为了落实和加强对湿法鱼粉设备的系统性研究,从70年代末起责成中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所组建专业班子研制鱼粉设备。为符合我国国情,精简配套设备,减少投资,该所着重研制中、小型湿法成套鱼粉设备。经过十年努力,已完成YF-10型(10吨/24小时)和YF-30型(30吨/24小时)两种湿法成套鱼粉设备,并可根据具体情况分别按照离心法工艺或压榨法工艺进行设备配套。在主攻湿法成套鱼粉设备的同时兼顾干法鱼粉设备,研制了YFG-0.75(0.75吨/次)和YFG-1.5(1.5吨/次)两种新型鱼粉蒸干机,还有SY-400型液体鱼粉设备(液体鱼蛋白设备)。
1鱼粉工艺简介
鱼粉加工工艺方法颇多,分述如下:
(1)自然干燥法——这是较简单的方法,原料既不蒸煮,亦不人工干燥,仅仅将原料鱼晒干(或风干),然后打碎成粉便是。工艺原始,产品是不脱脂的生鱼粉。其中病菌、寄生虫等都未杀死,且蛋白未凝聚变性,消化率低,不符合鱼粉标准的要求,应予淘汰。
(2)直接干燥法——将原料倒入一台兼有蒸煮和干燥功能的机器内(通常称为蒸干机),通入压强为0.5兆帕的蒸汽间接加热,并不断搅拌。3个多小时以后原料鱼便被蒸熟、烘干,得到不脱脂的鱼粉。这种工艺所得产品质量不高,不能回收鱼油,能耗也偏高。但简单易行,对少脂类的原料还是合适的。
(3)干式脱脂法——这是在直接干燥法基础上加上脱脂工序而形成的一种工艺。它的特点是在制成鱼粉之后干状态下进行脱脂,因此常称为干制法。根据不同的脱脂方法又可分为压榨法(机械方式)和萃取法(物理化学方式)。压榨法是将鱼粉投入压榨机,以强大的机械力压出鱼粉里所含油脂。萃取法则是将石油溶剂喷淋进入鱼粉,让鱼油溶解在石油溶剂之中,从而随同溶剂一同抽离鱼粉,再以分馏原理回收溶剂,得到鱼油。此法脱脂效果比压榨法好,但是成本高,设备投资大,运行需特别注意防火。干式脱脂法(即干制法)制得的鱼粉虽经脱脂,品质有所提高,但由于在脱脂以前已经过几个小时的高温蒸干过程,鱼油氧化严重,干物质不可避免地有一定程度焦化,因此鱼粉和鱼油的质量均不理想。
(4)湿法脱脂法——这是为加工多脂类原料而发展起来的一种工艺方法。其特点在于将蒸煮与干燥分开进行,在蒸煮以后的湿状态下随即进行脱脂,因此称为湿制法。原料经过蒸煮之后蛋白质凝固,细胞壁破裂,结合态的油和水都离析为游离态。这给脱水、脱油提供了便利。可通过压榨或离心的方法将液相的鱼汁、鱼油与固相的鱼粕分离开来。鱼粕送往干燥设备烘干成鱼粉,而液相部分则进入离心机使鱼油和鱼汁分离。鱼油是鱼粉工业重要的副产品;鱼汁则可以通过浓缩,重新加入鱼粕一同烘干制得“全鱼粉”。
2典型湿法鱼粉设备介绍
湿法鱼粉加工设备是按照湿式脱脂方法加工鱼粉及副产品的成套机械设备。主要由原料输送设备、蒸煮设备、脱液(脱水、脱油)设备、干燥设备、粉碎设备、油水分离设备、浓缩设备、除臭设备等组成。
按照湿制法鱼粉加工工艺,运用现代科学技术装备,可以组成各种形式的成套设备。目前上制造鱼粉设备的较多,丹麦、挪威、西德、瑞典、日本、苏联、波兰、中国等均有产品。其中知名度较高的代表性厂商有:丹麦的阿特拉斯(Atlas),瑞典的阿法拉伐(AlfaLaval),挪威的迈伦(Myren)、巴茨(Bartz),西德的司考特豪斯(schlatterhose),日本的大野和东海等公司。
以上各家生产的鱼粉设备虽说都是属于湿制法工艺,但根据脱油、脱水所采用的设备不同,又可分为压榨法和离心法两类。现以具代表性的丹麦阿特拉斯和瑞典阿法拉伐为例介绍一下这两种类型设备的概况和特点。
2.1压榨法鱼粉设备
压榨法鱼粉设备是目前鱼粉生产中应用较广泛的湿法成套鱼粉设备,经过半个多世纪的不断改进提高,工艺和设备都比较完善了。
原料鱼进入车间之后首先经切碎机切碎(小鱼可免去切碎工序),然后进入喂料机,由它控制着原料均匀地送入蒸煮机,在蒸煮机里原料鱼被加热到90~100℃,历时10~20分钟便完成了蒸煮过程。蒸煮使鱼体蛋白凝聚,水和油离析成游离状态,给以后的脱水、脱油创造必要条件,所以蒸煮是湿制法鱼粉工艺的关键之一。现代蒸煮设备多以蒸汽为热媒间接加热蒸煮。阿特拉斯的蒸煮机就是这种类型,它的机身外围有蒸汽加热夹套。内部有螺旋状的转子,其芯轴是空心的,可通蒸汽加热。转子配有无级变速机构,可以改变转速以控制原料行进速度,从而控制着蒸煮速度。此外这种蒸煮机还配着一套直喷蒸汽系统,可在超载或原料温度过低时起辅助加热作用。
蒸煮后的原料进入滤水输送机,这是一台下部带有滤网的螺旋输送机。原料经过它时可以漏脱一部分游离水分和鱼油,借以减轻后面压榨机的负荷。同时适当滤干的原料也有助于压榨机稳定工作。从滤水输送机送出的原料随即落入双螺杆压榨机,这种压榨机有两根结构基本相同,但螺旋方向相反的螺杆,它们平行并列。工作时以相同的转速,相反的转向(一般是相向旋转)同步运转。在螺杆的外围有滤网板包围着。因为螺杆的螺距由大变小(沿原料前进方向),而螺杆的底径又由小变大,造成螺旋之间的容积逐步缩小。所以原料被推进的过程就是被挤压的过程,包含在原料内的液体就被压榨出来,穿过滤网流出,完成固液分离(也就是脱水、脱油)。
原料经过干燥机后已经烘干为鱼粉,只是粒度粗大,达不到产品要求。所以需经过磁性振动筛筛选,除去铁质和粗大杂物,然后进入粉碎机,在粉碎机内被粉碎成粒度符合规定的细粉。粉碎机的种类颇多,按结构特点分有锤片式和爪式;按进、出料方式分有自吸式、风送式及普通式等。阿特拉斯鱼粉设备中配用的是普通锤片式;日本鱼粉设备中常用普通爪式;我国自制设备中多用锤片式(自吸型、风送型、普通型皆有)。经过粉碎的鱼粉送往称重包装机,有自动的、半自动的,而小型鱼粉厂则常常人工称量打包。至此鱼粉生产过程已经完毕,但作为完整的成套鱼粉设备还有三个重要的附属系统应该齐备,即鱼油炼制设备、汁水浓缩设备、废气除臭设备。
2.2离心法鱼粉设备
离心法鱼粉工艺与设备是瑞典阿法拉伐公司推出的。这是一家专门制造离心机械和换热设备的厂商,他们充分发挥自己的技术特长,研究出一系列以离心技术为核心的鱼类加工工艺技术,称为桑特菲施(Centrifish)。
离心法鱼粉设备的特点,是用结构紧凑的卧式螺旋卸料沉降离心机取代传统的压榨机,使设备配套简化。因为经它分离的鱼汁十分澄清,不同于压榨机的榨液,无需再次除渣便可直接送往油水分离机,故可省去数台机械设备。
阿法拉伐的鱼粉设备不用蒸汽加热,而是采用燃油热风炉的烟道气间接加热。烟道气在干燥机入口温度400℃,干燥机内壁温度约160℃,而物料温度仅70℃左右。部分烟道气循环使用,热经济性良好。
该套设备内的加热与通风过程是,燃油在热风炉内燃烧,产生的烟道气用于蒸煮与干燥。烟道气由风机抽吸而流过蒸煮机和干燥机,通过这两台机器的气流是用气阀加以调节的。烟道气有一部分回流到热风炉,过剩的烟道气则穿过散热器,降温后由排气口排出。原料是在圆筒形的蒸煮机和干燥机里被间接加热的,圆筒内装有若干水平的管道,圆筒在一个包有绝热层的外壳内慢慢转动,热烟道气在这些管道内和圆筒与外壳的间隙中通过。热量就经过筒壁和管壁间接地传给物料。干燥机是用从散热器来的热空气通风的,可以起助干作用,通风带走的细微粉末由旋风分离器分离回收,再进入干燥机内。干燥机所产生的臭蒸汽经过旋风分离器分出细粉末后被引入除臭装置,在其内受到水洗和冷却,可溶、可凝的部分便除去了,剩下的部分再分两路,一路进热风炉燃烧,另一路经过散热器,利用烟道气余热加热后作为干燥机的通风空气。阿法拉伐用的除臭工艺与阿特拉斯的ATV法相仿,效果也较好。
除瑞典阿法拉伐公司以外,中国和日本也研制过离心法鱼粉设备(例如中国的YF型和日本的东海型),不同的是这些设备用蒸汽加热,没有用烟道气,无需热风炉。综合了阿特拉斯和阿法拉伐的某些优点,是一种较好的新机型。
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