王樹才

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，武漢 430070

伴隨著職工勞動工資一波波提升、食品安全呼聲的一浪高過一浪，作為食品原材料和終端食品的禽蛋及其加工產(chǎn)品，其生產(chǎn)加工過程愈來愈依賴加工裝備已是不爭的事實(shí)。使用機(jī)器設(shè)備代替手工進(jìn)行禽蛋及其制品的生產(chǎn)加工，是現(xiàn)代禽蛋加工企業(yè)的主流生產(chǎn)模式，國內(nèi)規(guī)模企業(yè)在潔蛋和雞蛋深加工領(lǐng)域大量進(jìn)口國外先進(jìn)的禽蛋處理生產(chǎn)線，在傳統(tǒng)蛋制品加工領(lǐng)域則或采用國產(chǎn)較大型的處理設(shè)備，或改造進(jìn)口設(shè)備；小型企業(yè)也在不斷更新其生產(chǎn)經(jīng)營模式，或采用進(jìn)口二手設(shè)備、或購置國產(chǎn)設(shè)備、或自制簡易設(shè)備，呈現(xiàn)手工與設(shè)備生產(chǎn)并行的局面。禽蛋加工工藝和技術(shù)的研究人員，也越來越重視工藝和技術(shù)裝備的適應(yīng)性，將裝備作為工藝和技術(shù)的載體和實(shí)踐手段，研發(fā)出大量適合采用先進(jìn)裝備進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的新工藝、新產(chǎn)品和新技術(shù)。

按照禽蛋加工產(chǎn)品，可將禽蛋加工裝備分為三大類：一是潔蛋（鮮殼蛋）加工裝備，主要包括吸盤上料、整列、掉頭、清洗、風(fēng)干、輻照殺菌、涂膜、檢測、分級、噴碼、包裝等工序和設(shè)備；二是蛋制品加工裝備，主要是以鴨蛋為原料的皮蛋、咸蛋制品加工裝備，包括水中上料、鴨蛋清洗、快速腌制、品質(zhì)檢測、分級、保鮮包裝等設(shè)備和以雞蛋為原料的鹵蛋制品和白煮蛋裝備，包括刺孔、定心蒸煮、剝殼、鹵制、烘干、真空包裝等設(shè)備；三是雞蛋深加工裝備，包括自動上料、打蛋、蛋清蛋黃分離、均質(zhì)、巴氏殺菌、冷藏、灌裝、真空干燥、裝袋、蛋殼處理和CIP等設(shè)備。

經(jīng)過近年對國內(nèi)外禽蛋加工裝備的考察，與眾多企業(yè)的交流和探討，分析比較國內(nèi)外禽蛋加工裝備的差距，筆者認(rèn)為我國禽蛋加工裝備存在以下幾種現(xiàn)象和問題，針對每種問題，筆者提出了一些個人見解，以期能為我國禽蛋加工裝備現(xiàn)代化盡微薄之力。

1 不同類型禽蛋的加工裝備是否可以通用

禽蛋品種包括雞蛋、鴨蛋、鵝蛋、鵪鶉蛋、鴿子蛋等，目前世界上最為成熟和實(shí)用的先進(jìn)裝備都是針對雞蛋，如鮮雞蛋清洗包裝生產(chǎn)線、雞蛋蒸煮剝殼生產(chǎn)線、雞蛋深加工生產(chǎn)線等。但針對鴨蛋、鵪鶉蛋及其制品則缺乏成套的先進(jìn)生產(chǎn)線裝備。不少蛋品加工企業(yè)企圖通過購置國外先進(jìn)的雞蛋加工生產(chǎn)線進(jìn)行改造，以適應(yīng)鴨蛋、鵪鶉蛋的加工需要，如將雞蛋的清洗、檢測、分級系統(tǒng)用于鴨蛋，雞蛋的打蛋機(jī)用于咸蛋黃的生產(chǎn)等，當(dāng)然都以失敗告終。由于各種禽蛋品種在形狀、大小、蛋殼厚度和硬度等方面的差異，禽蛋加工企業(yè)在沒有機(jī)械裝備制造能力和控制系統(tǒng)研發(fā)能力的情況下，簡單借用，必然是得不償失。事實(shí)上，先進(jìn)成熟的雞蛋加工生產(chǎn)線裝備的原理多數(shù)能適合其它禽蛋，只是必須根據(jù)加工對象的新制造敲擊發(fā)聲裝置、采集大量鴨蛋有無裂紋的不同聲學(xué)信號進(jìn)行分析和建模，設(shè)計(jì)檢測軟件；鵪鶉蛋的蒸煮和剝殼設(shè)備也必須根據(jù)鵪鶉蛋個體小、蛋殼薄的特點(diǎn)進(jìn)行新的設(shè)計(jì)和制造。為了盡快研發(fā)出國產(chǎn)高效鴨蛋、鵪鶉蛋等加工成套生產(chǎn)線，建議由禽蛋加工企業(yè)、禽蛋裝備制造企業(yè)和蛋品加工裝備教學(xué)科研單位聯(lián)合研發(fā)，共同申報國家、地方科技項(xiàng)目或以其他形式進(jìn)行合作研發(fā)、試制、試用、示范和推廣。

2 禽蛋無損檢測技術(shù)的研究與應(yīng)用

目前禽蛋無損檢測技術(shù)主要包括：蛋殼裂紋檢測、內(nèi)部品質(zhì)檢測、表面污漬檢測、大小檢測與重量分級；其中，企業(yè)最為迫切需求的是蛋殼裂紋檢測，包括鮮雞蛋、鮮鴨蛋蛋殼裂紋檢測和皮蛋、咸蛋的裂紋檢測，遺憾的是目前國內(nèi)能夠?qū)嶋H應(yīng)用的裂紋檢測系統(tǒng)只有深圳振野智能公司在其生產(chǎn)的禽蛋處理線上引進(jìn)的日本技術(shù)。在眾多的國內(nèi)自主研究中，多數(shù)處于理論研究階段，雖已明確裂紋檢測原理和方法，嘗試了多種識別算法，但由于裂紋識別的復(fù)雜性、禽蛋個體差異性以及國內(nèi)硬件制造技術(shù)水平的局限，終究未能出現(xiàn)一個國內(nèi)自主創(chuàng)新、檢測準(zhǔn)確度達(dá)到要求、能夠?qū)崟r在線檢測的運(yùn)行可靠的裂紋檢測系統(tǒng)。

另一個實(shí)用性強(qiáng)的檢測技術(shù)是禽蛋大小檢測與重量分級，目前，該技術(shù)問題已基本解決，國產(chǎn)禽蛋電子稱重分級技術(shù)精度已能達(dá)到±1 g，檢測效率可以達(dá)到5萬枚/h，稱重分級破損率低于5‰，當(dāng)然，繼續(xù)提高設(shè)備效率，降低檢測破損率，特別是提高檢測系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的自動化程度，并與清洗、包裝系統(tǒng)集成是今后研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)還需繼續(xù)努力的地方。至于血斑蛋、皮蛋質(zhì)量、咸蛋品質(zhì)缺陷等內(nèi)部品質(zhì)檢測，只有部分企業(yè)表現(xiàn)出興趣，目前技術(shù)還處于研究階段，短期內(nèi)實(shí)際應(yīng)用還有困難。

3 禽蛋生產(chǎn)線自動上料問題

目前禽蛋生產(chǎn)線一般采用人工上料、氣動吸盤上料、水中上料、機(jī)器人上料等方式，上料除要求達(dá)到一定的上料效率外，還要求將禽蛋個體分開（分道）、有序排列（整列、掉頭），同時要保證上料過程破損率低，有些還要求上料中剔除缺陷禽蛋；目前對于盤裝的雞蛋采用氣動吸盤上料，國內(nèi)已有手動吸盤上料產(chǎn)品，自動吸盤上料機(jī)械還尚待研發(fā)；水中上料適合散裝鴨蛋和雞蛋打蛋機(jī)上料，是我國蛋品加工裝備的一大創(chuàng)新，目前被國內(nèi)禽蛋加工企業(yè)大量應(yīng)用，上蛋效率高，設(shè)備工作可靠。目前，對于禽蛋加工中間環(huán)節(jié)（如皮蛋、咸蛋出缸、包裝等環(huán)節(jié)）散裝蛋的上料問題以及需要剔除缺陷蛋的上料問題，筆者認(rèn)為智能機(jī)械手是一個很好的選擇，Delta并聯(lián)機(jī)械手已廣泛應(yīng)用于食品包裝行業(yè)，其高速、高精度、機(jī)動性和智能化，完全能夠適合于禽蛋的智能上料問題。

4 禽蛋包裝相關(guān)問題

禽蛋易碎，目前普遍采用塑料包裝盒、EPS/EPE/EPO泡沫包裝盒、紙漿蛋托、紙類緩沖包裝盒等進(jìn)行緩沖包裝；撇開成本不論，這些包裝緩沖保護(hù)效果如何？分別適合于何種場合？是近年來企業(yè)咨詢比較多的問題。經(jīng)過研究和測試（裝相同蛋數(shù)，比較強(qiáng)重比），EPS/EPE/EPO泡沫包裝盒緩沖效果最好，其中又以EPE珍珠棉包裝效果最佳，適合于禽蛋的快遞包裝，因其透氣性差、隔熱性好，在設(shè)計(jì)包裝結(jié)構(gòu)時，要注意開設(shè)氣流通道，同時如果在包裝盒內(nèi)置入冰袋，夏天保鮮效果會更好；雖然這種包裝作為禽蛋緩沖包裝應(yīng)用面還不大，但這種包裝今后將面臨較大的環(huán)保壓力。塑料包裝盒的緩沖效果僅次于泡沫盒，完全能達(dá)到各種禽蛋的儲藏、運(yùn)輸要求，且目前的禽蛋包裝生產(chǎn)線能實(shí)現(xiàn)塑料盒自動包裝，效率極高，因而得到蛋品加工企業(yè)的青睞。但從冷庫出來后盒底易積水致使蛋殼表面霉變，因而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，在不影響強(qiáng)度的前提下，要適當(dāng)增設(shè)氣流通道和底部排水孔。紙漿蛋托包裝一般用于低端產(chǎn)品和半成品，緩沖效果較差。紙類緩沖包裝盒是歐美普遍提倡的環(huán)保型包裝，設(shè)計(jì)得好的紙類包裝盒，如牛皮紙團(tuán)緩沖包裝，能達(dá)到泡沫包裝盒的緩沖效果。因此，今后針對禽蛋特點(diǎn)，設(shè)計(jì)體積小、緩沖能力強(qiáng)的紙類包裝盒和研發(fā)禽蛋自動化紙類包裝生產(chǎn)線，將是一個不錯的研究方向。

5 禽蛋清洗設(shè)備的研究與應(yīng)用

目前，企業(yè)普遍采用的禽蛋清洗方式是毛刷水洗，分為橫向旋轉(zhuǎn)毛刷、縱向旋轉(zhuǎn)毛刷和擺動毛刷清洗3種。橫向旋轉(zhuǎn)毛刷水洗效率高，可以同時多排清洗，適合于比較干凈的雞蛋清洗，但對于個別污漬嚴(yán)重的雞蛋，往往不能清洗干凈，需要通過檢測或人工剔除；縱向旋轉(zhuǎn)毛刷水洗效率較低，一般只能單排清洗，適合于比較臟的鴨蛋的清洗，且蛋的兩端不易洗凈。洗凈度與毛刷旋轉(zhuǎn)速度、毛刷壓緊力及水溫、浸泡時間和是否使用清洗劑關(guān)系密切；擺動毛刷清洗是近年來出現(xiàn)在歐洲生產(chǎn)的打蛋機(jī)上料裝置中的新型清洗方式，適合去掉蛋殼上比較松散的灰塵、雞毛、雞糞、飼料等，清洗力度小，破損率低。相對于毛刷水洗，采用高壓脈沖氣流，輔助擺動毛刷，對表面比較干凈的雞蛋進(jìn)行表面清潔，也是不錯的選擇，這種方式，破損率低、不消耗水，無污水排放。

6 如何看待禽蛋快速腌制裝備

近年來出現(xiàn)了多種禽蛋快速腌制設(shè)備，如脈動壓腌制、負(fù)壓腌制、微波、超聲波快速腌制、溫控腌制等設(shè)備，讓傳統(tǒng)蛋制品生產(chǎn)企業(yè)眼花繚亂，一時難以判斷和決策。分析各種快速腌制技術(shù)，綜合采用多種方法的效果較好，如同時采用脈動壓力和溫控、負(fù)壓和溫控等。其實(shí)，對腌制速度影響最大的因素就是溫度，在保證品質(zhì)的前提下，控制較高的溫度，即能達(dá)到快速腌制，其他措施主要起到破壞蛋殼表面附近高濃度離子臨界層的作用，單獨(dú)使用某一種手段，效果甚微。目前，快速腌制的主要問題是設(shè)施一次性投入太大，易被腐蝕，成本高；其次是針對不同品種和地區(qū)，腌制不同階段最佳溫度、壓力等工藝參數(shù)需要優(yōu)化和定型，便于設(shè)備開發(fā)；目前，由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)與湖北神丹健康食品有限公司聯(lián)合研發(fā)的鋼混結(jié)構(gòu)禽蛋控溫調(diào)壓快速腌制房已取得成功（專利號 201711014196.X，201711009368.4），咸蛋腌制時間僅需6 d即達(dá)到傳統(tǒng)腌制30 d的效果。

7 鹵蛋設(shè)備的主要技術(shù)問題及解決措施

鹵蛋作為方便食品，這些年發(fā)展迅速，很多蛋品加工企業(yè)都或大或小地上了鹵蛋生產(chǎn)設(shè)備，在鹵蛋生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的問題包括剝殼破損率大、鹵制效率低且鹵料重復(fù)利用率低、鹵蛋真空包裝后易出水等。關(guān)于剝殼破損問題，需要采取綜合措施加以解決：一是蒸煮前雞蛋氣室一端應(yīng)該刺破小孔或敲出微小裂紋，以便蒸煮時蛋內(nèi)氣體逸出，避免煮蛋時炸蛋；二是應(yīng)該采用定心蒸煮，即蒸煮時保證蛋黃凝固在雞蛋的正中間，可采用多段蒸煮，開始采用較低溫度邊蒸煮邊旋轉(zhuǎn)的辦法，使雞蛋蛋殼周圍的蛋清均勻凝固，然后采用較高溫度的蒸汽或沸水將蛋熟透；三是采用冰水等進(jìn)行快速冷卻，形成蛋殼內(nèi)外較大的溫度差，蛋內(nèi)物質(zhì)由于收縮較大而削弱蛋白與蛋殼膜的結(jié)合力，使蛋殼易于剝離；除此之外，還要根據(jù)雞蛋新鮮程度確定最佳蒸煮溫度和蒸煮時間。目前，很多企業(yè)認(rèn)為蒸煮是一個簡單的問題，沒有使用定心蒸煮設(shè)備，只購買了剝殼設(shè)備，也沒有制定合理的蒸煮和冷卻工藝，將剝殼破損率高的原因統(tǒng)統(tǒng)歸結(jié)于剝殼設(shè)備，顯然是苛求了剝殼設(shè)備。事實(shí)上，國內(nèi)企業(yè)已能生產(chǎn)完整的定心蒸煮、剝殼生產(chǎn)線，如福州閩臺機(jī)械。

鹵蛋真空包裝后易出水的問題主要是因?yàn)楦稍锊缓侠硭拢笫祀u蛋內(nèi)自由水的排出是靠水分的蒸發(fā)完成，水分蒸發(fā)的3個影響因素是溫度、空氣濕度和空氣循環(huán)速度。在開始干燥時，如果空氣濕度低、空氣循環(huán)速度快，將使熟雞蛋蛋白表面水分大量蒸發(fā)，在高溫環(huán)境下，蛋白收縮交聯(lián)，堵塞凝固的蛋白中水分通道，使得內(nèi)部水分無法順利蒸發(fā)排出，雖表面已經(jīng)干燥，甚至已經(jīng)焦糊，但內(nèi)部仍然含有大量自由水，當(dāng)進(jìn)行真空包裝后，水分就會慢慢滲透出來。正確的做法是雞蛋剛開始進(jìn)入干燥室后，應(yīng)該使干燥室內(nèi)保持高溫、高濕狀態(tài)并維持一定時間，由于高溫可使蛋內(nèi)外溫度均達(dá)到水分的蒸發(fā)溫度，特別是在寒冷的冬天及雞蛋鹵制出來已經(jīng)完全冷卻的情況下，更應(yīng)該這樣做。由于高濕度，蛋白表面水分不會蒸發(fā)，因而孔道不會堵塞，當(dāng)?shù)皟?nèi)溫度達(dá)到水分蒸發(fā)溫度，然后逐步降低空氣濕度并保持一定的空氣循環(huán)速度，實(shí)現(xiàn)均勻排濕。比較好的做法是采用蒸汽熱源，開始加熱時向干燥室噴蒸汽，既可快速提高干燥室溫度，又可以保證干燥室較高的濕度，此時，應(yīng)關(guān)閉排濕口，待蛋內(nèi)溫度達(dá)到要求后再打開排濕口，維持一定的開度實(shí)現(xiàn)均勻排濕。至于鹵制效率低和鹵料重復(fù)利用率低的問題，有條件的企業(yè)可以采用連續(xù)循環(huán)鹵制設(shè)備，研發(fā)鹵料過濾及自動補(bǔ)料系統(tǒng)等措施加以解決。

8 雞蛋深加工裝備的研究與應(yīng)用

雞蛋深加工的關(guān)鍵裝備是打蛋機(jī)，用來完成高速打蛋、蛋殼分離、蛋清蛋黃分離功能。打蛋機(jī)除用在雞蛋深加工產(chǎn)品，如蛋粉、蛋液等的生產(chǎn)上外，也是其他需要以蛋液、蛋粉為原料或輔助材料的食品加工所需設(shè)備，如蛋糕、糕點(diǎn)、餅干、面條等的生產(chǎn)上均可使用打蛋機(jī)，因此，打蛋機(jī)的市場需求量呈逐年增加趨勢。但多年以來，每小時萬枚以上的打蛋機(jī)均需進(jìn)口，國內(nèi)只能生產(chǎn)小型圓盤式打蛋機(jī)和滾筒式打蛋機(jī)，這些小型打蛋機(jī)雖然結(jié)構(gòu)簡單、造價較低，但其效率較低，蛋清得率也較低，打蛋中散黃變質(zhì)蛋不能剔除，影響蛋液品質(zhì)。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)在農(nóng)業(yè)部948項(xiàng)目資助下，歷經(jīng)4年的研究和幾輪樣機(jī)試制、試驗(yàn)和改進(jìn)，2016年終于試制成功，經(jīng)過連續(xù)72 h的試運(yùn)行和近千公斤雞蛋的打蛋試驗(yàn)，樣機(jī)生產(chǎn)效率達(dá)到36 000枚/h，蛋殼中蛋液殘留、蛋液得率、微生物菌落數(shù)、散黃蛋的剔除等均達(dá)到歐洲進(jìn)口設(shè)備水平，設(shè)備自帶的水中上料、清洗和風(fēng)干裝置，更是根據(jù)中國國情和企業(yè)使用要求而設(shè)計(jì)，優(yōu)于進(jìn)口設(shè)備。大型高效打蛋機(jī)的國產(chǎn)化，為雞蛋深加工生產(chǎn)線裝備的全面國產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)，相信在不久的將來，國內(nèi)會出現(xiàn)眾多完全使用國產(chǎn)裝備的雞蛋深加工產(chǎn)品制造企業(yè)。

打蛋機(jī)使用中的主要問題有：①蛋殼內(nèi)蛋液殘留和蛋清蛋黃分離程度，這一問題與雞蛋新鮮度、氣溫及蛋的溫度、蛋殼在打蛋機(jī)中的懸置時間、分離杯開口大小、振動強(qiáng)度及振動時長等因素有關(guān)，前2個因素要求使用中必須探索優(yōu)化的打蛋工藝參數(shù)，后者則與打蛋機(jī)的設(shè)計(jì)有關(guān)。②產(chǎn)品微生物菌落數(shù)，這一問題也與雞蛋新鮮度、雞蛋清潔程度、設(shè)備自潔能力、CIP處理效果、生產(chǎn)過程管理等眾多因素相關(guān)；從設(shè)備的角度考慮，主要是簡化設(shè)備工作部件的結(jié)構(gòu)，盡可能在結(jié)構(gòu)上采用光滑曲面，提高加工精度和表面粗糙度，采用高規(guī)格不銹鋼材料或易清洗的非金屬材料，配置性能良好的雞蛋清洗、烘干裝置和CIP系統(tǒng)。③蛋殼落入蛋杯的問題，這一問題主要是與打蛋機(jī)的制造精度、安裝精度和使用調(diào)整有關(guān)，上料定位不準(zhǔn)、打蛋器彈簧力度不合適、運(yùn)動控制導(dǎo)軌磨損、刀片變鈍、鏈條張緊不合適等因素以及雞蛋個體差異太大或異形雞蛋、破損雞蛋等均是造成蛋殼落入蛋杯的原因，應(yīng)視具體情況加以解決。

伴隨著中國蛋業(yè)的發(fā)展，蛋品加工裝備經(jīng)歷了從簡單工具到單臺機(jī)械，再到成套裝備和自動化生產(chǎn)線，從進(jìn)口設(shè)備到學(xué)習(xí)仿照國外，到自主創(chuàng)新的發(fā)展過程。目前，蛋品加工的各種主要產(chǎn)品、各個主要環(huán)節(jié)基本都已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，雖然設(shè)備在研發(fā)、制造、使用中還存在種種問題，但只要蛋品工藝技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)、蛋品加工裝備研發(fā)機(jī)構(gòu)、禽蛋加工企業(yè)、蛋品裝備制造企業(yè)精誠合作，這些問題都將迎刃而解。中國蛋品加工裝備不單能夠完全滿足中國蛋品加工企業(yè)的需求，服務(wù)整個中國蛋業(yè)，而且，還會隨著中國制造一起走出國門，開辟更廣闊的國際市場。