)間下開殼效果的感官評(píng)價(jià)曲線如圖4所示。縊蟶開殼效果感官評(píng)分值與蒸煮時(shí)間呈現(xiàn)非線性關(guān)系，蒸煮時(shí)間在60～76 s區(qū)間內(nèi)，隨著加熱時(shí)間增長(zhǎng)，縊蟶開殼感官評(píng)價(jià)值逐漸提升，并在76 s時(shí)開縫程度最大，總體評(píng)分值達(dá)到84.12分。隨后感官評(píng)分有所下降，這是由于過長(zhǎng)的蒸煮時(shí)間導(dǎo)致蟶肉變性量增大，同樣會(huì)使得蟶肉萎縮，組織狀態(tài)評(píng)分值有所下降，進(jìn)而導(dǎo)致總體感官評(píng)分值下降，綜合考慮開殼效果與生產(chǎn)效率等因素，蒸煮時(shí)間宜選65～80 s。

3） 堆積層厚度對(duì)縊蟶開殼效果的影響。蒸汽發(fā)生器壓強(qiáng)控制在6～8 MPa，采用二管路輸送布置，通過控制物料投放速度使得堆積層厚度控制在15～55 mm條件下進(jìn)行開殼試驗(yàn)。

不同堆積層厚度對(duì)應(yīng)開殼效果感官評(píng)價(jià)曲線如圖5所示。縊蟶開殼效果感官評(píng)分值與堆積層厚度呈現(xiàn)非線性關(guān)系，隨著堆積層厚度的增加，縊蟶開殼感官評(píng)價(jià)值先是上升后下降，當(dāng)堆積層厚處于15～22 mm區(qū)間時(shí)，開殼效果感官評(píng)分值逐漸升高，并在22 mm時(shí)，評(píng)分值達(dá)到86.88分，這是由于此時(shí)開殼率和蟶肉組織為最佳狀態(tài)。但隨著堆積層厚度繼續(xù)增加，位于輸送裝置底部的縊蟶受熱不均勻，開殼率顯著下降，感官評(píng)分有所降低。保證最終達(dá)到一級(jí)品質(zhì)的總感官評(píng)分值，最終確定堆積層厚宜選17～35 mm。

2.4.2 Box-Behnken Design組合試驗(yàn)結(jié)果分析

按照Box-Behnken Design試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用縊蟶開殼效果的感官評(píng)分為響應(yīng)值，以蒸煮溫度、蒸煮時(shí)間、堆積層厚度為考察因素，試驗(yàn)因素與水平見表2，試驗(yàn)結(jié)果見表3，其中A、B、C為因素編碼值。

極差R的大小反映了各試驗(yàn)參數(shù)的作用大小［2224］，根據(jù)表3可判斷各試驗(yàn)參數(shù)對(duì)開殼效果感官評(píng)分值的影響強(qiáng)度依次為：蒸煮溫度、蒸煮時(shí)間、堆積層厚。

運(yùn)用Design-Expert軟件對(duì)表3中感官得分進(jìn)行擬合，得回歸方程

Y=83.18+0.96A+0.50B+0.18C-0.34AB-0.37AC+0.32BC-0.97A2-1.46B2-1.49C2

對(duì)上述回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4。

對(duì)回歸方程進(jìn)行F檢驗(yàn)和失擬性分析，結(jié)果表明：所建立模型P值lt;0.000 1，回歸方程檢驗(yàn)達(dá)到了顯著，表明數(shù)據(jù)的相關(guān)性較好；失擬項(xiàng)P值gt;0.05，不顯著，表明模型具有較高的可靠性；調(diào)整決定系數(shù)R2Adj=0.963 2，擬合度gt;95%，表明縊蟶開殼效果感官評(píng)分變化有96.32%來源于蒸煮溫度、蒸煮時(shí)間、堆積層厚；信噪比（S/N）=19.027gt;4，也從另一方面表明此模型能夠反映響應(yīng)值變化，試驗(yàn)誤差小，可用此模型對(duì)縊蟶開殼效果感官評(píng)分進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

2.5 開殼效果感官評(píng)分值響應(yīng)面分析

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)生成響應(yīng)圖，分析蒸煮溫度、蒸煮時(shí)間、堆積層厚交互作用對(duì)縊蟶開殼效果感官評(píng)分值的影響。如圖6所示，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，分別固定堆積層厚、蒸煮溫度、蒸煮時(shí)間，等高線圖呈現(xiàn)橢圓形，響應(yīng)面曲線呈現(xiàn)凸形，說明三因素交互作用對(duì)感官評(píng)分均極顯著（Plt;0.01）或顯著（Plt;0.05）。

利用Design-Expert軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化分析，由于回歸方程預(yù)測(cè)的感官效果評(píng)分值的各項(xiàng)組合結(jié)果中，將各因素水平換算為對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)值［2527］，在NumberalSolution模塊中確定最佳工藝參數(shù)為蒸煮溫度94.42 ℃，蒸煮時(shí)間79.19 s，堆積層厚26.11 mm，此時(shí)縊蟶開殼效果感官得分預(yù)測(cè)值為83.43分。為了方便后續(xù)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證，修訂最佳工藝參數(shù)為蒸煮溫度94 ℃，蒸煮時(shí)間79 s，堆積層厚為26 mm，感官得分為83.32分，與模型預(yù)測(cè)的分值（83.43）基本一致，同時(shí)進(jìn)一步驗(yàn)證了模型的可靠性。

3 蒸煮作業(yè)流程模擬與測(cè)定

為了準(zhǔn)確模擬縊蟶蒸煮作業(yè)的輸送過程，驗(yàn)證Design-Expert響應(yīng)面優(yōu)化參數(shù)的合理性，采用Hertz-Mindlin接觸理論建立蒸煮裝置EDEM仿真模型，設(shè)定物料輸送測(cè)定模型，對(duì)比喂料量與出料量，以期形成有效縊蟶輸送模擬方法［28］。

3.1 縊蟶仿真參數(shù)確定

縊蟶密度采用質(zhì)量—體積法確定為1 100 kg/m3，縊蟶外殼主要成分為碳酸鈣，泊松比取值為0.25，剪切模量取值為1×107 Pa，縊蟶顆粒間恢復(fù)系數(shù)、縊蟶與剛體碰撞恢復(fù)系數(shù)通過碰撞試驗(yàn)及參考文獻(xiàn)獲得［2930］，主要仿真參數(shù)如表5所示。

3.2 縊蟶蒸煮輸送仿真流程及結(jié)果

完成基本參數(shù)設(shè)定后，在Simulator模塊中設(shè)置好仿真步長(zhǎng)與總時(shí)長(zhǎng)以及網(wǎng)格尺寸，這對(duì)于結(jié)果收斂性起到重要作用［31］。考慮顆粒接觸行為與運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，其中Cell Size設(shè)置為5R，共計(jì)劃分3×105網(wǎng)格，考慮計(jì)算機(jī)性能與仿真時(shí)長(zhǎng)，設(shè)置入料總質(zhì)量為30 kg，物料流速為0.35 kg/s，如圖7所示，在質(zhì)量分布圖中，顆粒均勻分布在一起，物料未出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象；在速度分布圖中，輸送帶表面以均勻灰色顆粒為主，表明縊蟶于輸送帶上方穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。后處理設(shè)置整體網(wǎng)格與出口局部網(wǎng)格，縊蟶進(jìn)入箱體后完成約為13 m行程的蒸煮作業(yè)，故在80 s左右到達(dá)出口，在85 s左右出料質(zhì)量趨于穩(wěn)定，根據(jù)導(dǎo)出csv數(shù)據(jù)，測(cè)得均勻質(zhì)量分布與集中質(zhì)量分布分別為29.48 kg、29.41 kg，考慮加工過程中物料顆粒泄露，仿真結(jié)果與估測(cè)結(jié)果基本一致。

3.3 蒸煮裝置熱力仿真

基于Ansys Workbench Fluent仿真分析軟件，模擬蒸煮箱體溫度分布與流體流速情況，在Geometry中導(dǎo)入建立的三維模型，建立solid與fluid兩個(gè)部分，并設(shè)置inlet、outlet、wall等介質(zhì)流入平面［32］，啟動(dòng)能量模型Energy，選擇k-epsilon模型，進(jìn)入boundary conditions模塊中，設(shè)置邊界覆蓋材料為steel，厚度為8 mm，對(duì)流換熱系數(shù)為8 W/（m2·K），邊界溫度設(shè)置為296 K。

初始化與前處理完成后，入口設(shè)置水溫為373 K，蒸汽管道入口產(chǎn)生的過熱蒸汽溫度設(shè)為473 K，步數(shù)設(shè)為1 000，基于上述所設(shè)定的邊界條件，進(jìn)入run calaulation計(jì)算，仿真結(jié)果如圖8所示。

從圖8中可以看出，箱體水浴蒸煮區(qū)域溫度在94 ℃～97 ℃之間，蒸汽蒸煮溫度在100 ℃～110 ℃之間，空間溫度分布均勻，符合縊蟶蒸煮作業(yè)溫控要求。

4 蒸煮開殼試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)方法

將鮮縊蟶經(jīng)過水浸泡并進(jìn)行過濾處理，通過控制輸送裝置設(shè)定合理轉(zhuǎn)速，本次試驗(yàn)共投入1.4 t縊蟶。選用物料品種為大竹蟶，給料速度為23 kg/min，初始泥沙去除率為92%，蒸煮溫度為94 ℃，蒸煮時(shí)間為79 s，待箱體內(nèi)水溫達(dá)到預(yù)設(shè)值并且出料流速穩(wěn)定后，將收集框置于出料端下方，每10 s收集量設(shè)定為一組標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)，共測(cè)量5組。從完成蒸煮試驗(yàn)的縊蟶中每組隨機(jī)抽取100個(gè)樣品采用彈簧拉力計(jì)進(jìn)行后閉殼肌拉斷力學(xué)試驗(yàn)。

4.2 試驗(yàn)指標(biāo)

蒸煮裝置主要作用是對(duì)縊蟶進(jìn)行開殼作業(yè)，本文以開殼率與閉殼肌附著力為考核指標(biāo)［2123］。

開殼率

式中：

P開——單位時(shí)間內(nèi)蒸煮箱體出料端所收集縊蟶總數(shù)量；

P總——單位時(shí)間內(nèi)自蒸煮箱體出料端收集縊蟶開殼數(shù)量。

閉殼肌附著力：雙殼貝類閉殼肌在高溫蒸煮后失活，閉殼肌與貝殼黏附力不超過2 N，即可達(dá)到貝肉熟制標(biāo)準(zhǔn)［24］。

4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表6所示。蒸煮裝置正常工作時(shí)內(nèi)部沸水及高溫蒸汽對(duì)大竹蟶閉殼肌形成有效的松弛及溶斷作用，大竹蟶兩殼體失去粘附力呈張開狀態(tài)，竹蟶便達(dá)到開殼效果。

從表6可以看出，開殼效率大于95%，能夠滿足產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)需求。

閉殼肌拉斷試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。可以看出，拉斷力測(cè)量數(shù)據(jù)最大值為1.5 N，小于上限值2 N，符合閉殼肌失效設(shè)定，同時(shí)為后續(xù)振動(dòng)殼肉分離工藝提供數(shù)據(jù)支撐。

5 結(jié)論

1） 針對(duì)目前縊蟶蒸煮設(shè)備缺陷提出了基于混合加熱介質(zhì)的蒸煮開殼模型，對(duì)縊蟶生理參數(shù)及開殼作業(yè)參數(shù)進(jìn)行采集，設(shè)計(jì)了蒸煮裝置模型。

2）" 創(chuàng)建不同工況下縊蟶蒸煮開殼效果指標(biāo)對(duì)試驗(yàn)因素的回歸模型，通過響應(yīng)面法分析所選因素交互作用對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響，當(dāng)蒸汽進(jìn)氣壓力為6 MPa，蒸煮溫度為94 ℃，蒸煮時(shí)間為79 s，堆積層厚為26 mm，縊蟶開殼效果的感官評(píng)分為83.32分，與模型預(yù)測(cè)結(jié)果（83.43分）基本一致。

3）" 采用Creo進(jìn)行簡(jiǎn)化模型的三維建模，建立蒸煮裝置EDEM耦合仿真模型，箱體內(nèi)物料呈均勻分布，無聚集與結(jié)塊現(xiàn)象發(fā)生，仿真投入30 kg物料，整體與單元格測(cè)量結(jié)果表明，箱內(nèi)分布29.4～29.5 kg物料，分布誤差為1.67%～2%，能夠滿足蒸煮裝置高溫作業(yè)模擬要求。采用Fluent對(duì)蒸煮箱體內(nèi)溫度分布進(jìn)行仿真，通過熱力云圖分析，箱體內(nèi)溫度分布保證縊蟶受熱均勻，在保證開殼需求同時(shí)減少貝肉營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失。

4）" 開展了縊蟶開殼率與閉殼肌粘附力性能測(cè)定試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：物料開殼率高于95%，閉殼肌拉斷試驗(yàn)數(shù)據(jù)均小于2 N，符合縊蟶連續(xù)蒸煮作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)滿足后續(xù)振動(dòng)殼肉分離作業(yè)物料的初始需求。

5）" 所設(shè)計(jì)的蒸煮箱體可用于批次式黃蛤、貽貝、縊蟶等雙殼貝類海產(chǎn)品的開殼作業(yè)，研究提出的基于開殼率測(cè)定與貝肉粘結(jié)力的評(píng)估方法也可用于雙殼貝類開殼性能的檢測(cè)，為縊蟶開殼作業(yè)機(jī)理與蒸煮裝置參數(shù)設(shè)計(jì)及研究提供了方法與參考。

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