扇貝分級標(biāo)準(zhǔn)與裝備研究進展

中圖分類號：S972.69 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1004—6755（2025）08—0014—07

Abstract： Pectinidae are a representative species of marine mollusks and one of the globally significant eco nomic species with a large-scale farming. Pectinidae grading serves as a crucial step in Pectinidae cultivation，primary processing and pricing. To comprehensively examine the research status of Pectinidae grading standards and equipment both domestically and internationally，this study synthesizes existing literature from two perspectives-grading standards and grading equipment—in light of Pectinidae applications and market demands.It explores the strengths and limitations of manual，semi-automated，and fully automated equipment in Pectinidae grading applications，and proposes recommendations and solutions to address existing challenges，aiming to advance innovation in Pectinidae grading equipment，enhance grading eficiency，and promote high-quality development of the Pectinidae industry.

Key words：Pectinidae;grading standard;grading equipment的問題，以及各種分級裝備的優(yōu)缺點進行了分析，展望了扇貝分級標(biāo)準(zhǔn)和分級裝備的未來發(fā)展方向，旨在為扇貝分級標(biāo)準(zhǔn)和分級裝備的健康、科學(xué)發(fā)展提供借鑒。

扇貝（Pectinidae）是海洋軟體動物種類，閉殼肌肥大，肉質(zhì)鮮美，營養(yǎng)豐富，素有“海中之寶”和“海產(chǎn)珍品”之美譽。我國是扇貝養(yǎng)殖大國，扇貝類品種年均總產(chǎn)量占全球扇貝類年均總產(chǎn)量的80% 以上，扇貝類養(yǎng)殖規(guī)模長期居于世界前列[1]。扇貝分級是扇貝養(yǎng)殖、初加工以及扇貝定價的重要環(huán)節(jié)，為更加深入了解目前國內(nèi)外扇貝分級研究進展，本文從分級標(biāo)準(zhǔn)及裝備兩個方面對扇貝分級現(xiàn)狀進行了概述，對扇貝現(xiàn)有分級標(biāo)準(zhǔn)存在

1 扇貝分級標(biāo)準(zhǔn)

1.1 漁獲扇貝的分級標(biāo)準(zhǔn)

如表1所示，漁獲扇貝的分級標(biāo)準(zhǔn)主要包括外觀分級、尺寸分級、重量分級。

表1扇貝分級標(biāo)準(zhǔn)

1.2 扇貝苗種分級標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 尺寸分級

尺寸分級主要依據(jù)扇貝苗種的殼高（shellheight，H）（即扇貝苗種的最大長度）來進行劃分。具體的規(guī)格范圍劃分標(biāo)準(zhǔn)如下： lt;30mm 為較小的貝苗，此規(guī)格的扇貝苗通常處于幼體階段，主要用于育苗基地的中間培育或底播增殖；30～35mm 為中等大小的貝苗，是底播養(yǎng)殖的黃金規(guī)格，可直接投放至天然海域進行生態(tài)養(yǎng)殖；35～40mm 為稍大規(guī)格的貝苗，多用于吊籠養(yǎng)殖或浮筏養(yǎng)殖；大于 40mm 為較大規(guī)格的貝苗，通常用于高質(zhì)量底播或銷售[2]。目前，底播前貝苗的規(guī)格識別與計數(shù)作業(yè)仍以人工為主3。具體的規(guī)格范圍劃分標(biāo)準(zhǔn)以及用途如表2所示。

表2扇貝苗尺寸分級標(biāo)準(zhǔn)

1.2.2 外觀分級

健康、優(yōu)質(zhì)的扇貝苗種應(yīng)滿足以下條件4：外形完整無破損，大小均勻；外殼顏色通常為黃褐色或淺黃褐色，具有自然光澤；動態(tài)反應(yīng)好，在受到觸碰時，外殼會迅速閉合；肉質(zhì)緊實、有彈性，觸摸時不粘手；色澤均勻飽滿且鮮艷；沒有明顯的機械損傷或病蟲害損害；無畸形或病變[5]。

1.3扇貝產(chǎn)品初加工分級標(biāo)準(zhǔn)

在進行扇貝產(chǎn)品初加工時，為獲得更優(yōu)質(zhì)、更有利于銷售的產(chǎn)品，按照不同地區(qū)、不同需求、不同的生產(chǎn)技術(shù)要求進行分級，其標(biāo)準(zhǔn)有以下幾個方面：

1.3.1 按規(guī)格分級

按照扇貝的規(guī)格及殼體直徑大小進行分級，常見的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)如下：直徑 8cm 及以上為大規(guī)格，適宜高檔消費市場；直徑 6～7cm 為中規(guī)格，適宜一般消費市場；直徑 6cm 以下為小規(guī)格，通常作為加工或者飼料的原料使用。具體標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3扇貝初加工分級標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2按外觀和質(zhì)量分級

優(yōu)等品：扇貝肉質(zhì)豐滿、外形完好、無裂痕或破損，殼面光滑、干凈。一等品：扇貝肉質(zhì)較為飽滿，但外殼有輕微劃痕或瑕疵，形態(tài)較為規(guī)整。二等品：肉質(zhì)較差，可能存在瑕疵、輕微破損或者輕微變色的情況，殼體外觀可能有明顯的損傷。劣等品：有明顯的裂痕或破損，肉質(zhì)質(zhì)量差，可能影響食用或加工質(zhì)量。

1.3.3 按處理方式分級

生鮮扇貝：指沒有經(jīng)過加工處理，規(guī)格大、品相好的新鮮扇貝。冷鮮扇貝：根據(jù)扇貝冷凍后的肉質(zhì)干鮮程度、顏色等進行分級。干貝：將扇貝干燥之后，根據(jù)水分流失程度、干重等進行分級。

2 扇貝分級裝備

2.1 人工分級裝備

現(xiàn)有的人工分級裝備主要有滾篩網(wǎng)、電子秤、游標(biāo)卡尺等，見圖1。

圖1人工分級裝備

2.1.1 篩網(wǎng)

通過使用不同孔目規(guī)格的篩網(wǎng)進行過篩操作，能將扇貝按大小分成不同等級。優(yōu)點：比較簡便，可以根據(jù)需要選用不同孔目的篩網(wǎng)。缺點：篩分過程受人力影響較大，不夠精準(zhǔn)。

2.1.2稱重設(shè)備

使用電子秤等稱重設(shè)備對不同分量的扇貝進行分級。優(yōu)點：精確度較高，適用于對分級要求較為嚴謹?shù)膱龊稀Ｈ秉c：生產(chǎn)效率不高，工作負荷較大，受人工干預(yù)影響較大。

2.1.3 測量工具

使用人工手尺或游標(biāo)卡尺等測量工具，幫助工人按殼長分級。優(yōu)點：便于操作，對分級速度和精度都相對較高。缺點：較為依賴人工操作，效率偏低[]。

2.2半自動化分級裝備

現(xiàn)有的半自動化分級裝備主要有滾杠式分級機[9、振動式分級機[10]、柵條式滾筒式分級機[1]等。

2.2.1 滾杠式分級機

齊天峰等設(shè)計了如圖2a所示的滾杠式分級機，運用對輥分級原理，結(jié)合傾角調(diào)控，來提高分級效率和分級精度。設(shè)備在工作時，扇貝會通過喂料斗送人V形對輥分級通道，與分級輥產(chǎn)生摩擦和輕微振動，從而使扇貝根據(jù)大小自動分級。設(shè)備通道和振動的方式進行了優(yōu)化設(shè)計，以保障扇貝豎直排列、不堆積[8]。同時，設(shè)備配置了傾角可調(diào)機架，通過PLC控制系統(tǒng)，來同步電機電動升降推桿，保障分級機在工作時，能夠根據(jù)工作狀況進行穩(wěn)態(tài)控制和靈活調(diào)節(jié)。其設(shè)計提高了分級精度，可以適應(yīng)不同種類的貝類分級。

滾杠式分級機的優(yōu)點：（1）高效分級。利用輥式分級原理，輔以摩擦力和微振動，能夠更為高效地對扇貝按大小進行分級，提高了分級效率，節(jié)約了人工分級的勞力成本[9]。（2）防堆疊。由于采用更完善的分級通道設(shè)計和振動方式設(shè)計，能夠防止分級時的扇貝堆積，保證扇貝按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)依次通過分級機，提高了穩(wěn)定性，可以連續(xù)工作。（3）適用范圍廣。通過調(diào)節(jié)傾角，可適應(yīng)不同體量和種類的扇貝，擴大了使用范圍[10]。（4）自動化程度高。采用PLC控制，能夠同步控制電動升降推桿，使兩側(cè)操作同步，提高了自動化程度，避免人工操作失誤[11]。（5）分級精準(zhǔn)。旋轉(zhuǎn)對輥和橢圓溝槽設(shè)計，能夠有效進行大小分級，保證了分級精度，可以提升后續(xù)加工和銷售的品質(zhì)[12]。

滾杠式分級機的缺點：（1）設(shè)計復(fù)雜。由于結(jié)構(gòu)較多，尤其是傾角調(diào)節(jié)裝置和PLC控制系統(tǒng)，需要一定的設(shè)計和保養(yǎng)維修技術(shù)，提高了設(shè)備的制造成本和維護成本[13]。（2）適用范圍有限。雖然傾角調(diào)節(jié)能夠提高適用范圍，但對于有些形狀復(fù)雜或不規(guī)則的扇貝，可能仍然無法準(zhǔn)確定級，需要進一步改進。（3）性價比低。傾角調(diào)節(jié)、PLC控制系統(tǒng)、電動升降推桿等部件的使用，使得設(shè)備使用成本高，可能會降低部分小規(guī)模養(yǎng)殖戶的購買積極性[14]。

圖2半自動分級裝備

2.2.2振動式分級機

方曉燕等[15]設(shè)計了一種新型的振動式扇貝分級機，具體如圖2b所示。該設(shè)備利用螺旋給料機將扇貝送至分級區(qū)域。分級區(qū)域內(nèi)部通過電磁鐵產(chǎn)生激振力，進一步驅(qū)動板彈簧進行扭轉(zhuǎn)振動。這種振動作用通過分級板傳遞，推動分級板的運作。扇貝在分級板受到力的大小不同，會通過漏孔進人不同的收集區(qū)。這種設(shè)計達到了按大小分類的效果[16]。在分級板的設(shè)計上，采用了不銹鋼材質(zhì)，并設(shè)計了多個不同尺寸的漏孔和 5.5^° 的傾斜角，這樣的設(shè)計有助于提高分級精度和排出速度。該設(shè)備通過電磁鐵和板彈簧的振動系統(tǒng)實現(xiàn)了自動分級，這種自動分級方式減少了人工干預(yù)，從而提高了生產(chǎn)效率。此外，設(shè)備通過螺旋滑道設(shè)計，確保了扇貝能夠快速通過，有效解決了阻塞問題。

振動式分級機的優(yōu)點：（1）分級較為精細。分級板上有多個漏孔，且漏孔大小不一，搭配振動裝置，可以將扇貝按大小精確分級。（2）調(diào)節(jié)范圍較廣。可通過改變分級板的傾斜角度和漏孔大小，適合不同大小的扇貝分級。（3）抗腐蝕。由于分級板采用的是不銹鋼材料，因此抗鹽腐蝕能力強，使用壽命較長。

振動式分級機的缺點：（1）裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。由于振動系統(tǒng)和電磁鐵控制裝置較為復(fù)雜，因此保養(yǎng)成本較高，維護費用高。（2）能量消耗較高。由于振動分級需要能量，尤其是批量生產(chǎn)時，將會產(chǎn)生更多的能量消耗[17]

2.2.3柵條滾筒式分級機

袁麗等[18]設(shè)計的如圖2c所示的柵條滾筒式分級機，通過調(diào)節(jié)托盤的傾斜角度和張力，將物料根據(jù)大小進行篩分。物料通過進料裝置進人機器后，在倉庫內(nèi)受到離心力和摩擦力的作用，沿著完整和動態(tài)運動，尺寸較小的物料首先通過較小間隙，隨著柵條間隙的逐漸增大，物料通過不同的出料口完成出料分級。同時，設(shè)計清篩裝置幫助清理堵住篩孔的物料，確保正常篩分。

柵條滾筒式分級機的優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)簡單。相對于振動式分級機，結(jié)構(gòu)更加簡單，便于制造和維護。（2）成本較低。設(shè)備整體成本較低，適合大規(guī)模生產(chǎn)[19]。

柵條滾筒式分級機的缺點：（1）分級精度較低。由于柵條滾筒式分級機的分級精度不夠高，可能導(dǎo)致部分物料分級不夠精確。（2）分級范圍有限。雖然可以通過調(diào)整柵條間隙進行分級，但物料的品種和尺寸增大時，分級效果可能不理想。

2.3全自動化分級裝備

全自動化分級裝備相比于半自動分級裝備，區(qū)別在于更高程度自動化的實現(xiàn)，可以完成從上料、分選、出料的所有流程。現(xiàn)有的全自動扇貝分級裝備主要可以分為光學(xué)分級機以及重量式分級機，如圖3所示。

圖3全自動化分級裝備

2.3.1 光學(xué)分級機

趙瀾鍇等[20]設(shè)計的如圖3a所示的光學(xué)分級機，該設(shè)備結(jié)合了光學(xué)檢測處理和機器視覺技術(shù)對物料進行分級。物料通過二級傳送帶進入系統(tǒng)，先進行質(zhì)量檢測，篩選出不符合標(biāo)準(zhǔn)的物料。符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的物料進入隊列結(jié)構(gòu)，由定速旋轉(zhuǎn)和皮帶將物料逐個排列，通過后續(xù)檢測確保其穩(wěn)定性。隨后，工業(yè)相機采集物料圖像，利用機器視覺算法對圖像進行處理，以提取物料的特征信息[21]。對圖像中的物料殼長進行計算，根據(jù)計算結(jié)果，利用計算機驅(qū)動電動推桿將物料送入對應(yīng)等級的儲料區(qū)。

光學(xué)分級機的優(yōu)點：（1）高效性。設(shè)備采用自動化流程，分級效率高，節(jié)約人工成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)[22]。（2）精準(zhǔn)性。通過機器技術(shù)和算法的非線性處理，可以精準(zhǔn)檢測物料的大小、形狀、模具大小，保障平衡。（3）節(jié)省人工。減少人工調(diào)度，減少人工成本和流程。（4）適應(yīng)性。能夠適用于不同尺寸和形狀的物料，提高設(shè)備復(fù)用性[23]。（5）高度自動化。視覺機器和圖像處理技術(shù)的使用使得設(shè)備能夠達到智能分級，分級標(biāo)準(zhǔn)可實時修改調(diào)整[24]。

光學(xué)分級機的缺點：（1）對環(huán)境要求高。設(shè)備對工作環(huán)境有一定要求，例如環(huán)境中的燈光、溫度等，都會影響圖像處理效果。（2）技術(shù)依賴性強。系統(tǒng)圖像處理技術(shù)和算法對系統(tǒng)有較強依賴性，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障可能會導(dǎo)致分級質(zhì)量下降[25]

2.3.2 重量式分級機

日本橫崎公司生產(chǎn)的如圖3b所示的重量式分級機，采用稱重系統(tǒng)來控制自動分級。扇貝自動分級系統(tǒng)由輸送帶送人分級機，經(jīng)負載傳感器檢測其重量大小，將重量數(shù)據(jù)傳給計算機控制單元，計算機按照預(yù)先設(shè)定的重量值，將扇貝自動分級并分別輸送至對應(yīng)的分級位置。重量分級精度高、分選速度可調(diào)，最快每分鐘可分選180個扇貝[26]。

重量式分級機的優(yōu)點：（1）分級精度高。采用稱重傳感器，可根據(jù)扇貝的重量大小精確分級，分級精度高。（2）自動化程度高。可以減少工時，提高效率，節(jié)約人工成本，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。（3）生產(chǎn)效率高。自動化分級可大大加快扇貝的生產(chǎn)速度，可以滿足大批量的生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率[27]。（4）減少了人工誤差。自動分級可以避免人工測量誤差，保證了每批次的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[28]。

重量式分級機的缺點：（1）設(shè)備需要定期維修，為保證設(shè)備長久使用年限，需要進行定期維護、校準(zhǔn)和修理，增加了成本。（2）物料外形要求規(guī)則、均勻，否則會影響扇貝稱重及分級。

3 挑戰(zhàn)與展望

3.1 現(xiàn)階段存在的挑戰(zhàn)

3.1.1分級精度粗糙

隨著扇貝外形和重量的差異進一步增大，已有的分級設(shè)備往往只能根據(jù)重量、大小進行分級，難以做到精確分級，尤其是在外形、肉質(zhì)等方面的差別無法精準(zhǔn)體現(xiàn)[29]。

3.1.2設(shè)備兼容性差

多數(shù)設(shè)備只能針對原種類或原尺寸的扇貝，捕獲率性不高，扇貝種類、尺寸的不同可能導(dǎo)致設(shè)備不能兼容[30]

3.1.3設(shè)備維護成本高

由于許多分級設(shè)備的組成零部件繁多、結(jié)構(gòu)精密，加之設(shè)備長期運轉(zhuǎn)，故障率較高，且設(shè)備的維修成本、檢測成本普遍較高，尤其是設(shè)備使用年限較長后，設(shè)備維護和零部件更換成本較高[31]。

3.1.4 處理速度慢

扇貝分級設(shè)備速度慢，尤其是生產(chǎn)數(shù)量大的企業(yè)，扇貝分級設(shè)備處理速度更慢。處理速度是生產(chǎn)階段最首要的問題，是影響后續(xù)工序的重要因素。

3.1.5設(shè)備壽命短

扇貝分級設(shè)備一般于海洋環(huán)境中使用，海洋環(huán)境濕度大，鹽霧腐蝕性強，對設(shè)備損傷很大，大部分設(shè)備沒有進行防腐、防水處理，使用壽命短[32]

3.1.6設(shè)備運轉(zhuǎn)能耗高

現(xiàn)有分級設(shè)備采用的是傳統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)，能耗高，尤其是生產(chǎn)數(shù)量大的企業(yè)，能耗更高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高。

3.1.7設(shè)備價格昂貴

生產(chǎn)所需的分級設(shè)備價格昂貴，中小型企業(yè)難以承受設(shè)備成本，導(dǎo)致設(shè)備普及不現(xiàn)實。

3.1.8 標(biāo)準(zhǔn)化程度差

由于沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備，規(guī)格有較大差異，導(dǎo)致扇貝分級結(jié)果差異大，影響分級的一致性[33]

3.2 未來展望

未來，要解決上述問題，提高扇貝分級裝備和技術(shù)裝備水平，使其適應(yīng)產(chǎn)業(yè)需求的能力更強，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展，可以推進以下措施：

3.2.1細化設(shè)備分級，引入人工智能和機器學(xué)習(xí)算法

通過數(shù)據(jù)分析提高設(shè)備分級準(zhǔn)確度和智能化水平。提高設(shè)備適應(yīng)性，開發(fā)模塊化設(shè)計，使設(shè)備能夠根據(jù)不同規(guī)格、品種的扇貝進行快速調(diào)整，提高其適應(yīng)性。加強模塊化設(shè)計，建立人機交互平臺，建立設(shè)備管理平臺，提高設(shè)備的維修和可維護性。

3.2.2使用功能多樣化，降低成本

根據(jù)不同的使用要求調(diào)整設(shè)備的分級標(biāo)準(zhǔn)，使其適應(yīng)市場的不同需求。降低設(shè)備維護保養(yǎng)的成本，調(diào)整設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成，減少機械故障點，使維修工作更加簡單化，提高設(shè)備的可靠性。另外，采用壽命長、維護成本低廉的材料，例如不銹鋼、高性能塑料等。降低設(shè)備運行的能耗，采用節(jié)能控制技術(shù)，加人智能控制系統(tǒng)，結(jié)合傳感器，對設(shè)備的運行狀況實時監(jiān)控，做好系統(tǒng)管理工作。同時，優(yōu)化設(shè)備運行的方式，在其處于較低負荷、甚至沒有負載時，自動切換運行方式，減少功率的輸出，避免設(shè)備長期處于較高負荷運行[34]

3.2.3加強防腐和防水工作

對儀器進行防腐處理，如采取防海水腐蝕的措施，使其能夠長時間在水中也能正常運轉(zhuǎn)。同時，對設(shè)備進行密封處理，讓水無法進入儀器設(shè)備和機械部分，增加設(shè)備的使用壽命[35]。

3.2.4建立統(tǒng)一的扇貝分級標(biāo)準(zhǔn)

積極引導(dǎo)行業(yè)學(xué)會，協(xié)同政府相關(guān)部門建立統(tǒng)一的分級標(biāo)準(zhǔn)、檢測方法，使不同設(shè)備間的結(jié)果具有可比性。推行分級結(jié)果行業(yè)共享，推動行業(yè)分級數(shù)據(jù)、分級標(biāo)準(zhǔn)檢測方法的標(biāo)準(zhǔn)化、平臺化建設(shè)，統(tǒng)一整個產(chǎn)業(yè)鏈條的分級標(biāo)準(zhǔn)[36]

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（收稿日期2025—07—07）