本项目围绕花蛤加工过程中小型开壳设备壳肉分离效率低、人工依赖强、成品品质不稳定以及大型设备体积大并且成本高等问题,设计并制造了一套面向中等规模加工场景的花蛤壳肉自动分离装置。装置以模块化、一体化为总体设计思路,依次集成“蒸汽加热预处理连续送料、双辊轮碾压破壳、振动筛分离壳肉分离”三大功能模块,构建了完整的壳肉分离工艺流程。项目在保温箱体中蒸汽短时加热使花蛤闭壳肌失活、壳肉连接强度降低,在保证蛤肉品质的前提下降低后续辊轮破壳所需力矩;并利用凸轮与连杆机构控制花蛤的连续进料;再利用双辊轮同步反向碾压方式实现外壳的破碎,控制电机输出力矩以减少对柔软蛤肉的挤压损伤;最终借助振动筛,利用碎壳与蛤肉在粒径、形状、刚度和运动特性上的差异,实现壳肉的高效分离与分流收集。整机结构紧凑、工艺路径清晰,适应潮湿环境下的连续稳定运行,为花蛤壳肉分离的自动化、低成本实现提供了一种可行的工程方案。
本项目的总体目标是设计并制造一台能够自动、高效、低损耗完成新鲜花蛤壳肉分离的设备,具体目标有:
1.蒸汽加热部分壳肉分离同时肉质保鲜:通过合理控制蒸汽的流量与温度,提高花蛤壳肉分离效率,确保大部分闭壳肌在加热过程中失活,并且避免过热导致的失水或。同时采取凸轮连杆机构同步控制花蛤的进料与出料装置,实现花蛤进料与出料的自动化设计,保证了合理的加热时间。
2.碾压碎壳部分精准碎壳同时保障蛤肉形态:在碎壳过程中合理控制电机输出的力矩,在能够碎壳的前提下,尽量减少对贝肉的挤压和撕裂等损伤,提高肉质完整率。同时齿轮严格啮合实现了辊轮的同步转动,保证了碾压过程正确进行。
3.振动壳肉分离部分提高分离产物纯净度:通过振动筛振动频率控制,降低碎壳夹带率,提升去壳后蛤肉在总产物中的比例,获得较高纯净度的贝肉产品。
4.环境适应性强:装置能够在潮湿环境和室温条件下稳定运行,局部构件可承受蒸汽预处理带来的较高温度,具备一定的可靠性与安全性。
总体而言,本项目已完成小型花蛤壳肉分离装置样机的搭建与模块化集成。加热端成功利用凸轮完成了进料、加热、送料的循环,实现了蒸汽短时加热开壳;碎壳端采用减速直流电机配合调速器与齿轮啮合同步反转双辊轮,但由于辊轮材质较软且脆,在碎壳阶段容易打滑,并且由于压力不足无法完成碎壳;分离端通过前馈 PID 闭环调速保证六连杆振动筛稳定运行,大致能够实现壳片与贝肉的有效分离。总的来说,已经实现了所有需要的运动目标,大体上运行较为稳定,后续可以通过更改辊轮材质以及提高电机功率的方式实现完整壳肉分离流程。