黃劍彬 成 芳

(浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310058)

中國(guó)是世界上最大的水產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)，水產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展迅速。2017年中國(guó)水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)到6 445.33萬(wàn)t，約占全球總產(chǎn)量1/3，水產(chǎn)品加工企業(yè)9 674家，水產(chǎn)品加工能力2 926.23萬(wàn)t/年[1]。近些年，本課題組對(duì)浙江、廣東等地的水產(chǎn)品加工企業(yè)以及水產(chǎn)品加工裝備制造企業(yè)進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，了解到魚(yú)類(lèi)初加工階段存在以人工加工為主，機(jī)械裝備加工為輔的現(xiàn)象。水產(chǎn)品加工行業(yè)用工成本上升較快，2016年用工成本占比約為60%[2]。中國(guó)水產(chǎn)品加工業(yè)生產(chǎn)方式為勞動(dòng)密集型，僅有10%的加工裝備達(dá)到世界先進(jìn)水平，總體上機(jī)械化、自動(dòng)化程度低，成套加工生產(chǎn)線(xiàn)更為少見(jiàn)，而且中國(guó)水產(chǎn)品加工率僅為34%，遠(yuǎn)低于日本、加拿大、美國(guó)等水產(chǎn)發(fā)達(dá)國(guó)家60%～90%的水產(chǎn)品加工率[3]。人工加工具有勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、容易造成產(chǎn)品二次污染等缺點(diǎn)，而機(jī)械加工具有生產(chǎn)效率高、不易造成產(chǎn)品二次污染、能夠滿(mǎn)足規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，隨著勞動(dòng)力成本提高和市場(chǎng)對(duì)高質(zhì)量水產(chǎn)品需求的不斷增長(zhǎng)，亟需發(fā)展加工裝備與自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)，以期提升現(xiàn)有水產(chǎn)品加工的自動(dòng)化和信息化水平。

1 魚(yú)類(lèi)初加工關(guān)鍵裝備國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

魚(yú)類(lèi)初加工主要包括去鱗、定向整理、去內(nèi)臟等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，研究魚(yú)類(lèi)初加工關(guān)鍵裝備對(duì)提高生產(chǎn)效率和改善產(chǎn)品質(zhì)量具有普遍的重要性。目前，中國(guó)魚(yú)類(lèi)初加工工藝過(guò)程：去鱗→去雜、去內(nèi)臟→清水、臭氧水漂洗→稱(chēng)重、分級(jí)。初加工工序雖然較為簡(jiǎn)單，但其處理效果至關(guān)重要，直接關(guān)系到二次加工和增值加工的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1.1 國(guó)內(nèi)外去鱗機(jī)研究進(jìn)展

1.1.1 中國(guó) 去鱗裝備要在避免魚(yú)體受損的前提下保證高除鱗率和高生產(chǎn)效率。目前中國(guó)最具代表性的去鱗機(jī)有滾筒式和刷式2種，常用的去鱗機(jī)構(gòu)及方法如表1所示。

滾筒式去鱗機(jī)主要是利用滾筒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力引起的魚(yú)體與滾筒、魚(yú)體與魚(yú)體之間產(chǎn)生的搓擦、剝離魚(yú)鱗，也是最為常見(jiàn)及使用最多的一種去鱗機(jī)類(lèi)型。其具有生產(chǎn)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低，適用于大批量加工等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大批量加工要達(dá)到較好的去鱗效果，滾筒式去鱗機(jī)單機(jī)過(guò)長(zhǎng)，可達(dá)3 m，有的水產(chǎn)加工企業(yè)將2臺(tái)去鱗機(jī)頭尾相連組合去鱗，采用分批式去鱗，且去鱗時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)對(duì)魚(yú)體產(chǎn)生損傷，并非理想的連續(xù)式去鱗方式，會(huì)影響后續(xù)加工環(huán)節(jié)。滾筒式去鱗機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。去鱗刷式去鱗機(jī)主要是利用輸送輥帶動(dòng)魚(yú)向去鱗刷運(yùn)動(dòng)，去鱗刷的轉(zhuǎn)速大于輸送輥的轉(zhuǎn)速，所以魚(yú)體與去鱗輥之間產(chǎn)生速差，去鱗輥根據(jù)魚(yú)體進(jìn)行仿形運(yùn)動(dòng)的同時(shí)將魚(yú)體表面的鱗片刮除。其具有對(duì)魚(yú)體損傷小的優(yōu)點(diǎn)，但生產(chǎn)效率較低，且對(duì)于大小不同的魚(yú)去鱗效果不同，對(duì)于魚(yú)體背部的去鱗效果較差。去鱗刷式去鱗機(jī)機(jī)構(gòu)圖如圖2所示[10]。

表1 中國(guó)常用的去鱗機(jī)構(gòu)及方法Table 1 Research on variousmethods of fish scaling machines in China

1. 皮帶 2. 電機(jī) 3. 去鱗滾筒 4. 中心管軸 5. 滑動(dòng)軸承組

1. 輸送輥 2. 下去鱗輥 3. 原料魚(yú) 4. 下壓輥 5. 上去鱗輥 6. 上壓輥

圖2 去鱗刷式去鱗機(jī)構(gòu)圖

Figure 2 The delineation of the brush-stye equipment for mechanical removing scales

陳慶余等[13]將滾筒式與去鱗刷式結(jié)合起來(lái)，以滾筒式去鱗機(jī)為主體，在去鱗機(jī)內(nèi)部增加去鱗刷輥輪，可帶動(dòng)去鱗刷工作，既發(fā)揮了滾筒式去鱗機(jī)工作效率高的優(yōu)點(diǎn)也發(fā)揮了去鱗刷式去鱗機(jī)對(duì)魚(yú)體損傷小的優(yōu)點(diǎn)，在縮短去鱗機(jī)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和去鱗時(shí)間長(zhǎng)度的同時(shí)提高了效率和加工質(zhì)量。

近年來(lái)，中國(guó)也出現(xiàn)了高壓水去鱗技術(shù)。陳海賓等[14]發(fā)明了一種水射流清除魚(yú)鱗機(jī)，高壓噴嘴產(chǎn)生高壓水對(duì)魚(yú)體去鱗，可根據(jù)魚(yú)體大小及種類(lèi)來(lái)改變噴嘴類(lèi)型和水壓進(jìn)行去鱗。高壓水去鱗技術(shù)對(duì)魚(yú)體損傷較小，但也存在工作效率低的缺點(diǎn)。目前，生產(chǎn)效率還是魚(yú)類(lèi)加工企業(yè)的首要考慮因素，滾筒式去鱗機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，且對(duì)于種類(lèi)大小不同的魚(yú)都可適用，未來(lái)去鱗機(jī)的發(fā)展可以滾筒式去鱗機(jī)為基礎(chǔ)，結(jié)合去鱗刷式、高壓水去鱗技術(shù)，以提高去鱗效果。

1.1.2 國(guó)外 國(guó)外魚(yú)類(lèi)加工裝備則多針對(duì)海水魚(yú)的處理。比利時(shí)Cretel公司[15]生產(chǎn)的RS 25型手動(dòng)去鱗機(jī)，能夠快速有效地去除各種魚(yú)類(lèi)的鱗片，但不適用于大規(guī)模高產(chǎn)量的生產(chǎn)線(xiàn)的使用。瑞典Arenco公司[16]研制了一種清洗去鱗設(shè)備，通過(guò)魚(yú)體相互摩擦及魚(yú)體和清洗池內(nèi)壁的凸出點(diǎn)的摩擦達(dá)到除鱗目的，然后水流將魚(yú)鱗等污物沖除，起到清洗的作用。德國(guó)Baader公司[17]生產(chǎn)的IS 069型高速去鱗機(jī)，配有4根去鱗主軸，具有不同的幾何形狀，適用于黑線(xiàn)鱈、羅非魚(yú)和其他類(lèi)似體型的魚(yú)類(lèi)。丹麥Kroma公司[18]生產(chǎn)的SCALEMASTER 1500型去鱗機(jī)，魚(yú)單列化后通過(guò)機(jī)器被皮帶固定住刷去魚(yú)鱗，適用于肉質(zhì)柔軟的鱈魚(yú)、鱸魚(yú)等。

1.2 國(guó)內(nèi)外去雜除臟技術(shù)裝備研究進(jìn)展

1.2.1 魚(yú)體定向技術(shù)研究 定向喂入是魚(yú)類(lèi)初加工多項(xiàng)工序中的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，是自動(dòng)去內(nèi)臟的前提，包括腹背定向和頭尾定向。

魚(yú)體的機(jī)械化腹背定向主要通過(guò)腹背形狀差異、重心位置不同、腹背顏色差異等來(lái)實(shí)現(xiàn)。Kosmowski等[19]研究了3種自動(dòng)腹背定向的方法：利用魚(yú)背和魚(yú)腹寬度的不同；利用魚(yú)體兩側(cè)對(duì)稱(chēng)原理均可使魚(yú)背向上；利用魚(yú)體重心位置橫向不對(duì)稱(chēng)原理，可使魚(yú)背向下。對(duì)于某些腹背顏色相差較大的魚(yú)種，也有利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行定向的研究報(bào)道[20]。對(duì)于機(jī)械化方式的魚(yú)體定向，魚(yú)體會(huì)有一定程度的損傷，對(duì)于不同種類(lèi)或者同種魚(yú)類(lèi)中不同大小的魚(yú)，定向的成功率也會(huì)有所差別。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)可根據(jù)特定的算法對(duì)魚(yú)體的方向進(jìn)行判斷，識(shí)別的準(zhǔn)確度高，但對(duì)于不同的對(duì)象，往往采用不同的算法，模型的移植性較差，且魚(yú)體定向機(jī)構(gòu)也是研究難點(diǎn)。

魚(yú)體的機(jī)械化頭尾定向整理主要利用頭尾厚度不同、重心位置不同、魚(yú)鱗排列方向等來(lái)實(shí)現(xiàn)。典型的有徐頌波等[21]設(shè)計(jì)的由輸送帶、壓輪、分壓板等組成的魚(yú)頭尾定向整理裝置，通過(guò)魚(yú)體頭朝前和尾朝前兩種不同體位接觸壓輪產(chǎn)生的不同彎曲變形量來(lái)完成魚(yú)頭尾的判斷工作。林啟儀等[22]利用振動(dòng)方向與魚(yú)體鱗片排列方向不同時(shí)魚(yú)體會(huì)產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，來(lái)實(shí)現(xiàn)頭尾定向整理。向云鵬等[23]采用Matlalb軟件對(duì)白鰱在傾斜振動(dòng)平臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)果表明，在適宜的參數(shù)范圍內(nèi)，采用傾斜振動(dòng)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)魚(yú)體的頭尾定向。陳福禮等[24]提出了一種鮮魚(yú)加工裝置，分別利用插針和顏色傳感器實(shí)現(xiàn)魚(yú)頭尾和腹背的定向。但目前中國(guó)有關(guān)研究仍停留在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，多為手工定向整理，人工將魚(yú)一條條喂入去鱗去內(nèi)臟二去機(jī)，勞動(dòng)強(qiáng)度大且效率低。

瑞典VMP公司[25]生產(chǎn)的鮮魚(yú)處理裝備利用震動(dòng)槽與轉(zhuǎn)向盤(pán)對(duì)魚(yú)體進(jìn)行排列，適用于大批量生產(chǎn)線(xiàn)，但只可進(jìn)行魚(yú)體的頭尾定向而不能進(jìn)行魚(yú)體的腹背定向。德國(guó)Baader公司[26]的BAADER 101型自動(dòng)游入系統(tǒng)利用魚(yú)的自然行為進(jìn)行魚(yú)體的導(dǎo)向，對(duì)于不同的通道，會(huì)有不同的游入魚(yú)的數(shù)量，且單位時(shí)間游入的魚(yú)數(shù)量不恒定，影響生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)效率的平穩(wěn)性。瑞典Arenco公司[27]旗下的VMK漁業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的自動(dòng)喂入機(jī)能將魚(yú)頭定向和腹部向下，適用于鯡魚(yú)、鯖魚(yú)等。國(guó)外魚(yú)體定向設(shè)備應(yīng)用對(duì)象多為海水魚(yú)。

1.2.2 去雜除臟技術(shù)裝備研究 目前中國(guó)去雜除臟技術(shù)裝備主要采用剖切的方法，利用刀具刮除、水流沖擊、離心等方式去雜除臟。陳慶余等[28]針對(duì)海產(chǎn)小雜魚(yú)前處理設(shè)備短缺現(xiàn)狀，開(kāi)展了小個(gè)體海捕魚(yú)去臟裝備研究并研制樣機(jī)，利用去臟加工試驗(yàn)平臺(tái)，選取深水紅娘魚(yú)、叉斑狗母魚(yú)和小黃魚(yú)作為小雜魚(yú)典型代表，以剖腹去臟裝置下置式并匹配以高轉(zhuǎn)速無(wú)齒圓盤(pán)刀逆向剖腹和低轉(zhuǎn)速仿形異構(gòu)齒除臟輪逆向去臟加工方法比較合適；平肚型類(lèi)的深水紅娘魚(yú)和側(cè)扁型類(lèi)的小黃魚(yú)還可采用適當(dāng)構(gòu)型的三角形齒或梯形齒除臟輪進(jìn)行逆向去臟加工方法，機(jī)械方法的生產(chǎn)率是手工方法的8～12倍，能夠?qū)崿F(xiàn)某些小雜魚(yú)品種的魚(yú)內(nèi)臟100%除凈率和近似零損傷魚(yú)體的質(zhì)量效果，海洋捕撈的小雜魚(yú)是多品種混在一起, 而且尺寸大小和體形特征差異大，需要通過(guò)適當(dāng)?shù)囊?guī)格分級(jí)和品種分選，才可發(fā)揮通用性較強(qiáng)的小型魚(yú)類(lèi)去臟設(shè)備的作用。有關(guān)專(zhuān)利[29-34]中典型的包括彭德權(quán)[29]發(fā)明了一種魚(yú)類(lèi)開(kāi)肚去臟裝置，如細(xì)小的魚(yú)腸或連結(jié)內(nèi)臟的黏膜無(wú)法由噴水的方式清除干凈，無(wú)法達(dá)到去除徹底的效果，該發(fā)明依次去除內(nèi)臟，并與高壓噴水組配合清洗，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上改進(jìn)了除內(nèi)臟的效果。雷樹(shù)德等[35]設(shè)計(jì)并制造了一種采用背部剖切的方式的新型鏈?zhǔn)狡属~(yú)機(jī)，由于魚(yú)背較厚，相對(duì)于魚(yú)腹來(lái)說(shuō)更容易剖切。

德國(guó)Baader公司[36]生產(chǎn)的 BAADER 408型去頭去臟機(jī)，利用真空去臟技術(shù)，可加工羅非魚(yú)和鱈魚(yú)等，BAADER 144 Princess型三文魚(yú)和海鱒魚(yú)去臟機(jī)，去臟效果可通過(guò)三文魚(yú)內(nèi)臟檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)。丹麥Kroma公司[37]生產(chǎn)的GUTMASTER系列的去內(nèi)臟機(jī)，包括可加工海鯛和海鱸魚(yú)的GUTMASTER 750型去內(nèi)臟機(jī)，可加工鮭魚(yú)、鯖魚(yú)、石斑魚(yú)、羅非魚(yú)的GUTMASTER 1200型去內(nèi)臟機(jī)，可加工的魚(yú)重介于0.15～0.80 kg，并可集成魚(yú)頭切割裝置，實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)化加工。

1.3 國(guó)內(nèi)外魚(yú)類(lèi)初加工關(guān)鍵裝備現(xiàn)狀分析

國(guó)外的加工裝備技術(shù)先進(jìn)，但因成本高或者與中國(guó)的水產(chǎn)品加工需求不符，并未得到有效應(yīng)用。近年來(lái)，中國(guó)在魚(yú)類(lèi)初加工技術(shù)和裝備上有了一定的發(fā)展，但都是自動(dòng)化與信息化水平低、功能簡(jiǎn)單的單機(jī)，雖然對(duì)魚(yú)類(lèi)初加工生產(chǎn)線(xiàn)已有一些研究，但是在諸多環(huán)節(jié)仍需要人工干預(yù)，一些待解決的配套技術(shù)問(wèn)題也制約了魚(yú)類(lèi)初加工裝備生產(chǎn)線(xiàn)的發(fā)展。目前，亟需發(fā)展能代替人工加工的去鱗、魚(yú)體定向喂入、去雜和清洗、分級(jí)等魚(yú)類(lèi)初加工配套裝備，特別是魚(yú)體定向喂入是自動(dòng)去內(nèi)臟的前一環(huán)，是推進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)建成的重要一環(huán)，也應(yīng)當(dāng)加快清洗、分級(jí)等環(huán)節(jié)相關(guān)自動(dòng)化裝備的研發(fā)，并加快魚(yú)類(lèi)初加工生產(chǎn)線(xiàn)的集成與應(yīng)用，以有效改善勞動(dòng)力成本提高帶來(lái)的問(wèn)題、提高水產(chǎn)品的食品安全水平以及滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)高質(zhì)量水產(chǎn)品的迫切需求。

2 加工過(guò)程自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)研究進(jìn)展

魚(yú)類(lèi)初加工過(guò)程中工序環(huán)節(jié)涉及裝備種類(lèi)多樣，中國(guó)多采用人工控制單機(jī)作業(yè)的方式，裝備耦合技術(shù)和自動(dòng)監(jiān)控信息缺乏，有較多學(xué)者對(duì)水產(chǎn)加工質(zhì)量進(jìn)行研究，但對(duì)應(yīng)用于水產(chǎn)加工的裝備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控的研究鮮有報(bào)道。國(guó)外多采用魚(yú)加工自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，常見(jiàn)集成度很高的成套加工裝備，并具備主要參數(shù)實(shí)時(shí)采集、故障診斷與自動(dòng)監(jiān)控功能，有效提高加工處理能力和保障魚(yú)加工產(chǎn)品質(zhì)量。

2.1 水產(chǎn)加工質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

2.1.1 國(guó)外水產(chǎn)加工質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)研究進(jìn)展 冰島Marel公司[38]的INNOVA水產(chǎn)品加工軟件在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，生產(chǎn)過(guò)程具有可追溯性，確保產(chǎn)品符合質(zhì)量和食品安全標(biāo)準(zhǔn)。德國(guó)Baader公司[39]生產(chǎn)的BAADER 581型基于機(jī)器視覺(jué)進(jìn)行魚(yú)體信息采集和定位外觀質(zhì)量信息自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與在線(xiàn)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)電機(jī)故障檢測(cè)和系統(tǒng)監(jiān)控；BAADER 144 型公主式切割除臟機(jī)采用攝像頭檢測(cè)內(nèi)臟去除結(jié)果，實(shí)時(shí)收集和交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)魚(yú)的加工質(zhì)量監(jiān)控。瑞典Arenco公司[40]的VMK視覺(jué)系統(tǒng)是一個(gè)生產(chǎn)優(yōu)化分選系統(tǒng)，利用工業(yè)相機(jī)和機(jī)械部件配合實(shí)現(xiàn)對(duì)喂入量的控制、損傷缺陷魚(yú)的剔除、錯(cuò)放產(chǎn)品的回收，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)加工質(zhì)量的自動(dòng)監(jiān)控。

Grassi等[41]開(kāi)發(fā)了一種圖像分析程序，采用平板掃描儀對(duì)2種魚(yú)進(jìn)行不同水平的處理。通過(guò)灰度共生矩陣分析，將未處理區(qū)域和基于邊緣的分割感興趣區(qū)域提交到表面紋理評(píng)價(jià)中。利用主成分分析或選擇算法選擇的12個(gè)表面紋理變量，建立線(xiàn)性判別分析模型，能夠區(qū)分大西洋鱈魚(yú)和黑線(xiàn)鱈2種高價(jià)值魚(yú)片。這些發(fā)現(xiàn)為簡(jiǎn)單的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)在魚(yú)類(lèi)市場(chǎng)鏈上的應(yīng)用鋪平了道路，提供一個(gè)簡(jiǎn)單、快速和經(jīng)濟(jì)有效的系統(tǒng)。

2.1.2 中國(guó)水產(chǎn)加工質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展 Shi等[42]研究了基于羅非魚(yú)瞳孔和鰓顏色變化的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的可行性，通過(guò)瞳孔和鰓的顏色參數(shù)與不同新鮮度指標(biāo)的相關(guān)性，并建立多元回歸模型，利用圖像算法實(shí)現(xiàn)了基于瞳孔顏色的腐敗圖像可視化，利用機(jī)器視覺(jué)對(duì)羅非魚(yú)瞳孔顏色參數(shù)進(jìn)行評(píng)估，可以作為一種低成本的在線(xiàn)方法，用于預(yù)測(cè)4 ℃貯藏期間羅非魚(yú)的新鮮度。

胡記東等[43]對(duì)X射線(xiàn)檢測(cè)魚(yú)刺效果進(jìn)行了研究。其結(jié)果表明，通過(guò)X光機(jī)裝備參數(shù)優(yōu)化、魚(yú)刺分布規(guī)律總結(jié)的學(xué)習(xí)及冷凍結(jié)合X光機(jī)技術(shù)可改善圖像質(zhì)量和提高殘留魚(yú)刺檢出率，改善水產(chǎn)品加工企業(yè)X光機(jī)檢測(cè)人員的視覺(jué)感受并一定程度上解決海水冷凍魚(yú)片產(chǎn)品魚(yú)刺殘留問(wèn)題。

Wang等[44]研究了鱈魚(yú)骨在紫外光照射下的熒光特性，與魚(yú)片相比，鱈魚(yú)骨具有明顯不同的熒光特性，且熒光強(qiáng)度要高得多。在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了紫外熒光輔助燭光法檢測(cè)魚(yú)骨的方法。

國(guó)外的水產(chǎn)品加工質(zhì)量的監(jiān)控，主要是對(duì)加工過(guò)程中的去雜去內(nèi)臟和清洗環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，以高經(jīng)濟(jì)效益的海水魚(yú)加工為主。中國(guó)的水產(chǎn)品加工質(zhì)量的監(jiān)控，主要是對(duì)加工過(guò)程中的去雜去內(nèi)臟環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查，人工去除設(shè)備未清理干凈的內(nèi)臟及黑膜等。國(guó)內(nèi)外對(duì)于水產(chǎn)品加工產(chǎn)品都采取抽樣檢查的方式檢查是否有微生物等指標(biāo)超標(biāo)，后續(xù)檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，將實(shí)時(shí)在線(xiàn)的無(wú)損檢測(cè)用于食品安全檢測(cè)與水產(chǎn)品加工質(zhì)量監(jiān)控相結(jié)合的研究是未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的方向。

2.2 水產(chǎn)裝備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)

目前中國(guó)魚(yú)類(lèi)初加工裝備大多不具備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，如去鱗裝備的滾筒轉(zhuǎn)速通過(guò)控制箱上的旋鈕來(lái)調(diào)速，去臟機(jī)的傳送速度也是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定好的，不能根據(jù)喂入量等實(shí)時(shí)優(yōu)化運(yùn)行或裝備耦合分析。中國(guó)工業(yè)軟件已經(jīng)在諸多制造產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用，但未見(jiàn)應(yīng)用于水產(chǎn)加工領(lǐng)域有關(guān)的研究報(bào)道。

在國(guó)外，冰島Marel公司[37]的INNOVA水產(chǎn)品加工軟件根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息能夠優(yōu)化加工生產(chǎn)，控制關(guān)鍵裝備或整條生產(chǎn)線(xiàn)，如智能定位和修邊機(jī)、分級(jí)機(jī)、去骨生產(chǎn)線(xiàn)等。德國(guó)Baader公司[38]通過(guò)相應(yīng)的分析軟件，幫助在整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)中優(yōu)化裝備加工參數(shù)，連續(xù)調(diào)整加工裝備，實(shí)時(shí)生產(chǎn)和產(chǎn)量的情況，可以通過(guò)PC瀏覽器、智能手機(jī)等終端裝備遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)。

Parra等[45]提出了一種用于監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖池在飼養(yǎng)過(guò)程中的水質(zhì)和魚(yú)類(lèi)行為的傳感器與系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)、水箱狀態(tài)、進(jìn)水情況、魚(yú)群游動(dòng)深度和速度，并由3個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)局域網(wǎng)將信息發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)智能算法檢測(cè)異常值，并在異常值發(fā)生時(shí)發(fā)出報(bào)警。

2.3 水產(chǎn)加工過(guò)程自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)研究現(xiàn)狀評(píng)述

國(guó)外許多大型水產(chǎn)品加工企業(yè)已經(jīng)將自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于智能加工裝備和自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，可以現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量、裝備運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)實(shí)時(shí)采集的主要參數(shù)進(jìn)行多源數(shù)據(jù)融合和分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，保障產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)減少人工成本。

中國(guó)魚(yú)類(lèi)初加工裝備的信息化和智能化水平較低，尚未將自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程中，只在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面有過(guò)報(bào)道。未來(lái)可利用成熟的自動(dòng)控制技術(shù)與信息技術(shù)等，將伺服控制、傳感器、機(jī)器視覺(jué)等智能工具嵌入到魚(yú)類(lèi)初加工裝備之中，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和裝備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而對(duì)魚(yú)類(lèi)初加工裝備和生產(chǎn)線(xiàn)加工過(guò)程進(jìn)行智能感知、數(shù)字化分析與智慧決策，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的優(yōu)化，從而提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

3 總結(jié)和展望

近年來(lái)受勞動(dòng)力成本不斷提升和市場(chǎng)對(duì)高質(zhì)量水產(chǎn)品需求的不斷增長(zhǎng)，如何改善現(xiàn)狀、進(jìn)一步降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量是中國(guó)水產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)亟待解決的主要問(wèn)題，也顯現(xiàn)出了水產(chǎn)品加工技術(shù)裝備落后的問(wèn)題，以低附加值為主的加工方式嚴(yán)重制約了產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。從魚(yú)類(lèi)初加工裝備研究現(xiàn)狀可以看出，國(guó)外的水產(chǎn)加工裝備技術(shù)先進(jìn)，但因成本高或者與中國(guó)的水產(chǎn)品加工需求不符，并未得到有效應(yīng)用。而中國(guó)有關(guān)的加工裝備種類(lèi)少功能單一，并缺乏自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)和實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，導(dǎo)致產(chǎn)量無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，同時(shí)也影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，亟需發(fā)展魚(yú)類(lèi)初加工配套裝備及加工技術(shù)，加快魚(yú)類(lèi)初加工生產(chǎn)線(xiàn)的集成與應(yīng)用。

與國(guó)際水產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)相比，中國(guó)還有很大的發(fā)展空間。國(guó)外以海水魚(yú)的加工裝備為主，中國(guó)可以自主研發(fā)具有國(guó)際市場(chǎng)互補(bǔ)性的加工裝備，尤其是大宗淡水魚(yú)類(lèi)的初加工技術(shù)裝備。魚(yú)類(lèi)初加工裝備與自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，將提高中國(guó)水產(chǎn)加工自動(dòng)化和信息化水平，進(jìn)而推動(dòng)食品加工機(jī)械的進(jìn)步。