扇贝是一种集食用、药用和滋补为一体的重要水产品,对其高值化利用引起业界的广泛关注。新鲜、无损是提高闭壳肌经济价值的先决条件,扇贝收获期短,上岸后需要快速处理,自动化无损开壳成为全产业链的瓶颈问题。本文从扇贝的微观结构和生物学特性入手,提出了一种基于红外热源的鲜活扇贝无损开壳方法,并对该方法的理论可行性及关键技术进行了研究,对红外加热技术在扇贝自动化加工领域的推广应用具有重要的意义。利用电子显微镜对海湾扇贝壳的内表面和断层微观结构以及闭壳肌的微观纤维结构进行了观察研究,通过分析贝壳和闭壳肌的微观结构特点,构建了一种贝壳与闭壳肌之间胶合嵌入式的连接模型,揭示了在加热条件下闭壳肌痕连接界面的分离机制,为鲜活海湾扇贝的无损靶向开壳机理研究提供了理论依据。利用XRD技术对海湾扇贝壳的材料矿物组成以及红外吸收特性进行了分析,为红外热源波段的选取提供了依据。为了能够对贝壳表面温度分布进行预测和控制,以保证开壳效果,通过分析红外辐射下灯管的直接辐射角系数和梯形灯罩的间接辐射角系数,以及在灯罩影响下红外灯管功率的分配问题,建立了扇贝壳表面的热流密度分布方程,结合一维非稳态传热基本理论和贝壳的热力学基本参数,得出扇贝壳上表面的温度分布模型。利用MATLAB对热流密度分布方程进行数值模拟,研究了可控参数包括灯罩侧面倾角、灯罩侧面宽度、灯管安装高度等对辐射热流分布的影响。以贝柱区域辐射热流密度占比作为加热效果指标,利用Box-Behnken对可控参数进行多因素模拟试验优化。根据优化结果进行了温度模拟和试验验证。结果表明,温度预测结果与试验结果吻合良好,平均相对误差维持在10%以内。进行了红外开壳试验,开壳效率可达900个/h,开壳后外表面温度维持在85～98 ℃之间,内部裙边组织收缩率在20%～40%之间,且剥离后贝柱品质较高,感官效果评分可达93分。研究结果表明,基于红外热源的鲜活扇贝开壳技术可以实现扇贝的自动化无损开壳,能够有效提高开壳效率与开壳质量。